KR100945491B1 - Ｗｐａｎ에서 데이터 프레임을 생성하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 데이터 프레임은 복수 개의 서브 프레임을 포함하고, 각 서브 프레임은 오류를 검출하기 위한 FCS를 포함하여, 송신 디바이스는 오류가 발생한 서브 프레임만을 선택적으로 재전송할 수 있고, 중요도에 따라 재전송할 서브 프레임을 능동적으로 결정할 수 있게 되므로 WPAN에서 한정적으로 할당된 채널 타임을 효율적으로 활용할 수 있다.

Description

ＷＰＡＮ에서 데이터 프레임을 생성하는 방법 및 장치 {Method and apparatus for generating data frame in Wireless Personal Area Network}
본 발명은 WPAN에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 방법에 관한 것이다.
WPAN은 가정이나 사무실 등의 비교적 거리가 짧은 개인 영역(Personal Operating Space)에서의 무선 접속을 제공하는 네트워크이다. WPAN에서는 약 10m 정도의 범위를 가지는 피코넷에서 디바이스들이 TDMA 방식으로 통신하며, 애드 혹 네트워크를 구성한다.
이와 같은 개인 영역(Personal Operating Space)에서의 통신 표준을 제공하기 위해 IEEE 802.15 WG(Working Group)이 만들어졌으며, IEEE 802.15 WG에 속한 네 개의 TG(Task Group)들 중 IEEE 802.15.3에서는 고속의 데이터 전송을 위한 규격인 HR(High Rate)-WPAN의 표준화를 완료하였다.
도 1은 WPAN에서 사용되는 일반적인 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
프리앰블(110)은 패킷 검출, 심볼 동기화, 주파수 동기화 등을 위한 패턴이 기록되는 필드이다.
PHY 헤더(120)는 프레임 바디의 길이, 프레임 바디의 데이터율 등에 관한 정보가 기록되는 필드로서, 물리 계층의 헤더이며, MAC 헤더(130)는 MAC 계층에서 사용되는 헤더이다.
MSDU(MAC Service Data Unit)(140)은 MAC 계층이 상위 계층으로부터 전달받는 데이터로서, MAC 계층의 서비스를 거쳐서 PHY 계층으로 전달되는 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 페이로드가 되는 부분이다.
FCS(Frame Check Sequence)(150)는 데이터 프레임에서 전송에 의한 오류가 발생한 경우, 수신 측에서 이러한 오류를 검출할 수 있도록 하는 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드가 기록되는 필드이다.
WPAN에서 사용되는 데이터 프레임에 관한 더욱 상세한 설명은 IEEE 802.15.3 HR-WPAN 규격 등에 나와 있으므로, 여기서는 생략한다.
WPAN에서 수신 디바이스가 송신 디바이스로부터 도 1에서와 같은 데이터 프레임을 수신하면, FCS를 이용하여 오류를 탐지한다. 만약 오류가 없다면, 수신 디바이스는 송신 디바이스에게 ACK을 송신하여 데이터 프레임이 에러 없이 수신되었음을 알린다.
이와 같이, 종래 기술에 의하면 MSDU(140)의 어느 부분에서라도 오류가 발생하는 경우에는 수신 디바이스는 해당 데이터 프레임에 대한 ACK을 전송하지 않으며, 따라서 송신 디바이스는 데이터 프레임 전체를 재송신해야 하므로 대역폭 및 자원이 비효율적으로 사용되는 문제가 있다. TDMA 방식의 WPAN에서 이와 같은 재송 신 과정은 QoS에 치명적일 수 있으며, 특히 상대적으로 다른 데이터에 비해 덜 중요해서 무시되어도 좋은 데이터에 오류가 생긴 경우에도 데이터 프레임 전체를 재송신하게 되면 한정된 채널 타임을 비효율적으로 사용하게 되는 문제가 생긴다.
본 발명은　WPAN에서 디바이스에게 할당된 채널 타임을 효율적으로 사용할 수 있도록 데이터 프레임을 생성하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 방법에 있어서, 적어도 하나의 MSDU를 이용하여 복수 개의 서브 프레임들을 생성하는 단계; 상기 서브 프레임들 각각에 대하여 해당 서브 프레임의 정보를 포함하는 서브 헤더를 생성하는 단계; 및 상기 서브 프레임들 및 상기 서브 헤더들 및 MAC 헤더를 이용하여 PSDU를 생성하는 단계를 포함하며, 상기 서브 프레임들 각각은 해당 서브 프레임의 오류를 검출하기 위한 FCS 필드를 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 서브 프레임들을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 MSDU로부터 추출된 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 이용하여, 제1타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임, 제2타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임 및 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들 모두를 포함하는 서브 프레임을 생성하며, 상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임이 어떤 비트들로 구성된 서브 프레임인지를 나타내는 필드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 서브 프레임들 중 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 모두 포함하는 서브 프레임은 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적으로 오류를 검출 하기 위한 FCS들이 기록되는 별개의 필드들을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 PSDU 생성 단계는, 상기 서브 헤더들의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하는 단계; 및 상기 서브 프레임들, 상기 서브 헤더들 및 상기 CRC 코드를 MAC 헤더와 결합하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임의 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적인 ACK을 요청하는지 여부를 가리키는 필드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 프레임 생성 방법은, PHY 헤더, 상기 서브 헤더들 및 상기 MAC 헤더에 대하여는 상기 서브 프레임들보다 더 낮은 데이터율이 산출되는 MCS를 적용하여 PPDU를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 서브 헤더들은, 해당 서브 프레임이 하나의 MSDU가 분할들(fragmentations) 중 하나인 경우, 해당 MSDU의 식별자가 기록되는 필드 및 해당 MSDU의 분할들 내의 상기 서브 프레임의 순서에 관한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 프레임 생성 방법은, 상기 데이터 프레임에 상기 서브 헤더들이 포함되었는지의 여부를 가리키는 필드를 포함하는 PHY 헤더를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 프레임 생성 방법은, 프리앰블, PHY 헤더 및 상기 MAC 헤더의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하는 단계; 및 상기 CRC 코드 및 상기 PSDU를 이용하여 PPDU를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임에 적용된 MCS에 대한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 데이터 프레임 생성 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체를 제공한다.
또한, 본 발명은 WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 장치에 있어서, 적어도 하나의 MSDU를 이용하여 복수 개의 서브 프레임들을 생성하는 서브프레임생성부; 상기 서브 프레임들 각각에 대하여 해당 서브 프레임의 정보를 포함하는 서브 헤더를 생성하는 서브헤더생성부; 및 상기 서브 프레임들 및 상기 서브 헤더들 및 MAC 헤더를 이용하여 PSDU를 생성하는 PSDU생성부를 포함하며, 상기 서브 프레임들 각각은 해당 서브 프레임의 오류를 검출하기 위한 FCS 필드를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, WPAN의 송신 디바이스는 하나의 데이터 프레임에 포함된 복수 개의 서브 프레임들 중 오류가 발생한 서브 프레임만을 선택적으로 재전송할 수 있다.
또한, 데이터가 비압축인 경우, 각 서브 프레임은 그 중요도가 서로 달라질수 있으므로, 송신 디바이스는 재전송할 서브 프레임을 상황에 따라 능동적으로 결정하여 한정된 채널 타임을 효율적으로 사용할 수 있다. 나아가, 하나의 서브 프레임에 상대적으로 중요한 데이터와 상대적으로 덜 중요한 데이터가 있는 경우에도 이들 각각에 대한 FCS를 기록하므로, 수신측에서 이들 각각에 대해 독립적으로 오 류를 검출할 수 있게 된다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 데이터 프레임을 생성하는 과정을 나타낸 도면이다.
단계 201에서, MSDU(MAC Service Data Unit)의 분할(fragmentation) 또는 병합(aggregation)을 통해 복수 개의 서브 프레임들을 생성한다. 즉, 하나의 MSDU로부터 여러 개의 서브 프레임들이 생성될 수도 있고, 여러 개의 MSDU들을 병합하여 하나의 서브 프레임이 생성될 수도 있다.
MSDU가 MPEG이나 JPEG 등과 같은 압축 알고리즘을 통해 압축된 데이터라면 모든 비트들이 동일한 중요도를 가지겠지만, RGB 데이터와 같은 비압축 데이터라면 각 비트에 실려있는 정보의 중요도는 달라진다. 예를 들면, 일반적으로 RGB 데이터의 경우 1바이트의 상위 4비트는 하위 4비트에 비하여 중요한 정보를 가진다. 이하에서는 이와 같이 MSDU의 각 바이트에서 상대적으로 중요한 비트들을 MSB(More Significant Bits), 상대적으로 덜 중요한 비트들을 LSB(Less Significant Bits)라 칭하기로 한다. 1 바이트에서 상위 몇 비트가 MSB가 되는지는 데이터의 종류 및 구현 예에 따라 달라질 수 있을 것이다. 다만, 1 바이트에서 MSB를 제외한 나머지 비트들은 모두 LSB가 된다.
단계 201에서는 서브 프레임들을 생성할 때, MSB로만 구성된 서브 프레임, LSB로만 구성된 서브 프레임, MSB 및 LSB를 모두 포함하는 서브 프레임을 생성하는 것이 바람직하다. 즉, 세 가지 타입의 서브 프레임들을 생성한다. 이와 같이 하면, 서브 프레임들 간의 중요도가 달라지므로 서브 프레임에 오류가 발생하였을 때 송신측에서 어떠한 서브 프레임을 선택적으로 재전송할 것인지를 결정하여 채널 타임을 효율적으로 사용할 수 있기 때문이다.
단계 202에서는 서브 프레임들 각각에 FCS를 기록한다. 즉, 본 발명에서는 각 서브 프레임들이 별도의 FCS 필드를 가지므로 하나의 데이터 프레임을 송신한 경우에도 수신측에서는 구체적으로 어떠한 서브 프레임에서 오류가 발생하였는지를 탐지할 수 있게 되고, 수신측이 송신측에게 어떠한 서브 프레임에서 오류가 발생하였는지를 통지하게 되면 송신측에서는 오류가 발생한 서브 프레임만을 재송신할 수 있으므로 채널 타임을 효율적으로 사용할 수 있다.
단계 203에서, 서브 프레임들에 대한 서브 헤더들을 생성한다. 서브 헤더들에는 서브 프레임들에 대한 정보가 기록된다. 서브 헤더에 대한 보다 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술한다.
단계 204에서, 서브 헤더들의 오류 검출을 위한 CRC(Cyclic Redundancy Check) 코드를 생성한다. 서브 헤더들에서 오류가 발생하면 수신측에서 서브 프레임들을 디코딩하여도 정확한 데이터를 얻을 수 없으므로, 서브 헤더들에 오류가 발생하였는지를 먼저 체크하여 오류가 발생하였으면 수신측이 아예 나머지 부분들을 디코딩하지 않도록 하여 시간 및 자원을 절약하기 위한 것이다.
단계 205에서, MAC 헤더, PHY 헤더 및 프리앰블을 생성한다.
단계 206에서, MAC 헤더, PHY 헤더 및 프리앰블의 오류 검출을 위한 CRC 코드를 생성한다. 이러한 헤더들에서 오류가 발생하면 수신측에서 나머지 부분들을 디코딩하지 않도록 하여 시간 및 자원을 절약하기 위한 것이다.
한편, MAC 계층에서 PHY 계층에게 MPDU(=PSDU)를 전달할 때, 데이터 프레임에 대한 MCS(Modulation and Coding Scheme)을 정해주고, PHY 계층에서는 이에 따라 변조 및 코딩을 수행하는데, MCS에 따라 데이터율(Data Rate)이 달라진다. 일반적으로 데이터율이 낮을수록 오류가 발생할 확률이 낮으므로, MAC 헤더, PHY 헤더, 프리앰블 및 서브 헤더들은 서브 프레임들에 비해 낮은 데이터율이 산출되는 MCS를 적용하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임은 프리앰블(301), PHY 헤더(302), MAC 헤더(304), HCS1(305), 서브 헤더들(306), HCS2(307), 서브 프레임들(308)을 포함한다.
PHY 헤더(302)에는 데이터 프레임에 서브 헤더들(306)이 포함되어 있는지의 여부를 나타내는 서브헤더 플랙(303)이 포함된다.
HCS1(305)은 프리앰블(301), PHY 헤더(302) 및 MAC 헤더(304)의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드인 HCS(Header Check Sequence)가 기록되는 필드이며, HCS2(307)는 서브 헤더들(306)의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드인 HCS가 기록되는 필드이다.
한편, 서브 헤더들(306)을 구성하는 서브 헤더(311)는 MCS Information 필드(321), FCS Information 필드(322), Subframe information 필드(323), UEP ACK Request 필드(324), MSDU Number 필드(325), Fragmentation Information 필드(326), Subframe length 필드(327) 및 예약 필드(328)를 포함한다.
MCS Information 필드(321)에는 데이터 프레임에 어떠한 MCS가 적용되었는지를 나타내는 정보가 포함된다. 이러한 정보는 특정 MCS를 가리키는 인덱스가 될 수 있으며, WPAN 디바이스들은 미리 인덱스와 MCS가 매칭된 테이블을 가지고 있어야 한다. 이러한 테이블의 예시를 도 4에 나타내었다.
FCS Information 필드(322)에는 해당 서브 프레임에 FCS가 포함되어 있는지의 여부를 나타내는 정보가 기록된다. FCS 정보가 1로 set된 경우, 해당 서브 프레임이 MSB와 LSB를 모두 포함한다면, 해당 서브 프레임에는 MSB와 LSB 각각에 대한 오류를 독립적으로 검출할 수 있는 별개의 FCS들이 포함된다.
Subframe information 필드(323)에는 해당 서브 프레임이 어떠한 비트들로 이루어진 것인지를 나타내는 정보가 기록된다. 즉, 전술한 바와 같이 서브 프레임은 MSDU에서 추출된 MSB 및 LSB를 이용하여 생성되므로, 해당 서브 프레임이 MSB만을 포함하는지, LSB만을 포함하는지, 아니면 MSB와 LSB를 모두 포함하는지를 나타낸다.
UEP ACK Request 필드(324)는 UEP(Unequal Error Protection)에 따른 ACK을 요청하는지 여부를 나타내는 정보가 기록된다. UEP에 따른 ACK이란 해당 서브 프레 임이 MSB와 LSB 모두 포함하는 경우, 수신측이 MSB와 LSB 각각에 대해 오류 발생 여부를 통지해주는 것이다. 이러한 UEP ACK을 활용하면, 송신측은 LSB에서만 오류가 발생하였을 때, 통신 환경에 따라 해당 LSB를 재송신하지 않고 더욱 중요한 다른 MSB를 재송신함으로써 QoS를 조절할 수 있다. 이와 같은 ACK 정책(policy) 관련 정보는 MAC 헤더(304)에 기록되는 것이 일반적이다. 따라서, 본 실시예에서는 이러한 정보가 서브 헤더(311)의 UEP ACK Request 필드(324)에 기록되는 것으로 가정하였으나, 구현예에 따라 MAC 헤더(304)에 기록될 수도 있을 것이다.
한편, 해당 서브 프레임이 MSDU의 조각들(fragmentations) 중 하나인 경우, MSDU Number 필드(325)에는 해당 MSDU의 식별자가 기록되며, Fragmentation Information 필드(326)에는 그 조각들 내에서 해당 서브 프레임의 순서에 관한 정보가 기록된다. 본 실시예에서는 Fragmentation Information 필드(326)에 4비트를 할당하였으며, 4비트를 이용하여 해당 서브 프레임이 MSDU의 첫번째 조각인지, 마지막 조각인지, 아니면 나머지 조각들 중 하나인지를 나타낼 수 있다.
Subframe length 필드(327)에는 해당 서브 프레임의 길이에 대한 정보가 기록되며, 예약 필드(328)는 추후 추가적인 정보를 기록하기 위한 필드이다.
본 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 각 필드에 특정 비트 수를 할당하였으나, 이러한 비트 수가 구현 예에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MCS 테이블을 나타낸 도면이다.
전술한 바와 같이, 서브 프레임에 어떠한 MCS를 적용할 것인지에 대한 정보 는 MCS Information 필드(321)에 기록된다.
예를 들어, MCS Information 필드(321)에 2(000010)가 기록되면, 해당 서브 프레임은 16-QAM 방식으로 변조되며, 2/3 방식으로 코딩된다.
만약, MCS Information 필드(321)에 3(000011)이 기록되면, 해당 서브 프레임은 QPSK 방식으로 변조되며, MSB는 4/7방식, LSB는 4/5방식으로 코딩된다. 4/7방식은 4비트의 입력에 3비트의 리던던시(redundancy)를 추가하여 7비트를 출력하는 것이고, 4/5방식은 4비트의 입력에 1비트의 리던던시를 추가하여 5비트를 출력하는 것이다. 리던던시가 클수록 에러 정정(error correction)이 용이하므로, 이 경우 LSB의 경우보다 MSB의 에러 정정이 용이하여 MSB를 오류로부터 더 강력하게 보호할 수 있게 된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서브 프레임은 MCS는 3번을 사용하고, FCS를 사용하며, 서브 프레임에는 MSB와 LSB가 모두 포함되어 있고, UEP ACK을 요청한다.
따라서, 이 때 서브 프레임은 도 5b와 같은 구조를 가진다. 즉, 서브 프레임은 MSB와 LSB를 모두 포함하고 FCS를 사용하므로, MSB의 오류 검출을 위한 MSB FCS와 LSB의 오류 검출을 위한 LSB FCS를 모두 가진다. 이러한 서브 프레임은 3번 MCS(도 4 참조)에 따라 QPSK 방식으로 변조되며, MSB는 4/7, LSB는 4/5 방식으로 코딩될 것이다.
또한, UEP ACK이 요청되었으므로, 수신측에서는 MSB와 LSB 각각에 대하여 오류가 발생하였는지의 여부를 송신 측에게 통지할 것이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서브 프레임은 MCS는 1번을 사용하고, FCS를 사용하며, 서브 프레임에는 MSB 만이 포함되어 있고, UEP ACK을 요청하지 않고 MAC ACK 정책을 따른다.
본 실시예에 따른 서브 프레임은 도 6b와 같은 구조를 가진다. 즉, 서브 프레임은 MSB만으로 구성되고, MSB의 오류 검출을 위한 FCS를 포함한다. 이러한 서브 프레임은 1번 MCS(도 4 참조)에 따라 QPSK 방식으로 변조되며, 2/3 방식으로 코딩된다.
또한, UEP ACK이 요청되지 않았으므로, 수신측에서는 데이터 프레임의 MAC 헤더에 포함된 ACK 정책에 따라 ACK 프로세스를 처리한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서브 프레임은 MCS는 0번을 사용하고, FCS를 사용하며, 서브 프레임에는 LSB 만이 포함되어 있고, UEP ACK을 요청하지 않고 MAC ACK 정책을 따른다.
본 실시예에 따른 서브 프레임은 도 7b와 같은 구조를 가진다. 즉, 서브 프레임은 LSB만으로 구성되고, LSB의 오류 검출을 위한 FCS를 포함한다. 이러한 서브 프레임은 0번 MCS(도 4 참조)에 따라 QPSK 방식으로 변조되며, 1/3 방식으로 코딩된다.
또한, UEP ACK이 요청되지 않았으므로, 수신측에서는 데이터 프레임의 MAC 헤더에 포함된 ACK 정책에 따라 ACK 프로세스를 처리한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서브 프레임은 MCS는 2번을 사용하고, FCS를 사용하지 않으며, 서브 프레임에는 MSB 만이 포함되어 있고, UEP ACK을 요청하지 않고 MAC ACK 정책을 따른다.
본 실시예에 따른 서브 프레임은 도 8b와 같은 구조를 가진다. 즉, 서브 프레임은 MSB만으로 구성되고, 오류 검출을 위한 FCS는 포함하지 않는다. 이러한 서브 프레임은 2번 MCS(도 4 참조)에 따라 16-QAM 방식으로 변조되며, 2/3 방식으로 코딩된다.
또한, UEP ACK이 요청되지 않았으므로, 수신측에서는 데이터 프레임의 MAC 헤더에 포함된 ACK 정책에 따라 ACK 프로세스를 처리한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 서브 프레임은 MCS는 0번을 사용하고, FCS를 사용하지 않으며, 서브 프레임에는 LSB 만이 포함되어 있고, UEP ACK을 요청하지 않고 MAC ACK 정책을 따른다.
본 실시예에 따른 서브 프레임은 도 9b와 같은 구조를 가진다. 즉, 서브 프레임은 LSB만으로 구성되고, 오류 검출을 위한 FCS를 포함하지 않는다. 이러한 서브 프레임은 0번 MCS(도 4 참조)에 따라 QPSK 방식으로 변조되며, 1/3 방식으로 코딩된다.
또한, UEP ACK이 요청되지 않았으므로, 수신측에서는 데이터 프레임의 MAC 헤더에 포함된 ACK 정책에 따라 ACK 프로세스를 처리한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 ACK 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 ACK 프레임은 송신측이 복수 개의 서브 프레임에 대하여 UEP ACK을 요청한 경우이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서의 ACK 프레임을 이용하면, 수신측은 하나의 ACK 프레임을 이용하여 복수 개의 서브 프레임들에 대한 오류 발생 여부를 통지할 수 있다. 나아가, 서브 프레임들의 MSB와 LBS 각각에 대하여 오류 발생 여부를 독립적으로 통지할 수 있으며, 송신 디바이스는 오류가 발생한 LSB 대신 오류가 발생한 MSB만을 재송신함으로써 자신에게 할당된 채널 타임을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임을 생성하는 장치를 나타낸 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따라 데이터 프레임을 생성하는 장치(1100)(일반적으로 WPAN 디바이스)는 서브 프레임 생성부(1101), 서브 헤더 생성부(1102), PSDU 생성부(1103), PHY 헤더 생성부(1104), CRC 코드 생성부(1105) 및 PPDU 생성부(1106)를 포함한다.
서브 프레임 생성부(1101)는 MSDU의 분할 또는 병합을 통해 복수 개의 서브프레임들을 생성한다.
구체적으로, 서브 프레임 생성부(1101)는 MSDU의 MSB 및 LSB를 추출하여, MSB만을 포함하는 서브 프레임, LSB만을 포함하는 서브 프레임 및 LSB와 MSB를 모두 포함하는 서브 프레임을 생성한다.
이 때, 서브 프레임들 각각은 해당 서브 프레임의 오류를 검출하기 위한 FCS 필드를 포함한다.
서브 헤더 생성부(1102)는 서브 프레임들에 대한 정보가 기록된 서브 헤더들을 생성한다. 이러한 서브 헤더에는 도 3에 도시된 바와 같은 필드들이 포함된다.
PSDU 생성부(1103)는 서브 프레임들의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하고, 서브 프레임들, 서브 헤더들 및 CRC 코드를 MAC 헤더와 결합하여 PSDU(PHY Protocol Service Unit)을 생성한다.
PHY 헤더 생성부(1104)는 물리 계층에서 사용되는 헤더인 PHY 헤더를 생성한다. 이 때, PHY 헤더에는 데이터 프레임에 서브 헤더들이 포함되는지 여부를 나타내는 프래그가 포함된다.
CRC 코드 생성부(1104)는 프리앰블, PHY 헤더 및 MAC 헤더의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성한다.
PPDU 생성부(1106)는 PSDU, PHY 헤더, CRC 코드 생성부(1104)가 생성한 CRC 코드를 이용하여 PPDU를 생성한다. PPDU 생성부(1106)는 데이터 프레임에 대한 변조 및 코딩을 수행하는데, 프리앰블, PHY 헤더 및 MAC 헤더에 대하여는 서브 프레 임들보다 더 낮은 데이터율이 산출되는 MCS를 적용한다. 이에 의해 프리앰블, PHY 헤더 및 MAC 헤더에 오류가 발생할 확률은 서브 프레임들보다 낮아지게 된다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 WPAN에서 사용되는 일반적인 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 데이터 프레임을 생성하는 과정을 나타낸도면,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MCS 테이블을 나타낸 도면,
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의구조를 나타낸 도면,
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의구조를 나타낸 도면,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의구조를 나타낸 도면,
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의구조를 나타낸 도면,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 서브 헤더와 서브 프레임의구조를 나타낸 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 ACK 프레임의 구조를 나타낸 도면,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임을 생성하는 장치를 나타낸 도면이다.

Claims (23)

  1. WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 MSDU를 이용하여 복수 개의 서브 프레임들을 생성하는 단계;
    상기 서브 프레임들 각각에 대하여 해당 서브 프레임의 정보를 포함하는 서브 헤더를 생성하는 단계; 및
    상기 서브 프레임들 및 상기 서브 헤더들 및 MAC 헤더를 이용하여 PSDU를 생성하는 단계를 포함하며,
    상기 서브 프레임들 각각은 해당 서브 프레임의 오류를 검출하기 위한 FCS 필드를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 프레임들을 생성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 MSDU로부터 추출된 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 이용하여, 제1타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임, 제2타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임 및 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들 모두를 포함하는 서브 프레임을 생성하며,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임이 어떤 비트들로 구성된 서브 프레임인지를 나타내는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 프레임들 중 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 모두 포함하는 서브 프레임은 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적으로 오류를 검출하기 위한 FCS들이 기록되는 별개의 필드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 PSDU 생성 단계는,
    상기 서브 헤더들의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하는 단계; 및
    상기 서브 프레임들, 상기 서브 헤더들 및 상기 CRC 코드를 MAC 헤더와 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임의 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적인 ACK을 요청하는지 여부를 가리키는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    PHY 헤더, 상기 서브 헤더들 및 상기 MAC 헤더에 대하여는 상기 서브 프레임들보다 더 낮은 데이터율이 산출되는 MCS를 적용하여 PPDU를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은, 해당 서브 프레임이 하나의 MSDU가 분할들(fragmentations) 중 하나인 경우, 해당 MSDU의 식별자가 기록되는 필드 및 해당 MSDU의 분할들 내의 상기 서브 프레임의 순서에 관한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 데이터 프레임에 상기 서브 헤더들이 포함되었는지의 여부를 가리키는 필드를 포함하는 PHY 헤더를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    프리앰블, PHY 헤더 및 상기 MAC 헤더의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하는 단계; 및
    상기 CRC 코드 및 상기 PSDU를 이용하여 PPDU를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임에 적용된 MCS에 대한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임의 길이에 대한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. WPAN에서 사용되는 데이터 프레임을 생성하는 장치에 있어서,
    적어도 하나의 MSDU를 이용하여 복수 개의 서브 프레임들을 생성하는 서브프레임생성부;
    상기 서브 프레임들 각각에 대하여 해당 서브 프레임의 정보를 포함하는 서브 헤더를 생성하는 서브헤더생성부; 및
    상기 서브 프레임들 및 상기 서브 헤더들 및 MAC 헤더를 이용하여 PSDU를 생성하는 PSDU생성부를 포함하며,
    상기 서브 프레임들 각각은 해당 서브 프레임의 오류를 검출하기 위한 FCS 필드를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 서브프레임생성부는, 상기 적어도 하나의 MSDU로부터 추출된 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 이용하여, 제1타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임, 제2타입 비트들 만을 포함하는 서브 프레임 및 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들 모두를 포함하는 서브 프레임을 생성하며,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임이 어떤 비트들로 구성된 서브 프레임인지를 나타내는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 서브 프레임들 중 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들을 모두 포함하는 서브 프레임은 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적으로 오류를 검출하기 위한 FCS가 기록되는 별개의 필드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 PSDU생성부는,
    상기 서브 헤더들의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하고, 상기 서브 프레임들, 상기 서브 헤더들 및 상기 CRC 코드를 MAC 헤더와 결합하는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임의 제1타입 비트들 및 제2타입 비트들에 대하여 독립적인 ACK를 요청하는지 여부를 가리키는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 12항에 있어서,
    PHY 헤더, 상기 서브 헤더들 및 상기 MAC 헤더에 대하여는 상기 서브 프레임들보다 더 낮은 데이터율이 산출되는 MCS를 적용하여 PPDU를 생성하는 PPDU생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 12항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임이 하나의 MSDU의 분할들(fragmentations) 중 하나인 경우, 해당 MSDU의 식별자가 기록되는 필드 및 해당 MSDU의 분할들 내에서 상기 서브 프레임의 순서에 관한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 12항에 있어서,
    상기 데이터 프레임에 상기 서브 헤더들이 포함되었는지의 여부를 가리키는 필드를 포함하는 PHY 헤더를 생성하는 PHY헤더생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 12항에 있어서,
    프리앰블, PHY 헤더 및 상기 MAC 헤더의 오류를 검출하기 위한 CRC 코드를 생성하는 CRC코드생성부; 및
    상기 CRC 코드 및 상기 PSDU를 이용하여 PPDU를 생성하는 PPDU생성부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 12항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임에 적용된 MCS에 대한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 12항에 있어서,
    상기 서브 헤더들은 해당 서브 프레임의 길이에 대한 정보가 기록되는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 의한 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 기록한 기록 매체.
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