KR101242952B1 - 무선 근거리 네트워크에서 신호 송수신 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 및 1b는 무선 랜에서 신호 송수신 방식을 도시한 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 4-way 핸드쉐이크 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 ACK 프레임을 릴레이하는 4-way 핸드쉐이크 과정을 도시한 도면
도 4a 및 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 다수의 이동 노드들간 4-way 핸드쉐이크 과정을 도시한 도면
본 발명은 무선 근거리 네트워크(Wireless LAN(Local Area Network), 이하 '무선 랜'이라 칭함)에 관한 것으로, 특히 무선 랜에서 신호를 효율적으로 송수신하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 무선 랜에서 이동 노드(Mobile Node)가 무선으로 신호를 송신할 수 있는 거리에는 한계가 있다. 이를 해결하고자, 상기 이동 노드의 무선 전송 범위 외부에 있는 다른 이동 노드 또는 기지국과의 통신을 위해 멀티 홉(Multi hop) 방식을 사용하게 되었다. 상기 멀티 홉 방식을 사용하는 통신 시스템으로 대표적인 것이 무선 메쉬 네트워크이다. 상기 무선 메쉬 네트워크는 각각의 이동 노드들이 데이터 통신을 수행하는 주체가 되어 같은 네트워크 안의 다른 이동 노드로부터 수신한 신호를 다른 이동 노드에 릴레이(relay) 및 라우팅하는 통신 시스템이다.
따라서, 상기 무선 메쉬 네트워크는 유선 네트워크의 설치가 어려운 지역에서 네트워크의 확장을 용이하게 하였으며, 각각의 이동 노드들이 인접한 이동 노드들과 직접 연결되어 있기 때문에 신뢰할 수 있는 구조를 가진다.
본 발명은 무선 랜에서 효율적인 신호 송수신을 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 무선 랜에서 공통 채널을 통해 ACK 프레임을 송신하여 사이클(cycle) 시간을 감소시키는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 랜에서 공통 채널을 이용해 RTS 프레임 및 CTS 프레임 송수신을 수행함으로써 사이클 시간을 감소시키는 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선 랜에서 ACK 프레임에 특정 시간값을 포함하여 인접한 이동 노드로 릴레이함으로써 RTS 프레임의 동시 전송이 가능하게 하는 방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 방법은, 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 방법에 있어서, 제1 이동 노드가 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임을 수신하고, 상기 제1 이동 노드가 상기 제2 이동 노드로 공통 채널을 통해 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 알리는 긍정 응답(ACK) 프레임을 송신함을 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 다른 방법은, 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 방법에 있어서, 제1 이동 노드가 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 알리는 긍정 응답(ACK) 프레임을 수신하고, 상기 제1 이동 노드가 상기 ACK 프레임에 다음 데이터 프레임 송신 시점을 지시하는 정보를 포함하여 제3 이동 노드로 송신함을 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 시스템은, 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 시스템에 있어서, 제1 이동 노드와, 제2 이동 노드와, 적어도 하나의 다른 노드를 포함하며, 상기 제1 이동 노드와 상기 제2 이동 노드는 공통 채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임과 CTS(Clear To Send) 프레임을 교환하며, 상기 제1 이동 노드는 데이터 채널을 통해 상기 제 2이동 노드로부터 데이터 프레임을 수신하며, 상기 제2 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 나타내는 긍정 응답(ACK) 프레임을 수신하고, 상기 데이터 프레임의 수신이 완료되자마자, 상기 다른 노드가 상기 데이터 채널을 통해 데이터를 송신 중인 것을 확인하면, 상기 제1 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 ACK 프레임을 송신하고, 상기 ACK 프레임은 상기 다른 노드의 데이터 송신 완료를 기다리지 않고 상기 다른 노드의 데이터 송신 중에 전송됨을 특징으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에서 제안하는 시스템은, 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 시스템에 있어서, 제1 이동 노드와, 제2 이동 노드와, 적어도 하나의 다른 노드를 포함하며, 상기 제1 이동 노드와 상기 제2 이동 노드는 공통 채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임과 CTS(Clear To Send) 프레임을 교환하며, 상기 제1 이동 노드는 데이터 채널을 통해 상기 제 2이동 노드로부터 데이터 프레임을 수신하며, 상기 제2 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 나타내는 긍정 응답(ACK) 프레임을 수신하고, 상기 데이터 프레임의 수신이 완료되자마자, 상기 다른 노드가 상기 데이터 채널을 통해 데이터를 송신 중인 것을 확인하면, 상기 제1 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 ACK 프레임을 송신하고, 상기 ACK 프레임은 상기 다른 노드의 데이터 송신 완료를 기다리지 않고 상기 다른 노드의 데이터 송신 중에 전송됨을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기의 설명에서는 본 발명의 동작을 이해하는데 필요한 부분만을 설명하며 그 이외의 배경 기술은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략한다.
본 발명은 무선 근거리 네트워크(Wireless LAN(Local Area Network), 이하 '무선 랜'이라 칭함)에서 공통 채널(common channel)을 이용해 신호를 송수신 하는 방법을 제안한다. 특히, 본 발명의 제1 실시예서는 데이터 프레임 송신을 완료한 이동 노드가 공통 채널을 통해 상대 이동 노드로부터 ACK 프레임을 수신하는 방안을 제안하며, 제2 실시예서는 새로운 형태의 ACK 프레임을 사용하여 인접 이동 노드로 상기 새로운 ACK 프레임을 릴레이하여 RTS(Request To Send) 프레임을 동시에 전송할 수 있도록 하는 방안을 제안한다.
도 1a 및 1b는 무선 랜에서 신호 송수신 방식을 도시한 도면이다.
먼저 도 1a를 참조하면, 무선 랜, 특히 메쉬 네트워크는 제1 이동 노드(이하 'N1'이라 칭함)(110), 제2 이동 노드(이하 'N2'라 칭함)(120), 제3 이동 노드(이하 'N3'라 칭함)(130) 및 제4 이동 노드(이하 'N4'라 칭함)(140)를 포함한다. 상기 각각의 이동 노드들(110,120, 130 및 140)은 신호 송수신이 가능한 전송 영역을 가진다.
상기 N2(120)와 상기 N1(110), 상기 N3(130)와 N4(140)의 신호 송수신 절차를 4-way 핸드쉐이크(handshake)라 한다. 상기 4-way 핸드쉐이크 절차는 RTS(Request To Send), CTS(Clear To Send), 데이터, ACK(ACKnowledge) 프레임을 송수신 하는 절차를 의미한다. 상기 RTS, CTS, 데이터 및 ACK 프레임 포맷은 IEEE 802.11 무선 랜(Wireless LAN) 규격에 개시되어 있기 때문에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1b를 참조하면, N2(120)는 N1(110)으로 가장 이른 시점에 RTS 프레임(또는 메시지)을 전송한다. 이하에서는 Nx가 송신하는 YYY 프레임을 'YYYx'라 명명하기로 한다. 즉, 상기 N2(120)가 N1(110)을 목적지 주소로 하는 RTS2 프레임을 단일 채널을 통해 송신하면, 상기 N1(110)은 이를 수신한다. 그러나, 상기 N1(110) 뿐만 아니라 N3(130)도 상기 N2(120)의 RTS 프레임을 수신하게 된다. 따라서, 상기 N3(130)는 충돌 방지를 위해 어떠한 신호도 송신하지 않게 된다. 이후, 상기 N2(120)는 상기 N1(110)으로부터 CTS1 프레임을 수신한다.
한편, N3(130)는 상기 N2(120)가 RTS2 프레임을 송신한 시점 이후에 RTS3 프레임을 N4(140)로 송신하고, 상기 N4(140)로부터 CTS2 프레임을 수신한다.
상기 N2(120) 및 N3(130)가 CTS 프레임을 수신하면, 동기화(synchronizing) 된 시점에서 데이터 프레임 DATA2 및 DATA3 프레임을 N1(110) 및 N4(140) 각각으로 송신한다. 하지만, 도 1b에 도시한 바와 같이 DATA2 프레임의 길이가 DATA3 프레임의 길이보다 길기 때문에 상기 N3(130)는 상기 N2(120)가 DATA2 프레임의 송신을 완료한 시점에 후에 ACK4 프레임을 수신할 수 있다. 즉, 상기 N3(130)는 단일 채널을 통해 4-way 핸드쉐이크 절차를 수행하는 경우 상기 N2(120)의 데이터 프레임 전송 완료 후에 ACK4 프레임을 수신하여 동기를 일치시켜야 한다. 이는 상기 N3(130)가 상기 N2(120)의 데이터 프레임 전송을 완료하기까지 시간 자원을 낭비하여야 함을 의미한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 4-way 핸드쉐이크 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1a의 무선 메쉬 네트워크 구조를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2의 설명에 앞서, 제1실시예에서 이동 노드들은 RTS 프레임, CTS(Clear To Send) 프레임 및 ACK 프레임을 공통 채널을 통해 송수신 할 수 있다. 다만, 데이터 프레임은 데이터 채널을 통해서만 송수신 할 수 있다.
도 1a에서 N4(140)로부터 CTS4 프레임을 수신한 N3(130)는 상기 N4(140)로 DATA3 프레임을 송신한다. 동일한 시점에서 N2(120) 역시 N1(110)으로 DATA2 프레임을 송신한다. 하지만, 도 2에 도시한 바와 같이 N3(130)의 데이터 프레임 길이가 N2(120)의 데이터 프레임 길이보다 짧음을 알 수 있다. 본 발명의 제1실시예에서는 상기 N4(140)가 DATA3 프레임 수신을 완료한 후 공통 채널을 통해 ACK4 프레임을 송신한다. 따라서, 종래에 상기 N3(130)가 상기 N2(120)의 데이터 프레임 송신 완료시까지 ACK 프레임을 수신할 수 없었던 것에 비해 본 발명의 제1실시예서는 시간 자원 낭비를 방지할 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 ACK 프레임을 릴레이하는 4-way 핸드쉐이크 과정을 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, N1이 N2로부터 ACK 프레임을 공통 채널을 통해 수신한 시점에 N3는 N4로 데이터 프레임을 송신하는 중이다. 상기 N1은 상기 수신한 ACK 프레임에 RTS 프레임 송신 시점을 지시하는 값(즉, contention window 정보)을 포함시킨 새로운 ACK 프레임을 공통 채널을 통해 상기 N2, N3 및 N4 노드로 송신한다.
상기 새로운 ACK 프레임을 수신한 N3 또는 N4는 상기 ACK 프레임에 지시된 RTS 프레임 송신 시점에서 RTS 프레임을 상대 이동 노드로 송신한다. 물론, 상기 송신 시점에서 N1 또는 N2도 RTS 프레임을 송신할 수 있다. 여기서, 상기 RTS 및 CTS 프레임도 공통 채널을 통해 송수신 될 수 있음을 유념한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 제2실시예에 따른 다수의 이동 노드들간 4-way 핸 드쉐이크 과정을 도시한 도면이다.
도 4a 및 4b를 참조하면, N1(410)은 임의의 이동 노드로부터 수신한 ACK 프레임(411)에 다음 RTS 프레임 송신 시점을 지시하는 값을 포함시켜 공통 채널을 통해 N6(460)으로 송신한다.
이후, 상기 N1(410)은 상기 송신 시점에서 N2(420)를 목적지 주소로 하는 RTS 프레임(413)을 송신한다. 또한, 상기 송신 시점에서 N4(440)는 N3(430)를 목적지 주소로 하는 RTS 프레임(441)을 송신하며, N6(460)는 N7(470)을 목적지 주소로 하는 RTS 프레임(461)을 송신한다.
상기 RTS 프레임(413)을 수신한 N2(420)는 상기 N1(410)을 목적지 주소로 하는 CTS 프레임(421)을 송신한다. 그리고, 상기 RTS 프레임(461)을 수신한 N7(470)은 N6(460)을 목적지 주소로 하는 CTS 프레임(471)을 송신한다. 그러나, N3(430)는 N1(410)의 RTS 프레임(413)을 수신하였기 때문에 상기 N4(440)의 RTS 프레임(441)에 대응하는 CTS 프레임(431)을 송신할 수 없게 된다.
상기 CTS 프레임(421)을 수신한 N1(410)은 상기 N2(420)로 데이터 프레임(415)을 송신하고, 상기 N6(460) 역시 상기 N7(470)로 데이터 프레임(463)을 송신한다. 이후, 상기 N2(420) 및 N7(470) 각각은 상기 N1(410) 및 N6(460) 각각으로 ACK 프레임들(423, 473)을 송신한다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구 의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 무선 랜에서 공통 채널을 이용해 4-way 핸드쉐이크 동작 중 일부 동작을 수행함으로써 시간 자원 낭비를 최소화 하는 이점이 존재한다. 이렇게 시간 자원 낭비를 최소화 시킴으로써 무선 메쉬 네트워크에서의 데이터 처리양을 극대화 시킬 수 있다 이동 노드가 핸드오버 하는 경우 끊김없는 핸드오버를 제공할 수 있게 된다.
Claims (9)
- 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 방법에 있어서,제1 이동 노드가 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임 송신이 있을 것임을 알리는 RTS(Request To Send) 프레임을 공통 채널을 통해 수신하는 과정과,상기 제1 이동 노드가 상기 제2 이동 노드로 데이터 프레임 수신 준비가 완료되었음을 알리는 CTS(Clear To Send) 프레임을 상기 공통 채널을 통해 송신하는 과정과,상기 제1 이동 노드가 상기 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임을 데이터 채널을 통해 수신하는 과정과,상기 제1 이동 노드가 상기 제2 이동 노드로 상기 공통 채널을 통해 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 알리는 긍정 응답(ACK) 프레임을 송신하는 과정을 포함하는 신호 송수신 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서,상기 RTS 프레임 및 CTS 프레임은 상기 공통 채널을 통해 송수신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
- 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 방법에 있어서,제1 이동 노드가 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 알리는 긍정 응답(ACK) 프레임을 수신하는 과정과,상기 제1 이동 노드가 상기 ACK 프레임에 다음 데이터 프레임 송신 시점을 지시하는 정보를 포함하여 제3 이동 노드로 송신하는 과정을 포함하는 신호 송수신 방법.
- 제4항에 있어서,상기 제1 이동 노드가 상기 데이터 프레임 송신 시점에서 인접한 이동 노드로 데이터 프레임 송신이 있을 것임을 알리는 RTS(Request To Send) 프레임을 송신하는 과정과,상기 제3 이동 노드가 상기 데이터 프레임 송신 시점에서 제4 이동 노드로 데이터 프레임 송신이 있을 것임을 알리는 RTS 프레임을 송신하는 과정을 더 포함함을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
- 제5항에 있어서,상기 RTS 프레임은 공통 채널을 통해 송신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
- 제4항에 있어서,상기 ACK 프레임은 공통 채널을 통해 송신됨을 특징으로 하는 신호 송수신 방법.
- 무선 근거리 네트워크에서 이동 노드들 간에 신호 송수신 시스템에 있어서,제1 이동 노드와,제2 이동 노드와,적어도 하나의 다른 노드를 포함하며,상기 제1 이동 노드와 상기 제2 이동 노드는 공통 채널을 통해 RTS(Request To Send) 프레임과 CTS(Clear To Send) 프레임을 교환하며, 상기 제1 이동 노드는 데이터 채널을 통해 상기 제 2이동 노드로부터 데이터 프레임을 수신하며, 상기 제2 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 데이터 프레임 수신을 완료하였음을 나타내는 긍정 응답(ACK) 프레임을 수신하고, 상기 데이터 프레임의 수신이 완료되자마자, 상기 다른 노드가 상기 데이터 채널을 통해 데이터를 송신 중인 것을 확인하면, 상기 제1 이동 노드는 상기 공통 채널을 통해 상기 ACK 프레임을 송신하고, 상기 ACK 프레임은 상기 다른 노드의 데이터 송신 완료를 기다리지 않고 상기 다른 노드의 데이터 송신 중에 전송됨을 특징으로 하는 신호 송수신 시스템.
- 제8항에 있어서,상기 제1 이동 노드는 상기 데이터 프레임이 상기 제2 이동 노드로부터 데이터 프레임 송신이 있을 것임을 알리는 상기 RTS 프레임을 수신하고, 상기 제2 이동 노드로 데이터 프레임 수신 준비가 완료되었음을 알리는 상기 CTS 프레임을 송신한 후에, 상기 제2 이동 노드로부터 상기 데이터 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는 신호 송수신 시스템.
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