KR101282346B1 - 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서 새롭게 제안되는 포맷의 데이터 프레임을 생성, 전송 및 수신하는 방법 및 장치에 관한 기술이 개시된다. 이러한 기술에 따르면, 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임을 생성하는 단계; 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0인 데이터 프레임 생성 방법이 개시된다.

Description

무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING, TRANSMITTING AND RECEIVING DATA FRAME IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 새롭게 제안되는 포맷의 데이터 프레임을 생성, 전송 및 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템, 예를 들어 IEEE 802.11에서 정의되는 무선랜(WLAN)은 분산 시스템(DS)의 접속점 역할을 하는 엑세스 포인트(AP) 및 스테이션(STA)을 포함하는 기본 서비스 셋(BSS)을 지원한다.
무선랜의 국제 표준인 IEEE 802.11에 따르면, 매체 접속 제어(MAC) 계층에서는 MPDU(MAC Protocol Data Unit)라는 데이터 단위로 데이터가 처리된다. 이 때, 물리(PHY) 계층의 데이터 속도에 대한 맥(MAC) 계층의 효율을 높이기 위하여, IEEE 802.11는 복수 개의 MPDU를 어그리게이션(aggregation)하여 물리 계층에서 하나의 데이터 단위로 처리될 수 있도록 하는 방법을 제시하고 있다. 어그리게이션된 MPDU를 A-MPDU라고 부른다.
한편, 최근에는 다중 채널 및 MU-MIMO(MultiUser Multiple-Input Multiple-Output)을 이용하여, 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말로 동시에 데이터를 송수신하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서, 새로운 데이터 프레임 포맷의 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말로 동시에 데이터를 송신하는 무선 통신 시스템에서, 복수의 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 하는 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법과 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임을 생성하는 단계; 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 제1 및 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0인 데이터 프레임 생성 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 전송 단말의 데이터 프레임 전송 방법에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 생성하는 단계; 및 상기 데이터 프레임을 수신 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0인 데이터 프레임 전송 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 수신 단말의 데이터 프레임 수신 방법에 있어서, 전송 단말로부터 전송되는, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 데이터 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 전송 단말로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0인 데이터 프레임 수신 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임을 생성하는 제1프레임 생성부; 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성하는 제2프레임 생성부; 및 상기 제1 및 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성하는 제3프레임 생성부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 전송 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 및 상기 데이터 프레임을 수신 단말로 전송하는 프레임 전송부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 수신 장치에 있어서, 전송 단말로부터 전송되는, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 수신하는 프레임 수신부; 및 상기 데이터 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 전송 단말로 전송하는 프레임 전송부를 포함하며, 상기 데이터 프레임을 인코딩하는 인코딩부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서 사용될 수 있는 새로운 데이터 프레임 포맷을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 종래의 규격에 기반한 데이터 프레임 포맷을 제공함으로써, 데이터 프레임 송수신에 있어서 호환성이 보장될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 데이터 프레임을 생성함으로써, 데이터 프레임의 길이 차이에 따라 발생하는 프레임 수신 불가 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU) 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 데이터 프레임 수신에 따른 응답 방법을 설명하기 위한 도면,
도 3은 데이터 프레임과 응답 프레임을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 데이터 프레임과 응답 프레임을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 생성 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 다른 데이터 프레임 전송 방법을 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU) 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, A-MPDU 프레임은 복수개(여기서, n은 자연수)의 서브 프레임을 포함한다. 서브 프레임은 딜리미터(delimeter), MPDU 및 패드(pad)를 포함한다. 딜리미터는 MPDU의 전단에 위치하며, MPDU의 구별을 위해 사용된다. 표준에는 A-MPDU의 서브 프레임의 시점 간격이 32비트, 즉 4바이트의 정수배가 되도록 규정되어 있는데, 패드는 A-MPDU의 서브 프레임의 시점 간격이 32비트의 정수배가 되도록 하기 위해 사용된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 마지막 서브 프레임은 패드를 포함하지 않는다. 패드는 0에서 3바이트일 수 있다.
딜리미터는 MPDU의 길이 정보, 딜리미터의 무결성을 보장하기 위한 CRC 및 딜리미터를 특정짓는 시그니쳐(signiure)를 포함한다.
도 2는 데이터 프레임 수신에 따른 응답 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1단말로부터 전송된, 도 1과 같은 A-MPDU(201)를 수신한 제2단말은 기 설정된 응답 정책에 따라 응답 프레임(203)을 전송 장치로 전송한다. 이 때, 제2단말은 A-MPDU를 수신한 후에, SIFS(Short Inter Frame Space) 이후 블록 응답(block ack) 프레임을 제1단말로 전송한다. 제2단말은 제1단말로부터 별도의 블록 응답 요청 프레임을 수신한 후에, 블록 응답 프레임을 제1단말로 전송할 수도 있는데, MAC 계층에서의 전송 효율을 높이기 위해 별도의 블록 응답 요청 프레임없이 블록 응답 프레임을 전송하는 방법이 많이 사용된다.
한편, 최근에 하나의 BSS에서 제공되는 데이터 스루풋(throughput)을 증가시키고자 하는 요구가 늘어나고 있다. 스루풋을 증가시키기 위한 방법으로서 다중사용자 MIMO(MU-MIMO) 기술과, 다중 주파수 채널 기술이 주로 연구되고 있다. 이러한 기술을 사용할 경우, 하나의 단말은 다중 채널 또는 MU-MIMO를 이용하여, 다중 경로를 통해 동시에 복수의 단말과 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서 BSS의 스루풋이 획기적으로 증가될 수 있다.
그런데, 다중 경로를 이용하여 통신이 이루어지는 경우, 다중 경로 각각에 대해 송신과 수신이 동시에 이루어질 수는 없다. 예를 들어 제1단말이 제2채널과 제3채널을 이용하여 통신하는 경우, 제2채널로 데이터를 전송하면서 제3채널로 데이터를 수신할 수 없다. 즉, 제1단말은 제2채널과 제3채널로 동시에 데이터를 전송하거나 동시에 데이터를 수신할 수 있다.
따라서 복수의 단말이 다중 경로를 이용하여 데이터 프레임을 송수신하고, 다중 경로 각각으로 송수신되는 데이터 프레임의 길이가 다를 경우, 데이터 송수신에 문제가 발생할 수 있다. 아래의 도 3을 이용하여 보다 자세히 설명하기로 한다.
도 3은 데이터 프레임과 응답 프레임을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 설명된 바와 같이, 수신 단말은 수신된 데이터 프레임에 대해 응답 프레임을 전송한다. 따라서, 수신된 데이터 프레임의 길이에 따라 수신 단말이 응답 프레임을 전송하는 시간에 차이가 발생한다. 다중 경로를 통해 복수의 단말이 응답 프레임을 전송하는 경우에, 다중 경로 별로 응답 프레임의 전송 시점에 차이가 발생할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 제1단말이 제2단말로 전송하는 데이터 프레임(301)의 시간적인 길이가 제3단말로 전송하는 데이터 프레임(303)의 시간적인 길이보다 짧기 때문에, 제3단말이 제1단말로부터 데이터 프레임(303)을 수신하고 있는 중에, 제2단말은 제1단말로 응답 프레임(305)을 전송할 수 있다. 따라서 제2단말이 SIFS 이후 응답 프레임(305)을 제1단말로 전송한다고 하더라도 데이터 프레임(303)과 응답 프레임(305)의 충돌이 발생할 수 있다. 이 경우, 제1단말이 제3단말로 데이터 프레임(303)을 전송하는 중에 제2단말이 응답 프레임(305)을 제1단말로 전송하므로, 제1단말은 제2단말의 응답 프레임을 수신할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위한 새로운 데이터 프레임 포맷을 제안한다. 본 발명에 따른 데이터 프레임은 데이터의 길이 정보를 0으로 포함하는 서브 프레임을 추가로 포함한다. 여기서, 길이 정보가 0이라는 것은 서브 프레임에 실제 데이터가 포함되지 않는다는 것을 의미하며, 예를 들어 데이터 프레임이 어그리게이션된 MPDU 프레임일 경우, MPDU의 길이 정보가 0, 즉 MPDU의 길이 값이 0이 된다. 즉, 본 발명에 따른 데이터 프레임은 복수의 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 하기 위한 서브 프레임을 추가로 포함함으로써, 전술된 문제점을 해결할 수 있다.
예를 들어, 제1채널로 전송될 제1데이터 프레임의 시간적인 길이가 5이고, 제2채널로 전송될 제2데이터 프레임의 시간적인 길이가 4인 경우, 제2데이터 프레임에는 MPDU 길이 정보가 0인 서브 프레임이 추가로 포함될 수 있다. 따라서 제1데이터 프레임의 시간적인 길이와 제2데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일해질 수 있으며, 제1 및 제2데이터 프레임 각각을 수신하는 단말은 프레임의 충돌없이 응답 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 데이터 프레임의 크기는, 통신 시스템 규격 상 기 설정된 크기에 따라 결정될 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 데이터 프레임에는 데이터 프레임의 크기가 기 설정된 크기에 부합하도록 하기 위한 패드가 더 포함될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다. 도 4 및 도 5에서는 데이터 프레임이 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU)인 경우가 일실시예로서 설명된다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 프레임은 서브 프레임(401) 및 패딩 딜리미터(403)를 포함한다. 이 때, 본 발명에 따른 데이터 프레임은 적어도 하나 이상의 서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 패딩 딜리미터를 포함할 수 있다. 도 4에서 n은 자연수이다.
패딩 딜리미터(403)는 전술된 딜리미터와 같이, MPDU 길이(MPDU length) 정보, CRC 및 시그니쳐를 포함한다. 다만, 본 발명에 따른 패딩 딜리미터(403)의 종단에 MPDU가 위치하지 않기 때문에, 패딩 딜리미터(403)에 포함된 MPDU 길이 정보는 0이 된다. 즉, 패딩 딜리미터(403)는 전술된 MPDU 길이 정보가 0인 서브 프레임에 대응된다.
패딩 딜리미터(403)의 개수는 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 결정될 수 있다. 즉, 다중 채널 또는 MU-MIMO 방식을 통해, 동일한 송신 구간에서 동시에 복수의 수신 단말 각각으로 데이터 프레임이 전송되는 경우, 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 다중 채널 각각으로 전송되는 데이터 프레임 중 가장 긴 데이터 프레임을 기준으로 패딩 딜리미터의 개수가 결정될 수 있다.
한편, 서브 프레임 각각의 시점 간격은 기 설정된 단위 크기의 정수배에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 단위 크기가 4바이트일 경우, 서브 프레임 각각의 시점 간격은 4바이트의 정수배일 수 있으며, 따라서, 서브 프레임(401)의 크기는 4바이트의 정수배가 될 수 있다. 이 때, 패딩 딜리미터(403)의 크기는 전술된 단위 크기일 수 있으며, 복수 개의 패딩 딜리미터가 사용되는 경우, 복수 개의 패딩 딜리미터 각각의 크기는 4바이트의 정수배가 된다.
이 때, 본 발명에 따른 데이터 프레임은 제1추가 패드(402)를 더 포함할 수 있다. 제1추가 패드는 서브 프레임과 패딩 딜리미터 사이에 위치할 수 있다. 서브 프레임과 패딩 딜리미터 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 되도록 하기 위해 제1추가 패드가 사용된다. 패딩 딜리미터(403)의 경우, MPDU 길이가 0인 서브 프레임이라고 할 수 있으며, 결국, 제1추가 패드(402)는 서브 프레임 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 되도록 하기 위해 사용된다.
즉, 도 1에 도시된 A-MPDU의 경우, 마지막 서브 프레임에는 패드가 포함되지 않으나, 본 발명에 따른 데이터 프레임은 제1추가 패드(402)를 더 포함할 수 있다. 제1추가 패드(402)에 의해 서브 프레임과 패딩 딜리미터 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있다. 그리고 제1추가 패드, 서브 프레임 및 패딩 딜리미터를 포함하는 데이터 프레임의 크기는 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있다. 예를 들어, 단위 크기가 4바이트일 경우, 제1추가 패드의 크기는 0에서 3바이트일 수 있다.
한편, 데이터 프레임의 수신 단말이 디코딩을 용이하게 할 수 있도록 데이터 프레임의 전송 단말은 데이터 프레임의 길이 정보를 별도 시그널 필드에 포함시켜 수신 단말로 제공할 수 있다. 이 때, 시그널 필드에 포함된 데이터 프레임의 길이 정보는 서브 프레임과 제1추가 패드의 길이를 합한 값이 될 수 있다. 패딩 딜리미터(403)의 MPDU 길이 정보는 0이기 때문에, 시그널 필드에 포함된 데이터 프레임의 길이 정보에는 패딩 딜리미터(403)의 길이 정보가 포함되지 않는다.
전술된 데이터 프레임은 전송 단말의 물리 계층에서 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 처리되고 다중 경로 예를 들어, 다중 채널 또는 MU-MIMO를 통해 복수의 수신 단말로 전송된다. 이 때, 복수의 수신 단말 각각으로 데이터가 전송될 때 사용되는 변조 및 코딩 스킴, 즉 MCS(Modulation and Coding Scheme) 레벨이 서로 다른 경우, 전술된 제1추가 패드와 패딩 딜리미터만으로는 다중 경로를 통해 물리 계층에서 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이를 일치시키기 여려울 수 있다. MCS 레벨에 따라 변조 및 코딩 스킴이 달라질 수 있다.
보다 구체적으로, 물리계층에서는 기 설정된 심볼 단위로 데이터 프레임이 처리되는 것이 일반적이다. 예를 들어 OFDM 방식이 사용되는 경우, 물리계층에서는 데이터 프레임이 OFDM 심볼 단위(4us)로 처리되어 전송된다. 즉, 어그리게이션된 MPDU는 수신 단말로의 전송을 위해, 물리 계층에서 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 재처리되기 때문에, 제1추가 패드 및 패딩 딜리미터를 이용하더라도 다중 경로를 통해 물리 계층에서 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 기 설정된 심볼 단위에 부합하지 않을 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 데이터 프레임은 제2추가 패드(405)를 포함할 수 있다. 데이터 프레임이 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 물리 계층에서 전송되는 경우, 물리 계층에서의 데이터 프레임의 시간적인 길이는 기 설정된 단위 길이의 정수배일 수 있다. 이 때, 단위 길이는 예를 들어 전술된 OFDM 심볼 단위일 수 있으며, 제2추가 패드의 크기는 예를 들어, 0에서 3바이트일 수 있다. 이 경우, 물리 계층의 데이터 처리 단위인 PPDU(Phy Protocol Data Unit)에는 제1추가 패드, 패딩 딜리미터, 제2추가 패드 및 물리 계층의 패드가 포함될 수 있다.
결국, 본 발명에 따르면, 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일해질 수 있으며, 데이터 프레임을 수신한 수신 단말들은 프레임의 충돌없이 응답 프레임을 전송할 수 있다. 제1추가 패드, 패딩 딜리미터(403) 및 제2추가 패드(405)는 서브 프레임(401)의 종단에 순차적으로 위치하여 데이터 프레임에 포함될 수 있다.
한편, 도 5의 데이터 프레임은 도 4의 데이터 프레임과 동일한 구성을 포함하며, 도 4의 데이터 프레임과 대응되는 데이터 프레임이다. 다만, 도 4에서는 서브 프레임(401)이 딜리미터, MPDU 및 패드로 표현되어 있으나, 도 5에서는 제1서브 프레임(501)이, 서브 프레임 블록으로 표현되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 도 5의 데이터 프레임은 제1서브 프레임(501), 제1패드(503), 제2서브 프레임(505) 및 제2패드(507)를 포함한다. 본 발명에 따른 데이터 프레임은 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함할 수 있다. 도 5에서 n은 자연수이다.
도 5의 제1서브 프레임(501)은 도 4의 서브 프레임(401)과 대응되며, 도 5의 제2서브 프레임(505)은 도 4의 패딩 딜리미터(403)에 대응된다. 즉, 제2서브 프레임(505)은 딜리미터일 수 있다. 도 5의 제1패드(503)은 도 4의 제1추가 패드에 대응되며, 도 5의 제2패드(507)은 도 4의 제2추가 패드(405)에 대응된다.
전술된 바와 같이, 데이터 프레임의 크기는 기 설정된 단위 크기의 정수배일 수 있다. 제1패드(503)의 경우, 제1 및 제2서브 프레임(501, 505) 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있도록 사용되므로 얼라인먼트(alignment) 패드라고 할 수 있다. 그리고 제2서브 프레임(505)의 경우, MPDU를 포함하지 않으며, 제2서브 프레임(505)의 데이터 길이 정보는 0이므로 널(null) 서브 프레임이라고 할 수 있다. 제2패드(507)의 경우, 물리 계층에서 PPDU에 부가되는 패드와 구별하기 위해 MAC 패드라고 할 수 있다.
한편, 도 4 및 도 5에서는 데이터 프레임이 어그리게이션된 MPDU인 경우가 일실시예로서 설명되었으나, 데이터 프레임은 MPDU 외에 다른 포맷의 데이터를 제1서브 프레임에 포함할 수도 있다. 그리고 이 경우에도 제2서브 프레임, 제1패드 및 제2패드가 데이터 프레임에 포함될 수 있다. 제2서브 프레임, 제1패드 및 제2패드는 항상 데이터 프레임에 포함되는 것이 아니라, 전술된 바와 같이 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 길이, 데이터 프레임의 기 설정된 단위 크기 및 MCS 레벨 등에 따라 데이터 프레임에 포함될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 데이터 프레임과 응답 프레임을 송수신하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 제1단말이 2개의 채널을 이용하여 제2단말 및 제3단말 각각으로 제1 및 제2데이터 프레임 각각(601, 603)을 전송하고자 하는 경우를 나타낸다. 이 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1데이터 프레임(601)의 시간적인 길이가 제2데이터 프레임(603)의 시간적인 길이보다 짧다.
본 발명에 따르면, 제1단말은 패딩 딜리미터(403)을 포함하는 제1데이터 프레임을(601)을 생성하여 제2단말로 전송한다. 제2단말은 제2데이터 프레임(603)의 시간적인 길이에 따라 패딩 딜리미터를 포함시키지 않거나, 적어도 하나 이상의 패딩 딜리미터를 포함시켜 제1데이터 프레임을(601)을 생성할 수 있다.
결국, 제2단말이 응답 프레임을 전송하는 시점은 패딩 딜리미터(403)의 길이만큼 지연될 수 있으며, 따라서 제2 및 제3단말이 제1 및 제2데이터 프레임 각각(601, 603)을 수신하고, SIFS 이후 응답 프레임을 전송할 때, 프레임간 충돌이 방지될 수 있다. 한편, 제1단말은 제1패드(503) 및 제2패드(507)을 더 포함하는 제1데이터 프레임(601)을 생성할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 8에서는, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법을 보다 자세히 설명하기로 한다. 이 때, 데이터 프레임은 도 4 및 도 5에서 설명된 데이터 프레임이며, 무선 통신 시스템은 무선랜 시스템일 수 있다. 도 7에서는 데이터 프레임 생성 장치의 데이터 프레임 생성 방법이 일실시예로서 설명되며, 도 8에서는 데이터 프레임 전송 장치의 데이터 프레임 전송 방법이 일실시예로서 설명된다. 그리고 도 9에서는 데이터 프레임 수신 장치의 데이터 프레임 수신 방법이 일실시예로서 설명된다. 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 장치는 액세스 포인트, 스테이션 또는 단말 등을 포함하는 통신 장치일 수 있으며, 단말은 액세스 포인트 및 스테이션을 포함하는 개념이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 생성 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성 방법은 단계 S601로부터 시작된다.
단계 S701에서 데이터 프레임 생성 장치는 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임을 생성한다.
단계 S703에서 데이터 프레임 생성 장치는 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성한다. 이 때, 제1 및 제2서브 프레임은, 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다. 데이터 프레임은 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU) 프레임일 수 있다. 이 경우, 제2서브 프레임은 딜리미터(delimeter)일 수 있다.
그리고 단계 S703에서 데이터 프레임 생성 장치는 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록, 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성할 수 있다. 즉, 다중 채널 또는 MU-MIMO를 통해 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 데이터 프레임이 전송되는 경우, 데이터 프레임 생성 장치는 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 제2서브 프레임을 생성할 수 있다.
단계 S705에서 데이터 프레임 생성 장치는 제1 및 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성한다. 제1서브 프레임 각각의 시점 간격은 기 설정된 단위 크기의 정수배에 따라 결정되며, 제2서브 프레임 각각의 크기는 단위 크기일 수 있다. 예를 들어, 단위 크기는 4바이트일 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성 방법은 데이터 프레임에 포함되는 제1패드를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때, 제1서브 프레임과 제1패드의 크기의 합은 기 설정된 단위 크기의 정수배가 된다. 즉, 제1패드는, 제1 및 제2서브 프레임 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있도록 사용된다.
또한 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성 방법은 데이터 프레임에 포함되는 제2패드를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 데이터 프레임이 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 물리 계층에서 전송되는 경우, 물리 계층에서의 데이터 프레임의 크기는 기 설정된 단위 크기의 정수배에 따라 결정된다. 여기서, 단위 크기는 예를 들어 OFDM 심볼 단위일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 다른 데이터 프레임 전송 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 프레임 전송 방법은 단계 S801로부터 시작된다.
단계 S801에서 데이터 프레임 전송 장치는 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성한다. 이 때, 제1 및 제2서브 프레임은, 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다. 즉, 데이터 프레임은 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU) 프레임일 수 있으며, 제2서브 프레임은 딜리미터(delimeter)일 수 있다.
보다 구체적으로 단계 S801은 제1서브 프레임을 생성하는 단계; 및 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록, 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
단계 S803에서 데이터 프레임 전송 장치는 데이터 프레임을 수신 단말로 전송한다. 그리고 제1서브 프레임 각각의 시점 간격은 기 설정된 단위 크기의 정수배에 따라 결정되며, 제2서브 프레임 각각의 크기는 단위 크기일 수 있다. 예를 들어, 단위 크기는 4바이트일 수 있다.
한편, 단계 S801은 데이터 프레임에 포함되는 제1패드를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 제1서브 프레임과 제1패드의 크기의 합은 기 설정된 단위 크기의 정수배일 수 있다. 즉, 제1패드는, 제1 및 제2서브 프레임 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있도록 사용된다.
또한 단계 S801은 데이터 프레임에 포함되는 제2패드를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이 때, 데이터 프레임이 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 물리 계층에서 전송되는 경우, 물리 계층에서의 데이터 프레임의 크기는 기 설정된 단위 크기의 정수배일 수 있다. 여기서, 단위 크기는 예를 들어 OFDM 심볼 단위일 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 수신 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 데이터 프레임 전송 방법은 단계 S901로부터 시작된다.
단계 S901에서 데이터 프레임 수신 장치는 전송 단말로부터 전송되는, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 수신한다. 제1 및 제2서브 프레임은, 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다. 즉, 데이터 프레임은 어그리게이션된 MPDU(A-MPDU) 데이터 프레임일 수 있으며, 제2서브 프레임은 딜리미터(delimeter)일 수 있다.
제2서브 프레임은 동일한 송신 구간에서 복수의 수신 단말 각각으로 전송되는 데이터 프레임의 시간적인 길이가 동일하도록 하기 위해 생성된 서브 프레임일 수 있다. 그리고 제1서브 프레임 각각의 시점 간격은 기 설정된 단위 크기의 정수배에 따라 결정되며, 제2서브 프레임 각각의 크기는 단위 크기일 수 있다. 예를 들어, 단위 크기는 4바이트일 수 있다.
단계 S903에서 데이터 프레임 수신 장치는 데이터 프레임에 대한 응답 프레임을 전송 단말로 전송한다. 이 때 데이터 프레임 수신 장치는 데이터 프레임을 수신하고, SIFS 이 후, 블록 응답 프레임을 전송 단말로 전송할 수 있다. .
한편, 데이터 프레임은 제1패드를 더 포함할 수 있으며, 이 때, 제1서브 프레임과 제1패드의 크기의 합은 기 설정된 단위 크기의 정수배이다. 즉, 제1패드는, 제1 및 제2서브 프레임 각각의 시점 간격이 기 설정된 단위 크기의 정수배가 될 수 있도록 사용된다.
또한 데이터 프레임은 제2패드를 더 포함할 수 있다. 이 때, 데이터 프레임이 기 설정된 변조 및 코딩 스킴에 따라 물리 계층에서 전송되는 경우, 물리 계층에서의 데이터 프레임의 크기는 기 설정된 단위 크기의 정수배이다.
한편 도 1 내지 도 8에서는 본 발명이 프로세스 관점에 의해 설명되었으나, 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법을 구성하는 각 단계는 장치적인 관점에 의해 용이하게 파악될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법에 포함된 단계는 본 발명의 원리에 따라 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 장치에 포함된 구성 요소로 이해될 수 있다. 여기서, 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 장치는 액세스 포인트, 스테이션 또는 무선 단말 등을 포함하는 통신 장치일 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 생성 장치는 무선 통신 시스템에서 데이터 프레임 생성 장치에 있어서, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임을 생성하는 제1프레임 생성부; 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 생성하는 제2프레임 생성부; 및 상기 제1 및 제2서브 프레임을 포함하는 데이터 프레임을 생성하는 제3프레임 생성부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 전송 장치는 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 및 상기 데이터 프레임을 수신 단말로 전송하는 프레임 전송부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
또한 본 발명의 일실시예에 따른 데이터 프레임 수신 장치는, 전송 단말로부터 전송되는, 적어도 하나 이상의 제1서브 프레임 및 적어도 하나 이상의 제2서브 프레임을 포함하는 상기 데이터 프레임을 수신하는 프레임 수신부; 및 상기 데이터 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 전송 단말로 전송하는 프레임 전송부를 포함하며, 상기 제1 및 제2서브 프레임은, 상기 제1 및 제2서브 프레임에 포함된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)의 길이 정보를 포함하며, 상기 제2서브 프레임에 포함된 MPDU의 길이 정보는 0이다.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 데이터 프레임 생성, 전송 및 수신 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체(CD, DVD와 같은 유형적 매체뿐만 아니라 반송파와 같은 무형적 매체)를 포함한다.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (28)

  1. 무선랜을 위한 방법에서,
    복수의 A-MPDU(Aggregate-Medium access control (MAC) Protocol Data Unit) 서브프레임을 포함하는 A-MPDU를 생성하고;
    상기 A-MPDU에 영 또는 그 이상의 제1 패딩 유닛을 부가하여 제1 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제1 패딩된 블록의 길이는 미리 지정된 길이 보다 작고, 4바이트의 배수이며,
    상기 제1 패딩된 블록에 하나 또는 그 이상의 제2 패딩 유닛을 부가하여 제2 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제2 패딩된 블록의 길이는 상기 미리 지정된 길이와 같거나 작고, 4바이트의 배수이며, 및
    상기 제2 패딩된 블록을 전송하는 것을 포함하되,
    상기 제1 패딩 유닛과 상기 제2 패딩 유닛은 서로 다른 길이를 갖는 방법.
  2. 제1항에서, 상기 제1 패딩 유닛은 1 바이트의 길이를 갖는 방법.
  3. 제1항에서, 상기 제2패딩 유닛은 4바이트의 길이를 갖는 방법.
  4. 제1항에서, 상기 제2 패딩된 블록을 전송하는 것은
    만약 상기 제2 패딩된 블록의 길이가 상기 미리 지정된 길이보다 작으면, 상기 제2 패딩된 블록에 영 또는 그 이상의 제3 패딩 유닛을 부가하여 제3 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제3 패딩된 블록의 길이는 상기 미리 지정된 길이와 같고,
    상기 제3 패딩된 블록을 전송하는 것을 포함하는 방법.
  5. 제4항에서, 상기 제3 패딩 유닛은 1 바이트의 길이를 갖는 방법.
  6. 제1항에서, 상기 A-MPDU 내의 A-MPDU 서브프레임은 마지막 A-MPDU 서브프레임을 제외하고 4 바이트의 배수의 길이를 갖는 방법.
  7. 제1항에서, 상기 A-MPDU 서브프레임은 각 MPDU의 길이 정보를 포함하고, 상기 길이 정보는 0의 값을 갖는 방법.
  8. 제1항에서, 상기 제2 패딩 유닛은 디리미터(delimiter) 정보를 포함하는 방법.
  9. 제8항에서, 상기 디리미터 정보는 각 MPDU의 길이 정보, CRC(cyclic redundancy check) 와 시그니처 정보를 포함하고, 상기 길이 정보는 0의 값을 갖는 방법.
  10. 제1항에서, 상기 미리 지정된 길이는 전송될 프레임 중 가장 긴 프레임의 길이를 기반으로 결정되는 방법.
  11. 프로세서를 포함하는 무선랜을 위한 장치에서, 상기 프로세서는
    복수의 A-MPDU(Aggregate-Medium access control (MAC) Protocol Data Unit) 서브프레임을 포함하는 A-MPDU를 생성하고;
    상기 A-MPDU에 영 또는 그 이상의 제1 패딩 유닛을 부가하여 제1 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제1 패딩된 블록의 길이는 미리 지정된 길이 보다 작고, 4바이트의 배수이며,
    상기 제1 패딩된 블록에 하나 또는 그 이상의 제2 패딩 유닛을 부가하여 제2 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제2 패딩된 블록의 길이는 상기 미리 지정된 길이와 같거나 작고, 4바이트의 배수이며, 및
    상기 제2 패딩된 블록을 전송하되,
    상기 제1 패딩 유닛과 상기 제2 패딩 유닛은 서로 다른 길이를 갖는 장치.
  12. 제11항에서, 상기 제1 패딩 유닛은 1 바이트의 길이를 갖는 장치.
  13. 제11항에서, 상기 제2패딩 유닛은 4바이트의 길이를 갖는 장치.
  14. 제11항에서, 상기 프로세서는
    만약 상기 제2 패딩된 블록의 길이가 상기 미리 지정된 길이보다 작으면, 상기 제2 패딩된 블록에 영 또는 그 이상의 제3 패딩 유닛을 부가하여 제3 패딩된 블록을 생성하되, 상기 제3 패딩된 블록의 길이는 상기 미리 지정된 길이와 같고,
    상기 제3 패딩된 블록을 전송하는 장치.
  15. 제14항에서, 상기 제3 패딩 유닛은 1 바이트의 길이를 갖는 장치.
  16. 제11항에서, 상기 A-MPDU 내의 A-MPDU 서브프레임은 마지막 A-MPDU 서브프레임을 제외하고 4 바이트의 배수의 길이를 갖는 장치.
  17. 제11항에서, 상기 A-MPDU 서브프레임은 각 MPDU의 길이 정보를 포함하고, 상기 길이 정보는 0의 값을 갖는 장치.
  18. 제11항에서, 상기 제2 패딩 유닛은 디리미터(delimiter) 정보를 포함하는 장치.
  19. 제18항에서, 상기 디리미터 정보는 각 MPDU의 길이 정보, CRC(cyclic redundancy check) 와 시그니처 정보를 포함하고, 상기 길이 정보는 0의 값을 갖는 장치.
  20. 제11항에서, 상기 미리 지정된 길이는 전송될 프레임 중 가장 긴 프레임의 길이를 기반으로 결정되는 장치.
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