KR101765923B1 - 무선 통신 시스템에서의 패킷 송/수신 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에서의 패킷 송/수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 송신 방법은, 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 방법에 있어서, 각 사용자에게 송신하고자 하는 각 패킷을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 패킷을 상기 각 사용자에게 동시에 송신하는 단계를 포함하고, 상기 패킷은, 자신의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하며, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이다.

Description

무선 통신 시스템에서의 패킷 송/수신 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING/RECEIVING PACKET IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 시스템에서의 패킷 송/수신 방법 및 장치에 관한 것이다.
다양한 고용량 멀티 미디어 서비스가 활성화되는 것에 비하여 무선 통신 시스템의 성능은 높지 않다. 다중 사용자가 무선 자원을 공유하므로 사용자가 체감하는 무선 서비스의 전송 속도는 현저히 낮아지게 된다. 이에 따라 대역폭을 증가시켜서 다중 사용자가 공유하는 무선 자원을 확대하거나, 또는 동일한 대역폭의 무선 자원을 사용하면서 각 사용자와의 통신에 특정 빔(beam)을 구현함으로써, 다중 사용자에 대한 무선 통신 시스템의 성능을 높이고자 하는 다양한 기술들이 연구되고 있다.
무선 통신 시스템의 MAC(Medium Access Control, 이하 MAC) 프로토콜은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)를 기반으로 동작하므로, 채널 경쟁 과정에서 나타나는 자원 낭비의 문제점을 내포하고 있다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여, IEEE 802.11 작업그룹 'e'에서 정의된 enhanced MAC은 무선 자원에 대한 송신 권한을 획득하면 TXOP(Transmission Opportunity) 시간 동안 SIFS(Short Inter-Frame Space) 간격으로 multiple MPDU(MAC Protocol Data Unit)s를 송신하고 이에 대한 Block ACK을 수신하는 버스트 전송(burst transmission)을 제안하고 있다. 또한, IEEE 802.11 작업그룹 'n'에서는, IFS 없이 전송 단위인 MSDU와 MPDU를 묶어서 한 번의 무선 자원을 위한 경쟁(contention) 과정을 통해 송신하는, Aggregated MSDU(MAC Service Data Unit)(이하, A-MSDU라 말함)와 Aggregated MPDU(이하, A-MPDU라 말함)를 정의하고 있다.
전술한 무선 통신 시스템의 발전 방향에 맞추어 IEEE 802.11의 작업그룹 'ac'에서는, 고속의 무선 통신 시스템의 구성을 위해, 1개의 AP(Access Point, 이하 AP)와 2개의 스테이션(station, 이하 STA)으로 구성되는 무선 통신 시스템에서 AP의 MAC SAP(Service Access Point)에서는 최대 1Gbps의 성능을 지원해야 하며, 포인트 투 포인트(point-to-point) 환경을 위한 STA의 MAC SAP에서는 최대 500Mbps가 요구된다고 정의하고 있다. 또한, 각 AP와 STA은 동시에 기존의 무선 통신 시스템(IEEE 802.11a/n 시스템)과의 호환을 지원할 수 있다는 특징이 고성능의 무선 통신 시스템의 요구사항으로 정의된다.
무선 통신 시스템에서 송신 장치(AP 또는 STA)는 무선 채널을 획득한 후, 바이트(byte) 단위 길이의 데이터와 상기 데이터의 송신에 필요한 정보를 함께 전송한다. 데이터 및 데이터 송신에 필요한 정보를 포함하여 패킷이라고 한다. 이때 데이터 송신에 필요한 정보는 '헤더(header)'라는 구조에 서로 약속된 값으로 정의된다.
IEEE 802.11a에서 정의된 패킷의 구조는 도 1에 도시된 바와 같다. 일정한 byte 단위 길이의 데이터는 물리계층(physical layer:PHY)에서 필요로 하는 정보를 가지는 Short/Long Training field(11,12)와, Signal field(13), Service field(14), 및 Tail/Padding(16)과 함께 구성되어 수신 장치로 전송되고, 수신 장치는 수신한 각 필드(field)로부터 얻은 정보를 사용하여 데이터를 수신하게 된다. 이때 Service field(14) 및 Tail/Padding(16)과 함께 data field(15)에 포함되는 데이터의 길이는 최대 범위 내에서 가변의 길이를 갖는다.
도 2는 IEEE 802.11a 장치와 802.11n 장치가 모두 수신할 수 있는 복합 형태(mixed format)를 갖는 패킷의 구조이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 복합 형태의 패킷은, L-STF(Legacy-Short Training Field), L-LTF(Legacy-Long Training Field) 및 L-SIG(Legacy-SIGnal Field)와 같은 레거시 필드(legacy field:21)를 포함함으로써 802.11a 장치가 데이터의 수신에 필요한 정보를 얻을 수 있게 하고, 또한 HT-SIG 필드부터 802.11n 장치를 위한 필드(23)를 포함함으로써 802.11n 장치가 데이터의 수신에 필요한 정보를 얻을 수 있도록 한다.
802.11a 및 802.11n과 같은 무선 통신 시스템에서 도 1 및 도 2와 같은 패킷 구조를 정의하고 있듯이, 다중 사용자에게 각기 다른 패킷을 동시에 전송할 수 있는 고성능 무선 통신 시스템(예:다중 사용자 다중 안테나 기술(Multi-user MIMO: MU-MIMO) 기반의 무선 통신 시스템)에 부합하는 패킷 구조가 필요하게 된다.
본 발명은, 고성능 무선 통신 시스템에 요구되는 사항을 만족하기 위하여 다중 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 송신 방법은, 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 방법에 있어서, 각 사용자에게 송신하고자 하는 각 패킷을 생성하는 단계; 및 생성된 상기 패킷을 상기 각 사용자에게 동시에 송신하는 단계를 포함하고, 상기 패킷은, 자신의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하며, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 수신 방법은, 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 송신 장치로부터 패킷을 수신하는 방법에 있어서, 상기 패킷의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하는 상기 패킷을 수신하는 단계; 및 수신된 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 이용하여 상기 패킷을 처리하는 단계를 포함하고, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 송신 장치는, 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 장치에 있어서, 각 사용자에게 송신하고자 하는 각 패킷을 생성하는 패킷 생성부; 및 생성된 상기 패킷을 상기 각 사용자에게 동시에 송신하는 송신부를 포함하고, 상기 패킷은, 자신의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하며, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 수신 장치는, 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 송신 장치로부터 패킷을 수신하는 장치에 있어서, 상기 패킷의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하는 상기 패킷을 수신하는 수신부; 및 수신된 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 이용하여 상기 패킷을 처리하는 패킷 처리부를 포함하고, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이다.
본 발명에 의하면, MU-MIMO 등의 다양한 고성능 무선 통신 시스템에서 다중 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신할 수 있게 된다. 본 발명에 따른 방법과 함께 다중 사용자 지원을 위한 다중 안테나 기술을 서비스에 따라서 동적으로 구성할 수 있으므로 다양한 서비스 지원 및 성능 개선 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11a에서 정의된 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 IEEE 802.11a 장치와 802.11n 장치를 위한 복합 형태(mixed format)를 갖는 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 3 내지 8 및 11은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서의 패킷의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 마지막 A-MPDU 서브프레임의 delimiter를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 null delimiter를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 잔여 심볼을 처리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 송신 장치 및 패킷 수신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가리키는 것으로 사용된다.
본 발명은 무선 통신 시스템에서 다중 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 설명의 편의를 위해, 본 발명은 IEEE 802.11 ac의 무선 통신 시스템('VHT(Very High Throughput) 시스템'이라고도 말함)에서 사용하고자 하는 패킷 구조를 기반으로 설명하므로, 특정한 무선 통신 시스템의 명칭에 제한되지 않는다. 그러므로, 본 발명은 다중 채널을 사용하는 환경(예:서로 다른 주파수를 사용하여 송수신함) 및 다중 사용자 다중 안테나(Multi-User Multi Input Multi Output 이하, MU-MIMO) 시스템의 무선 랜 환경 등 다양한 환경을 모두 지원할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 802.11 ac의 무선 통신 시스템을 위한 패킷의 구조는 도 3과 같다. 도 3의 패킷은 802.11 a/n과의 호환을 위해 복합 형태(mixed format)를 취하며, 802.11 a/n을 위한 필드(101)와 802.11 ac를 위한 필드(103,105) 및 데이터를 위한 필드(107)를 포함한다. 802.11 ac를 위한 필드(103,105)는 802.11 ac를 위한 공통 필드(common field: 103) 및 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(105)를 포함한다. 여기서, 802.11 a/n을 위한 필드(101)는 802.11 a/n의 사용자에게 알려주어야 하는 정보를 포함하고, 802.11 ac를 위한 공통 필드(103)는 802.11 ac의 다중 사용자에게 동일하게 알려주어야 하는 정보를 포함하며, 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(105)는 802.11 ac의 다중 사용자의 각각에게 전송할 정보를 포함하고, 데이터를 위한 필드(107)는 각 사용자에게 전송할 데이터를 포함한다. 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(105)와 데이터를 위한 필드(107)는 각 사용자에게 각기 다른 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 각 사용자에 대하여 105번 필드 및 107번 필드의 하위 필드의 구성 및/또는 길이를 달리할 수 있다.
802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(105)는 802.11 a/n과 같이, training field('VHT training field'라 말함)와 signal field('VHT signal field'라 말함)를 포함할 수 있는데, VHT training field 중 long training field('VHT LTF'라 말함)가 resolvable 또는 non-resolvable인지에 따라, 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(105) 및/또는 데이터를 위한 필드(107)가 각 사용자에 대하여 다르게 구성될 수 있다. 도 4는 non-resolvable의 예로서, 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(405-1,405-2,405-3)가 각 사용자에 대하여 서로 다른 길이를 가지게 된다. 또한, 도 4는 각 사용자에 대하여 동일하지 않은 데이터 길이(407-1,407-2,407-3)를 가지고 있다. 도 5 및 도 6은 resolvable의 예로서, 802.11 ac의 각 사용자를 위한 필드(505, 605)가 각 사용자에 대하여 동일한 길이를 가지게 된다. 도 5는 각 사용자에 대하여 동일한 데이터 길이를 가지는 예이고, 도 6은 각 사용자에 대하여 동일하지 않은 데이터 길이를 가지는 예이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 802.11 ac의 패킷 구조에서 VHT를 위해 필요한 필드는, 각 사용자에 대하여 공통의 정보를 전달하는 부분도 필요하고 서로 다른 정보를 전달하는 부분도 필요하므로, 각 필드를 효율적으로 제어하고 각 사용자마다 다른 정보를 적절하게 알려주기 위한 방법이 요구된다.
전술한 바와 같이, 무선 통신 시스템을 구성하는 IEEE 802.11 legacy MAC은 무선 자원의 송신 권한을 획득했을 때 MSDU를 포함하는 MPDU 단위로 송신하고, IEEE 802.11 enhanced MAC은 TXOP 단위로, 그리고 IEEE 802.11n의 HT(High Throughput)-MAC은 A-MPDU 단위로 송신한다. 이에 본 발명에서는, MU-MIMO 기술을 기반으로 무선 장치가 송신 권한을 획득했을 때 동시에 다중 사용자에 대한 프레임을 송신하는 것을 VHT-MAC의 송신 단위(MU-MIMO transmission unit: MU-MIMO TX unit)라고 정의한다 .
또한 본 발명의 VHT MAC은 single MSDU 또는 MPDU를 송신할 수도 있지만, HT-MAC 이상의 성능을 지원해야 하므로, 송신 데이터 내에 A-MPDU를 전송하는 것이 바람직하며, 본 발명에서 제안하는 방안은 전술한 resolvable 및 non-resolvable의 특징 모두에서 지원될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 3의 패킷 구조를 구체화한 것으로서, 다중 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 전송하는 구조를 나타낸다. 도 7의 패킷은, legacy를 위한 필드(701,101), VHT의 다중 사용자에게 동일하게 알려주어야 하는 정보를 가지는 시그널 필드(singal field)인 VHT-SIG(703,103) 필드, VHT의 각 사용자에 대한 training field와 signal field(711)를 포함하는 VHT training and singal fields(705,105), 및 데이터를 위한 필드(707,107)를 포함한다.
이때, 다중 사용자에게 동시에 전송되는 패킷의 최대 길이(709)를 다중 사용자에게 알려줄 수 있다. 패킷의 최대 길이(709)는 바이트(byte) 단위 또는 심볼(symbol) 단위로 나타낼 수 있는데, 특히, 각 사용자에 대하여 VHT training and singal fields(705)의 길이, 데이터를 위한 필드(707)의 길이 및/또는 송신 MCS(Modulation Coding Scheme)가 다를 수 있으므로, 패킷의 최대 길이(709)는 심볼의 수로 나타내는 것이 바람직하다. 즉, 각 사용자에게 송신되는 송신 MCS가 다르므로, 송신 시간을 기준으로 하기 위함이다. 따라서, 패킷의 최대 길이(709)는, 각 사용자마다 다를 수 있는 VHT training and singal fields(705) 및 데이터를 위한 필드(707)를 전송하기 위해 필요한 최대 심볼의 수를 나타내는 것으로 한다. 도 7에서는 제1 사용자에 대한 VHT training and singal fields(705) 및 데이터를 위한 필드(707)를 송신하는데 필요한 심볼 수가 가장 크므로, 이 심볼 수를 패킷의 최대 길이(709)로 정한다. 패킷의 최대 길이에 대한 정보는 일 실시예로, VHT-SIG(703)에 포함될 수 있다. 변형예에서는, 각 사용자에 대한 송신 MCS의 정보를 함께 전달하거나, 모든 사용자에게 동일한 MCS를 사용하는 경우, 패킷의 최대 길이는 바이트 단위로 나타낼 수도 있다.
각 사용자에게 적용되는 다양한 송신 정보는, 각 사용자에게 전달되는 VHT training and signal fields(705) 내에 존재하는 Individual signal field(711)에 포함될 수 있다. Individual signal field(711)는 도 7과 같이 VHT training and signal fields(705)의 끝 부분에 위치할 수도 있고, 변형예로는, VHT training and signal fields(705)의 앞 또는 중간 부분에 위치할 수도 있다.
또한, 각 사용자에게 전달되는 데이터를 위한 필드(707)의 제일 앞 부분에는 PHY의 service field(713)가 위치하게 되며, 이는 도 1 및 도 2에 도시된 service field(14,25)의 위치와 동일하다. 도 7의 service field(713)는 도 2의 HT 복합 형태 패킷의 service field(25)와 마찬가지로, 스크램블러(scrambler)에 의하여 스크램블되기(scrambled) 이전에는 16 비트(bit)의 '0'값을 지니다가, 의사 랜덤(pseudo-random) nonzero seed 값으로 초기화된다. 이때, scrambler nonzero seed 값은 9 비트(bit)로 구성되며 남은 7 비트(bit)는 예약 비트(reserved bit)로 남겨둔다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 'tail & pad' 필드(16,27)는 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 끝에 따라오며, 사용자의 PHY에서 패킷을 수신하여 처리하기 위해 필요한, 데이터 필드(15,26)의 가장 마지막 정보이다. 예를 들면, tail 필드는 컨볼루션(convolution) 부호기를 "0"상태로 되돌리기 위해 사용될 수 있으며, pad 필드는 프레임의 최소 크기를 맞추기 위한 더미(dummy) 데이터로 사용될 수 있다.
그러나, 전술한 바와 같이, 패킷의 최대 길이 정보를 심볼 수로 알려주고, 각 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 바이트(byte) 단위 길이 정보가 없다면, 각 사용자의 PHY는 자신이 수신한 패킷 내의 유의미한 데이터의 마지막 바이트의 위치를 알 수 없기 때문에, 정확한 'tail & pad' 필드의 위치를 알 수 없는 문제점이 발생한다.
그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 마지막 심볼(n번째 심볼)의 끝에 'PHY pad & tail' 필드(815)를 위치시키면, 각 사용자의 PHY는 패킷의 최대 길이 정보(809)를 통해 마지막 심볼(n번째 심볼)을 알 수 있고, 그 마지막 심볼(n번째 심볼)의 끝 부분에 위치한 'PHY pad & tail' 필드를 찾을 수 있게 된다. 바람직하게는, 각 사용자의 PHY에서 패킷을 수신하여 심볼 단위로 처리 시 처리의 용이성을 위하여, 802.11a/n에서와 다르게 PHY pad 필드 다음에 tail 필드를 위치시킨다. 이로써, 각 사용자의 PHY는 마지막 심볼(n번째 심볼)에서 마지막 필드인 tail을 보다 용이하게 찾을 수 있게 된다. 다르게는, 802.11a/n에서와 같이 tail 필드가 먼저 오고, 그 다음에 PHY pad 필드가 오도록 구성할 수도 있다. 이 경우, 각 사용자의 PHY는 일 예로, 마지막 심볼(n번째 심볼)의 마지막 바이트를 찾은 후 tail 필드를 찾을 수 있다.
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이 마지막 심볼(n번째 심볼)의 끝 부분에 'PHY pad & tail'필드(815)가 위치되도록 하기 위해서는, 유의미한 데이터와 마지막 심볼(n번째 심볼) 내의 'PHY pad & tail'필드(815) 사이는 MAC pad(825)로 채워질 수 있다. 이하, 이에 대하여 상세히 설명한다. 우선, 802.11n에서 정의하고 있는 A-MPDU 프레임(frame)은 하나 이상의 A-MPDU 서브프레임을 포함하고, 각 A-MPDU 서브프레임은 구분자(delimiter), MPDU 및 0~3 pad를 포함한다. 그러나, 802.11n의 마지막 A-MPDU 서브프레임(last A-MPDU subframe)은 0~3 pad(823)를 추가하지 않는다. 여기서, 0~3 pad는 0~3byte pad를 말한다. 이에 반해, VHT에서는 마지막 A-MPDU 서브프레임을 포함한 모든 A-MPDU 서브프레임을 4 바이트 단위로 처리할 수 있도록 마지막 A-MPDU 서브프레임(821)에도 0~3 pad(823)를 추가한다. 도 8에서는 이 부분을 'Last A-MPDU subframe pad'(823)로 명시하고 있다. 즉, VHT 시스템에서는 마지막 A-MPDU 서브프레임을 포함한 모든 A-MPDU 서브프레임에 대해 4 바이트 얼라인먼트(4-byte alignment)를 유지하기 위함이다. 마지막 A-MPDU 서브프레임(821) 다음에는, MPDU length가 '0'인 하나 이상의 null delimiter로 구성되는 MAC pad(825)가 추가되고, 마지막 심볼(n번째 심볼)의 끝 부분에 'PHY pad & tail' 필드(815)가 추가되는 것이다.
도 8과 같이 모든 사용자의 'PHY pad & tail' 필드(815)를 마지막 심볼(n번째 심볼)의 끝 부분에 위치시키는 VHT 프레임 패딩(frame padding) 방법에서는, tail 필드의 위치는 알 수 있으나, 모든 사용자가 유의미한 데이터의 수신이 종료되어도 마지막 심볼(n번째 심볼)의 수신까지 완료해야 한다. 따라서, 도 8의 Length(809)가 나타내는 최대 심볼 길이와 각 사용자의 유의미한 데이터까지의 심볼 길이의 차이에 따라 수신 오버헤드가 발생하게 된다. 예를 들면, 제1 및 제2 사용자에게 동시에 데이터를 전송함에 있어, 제1 사용자에게 전송하고자 하는 데이터가 50심볼이고 제2 사용자에게 전송하고자 하는 데이터가 10심볼인 경우, 제2 사용자에 대하여 40심볼을 MAC pad(825)로 채워야 한다. 제2 사용자는 10심볼만 수신하면 되는데 50심볼을 다 수신해야 하므로, 수신 오버헤드가 발생한다.
이하, 무선 통신 시스템에서 패킷 송신 장치가 다중 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 전송하는 경우, 각 사용자 측에서 tail의 위치를 알아내고 전술한 수신 오버헤드를 줄이도록 할 수 있는 방법에 대하여 도 7 및 도 11을 참조하여 설명한다.
우선, 전술한 바와 같이 송신 장치가 소정의 데이터를 송신하기 위해서는 소정의 데이터 송신에 필요한 정보를 함께 송신한다. 이때, 소정의 데이터는 각 A-MPDU 서브프레임의 MPDU 내에 포함되므로, 송신하고자 하는 마지막 데이터는 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121) 내에 포함된다. 수신 오버헤드를 줄이기 위해서는 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121) 다음에 바로 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)를 위치시켜야 하지만, 각 사용자의 PHY가 tail의 위치를 알아낼 수 있도록 하기 위해서 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)를 어떠한 심볼의 끝부분에 위치시켜야 하므로, 필드의 구성이 달라질 수 있다. 도 7의 (b) 및 도 11의 제1,3 사용자와 같이, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121) 다음에 바로 온 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)가 해당 심볼의 끝부분에 위치하고 있는 경우에는, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121) 다음에 바로 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)를 위치시킬 수 있다. 반면, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121) 다음에 바로 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)를 위치시키면 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)가 해당 심볼의 끝부분에 위치하지 않게 되는 경우(도 7의 (c) 및 도 11의 제2 사용자 경우)에는, MPDU length가 '0'인 하나 이상의 null delimiter로 구성되는 MAC pad(725,1125)가 그 사이에 채워질 수 있다. 이때 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)를 심볼의 끝부분에 위치시킴에 있어, 최소의 MAC pad(725,1125)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 도 7의 (c)와 같이, 'PHY pad & tail' 필드(715,1115)가 n 번째 심볼이 아닌 n-1 번째 심볼에 위치하도록 최소의 MAC pad(725,1125)를 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 아니한다.
본원 발명에서 유의미한 데이터는 해당 사용자에게 실제로 송신하고자 하는 데이터(본원 발명에서 '송신 데이터'라 말함)를 말하며, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)까지로 정할 수도 있고, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)과 'PHY pad & tail' 필드(715,1115) 사이에 추가된, null delimiter로 구성되는 MAC pad(725,1125)까지로 정할 수도 있으며, 'PHY pad & tail' 필드까지로 정할 수도 있다.
'PHY pad & tail' 필드(715,1115)에서, tail의 위치를 용이하게 알 수 있도록 PHY pad 필드 다음에 tail 필드를 위치시키는 것이 바람직하며, 다르게는, 802.11a/n에서와 같이 tail 필드 다음에 PHY pad 필드가 오도록 구성할 수도 있음은 전술한 바와 같다.
후술할 제1, 2 및 3 방법은 각각 별개로 사용될 수도 있고, 다양한 조합으로 함께 사용될 수도 있다.
<제1 방법>
송신 장치는 패킷의 최대 길이(709,1109)에 대한 정보와 각 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 길이에 대한 정보를 전송하며, 이는 각각 심볼 수 M과 N으로 나타낼 수 있다. 각 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 심볼 수가 N이면, N번째 심볼에 tail이 위치하게 되는 것이다. 예를 들면, 어느 사용자에게 전송되는 패킷이 도 7의 (b) 또는 (c)와 같은 경우, 해당 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 심볼 수(N)는 n-1이므로, n-1번째 심볼에 tail이 위치함을 알 수 있게 된다.
구체적으로 살펴보면, 송신 장치는, 패킷의 최대 심볼 수(M)에 대한 정보를 다중 사용자에게 알려준다. 일 예로, VHT를 위한 공통 필드인 VHT-SIG(703,1103)에 M에 대한 정보를 포함시킬 수 있다. 그리고, 송신 장치는, 각 사용자별로 해당 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 심볼 수(N)에 대한 정보를 알려준다. 이때, 'N'을 직접 명시할 수도 있고, 최대 심볼 수(M)와의 차이(offset)인 'M-N'으로 알려줄 수도 있다. 두 경우 모두 임의의 a-bit를 사용하여 나타낼 수 있고, 각 값은 2a 의 범위를 갖는다. 또는 N에 대한 정보 표기의 오버헤드를 최소화하기 위해, 최대 심볼 수(M)와 각 사용자에게 전송되는 유의미한 데이터의 심볼 수(N)가 동일한지 여부에 대한 정보(예: '0'은 동일, '1'은 동일하지 않음을 나타낼 수 있음.)만을 알려줄 수 있으며, 이 정보는 'N' 또는 'M-N' 표시와 함께 사용될 수도 있다.
'N' 또는 'M-N'을 나타내기 위한 몇 가지 방안을 제안한다. 첫 번째 방안은, 각 사용자에 특정된(user-specific) 송신 정보가 전달될 수 있는 individual signal field(711,1111)에 'N' 또는 'M-N' 값을 포함시키는 것이다. 두 번째 방안은, 데이터를 위한 필드(707,1107) 내의 service field(713,1113)의 예약 비트(reserved bit)를 이용하여 'N' 또는 'M-N' 값을 전달하는 것이다. 즉, PSDU(PHY Service Data Unit)의 첫 번째 2 byte로 구성되는 service field의 예약 비트를 이용하는 것이다. 세 번째 방안은, individual signal field(711,1111)와 service field(713,1113)의 예약 비트를 함께 사용하는 것이다. 'N' 또는 'M-N' 값 외에 각 사용자에 특정된 송신 정보(예:MCS)를 전달하기 위한 individual signal field(711,1111)의 잔여 bit 수가 충분하지 않을 수도 있고, service field(713,1113)의 예약 비트의 수가 'N' 또는 'M-N' 값을 나타내기에 작을 수도 있으므로, 어느 한 쪽에 부담을 주지 않기 위하여 두 필드(711,1111,713,1113)의 일정 bits를 모두 사용하는 방안이다. 그리고, M과 N이 동일한지 여부에 대한 정보 역시 individual signal field(711,1111)와 service field(713,1113)의 예약 비트 중 어느 하나 이상을 이용하여 나타낼 수 있다.
전술한 바와 같이, individual signal field(711,1111)와 service field(713,1113)의 예약 비트를 이용함에 있어, 다음과 같은 변형예를 고려해 볼 수 있다. 데이터를 위한 필드(707,1107)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 PPDU(PHY Protocal Data Unit)의 데이터 필드(data field)로서, 2 byte의 service-field(713,1113)와 최대 65535 byte를 가지는 A-MPDU, 그리고 'PHY pad & tail'(715,1115) 정보를 포함할 수 있다. 이때 scrambler seed 값을 포함하는 service field(713,1113)는 하나의 PPDU에 1번만 존재하는 반면, A-MPDU를 구성하는 각 delimiter와 각 MPDU는 CRC(Cyclic Redundancy Checking) 값을 포함하고 있다. 하지만 MAC 단계(level)에서 아무리 여러 번의 CRC를 수행한다고 하더라도 service field(713,1113)의 scrambler seed 값이 제대로 전달되지 못하면 그 이후의 데이터는 모두 제대로 디코딩(decoding)되지 못한다. 따라서, Training & signal fields(705,1105)의 변조 방법(MCS)이 데이터를 위한 필드(707,1107)의 변조 방법보다 낮아 에러율이 낮은 점을 이용하여, service field(713,1113)의 scrambler seed 값을 individual signal field(711,1111)에 포함함으로써 protection을 강화할 수 있다. 이와 같이 scrambler seed 값의 protection을 강화하기 위해 scrambler seed 값은 individual signal field(711,1111)에 표기될 수 있으며, 이에 더하여 기존 구조를 따르는 사용자와의 호환성을 지원하기 위해 service field(713,1113)에 중복해서 표기될 수도 있다. 그 다음, 'N'의 정보, 'M-N'의 정보, 및 M과 N이 동일한지 여부에 대한 정보는 individual signal field(711,1111)와 service field(713,1113)의 예약 비트 중 어느 하나 이상을 이용하여 나타내며, 이에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 동일하다.
한편, 패킷의 구조가 도 8과 같은 경우에는, 패킷의 최대 심볼 수(M)만으로로 'PHY pad & tail'필드를 알아낼 수도 있다. 또는 유의미한 데이터를 null delimiter로 구성되는 MAC pad(825) 또는 'PHY pad & tail' 필드(815)로 정한 경우에는, 전술한 제1 방법대로 M 및/또는 N값을 이용하여 'PHY pad & tail'필드를 알아낼 수도 있다.
후술할 제2 및 제3 방법은 구분자(delimiter)의 예약 비트를 사용하여, 'PHY pad & tail'필드가 속하는 심볼의 위치를 알려주는 것이다.
<제2 방법>
제2 방법은, 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)의 delimiter의 예약 비트를 사용하는 것이다. 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)의 delimiter는, 도 9에 도시된 바와 같이 예약 비트(901), MPDU의 길이 정보를 가지는 length 필드, CRC 필드 및 delimiter signature 필드를 포함할 수 있다. 송신 장치는 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)의 delimiter의 예약 비트(901) 중 일부 비트를 사용하여 해당 A-MPDU 서브프레임이 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)임을 표시할 수 있다. 일 실시예로, 도 9에 도시된 바와 같이, last A-MPDU subframe indication bit(903)가 사용될 수 있으며, 그 위치의 변형이 가능함은 물론이다. 또 다른 변형예에서는, 제2 방법을 사용하는 경우에도 패킷의 최대 길이(709,1109)에 대한 정보(M)를 다중 사용자에게 알려줄 수 있다.
각 사용자는 last A-MPDU subframe indication bit(903)를 사용하여 해당 A-MPDU 서브프레임이 마지막 A-MPDU 서브프레임(721,1121)임을 알게 되고, 이로부터 마지막 PHY 정보(715,1115)가 속하는 심볼을 알 수 있게 된다. 따라서, 해당 심볼의 마지막 PHY 정보(715,1115)를 'PHY pad & Tail' 필드로서 처리할 수 있다. 이 방법은 MAC pad(725,1125) 없이 바로 마지막 PHY 정보(715,1115)가 뒤따라 오는 경우에 필요하다.
<제3 방법>
제3 방법은, MAC Pad(725,1125)를 구성하는 null delimiter의 예약 비트를 사용하는 것이다. null delimiter는, 도 10에 도시된 바와 같이 MPDU length가 '0'이고, 예약 비트(1001), CRC 필드 및 delimiter signature 필드를 포함할 수 있다. 송신 장치는 null delimiter의 예약 비트(1001) 중 일부 비트를 사용하여, 프레임의 마지막임을 알려준다. 일 실시예로, 도 10에 도시된 바와 같이, end-of-frame indication bit(1003)가 사용될 수 있으며, 그 위치의 변형이 가능함은 물론이다. 또 다른 변형예에서는, 제3 방법을 사용하는 경우에도 패킷의 최대 길이(709,1109)에 대한 정보(M)를 다중 사용자에게 알려줄 수 있다.
각 사용자는 end-of-frame indication bit(1003)를 사용하여 프레임의 마지막을 알게 되고, 이로부터 마지막 PHY 정보(715,1115)가 속하는 심볼을 알 수 있게 된다. 따라서, 해당 심볼의 마지막 PHY 정보(715,1115)를 'PHY pad & Tail' 필드로서 처리할 수 있다.
이하, 'PHY pad & tail' 필드가 속하는 심볼 이후의 잔여 심볼을 처리하는 방법에 대하여 도 12를 참조하여 설명한다. 송신 장치는, 도 12의 (a)에 도시된 바와 같이, 다른 사용자의 간섭 완화를 위하여 잔여 심볼을 전송하지 않을 수 있다(1201). 또한, 잔여 심볼은 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 데이터 송수신의 성능 향상을 위해 또 다른 PHY 정보를 포함하는 포스트 앰블(Post-amble)로 사용되어 전송될 수도 있고(1203), 12의 (c)에 도시된 바와 같이, PHY pad로 사용되어 전송될 수도 있다(1205).
이하, 전술한 방법에 따라 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신할 수 있는 패킷 송신 장치(1310)와 패킷 송신 장치(1310)로부터 이러한 패킷을 수신하여 처리할 수 있는 패킷 수신 장치(1320)의 구성을 도 13을 참조하여, 설명한다. 여기서, 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하기로 한다. 무선 통신 시스템의 AP 및 STA은 패킷 송신 장치가 될 수도 있고, 패킷 수신 장치가 될 수도 있다.
패킷 송신 장치(1310)는 패킷 생성부(1312) 및 송신부(1314)를 포함한다.
패킷 생성부(1312)는 전술한 방법에 따라, 다중 사용자에게 전송할 서로 다른 패킷을 생성한다.
송신부(1314)는 패킷 생성부(1312)에서 생성한 패킷을 다중 사용자(2 이상의 패킷 수신 장치(1320))로 동시에 송신한다.
패킷 수신 장치(1320)는 수신부(1324) 및 패킷 처리부(1322)를 포함한다.
수신부(1324)는 패킷 송신 장치(1310)로부터 패킷을 수신하고, 패킷 처리부(1322)는 수신부(1324)에서 수신한 패킷을 전술한 방법에 따라 처리한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다. 이러한 과정은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있으므로 더 이상 상세히 설명하지 않기로 한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
1310: 패킷 송신 장치 1320: 패킷 수신 장치
1312 : 패킷 생성부 1322: 패킷 처리부
1314 : 송신부 1324: 수신부

Claims (18)

  1. 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 방법에 있어서,
    상기 2 이상의 사용자에게 송신하고자 하는 동일한 정보를 포함하는 공통 필드(common field) 및 각 사용자에게 송신하고자 하는 각 패킷을 포함하는 A-MPDU(Aggregated-MPDU)를 생성하는 단계; 및
    상기 공통 필드 및 상기 패킷을 상기 각 사용자에게 동시에 송신하는 단계
    를 포함하고,
    상기 패킷은, 자신의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하며,
    상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이고,
    상기 공통 필드는 상기 패킷의 최대 심볼 수를 포함하는, 패킷 송신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 tail 필드는, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 마지막 바이트 내에 위치하는 것인, 패킷 송신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패킷의 최대 심볼 수는, 상기 2 이상의 사용자의 training field, signal field 및 data field를 송신하기 위해 필요한 최대 심볼 수이고, 상기 2 이상의 사용자에게 동일한 정보를 전달하는 공통 필드에 포함되는, 패킷 송신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수는, 상기 패킷의 마지막 A-MPDU 서브프레임, null delimiter 또는 tail 필드까지를 송신하는데 필요한 심볼 수인, 패킷 송신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수는, 상기 패킷의 service field 및 signal field 중 어느 하나 이상을 이용하여 표시되는, 패킷 송신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보는, 상기 패킷의 마지막 A-MPDU 서브프레임의 구분자(delimiter) 내의 예약 비트(reserved bit)에 표시되는, 패킷 송신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 null delimiter의 위치 정보는, 상기 패킷의 null delimiter의 예약 비트(reserved bit)에 표시되는, 패킷 송신 방법.
  8. 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 송신 장치로부터 패킷을 수신하는 방법에 있어서,
    상기 2 이상의 사용자에게 송신하고자 하는 동일한 정보를 포함하는 공통 필드 및 상기 패킷을 포함하는 A-MPDU를 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 공통 필드 및 상기 패킷이 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 이용하여 상기 패킷을 처리하는 단계
    를 포함하고,
    상기 패킷은 상기 패킷의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하고,
    상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이고,
    상기 공통 필드는 상기 패킷의 최대 심볼 수를 포함하는, 패킷 수신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 tail 필드는, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 마지막 바이트 내에 위치하는 것인, 패킷 수신 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 패킷의 최대 심볼 수는, 상기 2 이상의 사용자의 training field, signal field 및 data field를 송신하기 위해 필요한 최대 심볼 수이고, 상기 2 이상의 사용자에게 동일한 정보를 전달하는 공통 필드에 포함되는, 패킷 수신 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수는, 상기 패킷의 마지막 A-MPDU 서브프레임, null delimiter 또는 tail 필드까지를 송신하는데 필요한 심볼 수인, 패킷 수신 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수는, 상기 패킷의 service field 및 signal field 중 어느 하나 이상을 이용하여 표시되는, 패킷 수신 방법.

  13. 제8항에 있어서,
    상기 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보는, 상기 패킷의 마지막 A-MPDU 서브프레임의 구분자(delimiter) 내의 예약 비트(reserved bit)에 표시되는, 패킷 수신 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 null delimiter의 위치 정보는, 상기 패킷의 null delimiter의 예약 비트(reserved bit)에 표시되는, 패킷 수신 방법.
  15. 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 장치에 있어서,
    상기 2 이상의 사용자에게 송신하고자 하는 동일한 정보를 포함하는 공통 필드 및 각 사용자에게 송신하고자 하는 각 패킷을 포함하는 A-MPDU를 생성하는 패킷 생성부; 및
    상기 공통 필드 및 상기 패킷을 상기 각 사용자에게 동시에 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 패킷은, 자신의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하며,
    상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이고,
    상기 공통 필드는 상기 패킷의 최대 심볼 수를 포함하는, 패킷 송신 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 tail 필드는, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 마지막 바이트 내에 위치하는 것인, 패킷 송신 장치.
  17. 무선 통신 시스템에서 2 이상의 사용자에게 서로 다른 길이의 패킷을 동시에 송신하는 송신 장치로부터 패킷을 수신하는 장치에 있어서,
    상기 2 이상의 사용자에게 송신하고자 하는 동일한 정보를 포함하는 공통 필드 및 상기 패킷을 포함하는 A-MPDU를 수신하는 수신부; 및
    수신된 상기 공통 필드 및 상기 패킷이 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 이용하여 상기 패킷을 처리하는 패킷 처리부
    를 포함하고,
    상기 패킷은 상기 패킷의 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보를 포함하고,
    상기 tail 필드가 속하는 심볼의 위치에 대한 정보는, 상기 패킷의 최대 심볼 수, 상기 패킷의 송신 데이터의 심볼 수, 마지막 A-MPDU 서브프레임의 위치 정보 및 null delimiter의 위치 정보 중 어느 하나 이상이고,
    상기 공통 필드는 상기 패킷의 최대 심볼 수를 포함하는, 패킷 수신 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 tail 필드는, 상기 tail 필드가 속하는 심볼의 마지막 바이트 내에 위치하는 것인, 패킷 수신 장치.
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