링크를 통한 액세스 포인트와 다중 무선 디바이스들 사이의데이터 통신 document_id A220517010409

본 발명은 일반적으로 원격 통신에 관한 것이고, 더 구체적으로는 무선 통신에 관한 것이다. 서비스 공급자들은 인트라넷, 엑스트라넷 및 전자 상거래(e-commerce) 적용들을 포함하는 상이한 네트워크 환경들에서 소비자들의 요구들에 부합하면서 더 많은 수익을 생성하는 다양한 방식들을 계속 탐구하고 있다. 예를 들면, 원격 통신 서비스 공급자들은 거주 및 사업 소비자들에게 다양한 서비스들을 제공하도록 네트워크를 통한 액세스 포인트들(AP)과 같은 통신 노드들과 모바일 사용자들 사이에 수수료 기반 무선 및 유선 트래픽을 교환한다. 액세스 포인트는 무선 근거리 네트워크(WLAN) 상의 디바이스들을 유선 기반구조에 접속하는 송수신기일 수 있다. 액세스 포인트는 상이한 네트워크 환경들에 걸쳐 서비스의 종단간 품질 및 대역폭 보증들을 보장하도록 서비스 공급자들에 의해 사용될 수 있지만, 원격 통신 서비스 공급자는 인터넷 프로토콜(IP) 텔레포니 및 다른 네트워크 향상 통신 서비스들을 이들 소비자들에게 제공할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 이들 공급자들은 예를 들면 사설 및 공중 네트워크들을 연결하는 웹-기반 기업 솔루션들을 가능하게 하도록 광학 및 무선 네트워크들, 인터넷 기반구조, 통신 소프트웨어를 채용할 수 있다. 하나의 알려진 표준, 즉 미국 전기 전자 학회(IEEE) 802.11 사양은 무선 근거리 네트워크(WLAN) 내의 액세스 포인트들 및 이동국들(MS)의 동작을 설명한다. 계층화 통신 네트워크 프로토콜에서, 이 사양은 전송된 신호들의 특성을 상술하는 물리적 계층(PHY), 뿐만 아니라 이동국들과 액세스 포인트들 사이의 상호 작용을 위한 완전한 관리 프로토콜을 규정하는 매체 접근 제어(MAC) 계층 모두를 식별한다. IEEE 802.11 표준(std.)의 더 상세한 논의를 위해, 1999년 IEEE std. 802.11로서 발행된 "무선 LAN 매체 접근 제어(MAC) 및 물리적 계층(PHY) 사양들(Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications)"을 참조할 수 있다. 구체적으로, IEEE 802.11 표준의 적어도 3개의 버전들이 존재하고, 이들 모두는 2.4 기가 헤르츠(GHz) 주파수 대역에서 동작하고 코드 분할 다중 액세스(CDMA)에 기초하는 PHY 계층을 가져 초당 11 메가 비트(Mbits/s)의 피크 데이터 레이트를 제공하는 동일한 MAC 802.11b 계층을 공유한다. 802.11a 및 802.11g 버전들은 5.2 및 2.4 GHz 대역들에서 각각 동작하고, 이들 모두는 수직 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)에 기초하는 PHY 계층을 공유하여, 54 Mbits/s의 피크 데이터 레이트를 제공한다. IEEE 802.11 사양은 다중의 벤더들로부터의 무선 통신 설비 사이의 상호 동작성을 허용하고, "Wi-Fi"로서 상업적으로 시판된다. 공간 분할 다중 액세스(SDMA)가 동일한 반송 주파수에서 다중 무선 장치들로 동시에 전송하거나 이로부터 수신하기 위해 공간 차원을 사용하는 도구로서 과거 수십 년에 걸쳐 광범위하게 연구되어 왔다. 다중 무선 장치 사이의 구별을 허용하기 위한 공간 차원의 사용에 대한 더 상세한 논의를 위해, 에이. 티. 알라스탈로(A. T. Alastalo), 엠. 카홀라(M. Kahola)의 "OFDM을 사용하는 인도어 무선 근거리 네트워크들에 대한 스마트-안테나 동작(Smart-antenna operation for indoor wireless local-area networks using OFDM)", 무선 통신들의 IEEE 회보들, vol.2, no.2, pp.392-399, 2003년 3월 및 피. 반덴아밀레(P. Vandenameele), 엘. 반 데르 페르(L. Van Der Perre), 엠. 쥐. 이. 엥겔스(M. G. E. Engles), 비. 가이셀링크스(B. Gyselinckx), 에이취. 제이. 데 만(H. J. De Man)의 "조합형 OFDM/SDMA 접근(A combined OFDM/SDMA approach)", 통신들의 선택 영역들의 IEEE 저널, vol. 18, no. 11, pp.2312-2321, 2000년 11월을 참조할 수 있다. 그러나, 무선 이동 통신 시스템들, 특히 이동 통신들의 범용 시스템(GSM), cdma 2000 및 범용 이동 통신 시스템들(UMTS)과 같은 셀룰러 시스템들로의 SDMA의 적용이 항상 성공적인 것은 아니었다. 고정 구획화(sectorization)의 형태의 간단한 구현들이 효율적인 것으로 판명되었지만, 동적 빔-형성과 같은 더 복잡한 체계들은 상술한 셀룰러 시스템들 내의 다중 접근 프로토콜들과의 심각한 비호환성들에 기인하여 구현이 곤란하였다. 따라서, IEEE 802.11a/g 표준 사양들과 모두 부합할 수 있는 하향링크 상에서 이동국들에 이용 가능한 데이터 레이트들을 증가시키기 위한 복잡한 기술들의 적용은 다수의 이유들로 당 분야에서 적절하게 처리되지 않았다. 고처리량 하향링크의 결핍의 하나의 이유는 대부분의 무선 LAN들에서, 무선 장치 조건들이 송신기 및 수신기에서 상이하다는 것이다. 도시된 바와 같이, 도 3은 송신기와 수신기 사이에 IEEE 802.11 표준에 의해 적어도 부분적으로 규정된 전송 프로토콜의 양식화 표현을 도시하고, 여기서 송신기는 청취 및 백오프로 이어지는 MAC 프로토콜 데이터 유닛(MPDU)을 전송하고, 다음에 수신기는 MPDU의 성공적인 수신의 경우에 확인 응답(ACK) 프레임을 전송한다. 송신기는 전송된 데이터가 수신기에서 정확하게 수신되었는지의 여부를 인지하는 방법이 없다. 이를 위해, IEEE 802.11 사양들은 데이터 버스트(즉, MPDU)의 성공적인 수신시에, 수신기가 확인으로서 송신기에 확인 응답 프레임(ACK)을 송신해야 한다. 송신기가 ACK 프레임을 수신하지 않으면, 유실(lost) MPDU로 가정하고 재전송을 시도할 것이다. MPDU의 최종 심벌들과 ACK 프레임의 제 1 심벌 사이의 시간 간격은 짧은 프레임간 공간(SIFS) 간격으로서 칭하고 IEEE 802.11 네트워크들에서 16 ㎲에서 고정된다. MPDU의 지속기간은 임의적이지만, ACK 프레임의 지속기간은 변조 및 코딩 PHY 파라미터들에 따라 24와 44 ㎲ 사이이다. 더 구체적으로는 IEEE 802.11 표준 MAC 프로토콜은 충돌 회피를 갖는 반송파 감지 다중 액세스(CSMA/CA)에 기초한다. 이 MAC 프로토콜은 본질적으로 "말하기 전에 청취(listen before you talk)" 접근 메커니즘을 서술하고, 이에 의해 IEEE 802.11 무선 장치(모바일 또는 액세스 포인트)는 전송을 시작하기 전에 통신 매체를 청취한다. 통신 매체가 이미 전송을 수행하면(즉, 측정된 배경 신호 레벨이 지정된 임계치를 상회함), 무선 장치는 그의 전송을 개시하지 않을 수 있다. 이러한 상황들에서, 무선 장치는 지연 모드에 진입하고, 여기서 이는 매체가 전송을 시도하기 전에 유휴 상태(idle)에 있는 기간 동안 대기해야 한다. 이 기간은 결정적 프레임간 공간(DIFS) 간격(802.11a 및 g에서 34 ㎲)과 범위에 걸쳐 균일하게 분배된 이산값들을 갖는 확률적 백오프 간격(재전송 지연)의 합이다. 이 범위의 갑은 최대 한계에 도달할 때까지 매 부정 응답된 전송마다에 2배화된다. 일단 전송이 성공적으로 수신되어 확인 응답되면, 범위는 다음의 전송을 위해 그의 최소값으로 감소된다. 레가시 IEEE 802.11 이동국들로의 증가된 하향링크 처리량들의 제공은 중요한 특정한 특징 및 마케팅 도구이다. 그러나, 상이한 이동국들로부터의 다중 확인 응답(ACK) 버스트들은 액세스 포인트에서의 이들의 도달시에 수신 문제점을 초래할 수 있다. 유사하게, 정확한 채널 추정들이 하향링크 처리량들을 성공적으로 증가시키는데 심각한 영향을 줄 수도 있다. 따라서, 레가시 IEEE 802.11 순응 이동국들의 수정을 필요로 하지 않고, 단일 반송 주파수를 사용하는 데이터 레이트들의 상당한 증가가 WLAN에서 액세스 포인트로부터 이동국들로의 하향링크에 즉시 명백하지 않다. 본 발명은 상술한 문제점들의 하나 이상 및 그 영향들을 극복하거나 적어도 감소하는 것에 관련된다.