WO2014092450A1 - 무선랜 시스템에서 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014092450A1
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raw
frame
cbta
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김정기
석용호
조한규
최진수
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for accessing a channel based on a restricted access window in a WLAN system.
  • WLAN is based on radio frequency technology, and can be used in homes, businesses, or businesses by using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs). It is a technology that allows wireless access to the Internet in a specific service area.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • IEEE 802.11n supports High Throughput (HT) with data throughput up to 540 Mbps or more, and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • IEEE 802.11 WLAN system a technical standard for supporting M2M communication is being developed as IEEE 802.11ah.
  • M2M communications you may want to consider a scenario where you occasionally communicate a small amount of data at low speeds in an environment with many devices.
  • Communication in a WLAN system is performed in a medium shared between all devices.
  • M2M communication spending a large amount of time for channel access of one device may not only reduce the overall system performance, but also prevent power saving of each device.
  • RAW restricted access windows
  • An object of the present invention is to provide a method for setting whether to allow channel access related to a RAW boundary when RAW is allocated.
  • a method of performing a channel access by a station (STA) in a wireless communication system when a limited access window (RAW) is assigned to the STA, an access point Receiving RAW cross boundary transmission permission (CBTA) information from the (AP); And performing transmission from the STA based on the RAW CBTA information.
  • RAW CBTA information is set to the first value, transmission of the STA that crosses the boundary of the RAW may be allowed.
  • an access point supports a channel access of a station (STA), and a limited access window (RAW) for the STA If is assigned, may include transmitting RAW cross boundary transmission permission (CBTA) information to the STA.
  • the transmission from the STA may be performed based on the RAW CBTA information.
  • RAW CBTA information is set to the first value, transmission of the STA that crosses the boundary of the RAW may be allowed.
  • a station (STA) apparatus for performing channel access in a wireless communication system according to another embodiment of the present invention, a transceiver; And a processor.
  • the processor when the restricted access window (RAW) is allocated to the STA, receives RAW cross boundary transmission permission (CBTA) information from the access point (AP) using the transceiver;
  • the transmission from the STA may be configured to be performed using the transceiver based on the RAW CBTA information.
  • RAW CBTA information is set to the first value, transmission of the STA that crosses the boundary of the RAW may be allowed.
  • an access point (AP) device supporting channel access of a station (STA) in a wireless communication system may include transmitting RAW cross boundary transmission permission (CBTA) information to the STA using the transceiver when a restricted access window (RAW) is allocated to the STA.
  • RAW cross boundary transmission permission
  • RAW restricted access window
  • the RAW may be divided into one or more slots.
  • the transmission from the STA may be performed based on the RAW CBTA information.
  • the RAW CBTA information may be included in a RAW parameter set information element (RPS IE).
  • RPS IE RAW parameter set information element
  • the RPS IE may be received from the AP through a beacon frame.
  • One or more RAW CBTA information may be received from the AP during the RAW.
  • the one or more RAW CBTA information may be received from the AP through a null-data packet (NDP) frame or a control frame.
  • NDP null-data packet
  • the NDP frame may be a NDP-CTS (Clear To Send) frame or an NDP-ACK (Acknowledgment) frame.
  • NDP-CTS Clear To Send
  • NDP-ACK Acknowledgment
  • the control frame may be a CTS frame or an ACK frame.
  • the transmission from the STA may be performed based on the last received RAW CBTA information among the one or more RAW CBTA information.
  • the RAW may be divided into one or more slots.
  • the one or more RAW CBTA information may be transmitted after the start of the one or more slots or before the boundary of the RAW.
  • a method and apparatus for setting whether to allow channel access related to a boundary of RAW when RAW is allocated may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a link setup process in a WLAN system.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a backoff process.
  • 7 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining RAW allocation.
  • FIGS. 14 to 19 are diagrams for explaining examples of a RAW allocation method according to the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a method of accessing a channel based on a restricted access window according to an embodiment of the present invention.
  • 21 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-A (LTE-Advanced) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 is a diagram showing an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 architecture may be composed of a plurality of components, and by their interaction, a WLAN may be provided that supports transparent STA mobility for higher layers.
  • the Basic Service Set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 LAN. 1 exemplarily shows that there are two BSSs (BSS1 and BSS2) and two STAs are included as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2). do.
  • an ellipse representing a BSS may be understood to represent a coverage area where STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 LAN is an independent BSS (IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • the BSS (BSS1 or BSS2) of FIG. 1, which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS.
  • This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN may not be configured in advance, but may be configured when a LAN is required, which may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, the STA entering or exiting the BSS region, and the like.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • components such as a distribution system (DS), a distribution system medium (DSM), and an access point (AP) are added in the structure of FIG. 1.
  • DS distribution system
  • DSM distribution system medium
  • AP access point
  • the station-to-station distance directly in the LAN can be limited by PHY performance. In some cases, this distance limit may be sufficient, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • the distribution system DS may be configured to support extended coverage.
  • the DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of the BSS independently as shown in FIG. 1, the BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • DSM distribution system medium
  • the IEEE 802.11 standard logically distinguishes between wireless medium (WM) and distribution system media (DSM).
  • Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the plurality of media logically different, the flexibility of the IEEE 802.11 LAN structure (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 LAN structure can be implemented in various ways, the corresponding LAN structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support the mobile device by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • An AP means an entity that enables access to a DS through WM for associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 shown in FIG. 2 have the functionality of a STA, and provide a function to allow associated STAs STA1 and STA4 to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities. The address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of that AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.1X port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied. 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network of arbitrary size and complexity may be composed of DS and BSSs.
  • this type of network is called an ESS network.
  • the ESS may correspond to a set of BSSs connected to one DS. However, the ESS does not include a DS.
  • the ESS network is characterized by what appears to be an IBSS network at the LLC (Logical Link Control) layer. STAs included in the ESS can communicate with each other, and mobile STAs can move from within one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LLC Logical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped, which is a form commonly used to provide continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs.
  • the BSSs can be located at the same physical location, which can be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one (or more than one) ESS network.
  • the ad-hoc network is operating at the location of the ESS network, if IEEE 802.11 networks are physically overlapped by different organizations, or if two or more different access and security policies are required at the same location. It may correspond to an ESS network type in a case.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • an example of an infrastructure BSS including a DS is shown.
  • BSS1 and BSS2 constitute an ESS.
  • an STA is a device that operates according to MAC / PHY regulations of IEEE 802.11.
  • the STA includes an AP STA and a non-AP STA.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • STA1, STA3, and STA4 correspond to non-AP STAs
  • STA2 and STA5 correspond to AP STAs.
  • a non-AP STA includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal. May be referred to as a Mobile Subscriber Station (MSS).
  • the AP may include a base station (BS), a node-B, an evolved Node-B (eNB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields.
  • BS base station
  • eNB evolved Node-B
  • BTS base transceiver system
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • an STA In order for an STA to set up a link and transmit / receive data with respect to a network, an STA first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and authenticates for security. It must go through the back.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, the STA must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. A network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmits the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the responder may be an STA that last transmitted a beacon frame in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame, so the AP becomes a responder.
  • the responder is not constant.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (eg, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / response transmission and reception on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network and is periodically transmitted to allow the STA performing scanning to find the wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit a beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the STA may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process may be referred to as a first authentication process in order to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • the authentication process includes a process in which the STA transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for authentication request / response corresponds to a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a challenge text, a Robust Security Network, and a finite cyclic group. Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • the STA may send an authentication request frame to the AP.
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding STA based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide a result of the authentication process to the STA through an authentication response frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, RSN, mobility domain. Information about supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • an association response frame may include information related to various capabilities, status codes, association IDs (AIDs), support rates, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter sets, Received Channel Power Indicators (RCPI), Received Signal to Noise Information, such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • AIDs association IDs
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • RCPI Received Channel Power Indicators
  • Received Signal to Noise Information such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • a security setup process may be performed at step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / response.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup process of step S540 is performed. It may also be referred to simply as the authentication process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 may include, for example, performing a private key setup through 4-way handshaking through an Extensible Authentication Protocol over LAN (EAPOL) frame. .
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.11n In order to overcome the limitation of communication speed in WLAN, IEEE 802.11n exists as a relatively recently established technical standard. IEEE 802.11n aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11n supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) technology.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • the next generation WLAN system supporting Very High Throughput is the next version of the IEEE 802.11n WLAN system (e.g., IEEE 802.11ac), which is 1 Gbps at the MAC Service Access Point (SAP).
  • IEEE 802.11ac the next version of the IEEE 802.11n WLAN system
  • SAP MAC Service Access Point
  • the next generation WLAN system supports MU-MIMO (Multi User Multiple Input Multiple Output) transmission in which a plurality of STAs simultaneously access a channel in order to use the wireless channel efficiently.
  • MU-MIMO Multi User Multiple Input Multiple Output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs that are paired with MIMO.
  • whitespace may be referred to as a licensed band that can be preferentially used by a licensed user.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band and may also be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA operating in a WS should provide protection for an authorized user. For example, if an authorized user such as a microphone is already using a specific WS channel, which is a frequency band divided in a regulation to have a specific bandwidth in the WS band, the AP may be protected. And / or the STA cannot use a frequency band corresponding to the corresponding WS channel. In addition, the AP and / or STA should stop using the frequency band when the authorized user uses the frequency band currently used for frame transmission and / or reception.
  • the AP and / or STA should be preceded by a procedure for determining whether a specific frequency band in the WS band is available, that is, whether there is an authorized user in the frequency band. Knowing whether there is an authorized user in a specific frequency band is called spectrum sensing. As the spectrum sensing mechanism, energy detection, signal detection, and the like are used. If the strength of the received signal is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that the authorized user is in use, or if the DTV preamble is detected, the authorized user may be determined to be in use.
  • M2M communication refers to a communication method that includes one or more machines (Machine), may also be referred to as MTC (Machine Type Communication) or thing communication.
  • a machine refers to an entity that does not require human direct manipulation or intervention.
  • a device such as a meter or a vending machine equipped with a wireless communication module, as well as a user device such as a smartphone that can automatically connect and communicate with a network without a user's operation / intervention, may be used. This may correspond to an example.
  • the M2M communication may include communication between devices (eg, device-to-device (D2D) communication), communication between a device, and an application server.
  • D2D device-to-device
  • Examples of device and server communication include communication between vending machines and servers, point of sale devices and servers, and electricity, gas or water meter readers and servers.
  • applications based on M2M communication may include security, transportation, health care, and the like. Considering the nature of these applications, M2M communication should generally be able to support the transmission and reception of small amounts of data at low speeds in the presence of very many devices.
  • M2M communication should be able to support a large number of STAs.
  • WLAN system it is assumed that a maximum of 2007 STAs are associated with one AP, but in M2M communication, there are methods for supporting a case where a larger number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP. Is being discussed.
  • many applications are expected to support / require low data rates in M2M communication.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to it is based on a TIM (Traffic Indication Map) element, and methods for reducing the bitmap size of the TIM are discussed. It is becoming.
  • TIM Traffic Indication Map
  • M2M communication is expected to be a lot of traffic with a very long transmission / reception interval. For example, very small amounts of data are required to be sent and received every long period (eg, one month), such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, even if the number of STAs that can be associated with one AP becomes very large, it is possible to efficiently support the case where the number of STAs having data frames to be received from the AP is very small during one beacon period. The ways to do this are discussed.
  • WLAN technology is rapidly evolving and, in addition to the above examples, technologies for direct link setup, media streaming performance improvement, support for high speed and / or large initial session setup, support for extended bandwidth and operating frequency, etc. Is being developed.
  • a basic access mechanism of MAC is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC. It basically employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium during a predetermined time period (e.g., during a DCF Inter-Frame Space (DIFS), before starting transmission.
  • DIFS DCF Inter-Frame Space
  • a delay period for example, a random backoff period
  • HCF hybrid coordination function
  • the PCF refers to a polling-based synchronous access scheme in which polling is performed periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • the HCF has an Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) and an HCF Controlled Channel Access (HCCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users, and HCCA uses a non-competition based channel access scheme using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period (CP) and a contention free period (CFP).
  • QoS quality of service
  • FIG. 6 is a diagram for describing a backoff process.
  • the random backoff count has a pseudo-random integer value and may be determined to be one of values in the range of 0 to CW.
  • CW is a contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CWmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (eg, when an ACK for a transmitted frame is not received).
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slots according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the medium to be busy. In the meantime, data may also be transmitted in each of STA1, STA2, and STA5, and each STA waits for DIFS when the medium is monitored idle, and then counts down the backoff slot according to a random backoff count value selected by the STA. Can be performed. In the example of FIG. 6, STA2 selects the smallest backoff count value and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of the STA5 is shorter than the remaining backoff time of the STA1 at the time when the STA2 finishes the backoff count and starts the frame transmission.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • the STA1 and the STA5 resume the stopped backoff count after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission. Meanwhile, while STA2 occupies the medium, data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4.
  • a collision may occur between STA4 and STA5. If a collision occurs, neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails. In this case, STA4 and STA5 may double the CW value, select a random backoff count value, and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, waits for DIFS when the medium is idle, and starts frame transmission after the remaining backoff time passes.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value in which an AP and / or STA currently using or authorized to use a medium instructs another AP and / or STA how long to remain until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period during which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the corresponding frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium (or channel access) during the period. prohibit or defer.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • 7 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • STA A illustrates an example of a hidden node, in which STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A may be transmitting information to STA B, it may be determined that the medium is idle when STA C performs carrier sensing before sending data to STA B. This is because transmission of STA A (ie, media occupation) may not be sensed at the location of STA C.
  • STA B since STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node
  • STA B is a case in which STA C has information to be transmitted from STA D while transmitting data to STA A.
  • FIG. 7B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, since STA C is sensed as a medium occupancy state even if there is information to be transmitted to STA D, it must wait until the medium becomes idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, transmission from STA C and transmission from STA B may not collide with STA A's point of view, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, STA C may be referred to as an exposed node of STA B.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • a short signaling packet such as a request to send (RTS) and a clear to send (CTS) may be used.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • the RTS / CTS between the two STAs may allow the surrounding STA (s) to overhear, allowing the surrounding STA (s) to consider whether to transmit information between the two STAs. For example, when an STA to transmit data transmits an RTS frame to an STA receiving the data, the STA receiving the data may inform the neighboring STAs that they will receive the data by transmitting the CTS frame.
  • 8A illustrates an example of a method for solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 8A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • FIG. 8 (b) is an example of a method of solving an exposed node problem, and STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C is a different STA (eg, STA). It may be determined that no collision will occur even if data is transmitted to D). That is, STA B transmits the RTS to all neighboring STAs, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is out of STC C's carrier sensing.
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C is a different STA (eg, STA). It may be determined that no collision will occur even if data is transmitted to D). That is, STA B transmits the RTS to all neighboring STAs, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only
  • the WLAN system channel sensing must be performed before the STA performs transmission and reception, and always sensing the channel causes continuous power consumption of the STA.
  • the power consumption in the receive state is not significantly different from the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also a great burden for the power limited STA (ie, operated by a battery). Therefore, if the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, it inefficiently consumes power without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state (or a doze state) and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA operates in the sleep state for as long as possible, power consumption is reduced, so the STA has an increased operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to transmit to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Accordingly, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether or not the frame to be transmitted to (or, if there is, receive it) exists.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • the AP 210 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S211, S212, S213, S214, S215, and S216).
  • the beacon frame includes a traffic indication map (TIM) information element.
  • the TIM information element includes information indicating that the AP 210 is present with buffered traffic for STAs associated with it and will transmit a frame.
  • the TIM element includes a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • the AP 210 may transmit the DTIM once every three beacon frames.
  • STA1 220 and STA2 222 are STAs operating in a PS mode.
  • the STA1 220 and the STA2 222 may be configured to receive a TIM element transmitted by the AP 210 by switching from a sleep state to an awake state at every wakeup interval of a predetermined period. .
  • Each STA may calculate a time to switch to the awake state based on its local clock. In the example of FIG. 9, it is assumed that the clock of the STA coincides with the clock of the AP.
  • the predetermined wakeup interval may be set such that the STA1 220 may switch to the awake state for each beacon interval to receive the TIM element. Accordingly, the STA1 220 may be switched to an awake state when the AP 210 first transmits a beacon frame (S211) (S221). STA1 220 may receive a beacon frame and obtain a TIM element. When the obtained TIM element indicates that there is a frame to be transmitted to the STA1 220, the STA1 220 sends a PS-Poll (Power Save-Poll) frame requesting the AP 210 to transmit the frame, and the AP 210. It may be transmitted to (S221a). The AP 210 may transmit the frame to the STA1 220 in response to the PS-Poll frame (S231). After completing the frame reception, the STA1 220 switches to the sleep state again.
  • S211 beacon frame
  • S221a Power Save-Poll
  • the AP 210 When the AP 210 transmits the beacon frame for the second time, the AP 210 does not transmit the beacon frame at the correct beacon interval because the medium is busy, such as another device accessing the medium. It can be transmitted at a delayed time (S212). In this case, the STA1 220 switches the operation mode to the awake state according to the beacon interval, but fails to receive the delayed beacon frame, and switches back to the sleep state (S222).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM.
  • the AP 210 delays transmission of the beacon frame (S213).
  • the STA1 220 may operate by switching to an awake state according to the beacon interval, and may obtain a DTIM through a beacon frame transmitted by the AP 210. It is assumed that the DTIM acquired by the STA1 220 indicates that there is no frame to be transmitted to the STA1 220 and that a frame for another STA exists. In this case, the STA1 220 may determine that there is no frame to receive, and then switch to the sleep state again.
  • the AP 210 transmits the frame to the STA after transmitting the beacon frame (S232).
  • the AP 210 transmits a beacon frame fourthly (S214).
  • the STA1 220 cannot adjust the wakeup interval for receiving the TIM element because the STA1 220 cannot obtain information indicating that there is buffered traffic for itself through the previous two times of receiving the TIM element.
  • the wakeup interval value of the STA1 220 may be adjusted.
  • the STA1 220 may be configured to switch the operating state by waking up once every three beacon intervals from switching the operating state for TIM element reception every beacon interval. Accordingly, the STA1 220 cannot acquire the corresponding TIM element because the AP 210 maintains a sleep state at the time when the AP 210 transmits the fourth beacon frame (S214) and transmits the fifth beacon frame (S215).
  • the STA1 220 may operate by switching to an awake state and may acquire a TIM element included in the beacon frame (S224). Since the TIM element is a DTIM indicating that a broadcast frame exists, the STA1 220 may receive a broadcast frame transmitted by the AP 210 without transmitting the PS-Poll frame to the AP 210. (S234). Meanwhile, the wakeup interval set in the STA2 230 may be set in a longer period than the STA1 220. Accordingly, the STA2 230 may switch to the awake state at the time S215 at which the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time (S215) and receive the TIM element (S241).
  • the STA2 230 may know that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and transmit a PS-Poll frame to the AP 210 to request frame transmission (S241a).
  • the AP 210 may transmit the frame to the STA2 230 in response to the PS-Poll frame (S233).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether a frame to be transmitted to the STA exists or a DTIM indicating whether a broadcast / multicast frame exists.
  • DTIM may be implemented through field setting of a TIM element.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining the operation of the STA receiving the TIM in detail.
  • the STA may switch from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame including a TIM from an AP, interpret the received TIM element, and know that there is buffered traffic to be transmitted to the AP. .
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request an AP to transmit a data frame.
  • the AP may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame thereto to the AP.
  • the STA may then go back to sleep.
  • ACK acknowledgment
  • the AP may operate according to an immediate response method after transmitting a data frame after a predetermined time (for example, short inter-frame space (SIFS)) after receiving a PS-Poll frame from the STA. Can be. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a deferred response method, which will be described with reference to FIG. 11.
  • a predetermined time for example, short inter-frame space (SIFS)
  • SIFS short inter-frame space
  • the STA transitions from the sleep state to the awake state to receive the TIM from the AP and transmits the PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 10. If the AP does not prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame was successfully received to the AP and go to sleep.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame containing a DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after the beacon frame including the DTIM without transmitting and receiving the PS-Poll frame.
  • the STAs may receive data while continuously awake after receiving the beacon frame including the DTIM, and may switch back to the sleep state after the data reception is completed.
  • the Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit (PPDU) frame format may include a Short Training Field (STF), a Long Training Field (LTF), a SIG (SIGNAL) field, and a Data field.
  • STF Short Training Field
  • LTF Long Training Field
  • SIGNAL SIG
  • Data field e.g., Data field
  • L-STF legacy-STF
  • L-LTF legacy-LTF
  • SIG field et Data Unit
  • PPDU frame format e.g., HT-mixed format PPDU, HT-greenfield format PPDU, VHT (Very High Throughput) PPDU, etc.
  • an additional (or other type) may be used between the SIG field and the data field.
  • the STF, LTF, and SIG fields may be included.
  • the STF is a signal for signal detection, automatic gain control (AGC), diversity selection, precise time synchronization, etc.
  • the LTF is a signal for channel estimation, frequency error estimation, and the like.
  • the STF and LTF may be referred to as a PCLP preamble, and the PLCP preamble may be referred to as a signal for synchronization and channel estimation of an OFDM physical layer.
  • the SIG field may include a RATE field and a LENGTH field.
  • the RATE field may include information about modulation and coding rate of data.
  • the LENGTH field may include information about the length of data.
  • the SIG field may include a parity bit, a SIG TAIL bit, and the like.
  • the data field may include a SERVICE field, a PLC Service Data Unit (PSDU), a PPDU TAIL bit, and may also include a padding bit if necessary.
  • Some bits of the SERVICE field may be used for synchronization of the descrambler at the receiving end.
  • the PSDU corresponds to a MAC PDU defined in the MAC layer and may include data generated / used in an upper layer.
  • the PPDU TAIL bit can be used to return the encoder to zero.
  • the padding bit may be used to adjust the length of the data field in a predetermined unit.
  • MAC PDUs are defined according to various MAC frame formats, and basic MAC frames are composed of a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • FCS frame check sequence
  • the MAC frame consists of a MAC PDU and can be transmitted / received through the PSDU of the data portion of the PPDU frame format.
  • the null-data packet (NDP) frame format means a frame format of a type that does not include a data packet. That is, the NDP frame refers to a frame format including only PLCP header parts (ie, STF, LTF, and SIG fields) in the general PPDU format and not including the remaining parts (ie, data fields).
  • the NDP frame may be referred to as a short frame format.
  • An STA that is allowed to active polling may perform polling to the AP immediately after wakeup. That is, an STA that is allowed to active polling may perform a polling operation (eg, transmission of a PS-Poll frame) without having to listen to a beacon after waking up.
  • a polling operation eg, transmission of a PS-Poll frame
  • Such a STA may be referred to as a non-TIM STA in that polling may be performed without checking a TIM element included in the beacon frame.
  • an STA performing polling when there is data to be transmitted to itself according to a TIM element included in a beacon frame may be referred to as a TIM STA.
  • Active polling can be classified into a scheduled active polling type and an unscheduled active polling type.
  • the AP schedules a wakeup time of the STA, and the STA wakes up at the scheduled time to perform an operation for uplink / downlink (UL / DL) transmission, and the STA is a beacon There is no need to track it.
  • the AP may allow the STA or STA group to transmit an uplink frame at any point in time when the STA or STA group wakes up, and the STA does not need to track the beacons.
  • the active polling STA that does not track the beacon may miss the information, time stamp information, etc. updated through the beacon. Therefore, the active polling STA may request that the AP provide such information immediately upon waking up. The AP may immediately provide the information to the STA, or may inform the STA to receive the information through the next beacon. To this end, the AP may provide the STA with a timer for receiving the next beacon.
  • RAW refers to a time interval in which only channel access of a specific STA or STA group is allowed.
  • the AP may inform the STA (s) of the RAW allocation information through the beacons.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining RAW allocation.
  • More than one RAW may be set within one beacon interval.
  • RAW may be divided into one or more time slots.
  • the reference at the time point at which the slots are divided is called a slot boundary.
  • the length of one slot is referred to as slot duration.
  • the STA that wakes up in the target beacon transmission time (TBTT) listens to the beacon frame and can know the information about the slot duration in each RAW through the beacon frame.
  • TBTT target beacon transmission time
  • the duration of the plurality of slots may be set to be the same.
  • slot durations in different RAWs may be set differently.
  • the STA may determine a slot in which its channel access is allowed as allocated by the AP.
  • the STA may operate in a sleep state before its channel access slot.
  • the STA may initiate channel access on an EDCA basis at the slot boundary of its channel access slot.
  • the AP may inform whether Transmission Opportunity (TXOP) or transmission in the TXOP can continue cross the slot boundary. If the transmission of the STA is not allowed to cross the slot boundary, the STA may perform channel access without waiting for the ProbeDelay time when the STA wakes up at the slot boundary.
  • TXOP Transmission Opportunity
  • the AP may inform the paged STA of the channel access slot, and the STA may perform competition in the slot. Informing the channel access slot may be based on the TIM of the beacon.
  • the paged STA may start contention at the slot boundary.
  • the STA may transmit a PS-Poll or trigger frame to the AP based on EDCA after the slot boundary of its channel access slot.
  • the AP may inform the paged STA that it will transmit traffic after the downlink BU delivery slot.
  • the downlink BU transfer slot for each STA may be indicated by a management frame.
  • the AP may protect the PS-Poll or trigger frame by setting the NAV.
  • the paged STA may ignore the NAV set by the AP. If NAV is set, only paged STAs can transmit PS-Poll or trigger frames in RAW.
  • the AP may allow the STA or STA group to transmit the uplink frame at any time.
  • the AP may allocate a channel access slot that allows competition of the STA or the STQ group through the beacon frame.
  • the STA may wake up in the TBTT to listen to the beacon frame and determine its channel access slot based on the information in the beacon frame.
  • the STA may start channel access based on EDCA after the slot boundary of its channel access slot.
  • the AP may allocate a channel access slot to the STA. In this case, the STA may start channel access based on EDCA after the slot boundary of its channel access slot.
  • the RAW duration may be expressed as T RAW
  • the slot duration may be expressed as T S.
  • the slot mapping function is defined as in Equation 1 below.
  • Equation 1 i is an index of a slot allocated to the STA.
  • Equation 1 is the AID of the STA.
  • N offset is an offset value given to provide fairness between STAs indicated in the TIM.
  • a time stamp value or an FCS may be used as an offset value.
  • Equation 1 mod denotes a modulo operation.
  • RAW allocation as described above may be defined by a RPS (RAW Parameter Set) information element included in a beacon frame or a short beacon frame.
  • the RPS information element (IE) may include subfields as shown in Table 1 below.
  • a RAW may exist in which RAW does not allow channel access of the TIM STAs, and the AP may inform the TIM STAs of such RAW information. Since the non-TIM STA does not need to listen to the beacon and can be active polled, it can perform channel access for the polling operation at the time of wake-up. By informing the TIM STAs of RAWs that are prohibited from accessing the TIM STAs, In response, the RAW may be used as a time interval for non-TIM STAs to access the channel.
  • periodic RAW may be set.
  • the AP may allocate resources for scheduled active polling STAs and inform corresponding resource allocation information. Information about the PRAW is not indicated through a short beacon frame, but may be indicated through a general beacon frame. If PRAW is configured, the AP may periodically allocate resources to a group of scheduled active polling STAs. The resources allocated for the PRAW may not change until the updated PRAW information is broadcast. Resources for the scheduled active polling STA may be allocated within a PRAW duration. If the scheduled active polling STA has a data packet to transmit, it may wake up in a designated slot in the PRAW to perform a basic CCA and then transmit the packet. TIM STAs are not allowed channel access during PRAW. Each STA in the PRAW may perform channel access according to an EDCA-based channel access scheme.
  • a channel access slot of an STA may be allocated through the RPS IE, and the STA may attempt channel access in the allocated slot. If the field indicating whether to allow cross boundary transmission in the slot definition in the RPS IE is set to 1, the STA goes beyond the boundary of the slot allocated to the STA (ie, in a slot for another STA). Channel access cannot be performed.
  • the STA may continue channel access beyond the boundary of the slot allocated to the STA (ie, in a slot for another STA). However, since there is no slot after the RAW end point or the boundary of the RAW, even if transmission beyond the slot boundary is allowed (i.e. cross-boundary transmission to the slot is allowed), it is possible It is not defined whether or not the STA assigned the slot can continue channel access beyond the RAW endpoint. On the other hand, if the cross boundary transmission for the slot is not allowed, since the STA does not continue the transmission beyond the slot allocated to the slot, it does not matter whether the transmission can continue beyond the RAW endpoint.
  • the STAs assigned slots in the RAW stop transmitting at the RAW end point (or RAW boundary) and retransmit at another point when their channel access is allowed. You can try If the system defines that the RAW end point (or RAW boundary) can be exceeded, an STA assigned a slot in the RAW may continue to perform channel access beyond the RAW end point (or RAW boundary).
  • the channel usage efficiency may be degraded because the channel cannot be used even if the channel is idle after the RAW boundary.
  • the system is defined as capable of crossing the RAW boundary, if there is a target wake time (TWT) for another RAW or non-TIM STA after some RAW terminates, the probability of collision of channel access due to congestion This can be high.
  • TWT target wake time
  • PRAW the area of the PRAW (e.g., the RPS IE for the PRAW is provided only in the initial beacon and not currently in the beacon or short beacons). May cause congestion in the PRAW.
  • the present invention proposes a method of adaptively setting whether transmission is allowed beyond the RAW end point (or RAW boundary). Accordingly, the efficiency of resource utilization can be increased by RAW or more dynamically in consideration of the system situation.
  • the AP when the AP allocates a RAW to the STA through the beacon, the AP may include information indicating whether to allow channel access beyond the end point of the corresponding RAW in the beacon.
  • a field indicating whether to allow RAW cross boundary transmission eg, RAW Cross Boundary Transmission Allowance
  • Table 2 shows an example of the RPS IE further including this new field.
  • the AP transmits by setting the value of the RAW cross boundary transmission allowance (CBTA) field in the RPS IE to the first value (or 1), and does not allow the transmission beyond the RAW boundary.
  • the AP may transmit by setting the value of the RAW CBTA field to a second value (or 0). For example, when the RAW CBTA value is set to 0, when RAW2 exists after RAW1 and many STAs are allocated to RAW2, when RAW1 PRAW exists, when there is an urgent downlink frame to be transmitted after RAW1, And the case where the TWT of the Non-TIM STA (s) is set after RAW1.
  • FIG. 14 is a view for explaining an example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • the value of the slot CBTA ie, information indicating whether transmission is allowed beyond the slot boundary
  • the RAW CBTA ie, RAW boundary
  • the value of information indicating whether transmission is allowed is set to 1.
  • RAW CBTA may be set to 1 in consideration that no other RAW exists after RAW1, it is not limited to this reason. Since the value of the RAW CBTA is set to 1, an STA allocated a slot in RAW1 may transmit an uplink frame beyond a RAW boundary.
  • first, second, third and fourth slots in RAW1 are allocated to STA1, STA2, STA3 and STA4, respectively.
  • STA1 and STA2 may not attempt channel access in the first and second slots because they do not have an uplink frame to transmit.
  • the STA3 assigned to the third slot wakes up and transmits an uplink frame based on the EDCA, and the frame may continue beyond the slot boundary and may continue beyond the RAW boundary.
  • the STA4 has an uplink frame to be woken up and transmitted at the boundary of the slot allocated thereto, the STA4 cannot transmit the uplink frame because the STA3 occupies the channel.
  • FIG. 15 is a diagram for explaining another example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • a value of slot CBTA is set to 1 and a value of RAW CBTA is set to 0 in an RPS IE for RAW1 provided through a beacon.
  • RAW CBTA may be set to 0 considering that RAW2 does not exist after RAW1, it is not limited to this reason. Since the value of the RAW CBTA is set to 0, an STA allocated a slot in RAW1 cannot transmit an uplink frame over a RAW boundary. For example, STA1 and STA2 may not attempt channel access in the first and second slots because they do not have an uplink frame to transmit.
  • the STA3 assigned to the third slot wakes up and transmits an uplink frame based on the EDCA, and the frame may continue beyond the slot boundary, but may not continue beyond the RAW boundary. Therefore, uplink frame transmission of STA3 must be completed or stopped before the RAW endpoint. Meanwhile, although the STA4 has an uplink frame to be woken up and transmitted at the boundary of the slot allocated thereto, the STA4 cannot transmit the uplink frame because the STA3 occupies the channel.
  • FIG. 16 is a view for explaining another example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • RAW CBTA is basically included in the RPS IE sent through the beacon, but you can change the value of the RAW CBTA during the beacon interval.
  • the RAW CBTA value may be set through a predetermined frame transmitted from the AP during the beacon interval.
  • the predetermined frame that carries the RAW CBTA information during the beacon interval may be an NDP frame (eg, NDP-CTS frame, NDP-ACK frame, etc.) or a general control frame (eg, CTS frame or ACK frame). Etc.) may be used.
  • a value of slot CBTA is set to 1 and a value of RAW CBTA is set to 0 in an RPS IE for RAW1 provided through a beacon. Since the value of the RAW CBTA is set to 0, an STA allocated a slot in RAW1 cannot transmit an uplink frame over a RAW boundary.
  • the AP includes the RAW CBTA field in the NDP frame (for example, the NDP-CTS frame in FIG. 16) and transmits it.
  • the value of the RAW CBTA field may be set to one.
  • the STA (s) receiving the NDP frame and allocating slots in the RAW1 may transmit an uplink frame across the RAW boundary.
  • the first, second, third and fourth slots in RAW1 are allocated to STA1, STA2, STA3 and STA4, respectively.
  • STA1 assigned to the first slot wakes up and transmits an uplink frame on an EDCA basis, and the frame may continue beyond the slot boundary.
  • STA2 and STA3 have uplink frames to wake up and transmit in the second slot and the third slot, respectively, but cannot transmit an uplink frame because STA1 occupies a channel.
  • STAs in the wake-up state in the fourth slot may receive an NDP-CTS frame in which the RAW CBTA is set to 1 (that is, changing a RAW CBTA value previously set to 0 to 1).
  • the STA4 since the STA4 wakes up and has an uplink frame to be transmitted in the fourth slot, the STA2, STA3, and STA4 may attempt channel access in the fourth slot. STA3 can transmit the uplink frame through the competition. Since the value of the RAW CBTA is set to 1, the STA3 can continue to transmit the uplink frame over the RAW boundary. That is, as shown in FIG. 16, uplink frame transmission of STA3 started in the fourth slot of RAW1 may continue in RAW2.
  • FIG. 17 is a view for explaining another example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • a slot CBTA value is set to 1 and a RAW CBTA value is set to 1 in an RPS IE for RAW1 provided through a beacon. Since the value of the RAW CBTA is set to 1, an STA allocated a slot in RAW1 may transmit an uplink frame beyond a RAW boundary. Further, assume that the first, second, third and fourth slots in RAW1 are allocated to STA1, STA2, STA3 and STA4, respectively. For example, STA1 assigned to the first slot wakes up and transmits an uplink frame on an EDCA basis, and the frame may continue beyond the slot boundary.
  • STA2 has an uplink frame to wake up and transmit in the second slot, but cannot transmit an uplink frame because STA1 occupies a channel.
  • the STA2 may know that the channel usage of the STA1 is finished by receiving an ACK frame transmitted from the AP to the STA1, or when receiving a frame such as the NDP-CTS, may recognize the channel as idle and attempt to use the channel.
  • STAs in the wake-up state in the third slot may receive an NDP-CTS frame in which the RAW CBTA is set to 0 (that is, changing the RAW CBTA value previously set to 1 to 0).
  • the STA3 since the STA3 wakes up and has an uplink frame to be transmitted in the third slot, the STA2 and the STA3 may attempt channel access in the third slot. Through competition, STA3 can transmit an uplink frame. Since the value of the RAW CBTA is set to 0, an STA allocated a slot in RAW1 cannot transmit an uplink frame over a RAW boundary. That is, as shown in FIG. 17, uplink frame transmission of STA3 started in the third slot of RAW1 may continue beyond the slot boundary, but may not continue beyond the RAW boundary.
  • uplink frame transmission of STA3 must be completed or stopped before the end point of RAW1. Meanwhile, although the STA4 has an uplink frame to be woken up and transmitted at the boundary of the slot allocated thereto, the STA4 cannot transmit the uplink frame because the STA3 occupies the channel.
  • STA4 since STA4 does not receive an NDP-CTS frame in which the value of the RAW CBTA is set to 0 (that is, STA4 operates in a sleep state until the fourth slot), STA4 is configured through the RPS IE of the beacon. Therefore, the value of RAW CBTA is recognized as 1. Accordingly, STA4 may attempt uplink frame transmission beyond the RAW boundary. That is, while other STAs recognize the value of the RAW CBTA as 0, a problem may occur in that only STA4 recognizes the value of the RAW CBTA as 1.
  • a predetermined frame including a RAW CBTA value may be transmitted before the RAW boundary.
  • the predetermined frame that carries the RAW CBTA information before the RAW boundary may be an NDP frame (eg, NDP-CTS frame, NDP-ACK frame, etc.) or a general control frame (eg, CTS frame or ACK frame). Etc.) may be used.
  • FIG. 18 is a view for explaining another example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • an NDP-CTS frame (that is, an NDP frame that sets the value of the RAW CBTA to 0) transmitted in the third slot of RAW1 may be received by the STA2 and the STA3 in the wake-up state. It cannot be received in the STA4 in the sleep state. That is, STA2 and STA3 recognize the value of the RAW CBTA as 0 as set through the NDP-CTS frame, and STA4 recognizes the value of the RAW CBTA as 1 as set through the beacon frame. Accordingly, the uplink frame transmission of the STA3 started in the third slot of the RAW1 can continue beyond the slot boundary, but the uplink frame transmission of the STA3 must be completed or stopped before the end point of the RAW1.
  • STA4 has an uplink frame that wakes up and transmits at the boundary of a slot allocated thereto, but STA4 cannot transmit an uplink frame because STA3 occupies a channel, and when the channel occupancy of STA3 ends, STA4 accesses a channel. You can try
  • the AP may transmit the NDP-CTS frame including the RAW CBTA set to 0 before the RAW boundary of the RAW1, and the STA4 in the wake-up state may receive the NDP-CTS frame. Accordingly, it may be recognized that the RAW CBTA value is set to 0 and may not attempt to access the channel beyond the RAW boundary.
  • STA2 and STA3 may also receive an NDP-CTS frame including RAW CBTA information transmitted before the RAW boundary.
  • STA2 and STA3 may determine whether to allow transmission beyond the RAW boundary according to the last received RAW CBTA information.
  • RAW CBTA value set for the STA2 and the STA3 is 0 and the RAW CBTA value additionally received before the RAW boundary is also 0, it may be finally recognized as the value of the RAW CBTA.
  • FIG. 19 is a view for explaining another example of the RAW allocation method according to the present invention.
  • a response frame (eg, an ACK frame or an NDP-ACK) for uplink frame transmission from STA3 is used.
  • a RAW CBTA value may be included in the response frame for transmission.
  • NDP frame eg, an NDP-CTS frame or an NDP-ACK frame, etc.
  • Information for allowing or scheduling channel access of a specific STA in a specific slot may be provided through an NDP frame.
  • Such an operation may be referred to as a polling operation of slot-by-slot scheduling for a specific STA. Accordingly, the efficiency of resource utilization can be further increased by dynamically scheduling which STAs are allowed to access a channel in a specific slot.
  • RAW CBTA information is provided through an NDP frame (for example, an NDP-CTS frame or an NDP-ACK frame), the present invention is not limited thereto.
  • RAW CBTA information may be provided from the AP to the STA during the beacon interval or before the RAW boundary (via a CTS frame or ACK frame).
  • FIG. 20 illustrates a method of accessing a channel based on a restricted access window according to an embodiment of the present invention.
  • the AP may allocate RAW to the STA.
  • RAW allocation information may be provided through the RPS IE of the beacon frame.
  • the AP may provide RAW CBTA information to the STA.
  • the STA may determine whether to perform the transmission beyond the RAW boundary based on the RAW CBTA information, and perform the transmission operation accordingly.
  • the RAW allocation information of step S2010 and the RAW CBTA information of step S2020 may be provided to the STA through the RPS IE included in the beacon frame.
  • additional RAW CBTA information may be provided to the STA during the RAW.
  • FIG. 20 Although the example method described in FIG. 20 is represented by a series of operations for simplicity of description, it is not intended to limit the order in which the steps are performed, and each step may be performed simultaneously or in a different order as necessary. have. In addition, not all the steps illustrated in FIG. 20 are necessary to implement the method proposed by the present invention.
  • 21 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 10 may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the STA 20 may include a processor 21, a memory 22, and a transceiver 23.
  • the transceivers 13 and 23 may transmit / receive wireless signals and, for example, may implement a physical layer in accordance with the IEEE 802 system.
  • the processors 11 and 21 may be connected to the transceivers 13 and 21 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system. Processors 11 and 21 may be configured to perform operations according to the various embodiments of the present invention described above.
  • modules for implementing the operations of the AP and the STA according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 12 and 22 and executed by the processors 11 and 21.
  • the memories 12 and 22 may be included in the processors 11 and 21 or may be installed outside the processors 11 and 21 and connected to the processors 11 and 21 by known means.
  • the processor 11 of the AP 10 may be configured to transmit RAW CBTA information to the STA 20 using the transceiver 13 when RAW is allocated to the STA 20.
  • the processor 21 of the STA 20 may be configured to receive RAW CBTA information from the AP 10 using the transceiver 23 when RAW is allocated by the AP 10. Accordingly, the processor 21 of the STA 20 may be configured to perform transmission from the STA 10 based on the RAW CBTA information. For example, when the RAW CBTA information is set to the first value, transmission of the STA beyond the boundary of the RAW is allowed, and accordingly, the processor 21 notifies the transmission from the STA 20 after the RAW boundary. It may be operable to attempt using the transceiver 23. Alternatively, when the RAW CBTA information is set to the second value, transmission of the STA that crosses the boundary of the RAW is not allowed, and accordingly, the processor 21 does not perform transmission from the STA 20 after the RAW boundary. Can be operated.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스테이션(STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법은, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 액세스 포인트(AP)로부터 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 수신하는 단계; 및 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용될 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법 및 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 무선랜 시스템에서 제한된 액세스 윈도우 기반의 채널 액세스 방법 및 장치에 대한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.
무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput; HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.
무선랜 시스템에서의 통신은 모든 기기 간에 공유되는 매체(medium)에서 수행된다. M2M 통신과 같이 기기의 개수가 증가하는 경우, 하나의 기기의 채널 액세스를 위하여 많은 시간이 소요되는 것은 전체 시스템 성능의 저하를 야기할 뿐만 아니라, 각각의 기기의 전력 절약을 방해할 수 있다.
이러한 무선랜 시스템에서는 기기에게 제한된 액세스 윈도우(RAW)를 할당하는 것이 논의되어 왔다. 그러나, RAW가 할당되는 경우에 그 RAW의 경계를 넘어서 채널 액세스가 허용되는지에 대한 불명료성이 존재한다.
본 발명에서는 RAW가 할당되는 경우에 RAW의 경계에 관련된 채널 액세스 허용 여부를 설정하는 방안에 대해서 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스테이션(STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법은, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 액세스 포인트(AP)로부터 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 수신하는 단계; 및 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 액세스 포인트(AP)가 스테이션(STA)의 채널 액세스를 지원하는 방법은, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 상기 STA에게 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행될 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 채널 액세스를 수행하는 스테이션(STA) 장치는, 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 액세스 포인트(AP)로부터 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 상기 송수신기를 이용하여 수신하고; 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송을 상기 송수신기를 이용하여 수행하도록 설정될 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용될 수 있다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 무선 통신 시스템에서 스테이션(STA)의 채널 액세스를 지원하는 액세스 포인트(AP) 장치는, 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 상기 STA에게 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 상기 송수신기를 이용하여 전송하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행되며, 상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용될 수 있다.
상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.
상기 RAW CBTA 정보가 제 2 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되지 않을 수 있다.
상기 RAW는 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있다. 상기 하나 이상의 슬롯의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는 경우에, 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행될 수 있다.
상기 RAW CBTA 정보는 RAW 파라미터 세트 정보요소(RPS IE)에 포함될 수 있다.
상기 RPS IE는 비콘 프레임을 통하여 상기 AP로부터 수신될 수 있다.
하나 이상의 RAW CBTA 정보가 상기 RAW 도중에 상기 AP로부터 수신될 수 있다.
상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보는 널-데이터 패킷(NDP) 프레임 또는 제어 프레임을 통하여 상기 AP로부터 수신될 수 있다.
상기 NDP 프레임은, NDP-CTS(Clear To Send) 프레임 또는 NDP-ACK(Acknowledgment) 프레임일 수 있다.
상기 제어 프레임은, CTS 프레임 또는 ACK 프레임일 수 있다.
상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보 중에서 마지막으로 수신된 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행될 수 있다.
상기 RAW는 하나 이상의 슬롯으로 분할될 수 있다. 상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보는 상기 하나 이상의 슬롯의 시작 후 또는 상기 RAW의 경계 전에 전송될 수 있다.
본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
본 발명에서는 RAW가 할당되는 경우에 RAW의 경계에 관련된 채널 액세스 허용 여부를 설정하는 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 RAW 할당을 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 19는 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 예시들을 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
WLAN 시스템의 구조
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것(STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고, STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
STA의 켜지거나 꺼짐, STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA은 BSS에 연관(associated)되어야 한다. 이러한 연관(association)은 동적으로 설정될 수 있고, 분배시스템서비스(Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템(Distribution System; DS), 분배시스템매체(Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트(Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
LAN에서 직접적인 스테이션-대-스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템(DS)이 구성될 수 있다.
DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체(DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체(DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.
DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들(STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 전송 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
도 3 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)를 개념적으로 나타낸다.
임의의(arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLC(Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고, 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드-혹 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관(organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나, 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
도 4 는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 STA은 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA은 AP STA 및 비-AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA은 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STA1, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고, STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.
이하의 설명에서 non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동단말(Mobile Terminal), 이동 가입자국(Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(Base Station; BS), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템(Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.
링크 셋업 과정
도 5는 일반적인 링크 셋업(link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견(discovery)하고, 인증(authentication)을 수행하고, 연관(association)을 맺고(establish), 보안(security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정, 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한, 링크 셋업 과정의 발견, 인증, 연관, 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다.
도 5를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
단계 S510에서 STA은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA의 스캐닝(scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉, STA이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데, 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝(active scanning)과 수동적 스캐닝(passive scanning)이 있다.
도 5에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시한다. 능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고 이에 대한 응답을 기다린다. 응답자(responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 전송한다. 여기에서, 응답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임(beacon frame)을 전송한 STA일 수 있다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 응답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 응답자가 일정하지 않다. 예를 들어, 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 응답 프레임을 수신한 STA은, 수신한 프로브 응답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널(예를 들어, 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으로 스캐닝(즉, 2번 채널 상에서 프로브 요청/응답 송수신)을 수행할 수 있다.
도 5에서 도시하고 있지 않지만, 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임(management frame) 중 하나로서, 무선 네트워크의 존재를 알리고, 스캐닝을 수행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서, 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송한다. 스캐닝을 수행하는 STA은 비콘 프레임을 수신하면 비콘 프레임에 포함된 BSS에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채널에서 비콘 프레임 정보를 기록한다. 비콘 프레임을 수신한 STA은, 수신한 비콘 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널로 이동하여 동일한 방법으로 다음 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면, 능동적 스캐닝이 수동적 스캐닝보다 딜레이(delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
STA이 네트워크를 발견한 후에, 단계 S520에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이러한 인증 과정은 후술하는 단계 S540의 보안 셋업 동작과 명확하게 구분하기 위해서 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 칭할 수 있다.
인증 과정은 STA이 인증 요청 프레임(authentication request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청/응답에 사용되는 인증 프레임(authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
인증 프레임은 인증 알고리즘 번호(authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 시퀀스 번호(authentication transaction sequence number), 상태 코드(status code), 검문 텍스트(challenge text), RSN(Robust Security Network), 유한 순환 그룹(Finite Cyclic Group) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인증 요청/응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
STA은 인증 요청 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여, 해당 STA에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처리의 결과를 인증 응답 프레임을 통하여 STA에게 제공할 수 있다.
STA이 성공적으로 인증된 후에, 단계 S530에서 연관 과정이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA이 연관 요청 프레임(association request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 연관 응답 프레임(association response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다.
예를 들어, 연관 요청 프레임은 다양한 능력(capability)에 관련된 정보, 비콘 청취 간격(listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트(supported rates), 지원 채널(supported channels), RSN, 이동성 도메인, 지원 오퍼레이팅 클래스(supported operating classes), TIM 방송 요청(Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작(interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 연관 응답 프레임은 다양한 능력에 관련된 정보, 상태 코드, AID(Association ID), 지원 레이트, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터 세트, RCPI(Received Channel Power Indicator), RSNI(Received Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인, 타임아웃 간격(연관 컴백 시간(association comeback time)), 중첩(overlapping) BSS 스캔 파라미터, TIM 방송 응답, QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
이는 연관 요청/응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에, 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청/응답을 통한 인증 과정이라고 할 수도 있고, 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 하고, 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
단계 S540의 보안 셋업 과정은, 예를 들어, EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이(way) 핸드쉐이킹을 통해서, 프라이빗 키 셋업(private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 보안 셋업 과정은 IEEE 802.11 표준에서 정의하지 않는 보안 방식에 따라 수행될 수도 있다.
WLAN의 진화
무선랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 표준으로서 IEEE 802.11n이 존재한다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput; HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율(Very High Throughput; VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전(예를 들어, IEEE 802.11ac)으로서, MAC 서비스 액세스 포인트(Service Access Point; SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템중의 하나이다.
차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 MIMO 페어링(pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
또한, 화이트스페이스(whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것이 논의되고 있다. 예를 들어, 아날로그 TV의 디지털화로 인한 유휴 상태의 주파수 대역(예를 들어, 54~698MHz 대역)과 같은 TV 화이트스페이스(TV WS)에서의 무선랜 시스템의 도입은 IEEE 802.11af 표준으로서 논의되고 있다. 하지만, 이는 예시에 불과하고, 화이트스페이스는 허가된 유저(licensed user)가 우선적으로 사용할 수 있는 허가된 대역이라 할 수 있다. 허가된 유저는 허가된 대역의 사용을 허가 받은 유저를 의미하며, 허가된 장치(licensed device), 프라이머리 유저(primary user), 우선적 사용자(incumbent user) 등으로 칭할 수도 있다.
예를 들어, WS에서 동작하는 AP 및/또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호(protection) 기능을 제공하여야 한다. 예를 들어 WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약(regulation)상 분할되어 있는 주파수 대역인 특정 WS 채널을 마이크로폰(microphone)과 같은 허가된 유저가 이미 사용하고 있는 경우, 허가된 유저를 보호하기 위하여 AP 및/또는 STA은 해당 WS 채널에 해당하는 주파수 대역은 사용할 수 없다. 또한, AP 및/또는 STA은 현재 프레임 전송 및/또는 수신을 위해 사용하고 있는 주파수 대역을 허가된 유저가 사용하게 되면 해당 주파수 대역의 사용을 중지해야 한다.
따라서 AP 및/또는STA은 WS 대역 내 특정 주파수 대역의 사용이 가능한지, 다시 말해서 상기 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절차가 선행되어야 한다. 특정 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 것을 스펙트럼 센싱(spectrum sensing)이라 한다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 탐지(energy detection) 방식, 신호 탐지(signature detection) 방식 등이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나, DTV 프리앰블(preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 무선랜 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신은 하나 이상의 머신(Machine)이 포함되는 통신 방식을 의미하며, MTC(Machine Type Communication) 또는 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서, 머신이란 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체(entity)를 의미한다. 예를 들어, 무선 통신 모듈이 탑재된 검침기(meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론, 사용자의 조작/개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. M2M 통신은 디바이스 간의 통신(예를 들어, D2D(Device-to-Device) 통신), 디바이스와 서버(application server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로, 자동 판매기와 서버, POS(Point of Sale) 장치와 서버, 전기, 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션(application)에는, 보안(security), 운송(transportation), 헬스 케어(health care) 등이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면, 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
구체적으로, M2M 통신은 많은 STA의 개수를 지원할 수 있어야 한다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는 하나의 AP에 최대 2007 개의 STA이 연관되는 경우를 가정하지만, M2M 통신에서는 이보다 많은 개수(약 6000 개)의 STA이 하나의 AP에 연관되는 경우를 지원하는 방안들이 논의되고 있다. 또한, M2M 통신에서는 낮은 전송 속도를 지원/요구하는 애플리케이션이 많을 것으로 예상된다. 이를 원활하게 지원하기 위해서, 예를 들어, 무선랜 시스템에서는 TIM(Traffic Indication Map) 요소 기반으로 STA이 자신에게 송신될 데이터의 존재 여부를 인지할 수 있는데, TIM의 비트맵 크기를 줄이는 방안들이 논의되고 있다. 또한, M2M 통신에서는 송신/수신 간격이 매우 긴 트래픽이 많을 것으로 예상된다. 예를 들어, 전기/가스/수도 사용량과 같이 긴 주기(예를 들어, 한 달) 마다 매우 적은 양의 데이터를 주고 받는 것이 요구된다. 이에 따라, 무선랜 시스템에서는, 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수는 매우 많아지더라도, 하나의 비콘 주기 동안에 AP로부터 수신할 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적은 경우를 효율적으로 지원하는 방안들이 논의되고 있다.
이와 같이 무선랜 기술은 빠르게 진화하게 있으며, 전술한 예시들 외에도 직접 링크 셋업, 미디어 스트리밍 성능의 개선, 고속 및/또는 대규모의 초기 세션 셋업의 지원, 확장된 대역폭 및 동작 주파수의 지원 등을 위한 기술이 개발되고 있다.
매체 액세스 메커니즘
IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 액세스 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능(Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘 따르면, AP 및/또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서, 소정의 시간구간(예를 들어, DIFS(DCF Inter-Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체(medium)를 센싱(sensing)하는 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과, 만일 매체가 유휴 상태(idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태(occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및/또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 액세스를 위한 지연 기간(예를 들어, 임의 백오프 주기(random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주기의 적용으로, 여러 STA들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로, 충돌(collision)을 최소화시킬 수 있다.
또한, IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HCF(Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 한다. PCF는 폴링(polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및/또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫는다. 또한, HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고, HCCA는 폴링(polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한, HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기(Contention Period; CP)와 비경쟁 주기(Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점유(occupy 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴(idle) 상태로 변경되면, 여러 STA들은 데이터(또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때, 충돌을 최소화하기 위한 방안으로서, STA들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간만큼 대기한 후에, 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사-임의 정수(pseudo-random integer) 값을 가지며, 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서, CW는 경쟁 윈도우(Contention Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin이 주어지지만, 전송 실패의 경우(예를 들어, 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고, 데이터 전송이 성공하는 경우에는 CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CWmax 값은 2n-1 (n=0, 1, 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고, 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
도 6의 예시에서 STA3의 MAC에 전송할 패킷이 도달한 경우에, STA3는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 나머지 STA들은 매체가 점유(busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STA1, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에, 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고, STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉, STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에, 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다. 한편, STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때, STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운을 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA5의 잔여 백오프 시간이 STA4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며, 이 경우, STA4와 STA5 간에 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우에는 STA4와 STA5 모두 ACK을 받지 못하여, 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우, STA4와 STA5는 CW 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편, STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가, 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
STA의 센싱 동작
전술한 바와 같이 CSMA/CA 메커니즘은 AP 및/또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 숨겨진 노드 문제(hidden node problem) 등과 같이 매체 액세스에서 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및/또는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및/또는 STA에게 지시(indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및/또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스(또는 채널 액세스)가 금지(prohibit) 또는 연기(defer)된다. NAV는, 예를 들어, 프레임의 MAC 헤더(header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
또한, 충돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 충돌 검출(robust collision detect) 메커니즘이 도입되었다. 이에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 실제 캐리어 센싱 범위와 전송 범위는 동일하지 않을 수도 있지만, 설명의 편의를 위해서 동일한 것으로 가정한다.
도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며, STA A와 STA B는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만, STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송(즉, 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에, STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 충돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
도 7(b)는 노출된 노드(exposed node)에 대한 예시이며, STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서, STA C가 STA D에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱을 수행하면, STA B의 전송으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라, STA C가 STA D에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나, 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범위 밖에 있으므로, STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입장에서는 충돌하지 않을 수도 있으므로, STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STA C를 STA B의 노출된 노드라고 할 수 있다.
도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 7과 같은 예시적인 상황에서 충돌 회피(collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서, RTS(request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패킷(short signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA(들)이 오버히어링(overhearing)할 수 있도록 하여, 상기 주위의 STA(들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도록 할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면, 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 STA들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
도 8(b)는 노출된 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA B 간의 RTS/CTS 전송을 STA C가 오버히어링함으로써, STA C는 자신이 다른 STA(예를 들어, STA D)에게 데이터를 전송하더라도 충돌이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다. 즉, STA B는 주위의 모든 STA들에게 RTS를 전송하고, 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
전력 관리
전술한 바와 같이 무선랜 시스템에서는 STA이 송수신을 수행하기 전에 채널 센싱을 수행해야 하는데, 채널을 항상 센싱하는 것은 STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않으며, 수신 상태를 계속 유지하는 것도 전력이 제한된(즉, 배터리에 의해 동작하는) STA에게 큰 부담이 된다. 따라서, STA이 지속적으로 채널을 센싱하기 위해서 수신 대기 상태를 유지하면, 무선랜 처리율 측면에서 특별한 이점 없이 전력을 비효율적으로 소모하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 무선랜 시스템에서는 STA의 전력 관리(power management; PM) 모드를 지원한다.
STA의 전력 관리 모드는 액티브(active) 모드 및 전력 절약(power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태(awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는, 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편, PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태(sleep state) (또는 도즈(doze) 상태)와 어웨이크 상태(awake state)를 전환(switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
STA이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 슬립 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편, AP가 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우, 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해(또한 존재한다면 이를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다.
도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, AP(210)는 일정한 주기로 비콘 프레임(beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다(S211, S212, S213, S214, S215, S216). 비콘 프레임에는 TIM(Traffic Indication Map) 정보 요소(Information Element)가 포함된다. TIM 정보 요소는 AP(210)가 자신과 연관된 STA들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TIM 요소에는 유니캐스트(unicast) 프레임을 알려주는데 사용되는 TIM과 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송할 수 있다. STA1(220) 및 STA2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다. STA1(220) 및 STA2(222)는 소정의 주기의 웨이크업 인터벌(wakeup interval) 마다 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 각각의 STA은 자신의 로컬 클럭(local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며, 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클럭과 일치하는 것으로 가정한다.
예를 들어, 상기 소정의 웨이크업 인터벌은, STA1(220)이 비콘 인터벌마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서, STA1(220)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S211) 어웨이크 상태로 전환될 수 있다(S221). STA1(220)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득할 수 있다. 획득된 TIM 요소가 STA1(220)에게 전송될 프레임이 있음을 지시하는 경우, STA1(220)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll(Power Save-Poll) 프레임을 AP(210)에게 전송할 수 있다(S221a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 프레임을 STA1(220)에게 전송할 수 있다(S231). 프레임 수신을 완료한 STA1(220)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서, 다른 장치가 매체에 액세스하고 있는 등 매체가 점유된(busy medium) 상태이므로, AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다(S212). 이 경우 STA1(220)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만, 지연 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 슬립 상태로 전환한다(S222).
AP(210)가 세 번째로 비콘 프레임을 전송할 때, 해당 비콘 프레임에는 DTIM으로 설정된 TIM 요소가 포함될 수 있다. 다만, 매체가 점유된(busy medium) 상태이므로 AP(210)는 비콘 프레임을 지연 전송한다(S213). STA1(220)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM을 획득할 수 있다. STA1(220)이 획득한 DTIM은 STA1(220)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA을 위한 프레임이 존재함을 지시하는 경우를 가정한다. 이 경우, STA1(220)은 자신이 수신할 프레임이 없음을 확인하고, 다시 슬립 상태로 전환하여 동작할 수 있다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다(S232).
AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다(S214). 다만, STA1(220)은 이 전 2회에 걸친 TIM 요소 수신을 통해 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재한다는 정보를 획득할 수 없었으므로, TIM 요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정할 수 있다. 또는, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STA1(220)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STA1(220)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STA1(220)은 비콘 인터벌마다 TIM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서, STA1(220)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고(S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에(S215) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다.
AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S216), STA1(220)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM요소를 획득할 수 있다(S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로, STA1(220)은 PS-Poll 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고, AP(210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다(S234). 한편 STA2(230)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STA1(220)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서, STA2(230)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점(S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다(S241). STA2(230)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고, 프레임 전송을 요청하기 위해 AP(210)에게 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다(S241a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 STA2(230)에게 프레임을 전송할 수 있다(S233).
도 9와 같은 전력 절약 모드 운영을 위해 TIM 요소에는 STA이 자신에게 전송될 프레임이 존재하는지를 지시하는 TIM 또는 브로드캐스트/멀티캐스트 프레임이 존재하는지를 지시하는 DTIM이 포함된다. DTIM은 TIM 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다.
도 10 내지 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고, 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다. STA은 PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA들과 경쟁(contending)을 수행한 후에, AP에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다. STA에 의해 전송된 PS-Poll 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 확인응답(ACK) 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. 이후 STA은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간(예를 들어, SIFS(Short Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 응답(immediate response) 방식에 따라 동작할 수 있다. 한편, AP가 PS-Poll 프레임을 수신한 후에 STA에게 전송할 데이터 프레임을 SIFS 시간 동안에 준비하지 못한 경우에는 지연된 응답(deferred response) 방식에 따라 동작할 수 있으며, 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
도 11의 예시에서 STA이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP로부터 TIM을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하는 동작은 도 10의 예시와 동일하다. AP가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우, 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면, 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 프레임을 AP에게 전송하고, 슬립 상태로 전환될 수 있다.
도 12는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다. STA들은 AP로부터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터(즉, 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고, 데이터 수신이 완료된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다.
PPDU 프레임 포맷
PPDU(Physical Layer Convergence Protocol(PLCP) Packet Data Unit) 프레임 포맷은, STF(Short Training Field), LTF(Long Training Field), SIG(SIGNAL) 필드, 및 데이터(Data) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 가장 기본적인(예를 들어, non-HT(High Throughput)) PPDU 프레임 포맷은 L-STF(Legacy-STF), L-LTF(Legacy-LTF), SIG 필드 및 데이터 필드만으로 구성될 수 있다. 또한, PPDU 프레임 포맷의 종류(예를 들어, HT-mixed 포맷 PPDU, HT-greenfield 포맷 PPDU, VHT(Very High Throughput) PPDU 등)에 따라서, SIG 필드와 데이터 필드 사이에 추가적인 (또는 다른 종류의) STF, LTF, SIG 필드가 포함될 수도 있다.
STF는 신호 검출, AGC(Automatic Gain Control), 다이버시티 선택, 정밀한 시간 동기 등을 위한 신호이고, LTF는 채널 추정, 주파수 오차 추정 등을 위한 신호이다. STF와 LTF를 합쳐서 PCLP 프리앰블(preamble)이라고 칭할 수 있고, PLCP 프리앰블은 OFDM 물리계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호라고 할 수 있다.
SIG 필드는 RATE 필드 및 LENGTH 필드 등을 포함할 수 있다. RATE 필드는 데이터의 변조 및 코딩 레이트에 대한 정보를 포함할 수 있다. LENGTH 필드는 데이터의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로, SIG 필드는 패리티(parity) 비트, SIG TAIL 비트 등을 포함할 수 있다.
데이터 필드는 SERVICE 필드, PSDU(PLCP Service Data Unit), PPDU TAIL 비트를 포함할 수 있고, 필요한 경우에는 패딩 비트도 포함할 수 있다. SERVICE 필드의 일부 비트는 수신단에서의 디스크램블러의 동기화를 위해 사용될 수 있다. PSDU는 MAC 계층에서 정의되는 MAC PDU에 대응하며, 상위 계층에서 생성/이용되는 데이터를 포함할 수 있다. PPDU TAIL 비트는 인코더를 0 상태로 리턴하기 위해서 이용될 수 있다. 패딩 비트는 데이터 필드의 길이를 소정의 단위로 맞추기 위해서 이용될 수 있다.
MAC PDU는 다양한 MAC 프레임 포맷에 따라서 정의되며, 기본적인 MAC 프레임은 MAC 헤더, 프레임 바디, 및 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된다. MAC 프레임은 MAC PDU로 구성되어 PPDU 프레임 포맷의 데이터 부분의 PSDU를 통하여 송신/수신될 수 있다.
한편, 널-데이터 패킷(NDP) 프레임 포맷은 데이터 패킷을 포함하지 않는 형태의 프레임 포맷을 의미한다. 즉, NDP 프레임은, 일반적인 PPDU 포맷에서 PLCP 헤더 부분(즉, STF, LTF 및 SIG 필드)만을 포함하고, 나머지 부분(즉, 데이터 필드)은 포함하지 않는 프레임 포맷을 의미한다. NDP 프레임은 짧은(short) 프레임 포맷이라고 칭할 수도 있다.
액티브 폴링(active polling)
액티브 폴링이 허용되는 STA은 웨이크업(wakeup) 한 직후에 AP에게 폴링을 수행할 수 있다. 즉, 액티브 폴링이 허용되는 STA은 웨이크업 한 후에 비콘을 청취할 필요 없이 폴링 동작(예를 들어, PS-Poll 프레임의 전송)을 수행할 수 있다. 이러한 STA은 비콘 프레임에 포함되는 TIM 요소를 확인하지 않고도 폴링을 수행할 수 있다는 점에서, Non-TIM STA이라고 칭할 수 있다. 한편, 비콘 프레임에 포함되는 TIM 요소에 따라서 자신에게 전송될 데이터가 있는 경우에 폴링을 수행하는 STA은 TIM STA이라고 칭할 수 있다.
액티브 폴링은 스케줄링된 액티브 폴링 타입과 스케줄링되지 않은 액티브 폴링의 타입으로 구분할 수 있다.
스케줄링된 액티브 폴링의 경우, AP가 STA의 웨이크업 시점을 스케줄링하고, STA은 스케줄링된 시점에서 웨이크업하여 상향링크/하향링크(UL/DL) 전송을 위한 동작을 수행할 수 있고, STA은 비콘을 추적(track)할 필요는 없다.
스케줄링되지 않은 액티브 폴링의 경우, AP는 STA 또는 STA 그룹이 웨이크업하는 임의의 시점에서 해당 STA 또는 STA 그룹이 상향링크 프레임을 전송하는 것을 허용할 수 있고, STA은 비콘을 추적할 필요는 없다.
한편, 비콘을 추적하지 않는 액티브 폴링 STA은, 비콘을 통해서 업데이트되는 정보, 타임스탬프 정보 등을 놓칠 수 있다. 따라서, 액티브 폴링 STA은 웨이크업하면 즉시 AP에게 이러한 정보를 제공하여 줄 것을 요청할 수 있다. AP는 STA에게 즉시 해당 정보를 제공하여 줄 수도 있고, 또는 해당 정보를 다음 비콘을 통해서 수신하도록 알려줄 수도 있다. 이를 위해서 AP는 STA에게 다음 비콘 수신을 위한 타이머를 제공하여 줄 수도 있다.
제한된 액세스 윈도우(RAW)
RAW는 특정 STA 또는 STA 그룹의 채널 액세스만이 허용되는 시간 구간을 의미한다. AP는 STA(들)에게 RAW 할당 정보를 비콘을 통하여 알려줄 수 있다.
도 13은 RAW 할당을 설명하기 위한 도면이다.
하나의 비콘 인터벌 내에서 하나 이상의 RAW가 설정될 수 있다. RAW는 하나 이상의 시간 슬롯으로 분할될 수 있다. 복수개의 슬롯이 RAW 내에 설정되는 경우, 슬롯을 구분하는 시점의 기준을 슬롯 경계(slot boundary)라고 칭한다. 하나의 슬롯의 길이는 슬롯 듀레이션(slot duration)으로 칭한다.
RAW 내에서의 STA의 일반적인 동작에 대해서 설명한다. TBTT(Target Beacon Transmission Time)에서 웨이크업하는 STA은 비콘 프레임을 청취하여, 비콘 프레임을 통해서 각각의 RAW에서의 슬롯 듀레이션에 대한 정보를 알 수 있다. 여기서, 하나의 RAW 내에서 복수개의 슬롯이 존재하는 경우에 복수개의 슬롯들의 듀레이션을 동일하게 설정될 수 있다. 한편, 서로 다른 RAW에서의 슬롯 듀레이션을 상이하게 설정될 수 있다. STA은 AP에 의해서 할당되는 바에 따라 자신의 채널 액세스가 허용되는 슬롯을 결정할 수 있다. STA은 자신의 채널 액세스 슬롯 전에는 슬립 상태로 동작할 수 있다.
상향링크 채널 액세스와 관련하여, STA은 자신의 채널 액세스 슬롯의 슬롯 경계에서 EDCA 기반으로 채널 액세스를 시작할 수 있다. AP는 TXOP(Transmission Opportunity) 또는 TXOP 내의 전송은 슬롯 경계를 넘어서(cross) 계속될 수 있는지 여부에 대해서 알려줄 수 있다. 만약, STA의 전송이 슬롯 경계를 넘어서는 것이 허용되지 않는 경우라면 STA은 슬롯 경계에서 웨이크업한 경우에 ProbeDelay 시간 만큼 대기하지 않고 채널 액세스를 수행할 수도 있다.
하향링크 BU(Bufferable Unit) 전달과 관련하여, AP는 페이징된 STA에게 채널 액세스 슬롯을 알려줄 수 있고, STA은 해당 슬롯에서 경쟁을 수행할 수 있다. 채널 액세스 슬롯을 알려주는 것은 비콘의 TIM에 기반할 수 있다. 페이징된 STA은 슬롯 경계에서 경쟁을 시작할 수 있다. TIM을 수신한 후에 STA은 자신의 채널 액세스 슬롯의 슬롯 경계 이후에서 EDCA 기반으로 PS-Poll 또는 트리거 프레임을 AP로 전송할 수 있다. AP는 페이징된 STA에게 하향링크 BU 전달 슬롯 이후에서 트래픽을 전송할 것임을 알려줄 수 있다. 모든 PS-Poll 또는 트리거 프레임 전송이 완료된 후에 각각의 STA에 대한 하향링크 BU 전달 슬롯은 관리 프레임에 의해서 지시될 수 있다. AP는 NAV를 설정함으로써 PS-Poll 또는 트리거 프레임을 보호할 수 있다. 페이징된 STA은 AP에 의해서 설정되는 NAV를 무시할 수 있다. NAV가 설정되면, RAW 내에서는 페이징된 STA들만이 PS-Poll 또는 트리거 프레임을 전송할 수 있다.
상향링크 프레임 전달과 관련하여, AP는 STA 또는 STA 그룹이 상향링크 프레임을 임의의 시간에 전송하는 것을 허용할 수 있다. 또는 AP는 비콘 프레임을 통하여 STA 또는 STQ 그룹의 경쟁이 허용되는 채널 액세스 슬롯을 할당하여 줄 수도 있다. 이 경우, STA은 TBTT에서 웨이크업하여 비콘 프레임을 청취하고 비콘 프레임 내의 정보에 기초하여 자신의 채널 액세스 슬롯을 결정할 수 있다. STA은 자신의 채널 액세스 슬롯의 슬롯 경계 이후에 채널 액세스를 EDCA 기반으로 시작할 수 있다. 한편, STA에 의해서 요청되는 경우, AP는 STA에게 채널 액세스 슬롯을 할당하여 줄 수도 있다. 이 경우 STA은 자신의 채널 액세스 슬롯의 슬롯 경계 이후에 채널 액세스를 EDCA 기반으로 시작할 수 있다.
도 13을 참조하여 RAW 듀레이션은 TRAW라고 표현할 수 있고, 슬롯 듀레이션은 TS라고 표현할 수 있다. 이에 따라, NRAW라는 파라미터는 NRAW=TRAW라고 /TS 정의된다. 이에 따라 슬롯 매핑 함수는 다음의 수학식 1과 같이 정의된다.
수학식 1
Figure PCTKR2013011468-appb-M000001
상기 수학식 1에서 i는 STA에게 할당되는 슬롯의 인덱스이다.
RAW가 페이징된 STA과 페이징되지 않은 STA 모두를 위해서 할당된 것이라면, 상기 수학식 1에서 x는 STA의 AID이다.
RAW가 페이징된 STA들만을 위해서 제한적으로 할당된 것이라면, 상기 수학식 1에서 x는 모든 페이징된 STA들의 AID를 순서대로 배열한 경우에 특정 페이징된 STA의 위치 인덱스이다. 예를 들어, 상기 특정 페이징된 STA의 AID 앞에 n 개의 페이징된 STA들이 존재하는 경우, x=n이다 (여기서 첫 번째 페이징되는 STA의 비트 위치는 x=0으로 정의되는 것을 가정한다).
상기 수학식 1에서 Noffset은 TIM에서 지시되는 STA들 간의 형평성(fairness)을 제공하기 위해서 주어지는 오프셋 값이다. 예를 들어, 타임스탬프 값이나 FCS 등이 오프셋 값으로 이용될 수도 있다.
상기 수학식 1에서 mod는 모듈로 연산을 의미한다.
전술한 바와 같은 RAW 할당은 비콘 프레임 또는 짧은 비콘 프레임에 포함되는 RPS(RAW Parameter Set) 정보 요소에 의해서 정의될 수 있다. RPS 정보 요소(IE)는 다음의 표 1과 같은 서브필드들을 포함할 수 있다.
표 1
Figure PCTKR2013011468-appb-T000001
또한, RAW 중에는 TIM STA들의 채널 액세스가 허용되지 않는 RAW가 존재할 수 있으며, AP는 이러한 RAW 정보를 TIM STA들에게 알려줄 수 있다. Non-TIM STA은 비콘을 청취할 필요가 없고 액티브 폴링이 가능하므로, 웨이크업 한 시점에서 폴링 동작을 위해서 채널 액세스를 수행할 수 있는데, TIM STA들에게 TIM STA들의 액세스가 금지되는 RAW를 알려줌으로써, 반사적으로 해당 RAW는 Non-TIM STA들이 채널 액세스를 할 수 있는 시간 구간으로 이용될 수 있다.
또한, 주기적 RAW(PRAW)가 설정될 수도 있다. AP는 스케줄링된 액티브 폴링 STA들을 위한 자원을 할당하고, 해당 자원 할당 정보를 알려줄 수 있다. PRAW에 대한 정보는 짧은 비콘 프레임을 통해서는 지시되지 않고, 일반 비콘 프레임을 통해서 지시될 수 있다. PRAW가 설정되면 AP는 스케줄링된 액티브 폴링 STA들의 그룹에게 자원을 주기적으로 할당할 수 있다. PRAW를 위해서 할당된 자원은 업데이트된 PRAW 정보가 브로드캐스트되기 전에는 변경되지 않을 수 있다. 스케줄링된 액티브 폴링 STA을 위한 자원은 PRAW 듀레이션(duration) 내에서 할당될 수 있다. 스케줄링된 액티브 폴링 STA이 전송할 데이터 패킷을 가지고 있다면, PRAW 내의 지정된 슬롯에서 웨이크업하여 기본 CCA를 수행한 후에 패킷을 전송할 수 있다. TIM STA들은 PRAW 동안에는 채널 액세스가 허용되지 않는다. PRAW 내에서 각각의 STA은 EDCA 기반 채널 액세스 방식에 따라서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
개선된 RAW 할당 방안
전술한 바와 같이 RPS IE를 통해서 STA의 채널 액세스 슬롯이 할당될 수 있고, STA은 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 시도할 수 있다. RPS IE에서 슬롯 정의(slot definition)에서 크로스 경계 전송(Cross boundary transmission) 허용 여부를 지시하는 필드가 1로 설정되면, STA은 자신에게 할당된 슬롯의 경계를 넘어서 (즉, 다른 STA을 위한 슬롯에서) 채널 액세스를 수행할 수는 없다.
만약 슬롯에 대한 크로스 경계 전송의 허용 여부를 지시하는 필드가 0으로 설정되면, STA은 자신에게 할당된 슬롯의 경계를 넘어서 (즉, 다른 STA을 위한 슬롯에서) 채널 액세스를 계속할 수 있다. 그러나, RAW의 종점(end point) 또는 RAW의 경계 후에는 슬롯이 존재하지 않기 때문에, 슬롯 경계를 넘어서는 전송이 허용(즉, 슬롯에 대한 크로스 경계 전송이 허용)되는 경우라고 하더라도, RAW 종점 이전의 슬롯을 할당 받은 STA이 RAW 종점을 넘어서 채널 액세스를 계속할 수 있는지 또는 없는지는 정의되어 있지 않다. 한편, 슬롯에 대한 크로스 경계 전송이 허용되지 않는 경우라면 STA이 자신에게 할당된 슬롯을 넘어서 전송을 계속하지 않기 때문에, RAW 종점을 넘어서 전송을 계속할 수 있는지가 문제되지 않는다. 다만, 크로스 경계 전송의 허용 여부가 RAW 듀레이션 내의 어떤 시점에서 변경될 수 있는 경우에는, RAW 종점 이전의 슬롯을 할당 받은 STA이 RAW 종점을 넘어서 채널 액세스를 계속할 수 있는지 불명확하다면 STA의 동작을 명확하게 정의할 수 없기 때문에 문제가 될 수 있다.
만약 시스템에서 RAW 종점(또는 RAW 경계)을 넘지 못하는 것으로 정의하는 경우라면 RAW 내의 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 종점(또는 RAW 경계)에서 전송을 멈추고, 자신의 채널 액세스가 허용되는 다른 시점에서 다시 전송을 시도할 수 있다. 만약 시스템에서 RAW 종점(또는 RAW 경계)을 넘을 수 있다고 정의하는 경우라면 RAW 내의 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 종점(또는 RAW 경계)을 넘어서 계속하여 채널 액세스를 수행할 수 있다.
만약 시스템에서 RAW 경계를 넘지 못하는 것으로 정의되는 경우에는 RAW 경계 이후에 채널이 유휴 상태인 경우에도 채널을 사용하지 못하기 때문에 채널 사용 효율성이 저하될 수 있다. 만약 시스템에서 RAW 경계를 넘을 수 있다고 정의되는 경우에는 어떤 RAW가 종료된 후 다른 RAW 또는 Non-TIM STA을 위한 TWT(Target Wake Time)가 존재하는 경우에는 혼잡(congestion)으로 인하여 채널 액세스의 충돌 확률이 높아질 수 있다. 또한, 어떤 RAW가 종료된 후 PRAW가 존재하는 경우에는 STA이 PRAW의 영역을 알 수 없다면 (예를 들어, PRAW에 대한 RPS IE가 초기 비콘에서만 제공되고, 현재 비콘 또는 짧은 비콘에서는 제공되지 않는 경우) PRAW에서의 혼잡을 발생시킬 수도 있다.
기존의 RAW 할당 방식에 따르면 RAW 종점(또는 RAW 경계)을 넘어서는 전송의 허용 여부가 정의되지 않고, STA이 어떤 방식으로 동작할지를 시스템에서 알려줄 수 없기 때문에, 이러한 불명료성으로 인한 시스템 전체 성능이 저하될 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는 RAW 종점(또는 RAW 경계)을 넘어서 전송이 허용되는지를 적응적으로 설정하는 방안을 제안한다. 이에 따라 시스템의 상황을 고려하여 RAW 별로 또는 보다 동적(dynamic)으로 자원 활용의 효율성을 증대시킬 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따르면 AP가 비콘을 통해서 RAW를 STA에게 할당할 때에, 해당 RAW의 종점을 넘어서 채널 액세스를 수행하는 것이 허용되는지 여부를 나타내는 정보를 비콘에 포함시켜 함께 제공할 수 있다. 예를 들어 RPS IE 내에 RAW 크로스 경계 전송 허용여부(예를 들어, RAW Cross Boundary Transmission Allowance)를 나타내는 필드가 추가적으로 정의될 수 있다. 표 2는 이러한 새로운 필드를 추가적으로 포함하는 RPS IE의 예시를 나타낸다.
표 2
Figure PCTKR2013011468-appb-T000002
RAW 경계를 넘어서는 전송을 허용하는 경우 AP는 RPS IE내의 RAW CBTA(RAW cross boundary transmission allowance) 필드의 값을 제 1 값(또는 1)로 설정하여 전송하고, RAW 경계를 넘어서는 전송을 허용하지 않는 경우 AP는 RAW CBTA 필드의 값을 제 2 값(또는 0)으로 설정하여 전송할 수 있다. RAW CBTA 값이 0으로 설정되는 경우의 예시로는, RAW1 후에 RAW2이 존재하고 RAW2에 많은 STA들이 할당되는 경우, RAW1 PRAW가 존재하는 경우, RAW1 후에 전송되어야 하는 긴급한 하향링크 프레임이 존재하는 경우, RAW1 후에 Non-TIM STA(들)의 TWT가 설정된 경우 등을 들 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 예시에서 비콘을 통해서 제공되는 RAW1에 대한 RPS IE에서 슬롯 CBTA(즉, 슬롯 경계를 넘어서 전송이 허용되는지 여부를 나타내는 정보)의 값이 1로 설정되고, RAW CBTA(즉, RAW 경계를 넘어서 전송이 허용되는지 여부를 나타내는 정보)의 값이 1로 설정되는 경우를 가정한다. RAW1 후에 다른 RAW가 존재하지 않는 것을 고려하여 RAW CBTA가 1로 설정될 수도 있지만, 이러한 이유에 제한되는 것은 아니다. RAW CBTA의 값이 1로 설정되므로 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 또한, RAW1 내의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 및 네 번째 슬롯은 STA1, STA2, STA3 및 STA4에게 각각 할당되는 것으로 가정한다. 예를 들어, STA1 및 STA2는 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지 않아서 첫 번째 및 두 번째 슬롯에서 채널 액세스를 시도하지 않을 수도 있다. 한편, 세 번째 슬롯을 할당받은 STA3가 웨이크업하여 EDCA 기반으로 상향링크 프레임을 전송하고, 해당 프레임은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수 있고, 나아가 RAW 경계를 넘어서도 계속될 수 있다. 한편, STA4는 자신이 할당받은 슬롯의 경계에서 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA3이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없다.
도 15는 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 예시에서 비콘을 통해서 제공되는 RAW1에 대한 RPS IE에서 슬롯 CBTA의 값이 1로 설정되고, RAW CBTA의 값이 0으로 설정되는 경우를 가정한다. RAW1 후에 RAW2가 존재하지 않는 것을 고려하여 RAW CBTA가 0으로 설정될 수도 있지만, 이러한 이유에 제한되는 것은 아니다. RAW CBTA의 값이 0으로 설정되므로 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 없다. 예를 들어, STA1 및 STA2는 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지 않아서 첫 번째 및 두 번째 슬롯에서 채널 액세스를 시도하지 않을 수도 있다. 한편, 세 번째 슬롯을 할당받은 STA3가 웨이크업하여 EDCA 기반으로 상향링크 프레임을 전송하고, 해당 프레임은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수 있지만, RAW 경계를 넘어서 계속될 수는 없다. 따라서, RAW 종점 이전에 STA3의 상향링크 프레임 전송은 완료 또는 중지되어야 한다. 한편, STA4는 자신이 할당받은 슬롯의 경계에서 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA3이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없다.
도 16은 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
RAW CBTA는 기본적으로는 비콘을 통해서 전송되는 RPS IE에 포함되지만, 비콘 인터벌 도중에 RAW CBTA의 값을 변경시킬 수도 있다. 이를 위해서, 비콘 인터벌 도중에 AP로부터 전송되는 소정의 프레임을 통해서 RAW CBTA 값이 설정될 수도 있다. 비콘 인터벌 도중에 RAW CBTA 정보를 전달하는 상기 소정의 프레임은, NDP 프레임(예를 들어, NDP-CTS 프레임, NDP-ACK 프레임 등)일 수도 있고 또는 일반 제어 프레임(예를 들어, CTS 프레임 또는 ACK 프레임 등)일 수도 있다.
도 16의 예시에서 비콘을 통해서 제공되는 RAW1에 대한 RPS IE에서 슬롯 CBTA의 값이 1로 설정되고, RAW CBTA의 값이 0으로 설정되는 경우를 가정한다. RAW CBTA의 값이 0으로 설정되므로 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 없다. RAW1의 네 번째 슬롯에서 AP가 NDP 프레임(예를 들어 도 16에서는 NDP-CTS 프레임)에 RAW CBTA 필드를 포함시켜 전송하고, 여기서 RAW CBTA 필드의 값은 1로 설정될 수 있다. 이러한 NDP 프레임을 수신하고 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA(들)은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 있다.
예를 들어, RAW1 내의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 및 네 번째 슬롯은 STA1, STA2, STA3 및 STA4에게 각각 할당되는 것으로 가정한다. 예를 들어, 첫 번째 슬롯을 할당받은 STA1이 웨이크업하여 EDCA 기반으로 상향링크 프레임을 전송하고, 해당 프레임은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수 있다. STA2 및 STA3은 두 번째 슬롯 및 세 번째 슬롯에서 각각 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA1이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없다. 네 번째 슬롯에서 웨이크업 상태의 STA들은 RAW CBTA가 1로 설정된 (즉, 이전에 0으로 설정되어 있던 RAW CBTA 값을 1로 변경시키는) NDP-CTS 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 네 번째 슬롯에서 STA4가 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있어, 네 번째 슬롯에서는 STA2, STA3 및 STA4가 채널 액세스를 시도할 수 있다. 경쟁을 통해서 STA3이 상향링크 프레임을 전송할 수 있는데, RAW CBTA의 값이 1로 설정된 상태이므로 RAW 경계를 넘어서 STA3의 상향링크 프레임 전송이 계속될 수 있다. 즉, 도 16에서 도시하는 바와 같이 RAW1의 네 번째 슬롯에서 시작된 STA3의 상향링크 프레임 전송이 RAW2에서도 계속될 수 있다.
도 17은 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 17의 예시에서 비콘을 통해서 제공되는 RAW1에 대한 RPS IE에서 슬롯 CBTA의 값이 1로 설정되고, RAW CBTA의 값이 1로 설정되는 경우를 가정한다. RAW CBTA의 값이 1로 설정되므로 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 또한, RAW1 내의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 및 네 번째 슬롯은 STA1, STA2, STA3 및 STA4에게 각각 할당되는 것으로 가정한다. 예를 들어, 첫 번째 슬롯을 할당받은 STA1이 웨이크업하여 EDCA 기반으로 상향링크 프레임을 전송하고, 해당 프레임은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수 있다. STA2는 두 번째 슬롯에서 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA1이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없다. STA2는 AP로부터 STA1으로 전송되는 ACK 프레임을 들어서 STA1의 채널 사용이 끝났음을 알거나, 또는 NDP-CTS와 같은 프레임을 받았을 때, 채널이 유휴 상태인 것으로 인식하고 채널 사용을 시도할 수 있다.
세 번째 슬롯에서 웨이크업 상태의 STA들은 RAW CBTA가 0으로 설정된 (즉, 이전에 1로 설정되어 있던 RAW CBTA 값을 0으로 변경시키는) NDP-CTS 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 세 번째 슬롯에서 STA3이 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있어, 세 번째 슬롯에서는 STA2 및 STA3가 채널 액세스를 시도할 수 있다. 경쟁을 통해서 STA3이 상향링크 프레임을 전송할 수 있는데, RAW CBTA의 값이 0으로 설정된 상태이므로 RAW1 내에서 슬롯을 할당받은 STA은 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임을 전송할 수 없다. 즉, 도 17에서 도시하는 바와 같이 RAW1의 세 번째 슬롯에서 시작된 STA3의 상향링크 프레임 전송은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수는 있지만, RAW 경계를 넘어서 계속될 수는 없다. 따라서, RAW1의 종점 이전에 STA3의 상향링크 프레임 전송은 완료 또는 중지되어야 한다. 한편, STA4는 자신이 할당받은 슬롯의 경계에서 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA3이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없다.
여기서, STA4는 RAW CBTA의 값이 0으로 설정된 NDP-CTS 프레임을 수신하지 못하기 때문에(즉, STA4는 네 번째 슬롯 전까지는 슬립 상태로 동작하기 때문에), STA4는 비콘의 RPS IE를 통하여 설정된 바에 따라 RAW CBTA의 값이 1인 것으로 인식한다. 따라서, STA4는 RAW 경계를 넘어서 상향링크 프레임 전송을 시도할 수 있다. 즉, 다른 STA들은 RAW CBTA의 값을 0으로 인식하는데, STA4만이 RAW CBTA의 값을 1로 인식하는 문제가 발생할 수 있다.
이를 방지하기 위해서 RAW 경계 전에 RAW CBTA 값을 포함하는 소정의 프레임이 전송될 수도 있다. RAW 경계 전에 RAW CBTA 정보를 전달하는 상기 소정의 프레임은, NDP 프레임(예를 들어, NDP-CTS 프레임, NDP-ACK 프레임 등)일 수도 있고 또는 일반 제어 프레임(예를 들어, CTS 프레임 또는 ACK 프레임 등)일 수도 있다.
도 18은 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 18의 예시에서 세 번째 슬롯까지의 동작은 도 17의 예시와 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 18에서 도시하는 바와 같이 RAW1의 세 번째 슬롯에서 전송되는 NDP-CTS 프레임(즉, RAW CBTA의 값을 0으로 설정하는 NDP 프레임)은, 웨이크업 상태의 STA2 및 STA3에서 수신될 수는 있지만, 슬립 상태의 STA4에서는 수신될 수 없다. 즉, STA2 및 STA3은 NDP-CTS 프레임을 통해 설정된 바에 따라 RAW CBTA의 값을 0으로 인식하는데, STA4은 비콘 프레임을 통해 설정된 바에 따라 RAW CBTA의 값을 1로 인식하고 있다. 이에 따라, RAW1의 세 번째 슬롯에서 시작된 STA3의 상향링크 프레임 전송은 슬롯 경계를 넘어서 계속될 수는 있지만, RAW1의 종점 이전에 STA3의 상향링크 프레임 전송은 완료 또는 중지되어야 한다. 한편, STA4는 자신이 할당받은 슬롯의 경계에서 웨이크업하고 전송할 상향링크 프레임을 가지고 있지만, STA3이 채널을 점유하고 있기 때문에 상향링크 프레임을 전송할 수 없고, STA3의 채널 점유가 종료되면 STA4는 채널 액세스를 시도할 수 있다.
여기서, AP는 RAW1의 RAW 경계 전에, 0으로 설정된 RAW CBTA를 포함하는 NDP-CTS 프레임을 전송할 수 있고, 웨이크업 상태의 STA4는 상기 NDP-CTS 프레임을 수신할 수 있다. 이에 따라, RAW CBTA 값이 0으로 설정된 것을 인식하고 RAW 경계를 넘어서 채널 액세스를 시도하지 않을 수 있다.
한편, STA4 외에도 웨이크업 상태의 다른 STA(들) (예를 들어, STA2, STA3)도 RAW 경계 전에 전송되는 RAW CBTA 정보를 포함하는 NDP-CTS 프레임을 수신할 수 있다. 이 경우, STA2 및 STA3의 경우에는 마지막으로 수신된 RAW CBTA 정보에 따라 RAW 경계를 넘어서는 전송의 허용 여부를 결정할 수 있다. 도 18의 예시에서는 STA2 및 STA3에 대해서 설정된 RAW CBTA 값이 0이었고, RAW 경계 전에 추가적으로 수신된 RAW CBTA 값도 0이므로, 최종적으로 RAW CBTA의 값이 0인 것으로 인식할 수 있다.
도 19는 본 발명에 따른 RAW 할당 방식의 또 다른 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 19의 예시에서는 도 18의 예시와 비교하여, RAW 경계 전에 AP가 NDP-CTS 프레임을 전송하는 대신에, STA3으로부터의 상향링크 프레임 전송에 대한 응답 프레임(예를 들어, ACK 프레임 또는 NDP-ACK 프레임)을 전송할 때, 상기 응답 프레임에 RAW CBTA 값을 포함시켜 전송할 수 있다.
상기 도 16 내지 도 19의 예시에서 NDP 프레임(예를 들어, NDP-CTS 프레임 또는 NDP-ACK 프레임 등)을 이용하여 RAW CBTA 정보를 제공하는 방안에 추가적으로, 또는 RAW CBTA 정보를 제공하는 대신에, 특정 슬롯에서 특정 STA의 채널 액세스를 허용 또는 스케줄링하는 정보가 NDP 프레임을 통하여 제공될 수도 있다. 이러한 동작을 특정 STA에 대한 슬롯 단위 스케줄링의 폴링 동작이라고 칭할 수도 있다. 이에 따라, 특정 슬롯에서 어떤 STA의 채널 액세스가 허용되는지를 동적으로 스케줄링함으로써 자원 활용의 효율성을 보다 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 도 16 내지 도 19에서는 NDP 프레임(예를 들어, NDP-CTS 프레임 또는 NDP-ACK 프레임)을 통해서 RAW CBTA 정보가 제공되는 예시를 도시하지만, 이에 제한되는 것은 아니고, 일반 제어 프레임(예를 들어, CTS 프레임 또는 ACK 프레임)을 통해서 비콘 인터벌 도중에 또는 RAW 경계 전에 RAW CBTA 정보가 AP로부터 STA에게 제공될 수도 있다.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 제한된 액세스 윈도우 기반 채널 액세스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단계 S2010에서 AP는 STA에게 RAW를 할당하여 줄 수 있다. 예를 들어, 비콘 프레임의 RPS IE를 통해서 RAW 할당 정보가 제공될 수 있다.
단계 S2020에서 AP는 STA에게 RAW CBTA 정보를 제공할 수 있다.
단계 S2030에서 STA은 RAW CBTA 정보에 기초하여, RAW 경계를 넘어서는 전송의 수행 여부를 결정하고 이에 따라 전송 동작을 수행할 수 있다.
여기서, 단계 S2010의 RAW 할당 정보 및 단계 S2020은 RAW CBTA 정보는 비콘 프레임에 포함되는 RPS IE를 통해서 STA에게 제공될 수도 있다. 또한, 비콘 프레임을 통해서 RAW CBTA가 STA에게 제공된 후에도, RAW 도중에 추가적인 RAW CBTA 정보가 STA에게 제공될 수도 있다.
도 20에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법을 구현하기 위해서 도 20에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.
전술한 바와 같은 본 발명의 방법에 있어서, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
AP(10)는 프로세서(11), 메모리(12), 송수신기(13)를 포함할 수 있다. STA(20)는 프로세서(21), 메모리(22), 송수신기(23)를 포함할 수 있다. 송수신기(13 및 23)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11 및 21)는 송수신기(13 및 21)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11 및 21)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 AP 및 STA의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(12 및 22)에 저장되고, 프로세서(11 및 21)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리(12 및 22)는 프로세서(11 및 21)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(11 및 21)의 외부에 설치되어 프로세서(11 및 21)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
AP(10)의 프로세서(11)는, STA(20)에 대해서 RAW가 할당되는 경우에 RAW CBTA 정보를 송수신기(13)을 이용하여 STA(20)에게 전송하도록 설정될 수 있다. STA(20)의 프로세서(21)는, AP(10)에 의해서 RAW를 할당받는 경우에 RAW CBTA 정보를 송수신기(23)을 이용하여 AP(10)로부터 수신하도록 설정될 수 있다. 이에 따라, STA(20)의 프로세서(21)는, 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 STA(10)으로부터의 전송을 수행하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되므로, 이에 따라서 상기 프로세서(21)는 RAW 경계 후에 상기 STA(20)으로부터의 전송을 상기 송수신기(23)를 이용하여 시도하도록 동작할 수 있다. 또는, RAW CBTA 정보가 제 2 값으로 설정되는 경우 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되지 않으므로, 이에 따라서 상기 프로세서(21)는 RAW 경계 후에 상기 STA(20)으로부터의 전송이 수행되지 않도록 동작할 수 있다.
위와 같은 AP 및 STA 장치의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 통신 시스템에서 스테이션(STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 액세스 포인트(AP)로부터 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는, 채널 액세스 수행 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RAW CBTA 정보가 제 2 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되지 않는, 채널 액세스 수행 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 RAW는 하나 이상의 슬롯으로 분할되고,
    상기 하나 이상의 슬롯의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는 경우에, 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행되는, 채널 액세스 수행 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RAW CBTA 정보는 RAW 파라미터 세트 정보요소(RPS IE)에 포함되는, 채널 액세스 수행 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 RPS IE는 비콘 프레임을 통하여 상기 AP로부터 수신되는, 채널 액세스 수행 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 RAW CBTA 정보가 상기 RAW 도중에 상기 AP로부터 수신되는, 채널 액세스 수행 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보는 널-데이터 패킷(NDP) 프레임 또는 제어 프레임을 통하여 상기 AP로부터 수신되는, 채널 액세스 수행 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 NDP 프레임은, NDP-CTS(Clear To Send) 프레임 또는 NDP-ACK(Acknowledgment) 프레임인, 채널 액세스 수행 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어 프레임은 CTS 프레임 또는 ACK 프레임인, 채널 액세스 수행 방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보 중에서 마지막으로 수신된 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행되는, 채널 액세스 수행 방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 RAW는 하나 이상의 슬롯으로 분할되고,
    상기 하나 이상의 RAW CBTA 정보는 상기 하나 이상의 슬롯의 시작 후 또는 상기 RAW의 경계 전에 전송되는, 채널 액세스 수행 방법.
  12. 무선 통신 시스템에서 액세스 포인트(AP)가 스테이션(STA)의 채널 액세스를 지원하는 방법에 있어서,
    상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 상기 STA에게 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행되며,
    상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는, 채널 액세스 지원 방법.
  13. 무선 통신 시스템에서 채널 액세스를 수행하는 스테이션(STA) 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 액세스 포인트(AP)로부터 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 상기 송수신기를 이용하여 수신하고; 상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송을 상기 송수신기를 이용하여 수행하도록 설정되며,
    상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는, 채널 액세스 수행 STA 장치.
  14. 무선 통신 시스템에서 스테이션(STA)의 채널 액세스를 지원하는 액세스 포인트(AP) 장치에 있어서,
    송수신기; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 STA에 대해서 제한된 액세스 윈도우(RAW)가 할당되는 경우, 상기 STA에게 RAW 크로스 경계 전송 허용(CBTA) 정보를 상기 송수신기를 이용하여 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 RAW CBTA 정보에 기초하여 상기 STA으로부터의 전송이 수행되며,
    상기 RAW CBTA 정보가 제 1 값으로 설정되는 경우, 상기 RAW의 경계를 넘어서는 상기 STA의 전송이 허용되는, 채널 액세스 지원 AP 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016003370A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Many to one communications protocol
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102072597B1 (ko) * 2012-06-19 2020-02-03 한국전자통신연구원 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말
WO2014038846A1 (ko) * 2012-09-04 2014-03-13 한국전자통신연구원 채널 액세스 장치 및 그 방법
CN104039013B (zh) * 2013-03-06 2019-05-17 中兴通讯股份有限公司 资源分配信息处理方法及装置
KR20140129969A (ko) * 2013-04-30 2014-11-07 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 무선 네트워크, 액세스 포인트, 및 단말
US10390341B2 (en) * 2014-10-31 2019-08-20 Realtek Semiconductor Corp. Wireless communication system and associated wireless communication method
US20170064633A1 (en) * 2015-08-25 2017-03-02 Qualcomm Incorporated Power save mechanism in a wlan with large number of stations
US10271352B2 (en) 2016-07-19 2019-04-23 Realtek Semiconductor Corp. Wireless communication system and associated wireless communication method and wireless device having efficient polling mechanism in overlapping network environments
CN112105075B (zh) * 2016-11-18 2023-07-11 华为技术有限公司 唤醒帧发送方法、节点醒来后发送第一帧的方法及设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050064818A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-24 Mikael Assarsson Channel access methods and apparatus in low-power wireless communication systems
EP1615381A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-11 Thomson Multimedia Broadband Belgium Device and process for wireless local area network association
US20100020769A1 (en) * 2004-12-21 2010-01-28 Zte Corporation A Method for Wireless Terminal Dynamically Switching Window in a Wireless LAN Environment
KR20120123997A (ko) * 2011-05-02 2012-11-12 주식회사 팬택 랜덤 액세스 장치 및 방법
WO2012160510A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Renesas Mobile Corporation Channel access control

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9083590B2 (en) * 2011-08-15 2015-07-14 Marvell World Trade Ltd Long range WLAN data unit format
US9155027B1 (en) * 2011-11-23 2015-10-06 Marvell International Ltd. 802.11 enhanced distributed channel access
US9204371B2 (en) * 2011-11-23 2015-12-01 Marvell World Trade Ltd. 802.11 restricted access windows
US9295033B2 (en) * 2012-01-31 2016-03-22 Qualcomm Incorporated Systems and methods for narrowband channel selection
US9144072B2 (en) * 2012-09-07 2015-09-22 Intel Corporation Methods and arrangements to assign slots in restricted access windows in wireless networks
US9693300B2 (en) * 2012-11-28 2017-06-27 Qualcomm Incorporated System and method for saving power using restricted access windows

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050064818A1 (en) * 2003-09-12 2005-03-24 Mikael Assarsson Channel access methods and apparatus in low-power wireless communication systems
EP1615381A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-11 Thomson Multimedia Broadband Belgium Device and process for wireless local area network association
US20100020769A1 (en) * 2004-12-21 2010-01-28 Zte Corporation A Method for Wireless Terminal Dynamically Switching Window in a Wireless LAN Environment
KR20120123997A (ko) * 2011-05-02 2012-11-12 주식회사 팬택 랜덤 액세스 장치 및 방법
WO2012160510A1 (en) * 2011-05-24 2012-11-29 Renesas Mobile Corporation Channel access control

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016003370A1 (en) * 2014-07-01 2016-01-07 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Many to one communications protocol
US10038543B2 (en) 2014-07-01 2018-07-31 Mediatek Singapore Pte. Ltd. Many to one communications protocol
WO2016137097A1 (ko) * 2015-02-26 2016-09-01 엘지전자 주식회사 Nan 장치 간의 데이터 통신 방법 및 데이터 통신을 수행하는 nan 장치
US10349455B2 (en) 2015-02-26 2019-07-09 Lg Electronics Inc. Method for data communication between NAN devices, and NAN device for performing data communication

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