KR20140023850A - 무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 - Google Patents

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KR20140023850A
KR20140023850A KR1020130054145A KR20130054145A KR20140023850A KR 20140023850 A KR20140023850 A KR 20140023850A KR 1020130054145 A KR1020130054145 A KR 1020130054145A KR 20130054145 A KR20130054145 A KR 20130054145A KR 20140023850 A KR20140023850 A KR 20140023850A
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Abstract

무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법이 개시된다. 채널 액세스 방법은, 액세스 포인트로부터 단말에 대한 트래픽 할당 정보를 수신하는 단계, 및 트래픽 할당 정보 내에서 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 포함한다. 따라서, 전송 구간이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법{METHOD FOR CHANNEL ACCESS IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM}
본 발명은 채널 액세스 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트와 단말 간의 채널 액세스 방법에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(wireless local area network, WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인용 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 사용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11b는 2.4 GHz에서 직접 시퀀스 방식(direct sequence spread spectrum, DSSS)을 적용하여, 11 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
이와 같은 무선랜의 보급이 활성화되고 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 초고처리율(very high throughput, VHT) 무선랜 기술은 1 Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 기술 중의 하나이다. 그 중, IEEE 802.11ac는 6 GHz 이하 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있고, IEEE 802.11ad는 60 GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있다.
이러한 무선랜 기술을 기초로 한 시스템에 있어서, 전력 절감 모드(power saving mode, PSM)로 동작하는 단말은 액세스 포인트(access point)에 버퍼링(buffering)된 데이터의 수신을 위해 PS(power save)-Poll 프레임(frame)을 해당 액세스 포인트에 전송한다. 이때, 복수의 PS-Poll 프레임이 동시에 전송되는 경우 단말들 간의 채널 접속 경쟁 및 PS-Poll 프레임들 간의 충돌이 발생한다. 이에 따라, 단말은 데이터 수신의 성공까지 깨어 있는 상태를 계속 유지하거나, 충돌에 의해 전송되지 못한 PS-Poll 프레임의 재전송을 반복적으로 수행해야 하므로 많은 양의 전력이 소모되는 문제점이 있다.
이를 방지하기 위해, PS-Poll 프레임 전송 구간, PS-Poll 프레임에 따른 데이터의 전송 구간을 미리 설정할 수 있다. 이 경우, 단말은 미리 설정된 전송 구간에 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트에 전송하고, PS-Poll 프레임을 수신한 액세스 포인트는 미리 설정된 전송 구간에 PS-Poll 프레임에 따른 데이터를 단말에 전송한다.
그러나, 미리 설정된 전송 구간을 통해 단말로부터 PS-Poll 프레임을 수신하지 못한 경우, 액세스 포인트는 해당 단말이 데이터를 수신할 준비를 하지 못한 것으로 판단하고, 데이터 전송을 위해 미리 설정된 전송 구간을 통해 데이터를 해당 단말로 전송하지 않는다. 이로 인해, 데이터 전송을 위해 미리 설정된 전송 구간이 낭비되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전송 구간에 대한 스케쥴링 정보를 기반으로 채널에 액세스하기 위한 단말의 채널 액세스 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 전송 구간에 대한 스케쥴링 정보를 기반으로 채널에 액세스하기 위한 액세스 포인트의 채널 액세스 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 채널 액세스 방법은, 액세스 포인트로부터 상기 단말에 대한 트래픽 할당 정보를 수신하는 단계, 및 상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 데이터 전송 요청 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 트래픽 할당 정보는 TIM 정보이며, 상기 단말에 대응된 정보의 위치는 상기 TIM 정보 내에서 상기 단말에 대응된 비트의 위치일 수 있다.
여기서, 상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말이 상기 데이터 전송 요청 구간에서 전송한 데이터 전송 요청에 대한 상기 액세스 포인트의 응답에 포함된 정보에 기초하여 상기 단말의 데이터 전송 구간을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 데이터 전송 요청은 PS-Poll 프레임을 이용하여 전송되며, 상기 액세스 포인트의 응답은 상기 PS-Poll 프레임에 대한 ACK 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 액세스 포인트의 응답에 포함된 정보는 상기 액세스 포인트가 상기 데이터 전송 요청 구간에서 데이터 전송 요청을 수신한 단말의 수를 카운팅한 정보를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스 포인트의 채널 액세스 방법은, 단말에게 트래픽 할당 정보를 전송하는 단계, 및 상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 데이터 전송 요청 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 트래픽 할당 정보는 TIM 정보이며, 상기 단말에 대응된 정보의 위치는 상기 TIM 정보 내에서 상기 단말에 대응된 비트의 위치일 수 있다.
여기서, 상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말로부터 상기 데이터 전송 요청 구간에서 수신한 데이터 전송 요청에 대한 응답에 상기 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하기 위한 정보를 포함하여 상기 단말에 전송하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 데이터 전송 요청은 PS-Poll 프레임을 이용하여 수신되며, 상기 응답은 상기 PS-Poll 프레임에 대한 ACK 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 응답에 포함된 정보는 상기 액세스 포인트가 상기 데이터 전송 요청 구간에서 데이터 전송 요청을 수신한 단말의 수를 카운팅한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, PS-Poll 프레임이 전송되지 못한 경우 PS-Poll 프레임에 따른 데이터의 전송을 위해 미리 설정된 전송 구간을 다른 단말의 데이터 전송을 위해 할당할 수 있으므로, 전송 구간이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 접속 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 분리된 전송 구간에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 액세스 방법을 도시한 순서도이다.
도 6은 채널 액세스 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7은 채널 액세스 방법에 대한 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명에 다른 실시예에 따른 채널 액세스 방법을 도시한 순서도이다.
도 9는 응답 프레임의 구조에 대한 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 10은 채널 액세스 방법에 대한 또 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
명세서 전체에서, 스테이션(station, STA)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(medium access control, MAC)와 무선 매체(medium)에 대한 물리 계층(physical layer) 인터페이스(interface)를 포함하는 임의의 기능 매체를 의미한다. 스테이션(STA)은 액세스 포인트(access point, AP)인 스테이션(STA)과 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)으로 구분할 수 있다. 액세스 포인트(AP)인 스테이션(STA)은 단순히 액세스 포인트(AP)로 불릴 수 있고, 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)은 단순히 단말(terminal)로 불릴 수 있다.
스테이션(STA)은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이스와 디스플레이(display) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 유닛(unit)을 의미하며, 스테이션(STA)을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 트랜시버는 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며, 스테이션(STA)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛을 의미한다.
액세스 포인트(AP)는 집중 제어기, 기지국(base station, BS), 노드-B(node-B), e노드-B, BTS(base transceiver system), 또는 사이트 제어기 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.
단말은 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU), 사용자 장비(user equipment, UE), 사용자 단말(user terminal, UT), 액세스 단말(access terminal, AT), 이동국(mobile station, MS), 휴대용 단말(mobile terminal), 가입자 유닛(subscriber unit), 가입자 스테이션(subscriber station, SS), 무선 기기(wireless device), 또는 이동 가입자 유닛(mobile subscriber unit) 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.
여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, IEEE 802.11 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA 1, STA 2(AP 1), STA 3, STA 4, STA 5(AP 2))의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다.
BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있으며, BSS 1과 BSS 2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미한다. BSS 1은 단말(STA 1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 액세스 포인트(STA 2(AP 1)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함할 수 있다. BSS 1에서 액세스 포인트(STA 2(AP 1))는 단말(STA 1)을 관리한다.
BSS 2는 단말(STA 3, STA 4), 분배 서비스를 제공하는 액세스 포인트(STA 5(AP 2)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템을 포함할 수 있다. BSS 2에서 액세스 포인트(STA 5(AP 2))는 단말(STA 3, STA 4)을 관리한다.
한편, 독립 BSS는 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 액세스 포인트를 포함하지 않으므로, 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 존재하지 않는다. 즉, IBSS에서 단말들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서 모든 단말은 이동 단말으로 이루어질 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))는 자신에게 결합된 단말(STA 1, STA 3, STA 4)을 위하여 무선 매체를 통한 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공한다. BSS 1 또는 BSS 2에서 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 간의 직접 통신이 가능하다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 스테이션들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 단말은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 단말들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 단말을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수가 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다.
후술할 본 발명에 따른 채널 액세스 방법은 상기에서 설명한 IEEE 802.11 무선랜 시스템에 적용될 수 있으며, 더불어 IEEE 802.11 무선랜 시스템뿐만 아니라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WBAN(Wireless Body Area Network) 등과 같은 다양한 네트워크에 적용될 수 있다.
도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 접속 과정을 도시한 개념도이다.
인트라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)이 데이터를 송수신하기 위해, 먼저 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)에 접속을 하여야 한다.
도 2를 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)의 접속 과정은 크게 1) 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 2) 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 3) 인증된 액세스 포인트(AP)에 접속하는 단계(association step)로 구분된다.
단말(STA)은 먼저 탐지 프로세스(process)를 통해 이웃하는 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 탐지 프로세스는 수동 스캐닝(passive scanning) 방법과 능동 스캐닝(active scanning) 방법으로 구분된다. 수동 스캐닝 방법은 이웃하는 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 수행될 수 있다. 한편, 능동 스캐닝 방법은 프로브 요청(probe request) 프레임을 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 수행될 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답(probe response) 프레임을 해당 단말(STA)에 전송할 수 있다. 단말(STA)은 프로브 응답 프레임을 수신함으로써 이웃하는 액세스 포인트들(APs)의 존재를 알 수 있다.
그 후, 단말(STA)은 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행하며, 탐지된 복수의 액세스 포인트들(APs)과의 인증을 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘으로 구분된다. 이러한 인증 알고리즘을 기초로 인증 요청(authentication request) 프레임과 인증 응답(authentication response) 프레임을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행할 수 있다.
마지막으로, 단말(STA)은 인증된 복수의 액세스 포인트들(APs) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택하고, 선택된 액세스 포인트(AP)에 접속한다. 즉, 단말(STA)은 선택된 액세스 포인트(AP)에 접속 요청(association request) 프레임을 전송하고, 접속 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 접속 요청 프레임에 대응된 접속 응답(association response) 프레임을 해당 단말(STA)에 전송한다. 이와 같이, 접속 요청 프레임과 접속 응답 프레임을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)에 접속할 수 있다.
도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 비컨을 브로드캐스팅(broadcasting) 하며, 3개의 비컨 간격(interval)으로 DTIM이 포함된 비컨을 브로드캐스팅할 수 있다. 전력 절감 모드(Power Save Mode, PSM)의 단말(STA 1, STA 2)은 주기적으로 깨어나(awake) 비컨을 수신하고, 비컨에 포함된 TIM 또는 DTIM을 확인하여 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트에 버퍼링되어 있는지 확인한다. 이때, 버퍼링된 데이터가 존재하는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 깨어있는 상태를 유지하여 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신하고, 버퍼링된 데이터가 존재하지 않는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 절력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아간다.
즉, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 1 로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 자신이 깨어 있고 데이터를 받을 준비가 되어 있음을 알리는 PS(Power Save)-Poll 프레임(또는, 트리거(trigger) 프레임)을 액세스 포인트(AP)에 전송하고, 액세스 포인트(AP)는 PS-Poll 프레임을 수신함으로써 단말(STA 1, STA 2)이 데이터 수신을 위한 준비가 되었음을 확인하고, 단말(STA 1, STA 2)에 데이터 또는 ACK(acknowledgement)을 전송할 수 있다. ACK을 단말(STA 1, STA 2)에 전송한 경우, 액세스 포인트(AP)는 적절한 시점에 데이터를 단말(STA 1, STA 2)에 전송한다. 한편, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 0 으로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 전력 절감 상태로 돌아간다.
비컨에 포함된 TIM(또는, DTIM)은 동시에 다수의 단말 AID를 위한 비트 설정이 가능하다. 따라서, 액세스 포인트가 비컨을 브로드캐스팅한 후, 자신의 AID에 대응하는 비트가 1로 설정되어 있는 복수의 단말은 동시에 PS-Poll을 액세스 포인트로 전송하게 된다. 이때, 복수의 단말들 간에 PS-Poll 프레임을 전송하기 위한 무선 채널 액세스(access) 경쟁이 심해지고, 더불어 무선랜 시스템의 고질적인 문제인 숨겨진 노드 문제(hidden node problem)에 의해 단말들 간의 충돌이 발생한다.
예를 들어, 수 천대의 저전력 센서(sensor) 단말을 지원하는 무선랜 서비스에서 이와 같은 현상이 자주 발생할 수 있다. 이러한 경우, 단말은 데이터의 수신을 완료하기 위해 깨어 있는 상태를 계속 유지하거나, 충돌로 인해 전송되지 못한 PS-Poll 프레임의 재전송을 반복적으로 수행해야 하므로 전력 소모 문제가 심각하게 나타날 수 있다.
이와 같은 프레임 간의 충돌을 방지하기 위해 비컨 간격 내의 전송 구간을 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간으로 구분할 수 있다.
도 4는 분리된 전송 구간에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 하나의 비컨 간격 내의 전송 구간은 데이터 전송 요청 구간, 데이터 전송 구간을 포함하며, 자유 전송 구간을 더 포함할 수 있다. 데이터 전송 요청 구간은 적어도 하나의 슬롯(slot)으로 구성될 수 있고, 각 슬롯은 TP 의 길이를 가질 수 있다. TP 는 '데이터 전송 요청 프레임의 전송 시간 + SIFS(Short Inter Frame Space) + 응답 프레임 수신 시간'에 상응하는 길이를 가질 수 있으며, TP 의 길이는 상기 설명에 한정되지 않고 설정에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 데이터 전송 요청 프레임은 PS-Poll 프레임 또는 트리거 프레임을 의미할 수 있고, 응답 프레임은 ACK 프레임 또는 NDP(null-data packet) 프레임을 의미할 수 있다.
데이터 전송 구간은 적어도 하나의 슬롯으로 구성될 수 있고, 각 슬롯은 TD 의 길이를 가질 수 있다. TD 는 '데이터 수신 시간 + SIFS + 응답 프레임 전송 시간'에 상응하는 길이를 가질 수 있으며, TD 의 길이는 상기 설명에 한정되지 않고 설정에 따라 다양하게 구현될 수 있다. 응답 프레임은 ACK 프레임 또는 NDP 프레임을 의미할 수 있다.
하나의 비컨 간격 내에 자유 전송 구간(즉, 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간 이외의 전송 구간)이 존재하는 경우, 단말들은 자유 전송 구간 내에서 데이터를 자유롭게 송수신할 수 있다.
액세스 포인트(AP)는 비컨을 통해 할당된 전송 구간(즉, 슬롯)을 단말들에게 알릴 수 있고, 단말들(STA 1, STA 2 , STA 3)은 자신에게 할당된 전송 구간을 통해 데이터 등을 송수신할 수 있다.
단말 1(STA 1)은 비컨을 정상적으로 수신하여, 자신에게 할당된 슬롯이 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯 및 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯임을 확인할 수 있다. 그 후, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 데이터 전송 요청 프레임의 전송에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)로부터 수신할 수 있다. 더불어, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 데이터에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다. 여기서, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯의 종료 시점부터 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯의 시작 시점까지 전력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아갈 수 있다.
단말 2(STA 2)는 비컨을 정상적으로 수신하여, 자신에게 할당된 슬롯이 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯 및 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯임을 확인할 수 있다. 그 후, 단말 2(STA 2)는 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 데이터 전송 요청 프레임의 전송에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)로부터 수신할 수 있다. 더불어, 단말 2(STA 2)는 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 데이터에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다.
단말 2(STA 2)와 단말 3(STA 3)은 비컨을 정상적으로 수신하여, 자신에게 할당된 슬롯이 데이터 전송 요청 구간 내의 세 번째 슬롯 및 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯임을 확인할 수 있다. 그 후, 단말 2(STA 2)와 단말 3(STA 3)은 해당 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 전송할 수 있고, 그에 따른 데이터를 수신할 수 있다. 그러나, 데이터 전송 요청 구간 내의 세 번째 슬롯에서 단말 2(STA 2)와 단말 3(STA 3)이 데이터 전송 요청 프레임을 동시에 액세스 포인트(AP)에 전송하는 경우, 데이터 전송 요청 프레임들 간의 충돌이 발생하게 되고, 이에 따라 데이터 전송 요청 프레임들은 액세스 포인트(AP)에 전송되지 않는다. 따라서, 액세스 포인트(AP)는 단말 2(STA 2)와 단말 3(STA 3)이 데이터를 받을 준비가 되어 있지 않은 것으로 판단하고, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 데이터를 단말 2(STA 2)와 단말 3(STA 3)에 전송하지 않는다. 이와 같이, 데이터 전송 요청 프레임의 충돌에 의해, 데이터 전송 구간 내의 소정 슬롯이 사용되지 않는 문제가 발생한다.
단말 3(STA 3)은 비컨을 정상적으로 수신하여, 자신에게 할당된 슬롯이 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯 및 데이터 전송 구간 내의 네 번째 슬롯임을 확인할 수 있다. 단말 3(STA 3)은 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 데이터 전송 요청 프레임의 전송에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)로부터 수신할 수 있다. 더불어, 단말 3(STA 3)은 데이터 전송 구간 내의 네 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신할 수 있고, 수신된 데이터에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다.
이때 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 데이터의 양이 적은 경우 단말 3(STA 3)은 자신에게 할당된 시간보다 빨리 전송을 마치게 되므로, 이 경우 단말 3(STA 3)은 데이터 전송 구간 중 남은 시간 동안 액세스 포인트(AP)에 데이터를 전송할 수 있다. 즉, 단말 3(STA 3)은 데이터 수신에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송한 후 상향 데이터를 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다. 여기서, 상기 데이터 수신에 따른 응답 프레임은 상향 데이터가 있음을 알리는 정보를 포함하지 않을 수 있다. 이에 따르면, 단말 3(STA 3)은 상향 데이터가 있음을 알리는 정보를 액세스 포인트(AP)에 제공하지 않은 경우에도 데이터 전송 구간 내에서 상향 데이터를 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다.
여기서, 단말 3(STA 3)은 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯의 종료 시점부터 데이터 전송 구간 내의 네 번째 슬롯의 시작 시점까지 전력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아갈 수 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 채널 액세스 방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 채널 액세스 방법은 액세스 포인트(10) 측면에 있어서, 액세스 포인트(10)는 트래픽 할당 정보를 단말(20)에 전송할 수 있고(S100), 트래픽 할당 정보를 기초로 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP, 도 6 및 도 7 참조)을 통해 단말(20)로부터 데이터 전송 요청 프레임을 수신할 수 있고(S130), 데이터 전송 요청에 따른 응답 프레임을 상기 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP)을 통해 단말(20)에 전송할 수 있고(S140), 데이터 전송 요청에 따른 데이터를 트래픽 할당 정보를 기초로 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD, 도 6 및 도 7 참조)을 통해 단말(20)에 전송할 수 있고(S150), 전송된 데이터에 따른 응답 프레임을 상기 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD)을 통해 단말(20)로부터 수신할 수 있다(S160).
채널 액세스 방법은 단말(20) 측면에 있어서, 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 트래픽 할당 정보를 수신할 수 있고(S100), 트래픽 할당 정보에 기초하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 결정할 수 있고(S110), 트래픽 할당 정보에 기초하여 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 결정할 수 있고(S120), 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고(S130), 데이터 전송 요청 프레임 전송에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 통해 액세스 포인트(10)로부터 수신할 수 있고(S140), 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 통해 데이터를 액세스 포인트(10)로부터 수신할 수 있고(S150), 데이터 수신에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 통해 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있다(S160).
단계 S100에서, 액세스 포인트(10)는 트래픽 할당 정보를 단말(20)에 전송할 수 있다. 트래픽 할당 정보는 비컨에 포함된 TIM(또는, DTIM) 정보(즉, 비트맵)를 의미할 수 있다. 또한, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보를 비컨을 통해 단말(20)에 전송할 수 있고, 또는 단말(20)의 접속(association)(또는, 재접속(reassociation))시에 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보를 단말(20)에 전송할 수 있다.
액세스 포인트(10)는 단말(20)에 전송될 데이터의 유무에 따라 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있으며, 하나의 슬롯에 하나의 단말(20)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있고, 하나의 슬롯에 복수의 단말(20)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(10)는 TIM 정보 중 단말(20)의 AID에 대응하는 비트(bit)를 1 로 설정하여 단말(20)에 대한 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다. 계층화된 AID(association ID)의 경우 액세스 포인트(10)는 하나의 슬롯에 하나의 그룹(예를 들어, 페이지, 블록, 서브-블록)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다.
단계 S110에서, 단말(20)은 트래픽 할당 정보 내에서 자신에게 대응된 정보의 위치를 이용하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말(20)은 TIM 정보 내에서 자신의 AID에 대응된 비트 위치가 첫 번째이고 해당 비트가 1 로 설정이 되어 있는 경우, 단말(20)은 데이터 전송 요청 구간 내에서 첫 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 여기서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯의 위치와 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이를 기반으로, 슬롯에 대한 시간 정보를 획득할 수 있다.
더불어, 액세스 포인트(10)도 상기와 동일한 방법을 이용하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 단말(20)에 할당된 슬롯을 결정할 수 있다.
단계 S120에서, 단말(20)은 트래픽 할당 정보 내에서 자신에게 대응된 정보의 위치를 이용하여 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말(20)은 TIM 정보 내에서 자신의 AID에 대응된 비트 위치가 첫 번째이고 해당 비트가 1 로 설정이 되어 있는 경우, 단말(20)은 데이터 전송 구간 내에서 첫 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 여기서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯의 위치와 데이터 전송 구간 내의 각 슬롯의 길이를 기반으로, 슬롯에 대한 시간 정보를 획득할 수 있다.
더불어, 액세스 포인트(10)도 상기와 동일한 방법을 이용하여 데이터 전송 구간 내에서 단말(20)에 할당된 슬롯을 결정할 수 있다.
단계 S130에서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고, 액세스 포인트(10)는 상기 슬롯을 통해 전송되는 데이터 전송 요청 프레임을 수신할 수 있다. 여기서, 데이터 전송 요청 프레임은 PS-Poll 프레임, 또는 트리거 프레임을 의미할 수 있다.
단계 S140에서, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 프레임에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯을 통해 단말(20)에 제공할 수 있고, 단말(20)은 상기 슬롯을 통해 전송되는 응답 프레임을 수신할 수 있다. 여기서, 데이터 전송 요청 프레임에 따른 응답 프레임은 ACK 프레임을 의미할 수 있다.
단계 S150에서, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청에 따른 데이터를 데이터 전송 구간 내의 슬롯을 통해 단말(20)에 제공할 수 있고, 단말(20)은 상기 슬롯을 통해 전송되는 데이터를 수신할 수 있다.
단계 S160에서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯을 통해 데이터 수신에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고, 액세스 포인트(10)는 상기 슬롯을 통해 전송되는 응답 프레임을 수신할 수 있다. 여기서, 데이터 수신에 따른 응답 프레임은 ACK 프레임을 의미할 수 있다.
도 6은 채널 액세스 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이고, 도 7은 채널 액세스 방법에 대한 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 트래픽 할당 정보(즉, TIM 정보)가 포함된 비컨을 브로드캐스팅(broadcasting)하며, 트래픽 할당 정보(즉, TIM 정보)에는 단말 1(STA 1)부터 단말 8(STA 8)까지에 대한 트래픽 정보가 순차적으로 포함된다. 또한, 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP) 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD) 길이 정보를 비컨을 통해 단말들(STA 1 내지 STA 8)에 전송할 수 있고, 또는 단말들(STA 1 내지 STA 8)의 접속(또는, 재접속)시에 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP) 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD) 길이 정보를 단말들(STA 1 내지 STA 8)에 전송할 수 있다.
TIM 정보 내에 단말들(STA 1, STA 4, STA 5, STA 7)의 AID에 대응하는 비트가 1 로 설정이 되어 있으므로, 이들 단말들(STA 1, STA 4, STA 5, STA 7)은 TIM 정보 내의 위치를 기준으로 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다.
즉, 단말 1(STA 1)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 첫 번째에 해당하므로, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯과 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 4(STA 4)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 두 번째에 해당하므로, 단말 4(STA 4)는 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯과 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 5(STA 5)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 세 번째에 해당하므로, 단말 5(STA 5)는 데이터 전송 요청 구간 내의 세 번째 슬롯과 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 7(STA 7)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 네 번째에 해당하므로, 단말 7(STA 7)은 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯과 데이터 전송 구간 내의 네 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다.
여기서, 비컨을 정상적으로 수신한 단말들(STA 1, STA 4, STA 7)은 자신에게 할당된 슬롯을 확인할 수 있으므로, 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯을 통해 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, PS-Poll 프레임에 대응된 ACK 프레임을 액세스 포인트(AP)로부터 수신할 수 있다. 또한, 단말들(STA 1, STA 4, STA 7)은 자신에게 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯을 통해 데이터를 액세스 포인트(AP)로부터 수신할 수 있고, 데이터에 대응된 응답 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다.
한편, 액세스 포인트(AP)에 전송할 데이터가 있는 경우, 단말은 상향(STA → AP) 데이터가 있음을 알리는 정보를 포함하는 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다. 상향 데이터가 있음을 알리는 정보가 포함된 PS-Poll 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는, 상향 데이터의 전송을 위한 전송 구간 정보를 PS-Poll 프레임에 대응된 응답인 ACK 프레임 또는 하향(AP → STA) 데이터를 통해 해당 단말에 전송할 수 있다. 여기서, 상향 데이터의 전송을 위한 전송 구간 정보는 데이터 전송 구간 중 비어 있는 슬롯 정보, 자유 전송 구간(즉, 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간 이외의 구간) 정보를 포함할 수 있다.
반면, 단말 5(STA 5)는 비컨을 정상적으로 수신하지 못하였으므로, 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간을 통해 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송하지 못한다. 이를 통해, 액세스 포인트(AP)는 단말 5(STA 5)가 데이터를 수신할 준비를 하지 못한 것으로 판단하고, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 단말 5(STA 5)에 대한 데이터를 전송하지 않는다.
이 경우, 액세스 포인트(AP)는 나머지 단말들에게 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어있음을 알릴 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 나머지 단말들은 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)와 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 단말 1(STA 1)로 전송되는 데이터 내에 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 알리는 정보를 포함시킬 수 있고, 이를 수신한 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 확인할 수 있으므로, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)와 데이터를 송수신할 수 있다.
액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 단말 4(STA 4)로 전송되는 데이터 내에 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 알리는 정보를 포함시킬 수 있고, 이를 수신한 단말 4(STA 4)은 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 확인할 수 있으므로, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)와 데이터를 송수신할 수 있다.
액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯을 통해 단말 7(STA 7)로 전송되는 응답(즉, ACK) 프레임 내에 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 알리는 정보를 포함시킬 수 있고, 이를 수신한 단말 7(STA 7)은 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 비어 있음을 확인할 수 있으므로, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)와 데이터를 송수신할 수 있다.
한편, 단말 7(STA 7)은 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 데이터의 양이 적어 자신에게 할당된 시간보다 빨리 전송을 마치게 되므로, 단말 7(STA 7)은 남은 시간 동안 액세스 포인트(AP)에 데이터를 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명에 다른 실시예에 따른 채널 액세스 방법을 도시한 순서도이다.
도 8을 참조하면, 채널 액세스 방법은 액세스 포인트(10)의 측면에 있어서, 액세스 포인트(10)는 트래픽 할당 정보를 단말(20)에 전송할 수 있고(S200), 트래픽 할당 정보를 기초로 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP, 도 10 참조)을 통해 단말(20)로부터 데이터 전송 요청 프레임을 수신할 수 있고(S220), 데이터 전송 요청에 따른 응답 프레임을 상기 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP)을 통해 단말(20)에 전송할 수 있고(S230), 데이터 전송 요청에 따른 응답 프레임에 포함된 정보를 기초로 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD, 도 10 참조)을 통해 데이터를 단말(20)에 전송할 수 있고(S250), 전송된 데이터에 따른 응답 프레임을 상기 할당된 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD)을 통해 단말(20)로부터 수신할 수 있다(S260).
채널 액세스 방법은 단말(20) 측면에 있어서, 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 트래픽 할당 정보를 수신할 수 있고(S200), 트래픽 할당 정보에 기초하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 결정할 수 있고(S210), 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고(S220), 데이터 전송 요청 프레임의 전송에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TP)을 통해 액세스 포인트(10)로부터 수신할 수 있고(S230), 데이터 전송 요청 프레임의 전송에 따른 응답 프레임에 포함된 정보에 기초하여 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 결정할 수 있고(S240), 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 통해 액세스 포인트(10)로부터 데이터를 수신할 수 있고(S250), 데이터 수신에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯(TD)을 통해 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있다(S260).
단계 S200에서, 액세스 포인트(10)는 트래픽 할당 정보를 단말(20)에 전송할 수 있다. 트래픽 할당 정보는 비컨에 포함된 TIM(또는, DTIM) 정보(즉, 비트맵)를 의미할 수 있다. 또한, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보를 비컨을 통해 단말(20)에 전송할 수 있고, 또는 단말(20)의 접속(또는, 재접속)시에 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 각 슬롯의 길이 정보를 단말(20)에 전송할 수 있다.
액세스 포인트(10)는 단말(20)에 전송될 데이터의 유무에 따라 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있으며, 하나의 슬롯에 하나의 단말(20)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있고, 하나의 슬롯에 복수의 단말(20)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(10)는 TIM 정보 중 단말(20)의 AID에 대응하는 비트(bit)를 1 로 설정하여 단말(20)에 대한 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다. 계층화된 AID의 경우 액세스 포인트(10)는 하나의 슬롯에 하나의 그룹(예를 들어, 페이지, 블록, 서브-블록)이 할당되도록 트래픽 할당 정보를 생성할 수 있다.
단계 S210에서, 단말(20)은 트래픽 할당 정보 내에서 자신에게 대응된 정보의 위치를 이용하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다. 예를 들어, 단말(20)은 TIM 정보 내에서 자신의 AID에 대응된 비트 위치가 첫 번째이고 해당 비트가 1 로 설정이 되어 있는 경우, 단말(20)은 데이터 전송 요청 구간 내에서 첫 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 여기서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯의 위치와 데이터 전송 요청 구간 내의 각 슬롯의 길이를 기반으로, 슬롯에 대한 시간 정보를 획득할 수 있다.
더불어, 액세스 포인트(10)도 상기와 동일한 방법을 이용하여 데이터 전송 요청 구간 내에서 단말(20)에 할당된 슬롯을 결정할 수 있다.
단계 S220에서, 단말(20)은 자신에게 할당된 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고, 액세스 포인트(10)는 상기 슬롯을 통해 전송되는 데이터 전송 요청 프레임을 단말(20)로부터 수신할 수 있다. 데이터 전송 요청 프레임은 PS-Poll 프레임, 또는 트리거 프레임을 의미할 수 있다.
단계 S230에서, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 프레임에 따른 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯을 통해 단말(20)에 제공할 수 있고, 단말(20)은 상기 슬롯을 통해 전송되는 응답 프레임을 액세스 포인트(10)로부터 수신할 수 있다. 데이터 전송 요청 프레임에 따른 응답 프레임은 ACK 프레임을 의미할 수 있다.
여기서, 데이터 전송 요청 프레임에 따른 응답 프레임에는 현재까지 액세스 포인트(10)가 수신한 데이터 전송 요청 프레임의 개수 정보(즉, 데이터 전송을 요청한 단말의 개수 정보)가 포함된다. 예를 들어, 하나의 데이터 전송 요청 구간 내에서 액세스 포인트(10)가 현재까지 수신한 데이터 전송 요청 프레임의 개수(즉, 데이터 전송을 요청한 단말의 개수)가 2 인 경우, 개수 정보 2 를 포함하는 응답 프레임을 단말(20)에 전송할 수 있다.
도 9는 응답 프레임의 구조에 대한 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 9를 참조하면, 응답(즉, ACK) 프레임은 프레임 제어(frame control) 필드, 기간(duration) 필드, 주소(address) 필드, 카운터(counter) 필드, FCS(Frame Check Sequence) 필드를 포함한다. 카운터 필드는 하나의 데이터 전송 구간 내에서 액세스 포인트(10)가 현재까지 수신한 데이터 전송 요청 프레임의 개수(즉, 데이터 전송을 요청한 단말의 개수)를 나타낸다.
카운터 필드의 길이는 아래 수학식 1과 같이 TIM 비트맵의 길이에 따라 가변적으로 결정될 수 있다. 아래 수학식 1에서 CEILING은 올림을 의미한다.
Figure pat00001
단계 S240에서, 단말(20)은 데이터 전송 요청에 따른 응답 프레임에 포함된 정보를 기반으로 데이터 전송 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다. 즉, 단말(20)은 응답 프레임에 포함된 카운터 정보(즉, 데이터 전송 요청 구간 내에서 액세스 포인트(10)가 현재까지 수신한 데이터 전송 요청 프레임의 개수(또는, 데이터 전송을 요청한 단말의 개수))를 기반으로 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다. 예를 들어, 응답 프레임에 포함된 카운터 정보가 2 인 경우 단말(20)은 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있고, 응답 프레임에 포함된 카운터 정보가 4 인 경우 단말(20)은 데이터 전송 구간 내의 네 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다.
단계 S250에서, 액세스 포인트(10)는 카운터 정보를 기초로 결정된 데이터 전송 구간 내의 슬롯을 통해 데이터를 단말(20)에 전송할 수 있고, 단말(20)은 상기 슬롯을 통해 전송되는 데이터를 액세스 포인트(10)로부터 수신할 수 있다.
단계 S260에서, 단말(20)은 카운터 정보를 기초로 결정된 데이터 전송 구간 내의 슬롯을 통해 데이터 수신에 따른 응답 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고, 액세스 포인트(10)는 상기 슬롯을 통해 전송되는 응답 프레임을 단말(20)로부터 수신할 수 있다. 데이터 수신에 따른 응답 프레임은 ACK 프레임을 의미할 수 있다.
도 10은 채널 액세스 방법에 대한 또 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 트래픽 할당 정보(즉, TIM 정보)가 포함된 비컨을 브로드캐스팅하며, 트래픽 할당 정보(즉, TIM 정보)에는 단말 1(STA 1)부터 단말 8(STA 8)까지에 대한 트래픽 정보가 순차적으로 포함된다. 또한, 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP) 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD) 길이 정보를 비컨을 통해 단말들(STA 1 내지 STA 8)에 전송할 수 있고, 또는 단말들(STA 1 내지 STA 8)의 접속(또는, 재접속)시에 데이터 전송 요청 구간 내의 슬롯(TP) 길이 정보와 데이터 전송 구간 내의 슬롯(TD) 길이 정보를 단말들(STA 1 내지 STA 8)에 전송할 수 있다.
TIM 정보 내에 단말들(STA 1, STA 4, STA 5, STA 7)의 AID에 대응하는 비트가 1 로 설정이 되어 있으므로, 이들 단말들(STA 1, STA 4, STA 5, STA 7)은 TIM 정보 내의 위치를 기준으로 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 있다.
즉, 단말 1(STA 1)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 첫 번째에 해당하므로, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 4(STA 4)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 두 번째에 해당하므로, 단말 4(STA 4)는 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 5(STA 5)의 AID에 대응된 위치는 TIM 정보 내에서 세 번째에 해당하므로, 단말 5(STA 5)는 데이터 전송 요청 구간 내의 세 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다. 단말 7(STA 7)의 AID에 대응된 위치는 네 번째에 해당하므로, 단말 7(STA 7)은 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯을 자신에게 할당된 슬롯으로 결정할 수 있다.
여기서, 비컨을 정상적으로 수신한 단말 1(STA 1)은, 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯이 자신에게 할당되었음을 확인할 수 있고, 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있다. 이때, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 구간 내에서 첫 번째 데이터 전송 요청 프레임을 수신하였으므로, 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯을 나타내는 '카운터 1' 을 포함하는 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 단말 1(STA 1)에 전송할 수 있다.
응답 프레임을 수신한 단말 1(STA 1)은 응답 프레임에 포함된 '카운트 1'을 기초로 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯이 자신에게 할당된 슬롯임을 결정할 수 있다. 그 후, 단말 1(STA 1)과 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 단말 1(STA 1)은 데이터 전송 요청 구간 내의 첫 번째 슬롯의 종료 시점부터 데이터 전송 구간 내의 첫 번째 슬롯의 시작 시점까지 전력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아갈 수 있다.
비컨을 정상적으로 수신한 단말 4(STA 4)는, 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯이 자신에게 할당되었음을 확인할 수 있고, 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있다. 이때, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 구간 내에서 두 번째 데이터 전송 요청 프레임을 수신하였으므로, 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 나타내는 '카운터 2'를 포함하는 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 단말 4(STA 4)에 전송할 수 있다.
응답 프레임을 수신한 단말 4(STA 4)는 응답 프레임에 포함된 '카운트 2'를 기초로 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯이 자신에게 할당된 슬롯임을 결정할 수 있다. 그 후, 단말 4(STA 4)와 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 단말 4(STA 4)는 데이터 전송 요청 구간 내의 두 번째 슬롯의 종료 시점부터 데이터 전송 구간 내의 두 번째 슬롯의 시작 시점까지 전력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아갈 수 있다.
반면, 비컨을 정상적으로 수신하지 못한 단말 5(STA 5)는, 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 결정할 수 없다. 따라서, 단말 5(STA 5)는 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 없다.
비컨을 정상적으로 수신한 단말 7(STA 7)은, 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯이 자신에게 할당되었음을 확인할 수 있고, 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯을 통해 데이터 전송 요청 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있다. 이때, 액세스 포인트(10)는 데이터 전송 요청 구간 내에서 세 번째 데이터 전송 요청 프레임을 수신하였으므로, 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 나타내는 '카운터 3'을 포함하는 응답 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯을 통해 단말 7(STA 7)에 전송할 수 있다.
응답 프레임을 수신한 단말 7(STA 7)은 응답 프레임에 포함된 '카운트 3'을 기초로 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯이 자신에게 할당된 슬롯임을 결정할 수 있다. 그 후, 단말 7(STA 7)과 액세스 포인트(AP)는 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯을 통해 데이터를 송수신할 수 있다. 여기서, 단말 7(STA 7)은 데이터 전송 요청 구간 내의 네 번째 슬롯의 종료 시점부터 데이터 전송 구간 내의 세 번째 슬롯의 시작 시점까지 전력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아갈 수 있다.
한편, 액세스 포인트(AP)에 전송할 데이터가 있는 경우, 단말은 상향(STA → AP) 데이터가 있음을 알리는 정보를 포함하는 PS-Poll 프레임을 데이터 전송 요청 구간 내에서 자신에게 할당된 슬롯을 통해 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있다. 상향 데이터가 있음을 알리는 정보가 포함된 PS-Poll 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는, 상향 데이터의 전송을 위한 전송 구간 정보를 PS-Poll 프레임에 대응된 응답인 ACK 프레임 또는 하향(AP → STA) 데이터를 통해 해당 단말에 전송할 수 있다.
여기서, ACK 프레임은 데이터 전송 요청 구간 내에서 단말에게 할당된 슬롯을 통해 전송되고, 하향 데이터는 데이터 전송 구간 내에서 단말에게 할당된 슬롯을 통해 전송된다. 또한, 상향 데이터의 전송을 위한 전송 구간 정보는 자유 전송 구간(즉, 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간 이외의 구간) 정보를 포함할 수 있다.
이상 실시예를 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.
10: 액세스 포인트(AP)
20: 단말(STA)

Claims (12)

  1. 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간이 분리 할당된 액세스 구조에서 단말의 동작 방법으로서,
    액세스 포인트로부터 상기 단말에 대한 트래픽 할당 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 데이터 전송 요청 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 트래픽 할당 정보는 TIM(Traffic Indication Map) 정보이며, 상기 단말에 대응된 정보의 위치는 상기 TIM 정보 내에서 상기 단말에 대응된 비트의 위치인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 단말이 상기 데이터 전송 요청 구간에서 전송한 데이터 전송 요청에 대한 상기 액세스 포인트의 응답에 포함된 정보에 기초하여 상기 단말의 데이터 전송 구간을 결정하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 데이터 전송 요청은 PS(Power Save)-Poll 프레임을 이용하여 전송되며, 상기 액세스 포인트의 응답은 상기 PS-Poll 프레임에 대한 ACK(acknowledgement) 프레임인 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 액세스 포인트의 응답에 포함된 정보는 상기 액세스 포인트가 상기 데이터 전송 요청 구간에서 데이터 전송 요청을 수신한 단말의 수를 카운팅한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 채널 액세스 방법.
  7. 데이터 전송 요청 구간과 데이터 전송 구간이 분리 할당된 액세스 구조에서 액세스 포인트의 동작 방법으로서,
    단말에게 트래픽 할당 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 데이터 전송 요청 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 포함한 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 트래픽 할당 정보는 TIM(Traffic Indication Map) 정보이며, 상기 단말에 대응된 정보의 위치는 상기 TIM 정보 내에서 상기 단말에 대응된 비트의 위치인 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 트래픽 할당 정보 내에서 상기 단말에 대응된 정보의 위치를 이용하여 상기 단말의 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 단말로부터 상기 데이터 전송 요청 구간에서 수신한 데이터 전송 요청에 대한 응답에 상기 데이터 전송 구간 내에서 상기 단말에 할당된 슬롯을 결정하기 위한 정보를 포함하여 상기 단말에 전송하는 단계를 추가로 포함한 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 데이터 전송 요청은 PS(Power Save)-Poll 프레임을 이용하여 수신되며, 상기 응답은 상기 PS-Poll 프레임에 대한 ACK(acknowledgement) 프레임인 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 응답에 포함된 정보는 상기 액세스 포인트가 상기 데이터 전송 요청 구간에서 데이터 전송 요청을 수신한 단말의 수를 카운팅한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 액세스 포인트의 채널 액세스 방법.
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