図1は、本発明の実施形態が適用できる一般的な無線LAN(Wireless Local Area Network:WLAN)システムの構成を示す図である。
図1を参照すると、無線LANシステムは1つまたはその以上の基本サービスセット(Basic Service Set:BSS)を含む。BSSは成功的に同期化を成して、互いに通信できるステーション(Station:STA)の集合であって、特定領域を示す概念ではない。
インフラストラクチャー(infra structure)BSSは、1つまたはその以上の非APステーション(non−AP STA1 21、non−AP STA2 22、non−AP STA3 23、non−AP STA4 24、non−AP STAa 30)、分散サービス(Distribution Service)を提供するAP(Access Point)10、及び多数のAPを連結させる分散システム(Distribution System:DS)を含む。インフラストラクチャーBSSではAPがBSSの非AP STAを管理する。
一方、独立BSS(Independent BSS:IBSS)は、アドホック(Ad−Hoc)モードで動作するBSSである。IBSSはAPを含まないので、中央で管理機能を遂行する個体(Centralized Management Entity)がない。即ち、IBSSでは非AP STAが分散された方式(distributed manner)により管理される。IBSSでは、全てのSTAが移動STAからなることができ、DSへの接続が許容されなくて自己完備的ネットワーク(self−contained network)をなす。
STAは、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11標準の規定に従う媒体接続制御(Medium Access Control:MAC)と無線媒体に対する物理層(Physical Layer)インターフェースを含む任意の機能媒体であって、広義にはAPと非APステーション(Non−AP Station)を全て含む。
非AP STAはAPでないSTAであって、非AP STAは移動端末(mobile terminal)、無線機器(wireless device)、無線送受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit:WTRU)、ユーザ装備(User Equipment:UE)、移動局(Mobile Station:MS)、移動加入者ユニット(Mobile Subscriber Unit)、または単純にユーザなどの他の名称でも呼ばれることができる。以下、説明の便宜のために非AP STAをSTAと称する。
APは、該当APに結合された(Associated)STAのために無線媒体を経由してDSに対する接続を提供する機能個体である。APを含むインフラストラクチャーBSSでSTAの間の通信はAPを経由してなされることが原則であるが、ダイレクトリンクが設定された場合にはSTAの間でも直接通信が可能である。APは、集中制御機(central controller)、基地局(Base Station:BS)、ノード−B、BTS(Base Transceiver System)、サイト制御機、または管理STAなどと呼ばれることもできる。
図1に図示されたBSSを含む複数のインフラストラクチャーBSSは、分散システム(Distribution System:DS)を通じて相互連結できる。DSを通じて連結された複数のBSSを拡張サービスセット(Extended Service Set:ESS)という。ESSに含まれるAP及び/又はSTAは互いに通信することができ、同一なESSでSTAは切れずに通信しながら1つのBSSから他のBSSに移動することができる。
IEEE 802.11に従う無線LANシステムにおいて、MAC(Medium Access Control)の基本接続メカニズムはCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)メカニズムである。CSMA/CAメカニズムは、IEEE 802.11 MACの分配調整機能(Distributed Coordination Function:DCF)とも呼ばれるが、基本的に“listen before talk”接続メカニズムを採用している。このような類型の接続メカニズムよれば、AP及び/又はSTAは転送を始める前に無線チャンネルまたは媒体(medium)をセンシング(sensing)する。センシング結果、もし媒体が休止状態(idle status)と判断されれば、該当媒体を通じてフレーム転送を始める。一方、媒体が占有状態(occupied status)と感知されれば、該当AP及び/又はSTAは自身の転送を始めず、媒体アクセスのための遅延期間を設定して待つ。
CSMA/CAメカニズムは、AP及び/又はSTAが媒体を直接センシングする物理的キャリアセンシング(physical carrier sensing)の他に、仮想キャリアセンシング(virtual carrier sensing)も含む。仮想キャリアセンシングは、隠れノード問題(hidden node problem)などのように媒体アクセス上、発生できる問題を補完するためのものである。仮想キャリアセンシングのために、無線LANシステムのMACはネットワーク割当ベクトル(Network Allocation Vector:NAV)を用いる。NAVは、現在媒体を使用しているか、または使用する権限があるAP及び/又はSTAが、媒体が利用可能な状態になるまで残っている時間を他のAP及び/又はSTAに指示する値である。したがって、NAVに設定された値は該当フレームを転送するAP及び/又はSTAにより媒体の使用が予定されている期間に該当する。
DCFと共に、IEEE 802.11 MACプロトコルは、DCFとポーリング(pollilng)基盤の同期式接続方式により全ての受信AP及び/又はSTAがデータパケットを受信することができるように周期的にポーリングするPCF(Point Coordination Function)を基盤とするHCF(Hybrid Coordination Function)を提供する。HCFは、提供者が多数のユーザにデータパケットを提供するための接続方式を競争基盤とするEDCA(Enhanced Distributed Channel Access)とポーリング(polling)メカニズムを用いた非競争基盤のチャンネルアクセス方式を使用するHCCA(HCF Controlled Channel Access)を有する。HCFは、無線LANのQoS(Quality of Service)を向上させるための媒体アクセスメカニズムを含み、競争周期(Contention Period:CP)と非競争周期(Contention Free Period:CFP)全てでQoSデータを転送することができる。
無線通信システムでは無線媒体の特性上、STAの電源が付いて動作を始める時、ネットワークの存在を直ちに知ることができない。したがって、どんなタイプのSTAでもネットワークに接続するためにはネットワーク発見(network discovery)過程を遂行しなければならない。ネットワーク発見過程を通じてネットワークを発見したSTAは、ネットワーク選択過程を通じて加入するネットワークを選択する。その後、選択したネットワークに加入して転送端/受信端でなされるデータ交換動作を遂行する。
無線LANシステムにおけるネットワーク発見過程は、スキャニング手続(scanning procedure)で具現される。スキャニング手続は、受動スキャニング(passives canning)及び能動スキャニング(active scanning)に分けられる。受動スキャニングは、APが周期的にブロードキャスト(broadcast)する非コーンフレーム(beacon frame)に基づいてなされる。一般的に、無線LANのAPはビーコンフレームを特定インターバル(interval)(例えば、100msec)毎にブロードキャストする。ビーコンフレームは、自身が管理するBSSに関する情報を含む。STAは、受動的に特定チャンネルでビーコンフレームの受信のために待機する。ビーコンフレームの受信を通じてネットワークに対する情報を獲得したSTAは、特定チャンネルでのスキャニング手続を終了する。受動スキャニングは、STAが別のフレームを転送する必要無しでビーコンフレームを受信しさえすればなされるので、全体的なオーバーヘッドが少ないという長所がある。しかしながら、ビーコンフレームの転送周期に比例してスキャニング遂行時間が増えるという短所がある。
能動スキャニングは、STAが能動的に特定チャンネルでプローブ要請フレーム(probe request frame)をブロードキャストして、これを受信した全てのAPからネットワーク情報を要求するものである。プローブ要請フレームを受信したAPは、フレーム衝突を防止するために、ランダム時間の間待機後、プローブ応答フレームにネットワーク情報を含めて該当STAに転送する。STAは、プローブ応答フレームを受信してネットワーク情報を獲得することによってスキャニング手続を終了する。能動スキャニングは、相対的に速い時間内にスキャニングを済ますことができるという長所を有する。一方、要請−応答に従うフレームシーケンスが必要であるので、全体的なネットワークオーバーヘッドは増加する。
スキャニング手続を済ましたSTAは、自身に対する特定基準によってネットワークを選択した後、APと認証(authentication)手続を遂行する。認証手続は、2方向ハンドシェイク(2−way handshake)でなされる。認証手続を済ましたSTAは、APと結合(association)手続を進行する。
結合手続は、2方向ハンドシェイクでなされる。まず、STAがAPに結合要請フレーム(association request frame)を転送する。結合要請フレームにはSTAの能力値(capabilities)情報が含まれる。これに基づいてAPは該当STAに対する結合を許容するか否かを決定する。結合を許容するか否かを決定したAPは、該当STAに結合応答フレーム(association response frame)を転送する。結合応答フレームは、結合を許容するか否かを指示する情報及び結合許容/失敗時、理由を指示する情報を含む。結合応答フレームは、APがサポート可能な能力値に対する情報をさらに含む。結合が成功的に完了した場合、AP及びSTAの間の正常なフレーム交換がなされる。結合が失敗した場合、結合応答フレームに含まれた失敗理由に対する情報に基づいて結合手続がまた試みられるか、またはSTAは他のAPに結合を要請することができる。
無線LANで脆弱点として指摘されてきた通信速度に対する限界を克服するために、比較的最近に制定された技術規格としてIEEE 802.11nがある。IEEE 802.11nは、ネットワークの速度と信頼性を増加させ、無線ネットワークの運営距離を拡張することをその目的とする。より詳しくは、IEEE 802.11nではデータ処理速度が最大540Mbps以上の高処理率(High Throughput:HT)をサポートし、また転送エラーを最小化し、データ速度を最適化するために送信部と受信部の両端ともに多重アンテナを使用するMIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs)技術に基づいている。
無線LANの普及が活性化され、またこれを用いたアプリケーションが多様化するにつれて、最近にはIEEE 802.11nがサポートするデータ処理速度より高い処理率をサポートするための新たな無線LANシステムに対する必要性が台頭されている。超高処理率(Very High Throughput:VHT)をサポートする無線LANシステムは、IEEE 802.11n無線LANシステムの次のバージョンであって、MACサービス接続ポイント(Service Access Point:SAP)でマルチユーザーに対して1Gbps以上のデータ処理速度、そして単一ユーザーに対しては500Mbps以上の処理率をサポートするために最近に新しく提案されているIEEE 802.11無線LANシステムのうちの1つである。
20MHz、40MHzをサポートしていた既存の無線LANシステムより、延いてはVHT無線LANシステムでは80MHz、連続的な160MHz(contiguous 160MHz)、不連続的な160MHz(non−contiguous 160MHz)帯域幅転送及び/又はその以上の帯域幅転送をサポートしようとする。これに加えて、最大64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)をサポートする既存の無線LANシステムより、延いては256QAMをサポートする。
VHT無線LANシステムはより高い処理率のために、MU−MIMO(Multi User−Multiple Input Multiple Output)転送方法をサポートするので、APはMIMOペアリングされた少なくとも1つ以上のSTAに、同時にデータフレームを転送することができる。ペアリングされたSTAの数は最大4個であり、最大空間ストリーム数が8個の時、各STAには最大4個の空間ストリームが割当できる。
また、図1を参照すると、図面のように与えられた無線LANシステムにおけるAP10は、自身と結合(association)されている複数のSTA21、22、23、24、30のうち、少なくとも1つ以上のSTAを含むSTAグループにデータを同時に転送することができる。図1では、APがSTAにMU−MIMO転送することを例示としているが、TDLS(Tunneled Direct Link Setup)やDLS(Direct Link Setup)、メッシュネットワーク(mesh network)をサポートする無線LANシステムでは、データを転送しようとするSTAがMU−MIMO転送技法を使用してPPDUを複数のSTAに転送することができる。以下、APが複数のSTAにMU−MIMO転送技法によりPPDUを転送することを例に挙げて説明する。
各々のSTAに転送されるデータは、互いに異なる空間ストリーム(spatial stream)を通じて転送できる。AP10が転送するデータパケットは、無線LANシステムの物理階層で生成されて転送されるPPDU、またはPPDUに含まれたデータフィールドであって、フレームと言及できる。即ち、SU(single user)−MIMO及び/又はMU−MIMOのためのPPDU、またはPPDUに含まれたデータフィールドをMIMOパケットということができる。そのうち、MUのためのPPDUをMUパケットということができる。本発明の例示において、AP10とMU−MIMOペアリングされた転送対象STAグループは、STA1 21、STA2 22、STA3 23、及びSTA4 24と仮定する。この際、転送対象STAグループの特定STAには空間ストリームが割り当てられないので、データが転送されないことがある。一方、STAa30はAPと結合されているが、転送対象STAグループには含まれないSTAと仮定する。
無線LANシステムにおいて、MU−MIMO転送をサポートするために、転送対象STAグループに対して識別子が割り当てられ、これをグループ識別子(Group ID)という。APは、MU−MIMO転送をサポートするSTAにグループID割当のためにグループ定義情報(group definition information)を含むグループID管理フレーム(Group ID management frame)を転送し、これを通じてグループIDはPPDU転送の以前にSTAに割り当てられる。1つのSTAは複数個のグループIDの割当を受けることができる。
以下の<表1>はグループID管理フレームに含まれた情報要素を示す。
カテゴリーフィールド及びVHTアクションフィールドは、該当フレームが管理フレームに該当し、MU−MIMOをサポートする次世代の無線LANシステムで使われるグループID管理フレームであることを識別できるように設定される。
<表1>のように、グループ定義情報は特定グループIDに属しているか否かを指示するメンバーシップ状態情報、及び該当グループIDに属した場合、該当STAの空間ストリームセットがMU−MIMO転送に従う全体空間ストリームで何番目の位置に該当するかを指示する空間ストリーム位置情報を含む。
1つのAPが管理するグループIDは複数個であるので、1つのSTAに提供されるメンバーシップ状態情報はAPにより管理されるグループIDの各々にSTAが属しているか否かを指示する必要がある。したがって、メンバーシップ状態情報は、各グループIDに属しているかを指示するサブフィールドのアレイ(array)形態に存在することができる。空間ストリーム位置情報は、グループIDの各々に対する位置を指示するので、各グループIDに対してSTAが占める空間ストリームセットの位置を指示するサブフィールドのアレイ形態に存在することができる。また、1つのグループIDに対するメンバーシップ状態情報と空間ストリーム位置情報は、1つのサブフィールド内で具現可能である。
APは、MU−MIMO転送技法を通じてPPDUを複数のSTAに転送する場合、PPDU内にグループ識別子(Group ID)を指示する情報を制御情報として含んで転送する。STAがPPDUを受信すれば、STAはグループIDフィールドを確認して自身が転送対象STAグループのメンバーSTAか否かを確認する。自身が転送対象STAグループのメンバーであることが確認されれば、自身に転送される空間ストリームセットが全体空間ストリームのうち、何番目に位置するかを確認することができる。PPDUは、受信STAに割り当てられた空間ストリームの個数情報を含むので、STAは自身に割り当てられた空間ストリームを探してデータを受信することができる。
一方、無線LANシステムで新しく使用できる周波数帯域としてT VWS(White Space)が注目されている。TV WSは、米国のアナログTVのディジタル化により残るようになった休止状態の周波数帯域をいい、例えば、54〜698MHz帯域をいう。しかしながら、これは例示に過ぎず、TV WSは許可されたユーザ(licensed user)が優先的に使用することができる許可された帯域ということができる。許可されたユーザは、許可された帯域の使用が許可されたユーザを意味し、許可された装置(licensed device)、第1ユーザ(primary user)、主ユーザ(incumbent user)などの他の名称とも呼ばれることができる。
TV WSで動作するAP及び/又はSTAは、許可されたユーザに対する保護(protection)機能を提供しなければならないが、TV WS帯域の使用において許可されたユーザが優先するためである。例えば、TV WS帯域で特定帯域幅を有するように規約上分割されている周波数帯域である特定WSチャンネルをマイクロホン(microphone)のような許可されたユーザが既に使用している場合、許可されたユーザを保護するためにAP及び/又はSTAは該当WSチャンネルに該当する周波数帯域は使用することができない。また、AP及び/又はSTAは現在フレーム転送及び/又は受信のために使用している周波数帯域を許可されたユーザが使用するようになれば、該当周波数帯域の使用を中止しなければならない。
したがって、AP及び/又はSTAはTV WS帯域内の特定周波数帯域の使用が可能であるか、言い換えると、上記周波数帯域に許可されたユーザがあるか否かを把握する手続が先行されなければならない。特定周波数帯域に許可されたユーザがあるか否かを把握することをスペクトルセンシング(spectrum sensing)という。スペクトルセンシングメカニズムに、エネルギー探知(energy detection)方式、信号探知(signature detection)方式などが活用される。受信信号の強度が一定値以上であれば、許可されたユーザが使用中であると判断するか、DTVプリアンブル(preamble)が検出されれば、許可されたユーザが使用中であると判断することができる。
図2は、IEEE 802.11によりサポートされる無線LANシステムの物理階層アーキテクチャーを示す図である。
IEEE 802.11の物理階層アーキテクチャー(PHY architecture)は、PLME(PHY Layer Management Entity)、PLCP(Physical Layer Convergence Procedure)副階層210、PMD(Physical Medium Dependent)副階層200で構成される。PLMEは、MLME(MAC Layer Management Entity)と協調して物理階層の管理機能を提供する。PLCP副階層210は、MAC副階層220とPMD副階層200との間でMAC階層の指示によってMAC副階層220から受けたMPDU(MAC Protocol Data Unit)をPMD副階層に伝達するか、またはPMD副階層200から来るフレームをMAC副階層220に伝達する。PMD副階層200はPLCP下位階層であって、無線媒体を通じての2ステーション間の物理階層個体(entity)の送受信を可能にする。MAC副階層220が伝達したMPDUは、PLCP副階層210でPSDU(Physical Service Data Unit)と称する。MPDUは、PSDUと類似するが、複数のMPDUをアグリゲーション(aggregation)したA−MPDU(aggregated MPDU)が伝達された場合、個々のMPDUとPSDUとは互いに相異することがある。
PLCP副階層210は、PSDUをMAC副階層220から受けてPMD副階層200に伝達する過程で、物理階層送受信機により必要な情報を含む付加フィールドを付け加える。この際、付加されるフィールドはPSDUにPLCPプリアンブル(preamble)、PLCPヘッダ(header)、畳み込みエンコーダを0状態(zero state)に戻すことに必要なテールビット(Tail Bits)などになることができる。PLCP副階層210は、PPDUを生成し転送することに必要な制御情報と、受信STAがPPDUを受信し解釈することに必要な制御情報を含むTXVECTORパラメータをMAC副階層から伝達を受ける。PLCP副階層210は、PSDUを含むPPDUを生成するに当たって、TXVECTORパラメータに含まれた情報を使用する。
PLCPプリアンブルは、PSDUが転送される前に受信機をして同期化機能とアンテナダイバーシティ(diversity)を準備するようにする役割をする。データフィールドはPSDUにパディングビット、スクランブラを初期化するためのビットシーケンスを含むサービスフィールド、及びテールビットが付け加えられたビットシーケンスがエンコーディングされたコード化シーケンス(coded sequence)を含むことができる。この際、エンコーディング方式はPPDUを受信するSTAでサポートされるエンコーディング方式によってBCC(Binary Convolutional Coding)エンコーディングまたはLDPC(Low Density Parity Check)エンコーディングのうちの1つに選択できる。PLCPヘッダには転送するPPDU(PLCP Protocol Data Unit)に対する情報を含むフィールドが含まれるが、これは、以後に図3及び図4を参照してより具体的に説明する。
PLCP副階層210では、PSDUに詳述したフィールドを付加してPPDU(PLCP Protocol Data Unit)を生成してPMD副階層を経て受信ステーションに転送し、受信ステーションはPPDUを受信してPLCPプリアンブル、PLCPヘッダからデータ復元に必要な情報を得て復元する。受信ステーションのPLCP副階層はPLCPプリアンブル及びPLCPヘッダに含まれた制御情報を含むRXVECTORパラメータをMAC副階層に伝達して受信状態でPPDUを解釈し、データを獲得できるようにする。
図3及び図4は、本発明の実施形態が適用できる無線LANシステムで使われるPPDUのフォーマットを示すブロック図である。以下、IEEE 802.11nの以前の既存の無線LAN標準であるIEEE 802.11a/b/gを基盤とするレガシー無線LANシステムで動作するSTAをレガシーSTA(Legacy STA:L−STA)という。また、IEEE 802.11nを基盤とするHT無線LANシステムでHTをサポートできるSTAをHT−STAという。
図3の副図面(a)は、IEEE 802.11nの以前の既存の無線LANシステム標準であるIEEE 802.11a/b/gで使われていたPPDUであるレガシーPPDU(Legacy PPDU:L−PPDU)フォーマットを示す。したがって、IEEE 802.11n標準が適用されたHT無線LANシステムにおいて、レガシーSTA(L−STA)がこのようなフォーマットを有するL−PPDUを送受信することができる。
副図面(a)を参照すると、L−PPDU310はL−STF311、L−LTF312、L−SIGフィールド313、及びデータフィールド314を含む。
L−STF311は、フレームタイミング獲得(frame timing acquisition)、AGC(Automatic Gain Control)コンバージェンス(convergence)、粗い(coarse)周波数獲得などに使用する。
L−LTF312は、周波数オフセット(frequency offset)及びチャンネル推定(channel estimation)に使用する。
L−SIGフィールド313は、データフィールド314を復調(demodulation)及びデコーディング(decoding)するための制御情報を含む。
L−PPDUは、L−STF311、L−LTF312、L−SIGフィールド313、及びデータフィールド314の順に転送できる。
副図面(b)は、L−STAとHT−STAとが共存できるようにするHT混合(HT−mixed)PPDUフォーマットのブロック図である。副図面(b)を参照すると、HT混合PPDU320は、L−STF321、L−LTF322、L−SIG323、HT−SIG324、HT−STF325、及び複数のHT−LTF326、及びデータフィールド327を含む。
L−STF321、L−LTF322、及びL−SIGフィールド323は、副図面(a)図面符号311、312、及び313が示すものと各々同一である。したがって、L−STAはHT混合PPDU320を受信してもL−LTF322、L−LTF322、及びL−SIG323を通じてデータフィールドを解釈することができる。但し、L−LTFフィールド323は、HT−STAがHT混合PPDU320を受信し、L−SIGフィールド323、HT−SIG324、及びHT−STF325を解読するために遂行するチャンネル推定のための情報をさらに含むことができる。
HT−STAは、L−SIG323の後に出るHT−SIG324を通じてHT混合PPDU320が自身のためのPPDUであることが分かり、これに基づいてデータフィールド327を復調し、デコーディングすることができる。
HT−STF325は、HT−STAのためのフレームタイミング同期、AGCコンバージェンスなどのために使用できる。
HT−LTF326は、データフィールド327の復調のためのチャンネル推定に使用できる。IEEE 802.11nはSU−MIMOをサポートするので、複数の空間ストリームに転送されるデータフィールドの各々に対してチャンネル推定のためにHT−LTF326は複数で構成できる。
HT−LTF326は、空間ストリームに対するチャンネル推定のために使われるデータHT−LTFとフルチャンネルサウンディング(full channel sounding)のために追加的に使われる拡張HT−LTF(extension HT−LTF)で構成できる。したがって、複数のHT−LTF326は転送される空間ストリームの個数と等しいか多いことがある。
HT−混合PPDU320は、L−STAも受信してデータを獲得できるようにするために、L−STF321、L−LTF322、及びL−SIGフィールド323が最も早く転送される。以後、HT−STAのために転送されるデータの復調及びデコーディングのためにHT−SIGフィールド324が転送される。
HT−SIGフィールド324まではビームフォーミングを遂行しないで転送してL−STA及びHT−STAが該当PPDUを受信してデータを獲得できるようにし、以後、転送されるHT−STF325、HT−LTF326、及びデータフィールド327は、プリコーディングを通じての無線信号転送が遂行される。ここで、プリコーディングして受信するSTAで、プリコーディングによる電力が可変される部分を勘案できるように、HT−STF325を転送し、その以後に複数のHT−LTF326及びデータフィールド327を転送する。
HT無線LANシステムにおいて、20MHzを使用するHT−STAがOFDMシンボル当たり52個のデータ副搬送波を使用しても、同一な20MHzを使用するL−STAは相変らずOFDMシンボル当たり48個のデータ副搬送波を使用する。既存のシステムと互換(backward compatibility)をサポートするために、HT混合PPDU320のフォーマットでHT−SIGフィールド324はL−LTF322を用いてデコーディングされるため、HT−SIGフィールド324は48×2個のデータ副搬送波で構成される。以後、HT−STF325、HT−LTF426は、OFDMシンボル当たり52個のデータ副搬送波で構成される。その結果、HT−SIGフィールド324は1/2、BPSK(Binary Phase Shift Keying)でサポートされるので、各HT−SIGフィールド324は24ビットで構成されているので、総48ビットで転送される。即ち、L−SIGフィールド323とHT−SIGフィールド324のためのチャンネル推定はL−LTF322を用いて、L−LTF322を構成するビット列は、以下の<数式1>の通り表現される。L−LTF322は1シンボル当たりDC副搬送波を除外した48個のデータ副搬送波で構成される。
副図面(c)は、HT−STAのみ使用することができるHT−Greenfield PPDU330フォーマットを示すブロック図である。副図面(c)を参照すると、HT−GF PPDU330は、HT−GF−STF331、HT−LTF1 332、HT−SIG333、複数のHT−LTF2 334、及びデータフィールド335を含む。
HT−GF−STF331は、フレームタイミング獲得及びAGCのために使われる。
HT−LTF1 332は、チャンネル推定のために使われる。
HT−SIG333は、データフィールド335の復調及びデコーディングのために使われる。
HT−LTF2 334は、データフィールド335の復調のためのチャンネル推定に使われる。同様に、HT−STAはSU−MIMOを使用するので、複数の空間ストリームに転送されるデータフィールドの各々に対してチャンネル推定を要するので、HT−LTF326は複数で構成できる。
複数のHT−LTF2 334は、HT混合PPDU320のHT−LTF326と同様に、複数のData HT−LTFと複数の拡張HT−LTFで構成できる。
副図面(a)、(b)、及び(c)に図示された各々のデータフィールド314、327、335は、各々サービス(service)フィールド、スクランブルされたPSDU、テールビット、及びパディングビットを含むことができる。サービスフィールドは、スクランブラを初期化するために使用できる。サービスフィールドは、16ビットに設定できる。この場合、スクランブラ初期化のためのビットは7ビットで具現できる。テールフィールドは、畳み込み(conbolution)エンコーダを0の状態に戻すことに必要なビットシーケンスで構成できる。テールフィールドは、転送されるデータをエンコーディングすることに使われたBCC(Binary Convolutional Code)エンコーダの個数に比例するビットサイズの割当を受けることができ、より詳しくはBCC個数当たり6ビットを有するように具現できる。
図4は、VHTをサポートする無線LANシステムで使われるPPDUフォーマットの一例を示す図である。
図4を参照すると、PPDU400は、L−STF410、L−LTF420、L−SIGフィールド430、VHT−SIGAフィールド440、VHT−STF450、VHT−LTF460、VHT−SIGBフィールド470、及びデータフィールド480を含むことができる。
PHYを構成するPLCP副階層は、MAC階層から伝達を受けたPSDUに必要な情報を加えてデータフィールド480に変換し、L−STF410、L−LTF420、L−SIGフィールド430、VHT−SIGAフィールド440、VHT−STF450、VHT−LTF460、VHT−SIGB470などのフィールドを加えてPPDU400を生成し、PHYを構成するPMD副階層を通じて1つまたはその以上のSTAに転送する。PLCP副階層がPPDUを生成することに必要な制御情報とPPDUに含めて転送して受信STAがPPDUを解釈することに使われる制御情報はMAC階層から伝達を受けたTXVECTORパラメータから提供される。
L−STF410は、フレームタイミング獲得(frame timing acquisition)、AGC(Automatic Gain Control)コンバージェンス(convergence)、粗い(coarse)周波数獲得などに使われる。
L−LTF420は、L−SIGフィールド430及びVHT−SIGAフィールド440の復調のためのチャンネル推定に使用する。
L−SIGフィールド430は、L−STAがPPDU400を受信し、これを解釈してデータを獲得することに使われる。L−SIGフィールド430は、レート(rate)サブフィールド、長さ(length)サブフィールド、パリティビット及びテール(tail)フィールドを含む。レートサブフィールドは、現在転送されるデータに対するビットレート(bitrate)を指示する値に設定される。
長さサブフィールドは、MAC階層がPHY階層に転送することを要請するPSDUのオクテット長さを指示する値に設定される。この際、PSDUのオクテット長さの情報と関連したパラメータであるL−LENGTHパラメータは、転送時間と関連したパラメータであるTXTIMEパラメータに基づいて決定される。TXTIMEは、MAC階層がPSDU(physical service data unit)の転送のために要請した転送時間に対応してPHY階層がPSDUを含むPPDU転送のために決定した転送時間を示す。したがって、L−LENGTHパラメータは時間と関連したパラメータであるので、L−SIGフィールド430に含まれた長さサブフィールドは転送時間と関連した情報を含むようになる。
VHT−SIGAフィールド440は、PPDUを受信するSTAがPPDU400を解釈するために必要な制御情報(control information、またはシグナル情報(signal information))を含んでいる。VHT−SIGAフィールド440は、2つのOFDMシンボルに転送される。これによって、VHT−SIGAフィールド440はVHT−SIGA1フィールド及びVHT−SIGA2フィールドに分けられる。VHT−SIGA1フィールドは、PPDU転送のために使われるチャンネル帯域幅情報、STBC(Space Time Block Coding)を使用するか否かと関連した識別情報、SUまたはMU−MIMOのうち、PPDUが転送される方式を指示する情報、転送方法がMU−MIMOであれば、APとMU−MIMOペアリングされた複数のSTAである転送対象STAグループを指示する情報、及び上記転送対象STAグループに含まれた各々のSTAに割り当てられた空間ストリームに対する情報を含む。VHT−SIGA2フィールドは、短いGI(short Guard Interval)関連情報を含む。
MIMO転送方式を指示する情報及び転送対象STAグループを指示する情報は、1つのMIMO指示情報で具現されることができ、その一例に、グループIDで具現できる。グループIDは、特定範囲を有する値に設定されることができ、範囲のうち、特定値はSU−MIMO転送技法を指示し、その以外の値はMU−MIMO転送技法でPPDU400が転送される場合、該当転送対象STAグループに対する識別子に使用できる。
グループIDは、該当PPDU400がSU−MIMO転送技法により転送されることを指示すれば、VHT−SIGA2フィールドは、データフィールドに適用されたコーディング技法がBCC(Binary Convolution Coding)なのか、またはLDPC(Low Density Parity Check)コーディングなのかを指示するコーディング指示情報と、転送者−受信者の間のチャンネルに対するMCS(modulation coding scheme)情報を含む。また、VHT−SIGA2フィールドは、PPDUの転送対象STAのAID及び/又は上記AIDの一部ビットシーケンスを含む部分AID(partial AID)を含むことができる。
グループIDは、該当PPDU400がMU−MIMO転送技法により転送されることを指示すれば、VHT−SIGAフィールド440は、MU−MIMOペアリングされた受信STAに転送が意図されるデータフィールドに適用されたコーディング技法がBCCなのか、またはLDPCコーディングなのかを指示するコーディング指示情報が含まれる。この場合、各受信STAに対するMCS(modulation coding scheme)情報は、VHT−SIGBフィールド470に含まれることができる。
VHT−STF450は、MIMO転送においてAGC推定の性能を改善するために使われる。
VHT−LTF460は、STAがMIMOチャンネルを推定することに使われる。次世代の無線LANシステムは、MU−MIMOをサポートするため、VHT−LTF460は、PPDU400が転送される空間ストリームの個数だけ設定できる。追加的に、フルチャンネルサウンディング(full channel sounding)がサポートされ、これが遂行される場合、VHT LTFの数はより多くなることがある。
VHT−SIGBフィールド470は、MIMOペアリングされた複数のSTAがPPDU400を受信してデータを獲得することに必要な専用制御情報を含む。したがって、VHT−SIGAフィールド440に含まれた制御情報が現在受信されたPPDU400がMU−MIMO転送されたことと指示した場合のみにSTAはVHT−SIGBフィールド470をデコーディング(decoding)するように設計できる。反対に、VHT−SIGAフィールド440に含まれた制御情報が現在受信されたPPDU400は単一STAのためのもの(SU−MIMOを含み)であることを示す場合、STAはVHT−SIGBフィールド470をデコーディングしないように設計できる。
VHT−SIGBフィールド470は、各STAに対するMCS(modulation and coding scheme)に対する情報、及びレートマッチング(rate−matching)に対する情報を含むことができる。また、各STAのためのデータフィールドに含まれたPSDU長さを指示する情報を含むことができる。PSDUの長さを指示する情報は、PSDUのビットシーケンスの長さを指示する情報であって、オクテット単位で指示することができる。一方、PPDUがSU転送される場合、MCSに対する情報はVHT−SIGAフィールド440に含まれるので、VHT−SIGBフィールド470には含まれない。VHT−SIGBフィールド470のサイズは、MIMO転送の類型(MU−MIMOまたはSU−MIMO)及びPPDU転送のために使用するチャンネル帯域幅によって異なることがある。
データフィールド480は、STAに転送が意図されるデータを含む。データフィールド480は、MAC階層でのMPDU(MAC Protocol Data Unit)が伝達されたPSDU(PLCP Service Data Unit)とスクランブラを初期化するためのサービス(service)フィールド、畳み込み(convolution)エンコーダを0状態(zero state)に戻すことに必要なビットシーケンスを含むテール(tail)フィールド、及びデータフィールドの長さを規格化するためのパディングビットを含む。MU転送の場合、各STAに転送されるデータフィールド480に各々転送が意図されるデータユニットが含まれることができ、データユニットはA−MPDU(aggregate MPDU)でありうる。
図1のように与えられた無線LANシステムにおいて、AP10がSTA1 21、STA2 22、及びSTA3 23にデータを転送しようとする場合、STA 1 21、STA2 22、STA3 23、及びSTA4 24を含むSTAグループにPPDUを転送することができる。この場合、図4のように、STA4 24に割り当てられた空間ストリームはないように割り当てることができ、STA1 21、STA2 22、及びSTA3 23の各々に特定個数の空間ストリームを割り当てて、これによって、データを転送することができる。図4のような例示において、STA1 21には1つの空間ストリーム、STA2 22には3個の空間ストリーム、STA3 23には2個の空間ストリームが割り当てられていることが分かる。
図5は、無線LANシステムで提供されるMACフレームのフォーマットを示すブロック図である。MACフレームは、前述したPPDUのデータフィールドに含まれるMPDU(PHY階層に伝達された場合、PSDU)でありうる。
図5を参照すると、MACフレーム500は、フレーム制御(frame control)フィールド510、持続時間/ID(duration/ID)フィールド520、アドレス1(address 1)フィールド531、アドレス2(address 2)フィールド532、アドレス3フィールド533、シーケンス制御(sequence control)フィールド540、アドレス4フィールド534、QoS制御フィールド550、HT制御フィールド560、フレームボディー570、及びFCS(Frame Check Sequence)フィールド580を含む。
フレーム制御フィールド510は、フレーム特性に対する情報を含む。フレーム制御フィールドは、フレーム500がサポートする無線LAN標準のバージョンを指示するプロトコルバージョン情報、及びフレームの機能を識別するタイプ及びサブタイプ情報を含むことができる。
持続時間/IDフィールド520は、フレーム500のタイプ及びサブタイプによって異なる値を有するように具現できる。フレーム500のタイプ及びサブタイプがパワーセーブ運営のためのPS−ポールフレームの場合、持続時間/IDフィールド520は、フレーム500を転送したSTAのAIDを含むように設定できる。その以外の場合、持続時間/IDフィールド520は、フレーム500タイプ及びサブフィールドによって特定持続時間値を有するように設定できる。フレーム500がA−MPDUフォーマットに含まれたMPDUの場合、各MPDUのMACヘッダに含まれた持続時間/IDフィールド520は全て同一な値を有するように具現できる。
アドレス1フィールド乃至アドレス4フィールド(531乃至534)は、BSSIDを指示するBSSIDフィールド、ソースアドレス(source address:SA)を指示するSAフィールド、目的アドレス(destination address:DA)を指示するDAフィールド、転送STAアドレスを指示するTA(Transmitting Address)フィールド、及び受信STAアドレスを指示するRA(Receiving Address)フィールドのうち、特定フィールドを具現するように設定できる。一方、TAフィールドで具現されたアドレスフィールドは、帯域幅シグナリングTA値に設定されることができ、この場合、TAフィールドはフレームがスクランブリングシーケンスに追加的な情報を含んでいることを指示することができる。帯域幅シグナリングTAは、該当フレームを転送するSTAのMACアドレスで表現できるが、MACアドレスに含まれた個別/グループビット(Individual/Group bit)が特定値、一例に、‘1’に設定できる。
シーケンス制御フィールド540は、シーケンスナンバー(sequence number)及びフラグメントナンバー(fragment number)を含むように設定される。シーケンスナンバーは、上記フレーム500に割り当てられたシーケンスナンバーを指示することができる。フラグメントナンバーは、上記フレーム500の各フラグメントのナンバーを指示することができる。
QoS制御フィールド550は、QoSと関連した情報を含む。
HT制御フィールド560は、高処理率(High Throughput:HT)送受信技法及び/又は超高処理率(Very High Throughput:VHT)送受信技法と関連した制御情報を含む。HT制御フィールド560の具現については、以後、より詳しく説明する。
フレームボディー570は、送信STA及び/又はAPが転送しようとするデータを含むことができる。フレームボディー570には転送しようとする制御フレーム(control frame)、管理フレーム(management frame)、アクションフレーム(action frame)、及び/又はデータフレーム(data frame)でMACヘッダとFCSを除外したボディー構成(body component)が具現できる。フレーム500が管理フレーム及び/又はアクションフレームの場合、上記管理フレーム及び/又はアクションフレームに含まれる情報要素(information element)が上記フレームボディー570内で具現できる。
FCSフィールド580は、CRCのためのビットシーケンスを含む。
以下、図面を参照して前述したHT制御フィールドを詳述する。
図6は、HT制御フィールドのフォーマットを示すブロック図である。
図6を参照すると、HT制御フィールド560は、VHT変形(VHT variant)フィールド561、HT制御ミドル(HT control middle)フィールド562、AC制約(A Cconstraint)フィールド563、及びRDG/More PPDUフィールド564を含む。
VHT変形フィールド561は、HT制御フィールド560がVHTのためのHT制御フィールドのフォーマットを有するか、またはHTのためのHT制御フィールドのフォーマットを有するか否かを指示する。一例に、VHT変形フィールド561は1ビット長さを有するフィールドで具現されることができ、その値によってHT制御ミドルフィールド562がHTのためのフォーマットで具現されたか、またはVHTのためのフォーマットで具現されたか否かが指示できる。
HT制御ミドルフィールド562は、VHT変形フィールド561の指示によって異なるフォーマットを有するように具現できる。HT制御ミドルフィールド562の具体的な具現については、以後、より詳細に説明する。
AC制約フィールド563は、RD(Reverse Direction)データフレームのマッピングされたAC(Access Category)が単一ACに限定されたか否かを指示する。
RDG/More PPDUフィールド564は、該当フィールドがRD開始者、またはRD応答者により転送されるか否かによって異なるように解釈できる。RD開始者により転送された場合、RDG/More PPDUフィールドが‘1’に設定されれば、RDGが存在し、これは持続時間/IDフィールドにより定義できると解釈できる。RD応答者により転送された場合、RDG/More PPDUフィールドが‘0’に設定されれば、これを含むPPDUはRD応答者により転送された最後のフレームであることを指示することと解釈できる。RDG/More PPDUフィールドが‘1’に設定されれば、これを含むPPDUに続いて異なる PPDUが転送されることを指示することと解釈できる。
図7は、HTのためのHT変形ミドルフィールドのフォーマットを示すブロック図である。
図7を参照すると、HTのためのHT変形ミドルフィールド700は、リンク適応制御(link adaptation control)サブフィールド710、キャリブレーション位置(calibration position)サブフィールド720、キャリブレーションシーケンス(calibration sequence)サブフィールド(730)、CSI(Channel State Information)/ステアリング(steering)サブフィールド740、NDPお知らせ(Null Data Packet announcement)サブフィールド750を含む。
リンク適応制御サブフィールド710は、TRQ(training request)サブフィールド711、MAI(MCS request(MRQ)or ASEL(antenna selection)Indication)サブフィールド712、MFSI(MCAS feedback sequence identifier)サブフィールド713、及びMFB/ASELC(MCS feedback and antenna selection command/data)サブフィールド714を含む。
TRQサブフィールド711は、サウンディング応答者(sounding responder)にサウンディングフレーム転送を要請する情報を含む。MAIサブフィールド712は、MCSフィードバックを要請する指示情報、またはMFB/ASELCサブフィールド714がアンテナ選択指示情報を含んでいることを指示する情報を含むことができる。MAIサブフィールド712は、MCS要請(MC Srequest:MRQ)指示ビットを含み、MRQを識別するようにするシーケンスナンバーを含むMSI(MRQ Sequence Identifier)サブフィールドを含むことができる。サブフィールド値の設定を通じてMCSフィードバックを要請するか否かを指示するようにすることができる。MFSIサブフィールド713は、MFB情報が関連したフレームに含まれたMSIの受信された値に設定できる。MFB/ASELCサブフィールド714は、MFB情報を含むか、または、アンテナ選択指示情報を含む。
キャリブレーション位置サブフィールド720及びキャリブレーションシーケンスサブフィールド730は、キャリブレーションサウンディング交換シーケンスの位置及びキャリブレーションシーケンスの識別情報を含む。
CSI/ステアリングサブフィールド740は、フィードバックタイプを指示する情報を指示する。
NDPお知らせサブフィールド750は、現在転送されるPPDUに次いでNDPが転送されることを知らせるNDPお知らせ指示情報に設定できる。NDPお知らせサブフィールド750は、1ビットサイズのフィールドで構成されることができ、PPDUを受信したSTAはNDPお知らせサブフィールド750の値を通じて該当PPDUがNDPAフレームか否かを確認することができる。
図8は、VHTのためのHT変形ミドルフィールドのフォーマットを示すブロック図である。
図8を参照すると、VHTのためのHT変形ミドルフィールド800は、MRQサブフィールド810、MSIサブフィールド820、MFSI/GID−Lサブフィールド830、MFBサブフィールド840、GID−Hサブフィールド850、コーディングタイプ(coding type)サブフィールド860、FB Txタイプサブフィールド870、及び非応答型MFB(Unsolicited MFB)サブフィールド880を含む。
MRQサブフィールド810は、MCSフィードバックを要請するか否かを指示する。MRQサブフィールド810が‘1’に設定されれば、MCSフィードバックを要請することに具現できる。
MSIサブフィールド820は、MRQサブフィールド810がMCSフィードバックを要請することを指示する時、上記特定要請を識別するシーケンスナンバーを含む。
非応答型MFBサブフィールド880は、含まれたMFB情報がMRQに対する応答によるものであるか否かを指示することができる。非応答型MFBサブフィールド880が‘1’に設定されれば、含まれたMFB情報はMRQに対する応答であると具現できる。非応答型MFBサブフィールド880が0‘に設定されれば、含まれたMFB情報はMRQに対する応答ではないことに具現できる。
MFSI/GID−Lサブフィールド830は、非応答型MFBサブフィールド880の設定によって異なるように解釈できる。非応答型MFBサブフィールド880が含まれたMFB情報がMRQに対する応答であることを指示すれば、MFB情報と関連したフレームに含まれたMSIの受信値を含むことができる。非応答型MFBサブフィールド880が含まれたMFB情報がMRQに対する応答でないことを指示すれば、非応答型MFB情報と関連したPPDUのグループIDを構成する低い3ビット(lowest 3bits)を含むことができる。
MFBサブフィールド840は、推薦MFB情報を含むことができる。MFBサブフィールド840は、VHTN_STSサブフィールド841、MCSサブフィールド842、BWサブフィールド843、及びSNRサブフィールド844を含むことができる。VHTN_STSサブフィールド841は、推薦する空間ストリームの個数を指示する。MCSサブフィールド842は、推薦するMCS(Modulation and Coding Scheme)を指示する。BWサブフィールド843は、推薦するMCSと関連した帯域幅情報を指示する。SNRサブフィールドは、データサブキャリア及び空間ストリーム上の平均SNR値を指示する。
GID−Hサブフィールド850は、非応答型MFBサブフィールド880が、MFB情報がMRQに対する応答でないことを指示し、MFBがMU送受信のためのPPDUから推定されたものであれば、非応答型MFB情報と関連したPPDUのグループIDを構成する高い3ビット(highest 3bits)を含むことができる。MFBがSU送受信のためのPPDUから推定されたものであれば、GID−Hサブフィールド850は1に設定されたビットシーケンスを含むことができる。
コーディングタイプサブフィールド860は、非応答型MFBサブフィールド880が、MFB情報がMRQに対する応答でないことを指示する場合、非応答型MFB情報が推定されたフレームのコーディング情報(BCCまたはLDPC)を含むことができる。
FBTxタイプサブフィールド870は、推定されたPPDUの転送タイプを指示するように設定できる。即ち、推定されたPPDUがビームフォーミングされたか否かを指示することができる。
VHT変形フィールド561がVHTのためのHT制御フィールドとHTのためのHT制御フィールドとの区分は、HT制御ミドルフィールド562に含まれた制御情報を基準に区分できる。
一方、次世代の無線LANシステムは、無線チャンネルを効率的に用いるために、複数のSTAが同時にチャンネルにアクセスするMU−MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output)方式の転送をサポートする。MU−MIMO転送方式によれば、APがMIMOペアリングされた1つ以上のSTAに同時にパケットを転送することができる。
フレーム送受信のために、常にチャンネルをセンシングすることはSTAの持続的な電力消耗を引き起こす。受信状態での電力消耗は、送信状態での電力消耗に比べてあまり差がないため、受信状態を続けて維持することはバッテリーで動作するSTAに相対的に多い電力消耗を発生させる。したがって、無線LANシステムでSTAが持続的に受信待機状態を維持しながらチャンネルをセンシングすることは、無線LAN処理率面で特別な上昇効果無しで非効率的なパワー消耗を引き起こすことができるので、パワー管理(power management)面で適合しないことがある。
上記のような問題点を補完するために、無線LANシステムでは、STAのパワー管理(power management:PM)モードをサポートする。STAのパワー管理モードは、アクティブモード(active mode)及びパワーセーブ(power save:PS)モードに分けられる。STAは基本的に活性化モードで動作する。アクティブ モードで動作するSTAは、アウェイク状態(awake state)を維持する。即ち、フレーム送受信やチャンネルセンシングなど、正常な動作が可能な状態を維持する。
PSモードで動作するSTAは、スリープ状態(doze state)とアウェイク状態(awake state)を切り換えながら動作する。スリープ状態で動作するSTAは、最小限のパワーで動作し、データフレームを含んでAPから転送される無線信号を受信しない。また、スリープ状態で動作するSTAは、チャンネルセンシングを遂行しない。
STAがスリープ状態で、できる限り長く動作するほど電力消耗が減るので、STAは動作期間が増加する。しかしながら、スリープ状態ではフレーム送受信が不可能であるので、無条件的に長く動作することはできない。スリープ状態で動作するSTAがAPに転送するフレームが存在する場合、アウェイク状態に切り換えてフレームを送信することができる。但し、APがスリープ状態で動作するSTAに転送するフレームがある場合、STAはこれを受信することができず、受信するフレームが存在することも知らない。したがって、STAは自身に転送されるフレームが存在するか否か、存在すれば、これを受信するために特定周期によってアウェイク状態に切り換える動作が必要である。APは、これによってフレームをSTAに転送することができる。これは、図9を参照して説明する。
図9は、パワー管理運営(power management operation)の一例を示す図である。
図9を参照すると、AP910は一定の周期でビーコンフレーム(beacon frame)をBSS内のSTAに転送する(S910)。ビーコンフレームにはTIM情報要素(traffic indication map information element)が含まれる。TIM要素は、AP910が自身と結合されたSTAに対するバッファ可能なフレーム(Bufferable frameまたはBufferable Unit:BU)がバッファされており、フレームを転送することを知らせる情報を含む。TIM要素には、ユニキャスト(unicast)フレームを知らせることに使われるTIMと、マルチキャスト(multicast)またはブロードキャスト(broadcast)フレームを知らせることに使われるDTIM(delivery traffic indication map)とがある。
AP910は、3回のビーコンフレームを転送する度に1回ずつDTIMを転送する。
STA1 921及びSTA2 922は、PSモードで動作するSTAである。STA1 921及びSTA2 922は、特定周期のウェイクアップインターバル(wake up interval)毎にスリープ状態からアウェイク状態に切り換えてAP210により転送されたTIM要素を受信することができるように設定できる。
STA1 921がビーコンインターバル(beacon interval)毎にアウェイク状態に切り換えてTIM要素を受信することができるように特定ウェイクアップインターバルが設定できる。したがって、STA1 921はAP910が最初にビーコンフレームを転送する時(S911)、アウェイク状態に切り換える(S921)。STA1 921はビーコンフレームを受信し、TIM要素を獲得する。獲得されたTIM要素がSTA1 921に転送されるバッファ可能なフレームがバッファされていることを指示する場合、STA1 921はAP910にフレーム転送を要請するPS−ポール(PS poll)フレームをAP910に転送する(S921a)。AP910は、PS−ポールフレームに対応してフレームをSTA1 921に転送する(S931)。フレーム受信を完了したSTA1 921はまたスリープ状態に切り換えて動作する。
AP910が2番目にビーコンフレームを転送するに当たって、他の装置が媒体にアクセスしているなど、媒体(medium)が占有された(busy)状態であるので、AP910は正確なビーコンインターバルに合せてビーコンフレームを転送できず、遅延された時点に転送することができる(S912)。この場合、STA1 921はビーコンインターバルに合せて動作モードをアウェイク状態に切り換えるが、遅延されて転送されるビーコンフレームを受信できなくて、またスリープ状態に切り換える(S922)。
AP910が3番目にビーコンフレームを転送する時、該当ビーコンフレームにはDTIMに設定されたTIM要素が含まれることができる。但し、媒体が占有された状態であるので、AP910はビーコンフレームを遅延転送する(S913)。STA1 921は、ビーコンインターバルに合せてアウェイク状態に切り換えて動作し、AP910により転送されるビーコンフレームを通じてDTIMを獲得することができる。STA1 921が獲得したDTIMは、STA1 921に転送されるフレームはなく、他のSTAのためのフレームが存在することを指示するので、STA1 921はまたスリープ状態に切り換えて動作する。AP210は、ビーコンフレーム転送後、フレームを該当STAに転送する(S932)。
AP910は、4番目にビーコンフレームを転送する(S914)。但し、STA1 921は以前の2回に亘るTIM要素受信を通じて自身に対するバッファ可能なフレームがバッファされているという情報を獲得できないので、TIM要素受信のためのウェイクアップインターバルを調整することができる。または、AP910により転送されるビーコンフレームにSTA1 921のウェイクアップインターバル値の調整のためのシグナリング情報が含まれた場合、STA1 921のウェイクアップインターバル値が調整できる。本例示において、STA1 921はビーコンインターバル毎にTIM要素受信のために運営状態を切り換えていたことを3回のビーコンインターバル毎に一回運営状態を切り換えるように設定できる。したがって、STA1 921はAP910が4番目ビーコンフレームを転送し(S914)、5番目のビーコンフレームを転送する時点に(S915)スリープ状態を維持するので、該当TIM要素を獲得できない。
AP910が6番目にビーコンフレームを転送する時(S916)、STA1 921はアウェイク状態に切り換えて動作し、ビーコンフレームに含まれたTIM要素を獲得する(S924)。TIM要素は、ブロードキャストフレームが存在することを指示するDTIMであるので、STA1 921はPS−ポールフレームをAP210に転送せず、AP910により転送されるブロードキャストフレームを受信する(S934)。
一方、STA2 922に設定されたウェイクアップインターバルは、STA1 921より長い周期で設定できる。したがって、STA2 922はAP910が5番目にビーコンフレームを転送する時点(S915)にアウェイク状態に切り換えてTIM要素を受信することができる(S925)。STA2 922は、TIM要素を通じて自身に転送されるフレームが存在することを知って、転送を要請するためにAP910にPS−ポールフレームを転送する(S925a)。AP910は、PS−ポールフレームに対応してSTA2 922にフレームを転送する(S933)。
図9のようなパワーセーブモード運営のためにTIM要素にはSTAが自身に転送されるフレームが存在するかを指示するTIM、またはブロードキャスト/マルチキャストフレームが存在するかを指示するDTIMが含まれる。DTIMは、TIM要素のフィールド設定を通じて具現できる。
図10は、TIM要素フォーマットの一例を示すブロック図である。
図10を参照すると、TIM要素1000は、要素ID(element ID)フィールド1010、長さフィールド1020、DTIMカウント(count)フィールド1030、DTIM周期(period)フィールド1040、ビットマップ制御(bitmap control)フィールド1050、及び部分仮想ビットマップ(partial virtual bitmap)フィールド1060を含む。
要素IDフィールド1010は、該当情報要素がTIM要素であることを指示するフィールドである。長さフィールド1020は、自身を含んで後に繋がるフィールドを含んだ全長を指示する。最大値は255であり、単位はオクテット値に設定できる。
DTIMカウントフィールド1030は、現在のTIM要素がDTIMなのかを知らせてくれて、DTIMでない場合にはDTIMが転送されるまで残ったTIMの個数を指示する。DTIM周期フィールド1040は、DTIMが転送される周期を指示し、DTIMが転送される周期はビーコンフレームが転送される回数の倍数に設定できる。
ビットマップ制御フィールド1050及び部分仮想ビットマップフィールド1060は、特定STAにバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを指示する。ビットマップ制御フィールド1050の最初のビットは、転送されるマルチキャスト/ブロードキャストフレームが存在するか否かを指示する。残りのビットは後に繋がる部分仮想ビットマップフィールド1060を解釈するためのオフセット値を指示するように設定される。
部分仮想ビットマップフィールド1060は、各STAに送るバッファ可能なフレームがあるか否かを指示する値に設定される。これは、特定STAのAID値に該当するビット値を1に設定するビットマップ形式に設定できる。AID順序によって1から2007まで順に割り当てられることができ、一例に、4番目ビットが1に設定されれば、AIDが4であるSTAに送るトラフィックがAPにバッファされていることを意味する。
一方、部分仮想ビットマップフィールド360のビットシーケンスを設定するに当たって、0に設定されたビットが連続して引き継がれる場合が多い状況には、ビットマップを構成する全てのビットシーケンスを使用することは非効率的である。このために、ビットマップ制御フィールド1050に部分仮想ビットマップフィールド1060のためのオフセット情報が含まれることができる。
図11は、本発明の実施形態に従うビットマップ制御フィールド及び部分仮想ビットマップフィールドの一例を示す図である。
図11を参照すると、部分仮想ビットマップフィールド1060を構成するビットマップシーケンスは、該当ビットマップインデックスに該当するAIDを有するSTAにバッファされたフレームがあるか否かを指示する。ビットマップシーケンスは0から2007までのAIDに対する指示情報を構成する。
ビットマップシーケンスは、最初のビットからk番目ビットまで0値が連続して設定できる。また、更に他のl番目ビットから最後のビットまで0値が連続して設定できる。これは、AIDに0からkの割当を受けた各々のSTAとlから2007の割当を受けた各々のSTAにはバッファされたフレームが存在しないことを指示する。このように、ビットマップシーケンスの前段の0からk番目までの連続な0シーケンスはオフセット情報の提供であって、後段の連続な0シーケンスを省略すれば、TIM要素のサイズを縮めることができる。
このために、ビットマップ制御フィールド1050にはビットマップシーケンスの連続的な0シーケンスのオフセット情報を含むビットマップオフセット(bitmap offset)サブフィールド1051が含まれることができる。ビットマップオフセットサブフィールド1051はkを示すように設定されることができ、部分仮想ビットマップフィールド1060は元のビットマップシーケンスのk+1番目ビットからl−1番目ビットまでを含むように設定できる。
TIM要素を受信したSTAの詳細な応答手続は、以下の図12から図14を参照することができる。
図12は、TIMプロトコルにおけるAPの応答手続の一例を示す流れ図である。
図12を参照すると、STA1220はAP1210からTIMを含むビーコンフレームを受信するためにスリープ状態からアウェイク状態に運営状態を切り換える(S1210)。STA1220は受信したTIM要素を解釈して自身に転送されるバッファされたフレームがあることが分かる。
STA1220は、PS−ポールフレーム転送のための媒体アクセスのために他のSTAと競争(contending)し(S1220)、AP1210にデータフレーム転送を要請するためにPS−ポールフレームを転送する(S1230)。
STA1220により転送されたPS−ポールフレームを受信したAP1210は、STA1220にフレームを転送する(S1240)。STA2 1220は、データフレームを受信し、これに対する受信応答としてACK(acknowledgement)フレームをAP1210に転送する(S1250)。以後、STA2 1220はまたスリープ状態に運営モードを切り換える(S1260)。
図12のように、APはSTAからPS−ポールフレームを受信した即時、データフレームを転送する即時応答とは異なり、PS−ポールフレーム受信の以後、特定時点にデータを転送することもできる。
図13は、TIMプロトコルにおけるAPの応答手続の他の一例を示す流れ図である。
図13を参照すると、STA1320はAP1310からTIMを含むビーコンフレームを受信するために、スリープ状態からアウェイク状態に運営状態を切り換える(S1310)。STA1320は、受信したTIM要素を解釈して自身に転送されるバッファされたフレームがあることが分かる。
STA1320は、PS−ポールフレーム転送のための媒体アクセスのために、他のSTAと競争し(S1320)、AP1310にデータフレーム転送を要請するためにPS−ポールフレームを転送する(S1330)。
AP1310がPS−ポールフレームを受信してもSIFS(short interframe space)のように特定時間的インターバルの間データフレームを準備できなかった場合、データフレームを直ちに転送せず、代わりにACKフレームをSTA1320に転送する(S1340)。これは、図12のAP1210がPS−ポールフレームに対応してデータフレームを直ちにSTA1220に転送するステップS1240と異なる遅延された応答(deferred response)の特徴である。
AP1310は、ACKフレームの転送後、データフレームが準備されれば、競争を遂行した後(S1350)、データフレームをSTA1320に転送する(S1360)。
STA1320は、データフレームに対する受信応答としてACKフレームをAP1310に転送し(S1370)、スリープ状態に運営モードを切り換える(S1380)。
APがDTIMをSTAに転送すれば、以後、進行されるTIMプロトコルの手続は異なることがある。
図14は、DTIMによるTIMプロトコルの手続を示す流れ図である。
図14を参照すると、STA1420はAP1410からTIM要素を含むビーコンフレームを受信するために、スリープ状態からアウェイク状態に運営状態を切り換える(S1410)。STA1420は、受信したDTIMを通じてマルチキャスト/ブロードキャストフレームが転送されることが分かる。
AP1410は、DTIMを含むビーコンフレームの転送後、マルチキャスト/ブロードキャストフレームを転送する(S1420)。STA1420は、AP1410により転送されたマルチキャスト/ブロードキャストフレームを受信した後、またスリープ状態に運営状態を切り換える(S1430)。
図9から図14を参照したTIMプロトコルに基づいたパワーセーブモード運営方法において、STAはTIM要素に含まれたSTA識別情報を通じてバッファされたトラフィックにより転送されるバッファされたフレームがあるか否かを確認することができる。STA識別情報は、STAがAPと結合時に割当を受ける識別子であるAID(Association Identifier)と関連した情報でありうる。STA識別情報は、バッファされたフレームがあるSTAのAIDを直接指示するように設定されるか、またはAID値に該当するビットオーダーが特定値に設定されるビットマップタイプに設定できる。STAは、STA識別情報が自身のAIDを指示すれば、自身にバッファされたフレームがあることが分かる。
一方、ステーションのパワーセーブのために、一方、ステーションのパワーセーブのためにAPSD(Automatic Power Save Delivery)に基づいたパワー管理運営も提供できる。
APSDをサポートすることができるAPは、ビーコンフレーム、プローブ応答フレーム、及び結合応答フレームの能力値情報フィールドにあるAPSDサブフィールドの使用を通じてAPSDをサポートできることをシグナリングする。APSDをサポートできるSTAは、アクティブモードまたはパワーセーブモードで動作するか否かを指示するために、フレームのフレーム制御フィールドにあるパワー管理フィールドを使用する。
APSDは、パワーセーブ動作中のSTAにダウンリンクデータ及びバッファ可能な管理フレームを伝達するためのメカニズムである。APSDを使用中のパワーセーブモードであるSTAにより転送されるフレームは、フレーム制御フィールドのパワー管理ビットを1に設定するが、これを通じてAP側でのバッファリングが引き起こされる。
APSDは、U−APSD(Unscheduled−APSD)及びS−APSD(Scheduled−APSD)の2つの伝達メカニズム(delivery mechanism)を定義する。STAは、スケジュールリングされていないSP(Service Period)の間、それらのBU(Bufferable Unit)の一部または全部が伝達されるようにするために、U−APSDを使用することができる。STAは、スケジューリングされたSPの間、それらのBUの一部または全部が伝達されるようにするために、S−APSDを使用することができる。
U−APSDを使用するSTAは、干渉によってサービス区間の間APにより転送されたフレームを受信できないことがある。たとえAPは干渉を感知できないことがあるが、APはSTAがフレームを正確に受信できなかったと決定することはできる。U−APSD共存能力値は、STAが要請された転送持続時間をAPに指示して、これをU−APSDのためのサービス区間として使用できるようにする。APは、サービス区間の間フレームを転送することができ、これによって、STAが干渉を受ける状況でフレームを受信できる可能性を向上させることができる。また、U−APSDはサービス区間の間APが転送したフレームが成功的に受信されない可能性を減らすことができる。
STAは、U−APSD共存要素(U−APSD Coexistence element)を含むADDTS(Add Traffic Stream)要請フレームをAPに転送する。U−APSD共存要素は要請されたサービス区間に対する情報を含むことができる。
APは、要請されたサービス区間に対して処理し、ADDTS要請フレームに対する応答としてADDTS応答フレームを転送することができる。ADDTS要請フレームには状態コードが含まれることができる。状態コードは、上記要請されたサービス区間に対する応答情報を指示することができる。状態コードは要請されたサービス区間に対して許容するか否かを指示することができ、要請されたサービス区間に対して拒絶する場合、拒絶の理由をさらに指示することができる。
要請されたサービス区間がAPにより許容された場合、APはサービス区間の間フレームをSTAに転送することができる。サービス区間の持続時間はADDTS要請フレームに含まれたU−APSD共存要素により特定できる。サービス区間の開始はSTAがAPにトリガーフレーム(trigger frame)を転送してAPが正常に受信した時点でありうる。
STAは、U−APSDサービス区間が満了すれば、スリープ状態に進入することができる。
一方、最近、スマートグリッド(smart grid)、e−Health、ユビキタスのような多様な通信サービスが登場するにつれて、これをサポートするためのM2M(Machine to Machine)技術が脚光を浴びている。温度、湿度などを感知するセンサーと、カメラ、TVなどの家電製品、工場の工程機械、自動車のような大型機械まで、M2Mシステムを構成する1つの要素になることができる。M2Mシステムを構成する要素は、WLAN通信に基づいてデータを送受信することができる。M2Mシステムを構成する装置がWLANをサポートし、ネットワークを構成した場合、以下、これをM2M無線LANシステムという。
M2Mをサポートする無線LANシステムでは、1GHz以上の周波数帯域が使われることができ、低い帯域の周波数の使用はサービスカバレッジがより広くなる特徴が生じることができる。したがって、サービスカバレッジに位置した無線装置の数は既存の無線LANシステムに比べてより多くなる。これをはじめとして、M2Mをサポートする無線LANシステムの特性は、以下の通りである。
1)多いSTAの数:M2Mは既存のネットワークとは異なり、多い数のSTAがBSS内に存在することを仮定する。個人が所有した装置だけでなく、家、会社などに設置されたセンサーなどを全て考慮するためである。したがって、1つのAPに相当に多い数のSTAが接続できる。
2)各STA当たり低いトラフィック負荷(traffic load):M2M端末は周辺の情報を収集して報告するトラフィックパターンを有するため、よく送る必要がなく、その情報の量も少ないほうである。
3)アップリンク(uplink)中心の通信:M2Mは主にダウンリンク(downlink)で命令を受信して行動を取った後、結果データをアップリンクで報告する構造を有する。主要データは一般的にアップリンクで転送されるので、M2Mをサポートするシステムではアップリンクが中心になる。
4)STAのパワー管理:M2M端末は主にバッテリーで動作し、ユーザがよく充電し難い場合が多い。したがって、バッテリー消耗を最小化するためのパワー管理方法が要求される。
5)自動復旧機能:M2Mシステムを構成する装置は、特定状況で人が直接操作し難いので、自ら復旧する機能が必要である。
一般的な無線LANシステムでのサーバ(server)/クライアント(client)構造によれば、STAのようなクライアントがサーバに情報を要請し、サーバは要請に対する応答として情報(データ)をSTAに転送することが一般的である。この際、情報を提供したサーバは機械的に情報を収集し、提供した装置(Machine)と見ることができ、情報を受信した主体はクライアントを使用したユーザになることができる。このような構造的な特性により既存の無線LANシステムではダウンリンク方向の通信技術が主に発展してきた。
一方、M2Mをサポートする無線LANシステムでは、上記のような構造が変わる。即ち、装置であるクライアントが情報を収集して提供する役割をし、サーバを管理するユーザが情報を要請する地位を有するようになることができる。即ち、M2Mサポート無線LANシステムにおいて、M2MサーバはM2M STAに周辺環境測定と関連した命令を下し、M2M STAは命令によって動作を遂行し、収集された情報をサーバに報告する通信流れが一般的である。以前とは異なり、ユーザがサーバ側でネットワークにアクセスするようになり、通信の流れが反対方向になるということがM2Mサポート無線LANシステムの構造的な特徴となる。
上記のような無線LAN環境で、STAは不要にアウェイク状態を維持することを回避し、バッファされたフレームがあることを確認すれば、これを受信するためにアウェイク状態に切換できるようにするパワーセーブメカニズムが提供できる。
STAがパワーセーブメカニズムに基づいてフレームを送受信することは、図9乃至図14のようなTIMプロトコルに基づいて遂行できる。TIMプロトコルによれば、APはSTAからPSポールフレームを受信した後、データフレームを転送するが、この場合、APはPSポールフレームに対する応答として1つのバッファされたフレーム、即ちPSDUを転送することができる。一方、該当STAに対するバッファされたトラフィックが多い環境でAPがPSポールフレームに対する応答として1つのバッファされたフレームのみを転送することはトラフィック処理面で効率的でない。
上記のような問題点を補完するための方法に、TIMプロトコルに基づいたフレーム送受信方法にU−APSDが適用できる。STAは、自身のためのサービス区間(Service Period)の間APから少なくとも1つ以上のフレームを受信することができる。
図15は、TIMプロトコルとU−APSDに基づいたフレーム送受信方法の一例を示す図である。
図15を参照すると、スリープ状態にあるSTAはTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S1511)
STAは、TIM要素を受信する(S1512)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末は、TIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと上記STAのAIDとに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファされたフレームがあることを確認したSTAは、またスリープ状態に進入する(S1513)。
バッファされたフレームが転送されることを所望する時点にSTAはまたアウェイク状態に進入し、競争を通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S1521)。STAは、チャンネルアクセス権限を獲得し、トリガーフレーム(trigger frame)を転送してSTAのためのサービス区間が開始されたことを知らせる(S1522)。
APは、トリガーフレームに対する応答としてACKフレームをSTAに転送する(S1523)。
APは、サービス区間内にバッファされたフレームを転送するためにRTS/CTS交換手続を遂行することができる。APは、RTSフレームを転送するために競争を通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S1531)。APはRTSフレームをSTAに転送し(S1532)、STAはこれに対する応答としてCTSフレームをAPに転送する(S1533)。
APは、RTS/CTS交換後、少なくともバッファされたフレームと関連したデータフレームを少なくとも一回以上転送する(S1541、S1542、S1543)。APは、最後にフレームを転送する時、フレームのQoSサービスフィールドの(EOSP)を‘1’に設定して転送すれば、STAは最後のフレームを受信し、サービス区間が終了することを認知することができる。
STAは、サービス区間終了時に受信した少なくとも1つのフレームに対する応答としてACKフレームをAPに転送する(S1550)。この際、ACKフレームは複数のフレームに対する受信確認応答であって、ブロックACK(Block ACK)でありうる。ACKフレームを転送したSTAはスリープ状態に進入する(S1560)。
図15を参照して詳述したフレーム送受信方法によれば、STAは所望の時点にサービス区間を開始させることができ、一サービス区間の間少なくとも1つ以上のフレームを受信することができる。したがって、トラフィック処理面で効率が向上できる。
一方、前述したフレーム送受信方法において、隠されたノード問題(hidden node problem)を防止するために、データの転送時に要求されるRTS/CTSフレーム交換はデータ転送に多いオーバーヘッドを引き起こす。また、U−APSDにおいて、STAがトリガーフレームを転送してAPにデータ転送を要請した後、APがSTAに転送するデータを準備し、次にデータ転送のためのコンテンションを行うまでは短くない時間が消耗される。STAでは、該当時間の間不要にアウェイク状態を維持するようになることができるので、パワーセーブの効率が低くなることがある。
したがって、本発明ではSTAがAPからデータを受信するに当たって、APとSTAとの間の約束された時点にサービス区間を始めてAPが事前にSTAに転送するフレームを準備し、このデータをより効率的に転送することができる方法を提案する。
このために、本発明ではSP−ポール(Service Period poll)フレームを提案する。
図16は、本発明の実施形態に従うSP−ポールフレームのMACフレームフォーマットを示すブロック図である。
図16を参照すると、SP−ポールフレーム1600は、フレーム制御フィールド1610、持続時間フィールド1620、BSSID(RA)フィールド1630、TAフィールド1640、フレームボディー1650、及びFCSフィールド1660を含むことができる。
フレーム制御フィールド1610は、上記フレームがSP−ポールフレームであることを指示することができる。
持続時間フィールド1620は、SP−ポールフレーム1600により開始されるポーリングされたサービス区間の持続時間を指示することができる。持続時間フィールド1620は、SP−ポールフレーム1600を転送しない他のSTAのNAV(Network Allocation Vector)を設定する基盤となることができる。
BSSID(RA)フィールド1630は、上記STAが結合されたAPにより運営されるBSSの識別情報、または上記APの識別情報を含むことができる。上記識別情報はBSSIDでありうる。
TAフィールド1640は、上記SP−ポールフレーム1600を転送したSTAの識別情報を含むことができる。上記識別情報は、上記STAのMACアドレスでありうる。上記識別情報は、STAのAIDを含むことができる。
上記フレームボディー1650は、ポーリングされたサービス区間インターバル(polled SP interval)フィールドを含むことができる。ポーリングされたサービス区間フィールドは、上記SP−ポールフレーム1600により開始されたサービス区間が終了した後、次のサービス区間の開始までのインターバルであるポーリングされたSPインターバルと関連した情報を含むことができる。ポーリングされたSPフィールドは、上記SP−ポールフレーム1600を転送し、次のSP−ポールフレームを転送する時点と関連した情報を含むことができる。
FCSフィールド1660は、CRCのためのシーケンスを含むことができる。
サービス区間の間のインターバル及び/又はSP−ポールフレームを転送のインターバルを指示するポーリングされたSPフィールドは、上記インターバル値を‘0’及び/又は‘Null’を指示するように設定できる。これは、STAが転送したSP−ポールフレームによりポーリングされたサービス区間が開始され、上記サービス区間内にAPから少なくとも1つ以上のフレームが転送されることを指示するものである。また、上記のように設定された上記フィールドは、上記SP−ポールフレームにより開始されたポーリングされたサービス区間の以後、またポーリングされたサービス区間が開始されてバッファされたフレームを送受信することは考慮しないことを指示するものである。
前述したSP−ポールフレームに基づいたパワーセーブモードSTAによるフレーム送受信方法は、SP−ポールフレームを受信したAPの応答によって直ちにSP−ポールメカニズム(immediate SP−poll mechanism)及び遅延されたSP−ポールメカニズム(deferred SP−poll mechanism)に分けられる。
図17は、本発明の他の実施形態に従うパワーセーブモードで動作するSTAによるフレーム送受信方法の一例を示す図である。図17のフレーム送受信方法は即時SP−ポールメカニズムに従うフレーム送受信方法の一例である。
図17を参照すると、スリープ状態にあるSTAは、TIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S1710)。
STAは、TIM要素を受信する(S1720)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末は、TIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと上記STAのAIDに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、コンテンション(contention)を通じてチャンネルアクセス権限を獲得し、SP−ポールフレームの転送を通じてバッファされたフレームの転送をAPに要請することができる(S1730)。
SP−ポールフレームを受信したAPは、SIFSの以後に少なくとも1つ以上のバッファされたフレームをSTAに転送する(S1741、S1742、S1743)。この場合、APはポーリングされたサービス区間の間複数のバッファされたフレームを連続して転送することができる。
APとSTAとの間の別途のシグナリングを通じて特定ポーリングされたサービス区間が設定されない場合、APがポーリングされたサービス区間の間STAに転送する最後のバッファされたフレームにはEOSP値が1に設定できる。これを通じて、STA及びAPの間のポーリングされたサービス区間を終了させることができる。
一方、AP及びSTAの間の別途のシグナリングを通じて特定ポーリングされたサービス区間が設定できる。このために、STAが転送するSP−ポールフレームの持続時間フィールドが適用できる。この場合、ポーリングされたサービス区間はSTAがSP−ポールフレームを転送した時点、またはAPがSP−ポールフレームを受信した時点に開始できる。ポーリングされたサービス区間は、開始時点から持続時間フィールドが指示する時間区間の間設定できる。APは、ポーリングされたサービス区間持続時間に合せてバッファされたフレームを転送することができる。STAは、ポーリングされたサービス区間持続時間に合せてバッファされたフレームを受信することができる。
STAは、ACKフレームをAPに転送することができる(S1750)。STAは、ACKフレームを転送した後、スリープ状態に進入する(S1760)。ACKフレームは、ポーリングされたサービス区間が満了する時点に転送できる。
図18は、本発明の他の実施形態に従うパワーセーブモードで動作するSTAによるフレーム送受信方法の他の一例を示す図である。図18のフレーム送受信方法は遅延されたSP−ポールメカニズムを基盤とする。
図18を参照すると、スリープ状態にあるSTAはTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S1811)。
STAは、TIM要素を受信する(S1812)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末は、TIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと上記STAのAIDに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得し(S1821)、SP−ポールフレームの転送を通じてバッファされたフレームの転送をAPに要請することができる(S1822)。SP−ポールフレームの転送により第1ポーリングされたサービス区間が開始できる。
一方、APはSP−ポールフレームを受信し、SIFSの中にSTAにバッファされたフレームを転送できないことがある。この場合、APはSP−ポールフレームを受信した後、ACKフレームをSTAに転送する(S1823)。
転送されたSP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを受信したSTAは、APがバッファされたフレームを転送できないことを認知することができる。この場合、SP−ポールフレームの転送により開始された第1ポーリングされたサービス区間は終了できる。STAは、ACKフレームを受信し、スリープ状態に進入する(S1824)。
一方、STAはSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドが指示する時点にアウェイク状態に進入し(S1831)、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S1832)。
チャンネルアクセス権限を獲得したSTAは、SP−ポールフレームの転送を通じてフレームを転送してくれることをAPに要請する(S1833)。SP−ポールフレームの転送を通じて第2ポーリングされたサービス区間が開始される。
一方、APはステップS1822で受信したSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドを通じてSTAが第2ポーリングされたサービス区間を開始しようとする時点を予め把握することができる。一例に、ポーリングされたSPインターバルフィールドが2ポーリングされたサービス区間の間のインターバルを指示する場合、ステップS1822でのSP−ポールフレームに含まれたポーリングされたSPインターバルフィールドを解釈してSTAが第2ポーリングされたサービス区間の開始してバッファされたフレームを受信しようとする時点が分かる。他の例示に、ポーリングされたSPインターバルフィールドが既にSP−ポールフレームを転送したSTAが次のSP−ポールフレームを転送しようとするインターバルを指示する場合、APはステップS1822でのSP−ポールフレームに含まれたポーリングされたSPインターバルフィールドを解釈してSTAがSP−ポールフレームを転送しようと動作する時点が分かる。但し、図18の例示において、ポーリングされたSPインターバルフィールドは次のSP−ポールフレームを転送しようとする時点を指示することを仮定した場合のポーリングされたSPインターバルが図示化されている。
したがって、APはSP−ポールフレームを受信し、SIFSの後にSTAに転送するバッファされたフレームを事前に準備することができる。APは、SP−ポールフレームを受信し、SIFSの後に1つまたはその以上のバッファされたフレームを開始された第2ポーリングされたサービス区間の間STAに転送することができる(S1841、S1842、S1843)。
STAがSP−ポールフレームの転送(S1833)により開始された第2ポーリングされたサービス区間の持続時間は、図17を参照して前述したポーリングされた区間の持続時間のように特定できる。即ち、ポーリングされた持続時間はAPが‘1’に設定されたEOSPフィールドを含んだバッファされたフレームを転送することによって終了できる。または、第2ポーリングされた持続時間はSTAがステップS1833で転送したSP−ポールフレームの持続時間フィールドが指示する持続時間により特定できる。
STAは、APから少なくとも1つ以上のフレームを受信し、これに対する応答としてACKフレームを転送する(S1844)。STAが転送するACKフレームは少なくとも1つ以上のバッファされたフレームに対する受信確認応答であって、ブロックACKでありうる。STAは、ACKフレームを転送した後、スリープ状態に進入することができる(S1850)。
図18において、第2ポーリングされたサービス区間はSTAのACKフレーム転送の以後に終了されることとなっているが、第2ポーリングされたサービス区間はSTAがACKフレームを転送する直前に終了できる。即ち、STAは第2ポーリングされたサービス区間が終了すれば、ACKフレームをAPに転送するように設定されることもできる。
図18に従うフレーム送受信方法において、第1ポーリングされたサービス区間の間、APはSTAのSP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを転送する。したがって、第1ポーリングされたサービス区間の間には遅延されたSP−ポールに基づいたフレーム送受信方法が遂行される。第2ポーリングされたサービス区間の間、APはSTAのSP−ポールフレームに対する応答として少なくとも1つのバッファされたフレームを転送する。したがって、第2ポーリングされたサービス区間の間には即時SP−ポールに基づいたフレーム送受信方法が遂行される。
一方、1つのSTAがチャンネルを占有することができる期間には制限があるので、1回のポーリングされたサービス区間の間APがSTAに転送できるデータの量にも限界がある。したがって、STAに対するバッファされたトラフィックが多くて1回のポーリングされたサービス区間の間のバッファされたフレームの転送では全て処理できないことがある。この場合、ポーリングされたサービス区間を再開することによって、バッファされたトラフィックが処理できる。次いで開始されるポーリングされたサービス区間の開始時点は、直前ポーリングされたサービス区間をトリガーさせるSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドによりシグナリングできる。以下、図面を参照してより詳細に説明する。
図19は、本発明の実施形態に従うパワーセーブモードで動作するSTAによるフレーム送受信方法の更に他の一例を示す図である。
図19を参照すると、スリープ状態にあるSTAはTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S1911)。
STAは、TIM要素を受信する(S1912)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末は、TIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと上記STAのAIDに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得し(S1921)、SP−ポールフレームの転送を通じてバッファされたフレームの転送をAPに要請することができる(S1922)。SP−ポールフレームの転送により第1ポーリングされたサービス区間が開始できる。
一方、APはSP−ポールフレームを受信し、SIFSの中にSTAにバッファされたフレームを転送できないことがある。この場合、APはSP−ポールフレームを受信した後、ACKフレームをSTAに転送する(S1923)。
転送されたSP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを受信したSTAは、APがバッファされたフレームを転送できないことを認知することができる。この場合、SP−ポールフレームの転送により開始された第1ポーリングされたサービス区間は終了できる。STAは、ACKフレームを転送し、スリープ状態に進入する(S1924)。
一方、STAはSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドが指示する時点にアウェイク状態に進入し(S1931)、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S1932)。
チャンネルアクセス権限を獲得したSTAは、SP−ポールフレームの転送を通じてフレームを転送してくれることをAPに要請する(S1933)。SP−ポールフレームの転送を通じて第2ポーリングされたサービス区間が開始される。
APはSP−ポールフレームを受信し、開始された第2ポーリングされたサービス区間の間STAに少なくとも1つのバッファされたフレームを転送することができる(S1941、S1942)。本例示において、第2ポーリングされたサービス区間はAPがSTAにバッファされたフレームを2回送ることができる程度の長さに設定されたことを仮定する。
APがSTAに対するバッファされたトラフィックをバッファされたフレームを2回転送することにより処理できるトラフィック量より多く持っている場合にも、APはバッファされたフレームを2回を超過して転送できない。したがって、APはまだSTAに送るデータが存在することを知らせる必要がある。これは、フレームのフレーム制御フィールドのMD(More Data)フィールドを通じてシグナリングしてくれることができる。
APは、STAに転送するデータが残っていることをシグナリングしてくれるために、ステップS1942で転送した2番目バッファされたフレームのMDフィールドを‘1’に設定して転送することができる。STAは、2番目バッファされたフレームを受信し、フレーム制御フィールドのMDフィールドを確認してAPが転送するデータをもっと持っていることが分かる。
STAは、第2ポーリングされたサービス区間の間受信されたバッファされたフレームに対する受信確認応答としてACKフレームをAPに転送する(S1943)。第2ポーリングされたサービス区間が満了すれば、スリープ状態に進入する(S1944)。
また、STAはSP−ポールフレームを転送してバッファされたフレームを転送してくれることを要請することができる。このために、STAはステップS1933で転送したSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドにより指示された時点にアウェイク状態に進入し(S1951)、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S1952)。
チャンネルアクセス権限を獲得したSTAは、SP−ポールフレームの転送を通じてフレームを転送してくれることをAPに要請する(S1953)。SP−ポールフレームの転送を通じて第3ポーリングされたサービス区間が開始される。
APは、SP−ポールフレームを受信し、SIFSの以後にSTAにバッファされたフレームを開始された第2ポーリングされたサービス区間の間転送することができる(S1954)。この際、APは第2ポーリングされたサービス区間の間転送できなかった残っているバッファされたフレームを転送することができる。
STAは、APから受信したバッファされたフレームに対する応答としてACKフレームを転送し(S1955)、スリープ状態に進入する(S1956)。
図19に従うフレーム送受信方法において、第1ポーリングされたサービス区間の間、APはSTAのSP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを転送する。したがって、第1ポーリングされたサービス区間の間には遅延されたSP−ポールメカニズムに基づいたフレーム送受信方法が遂行される。第2ポーリングされたサービス区間及び第3ポーリングされたサービス区間の間、APはSTAのSP−ポールフレームに対する応答として少なくとも1つのバッファされたフレームを転送する。したがって、第2ポーリングされたサービス区間及び第3ポーリングされたサービス区間の間には即時SP−ポールメカニズムに基づいたフレーム送受信方法が遂行される。
図17から図19に従うフレーム送受信方法によれば、STAは複数回に亘るポーリングされたサービス区間の間APからバッファされたフレームを受信することができ、ポーリングされたサービス区間の間にスリープ状態に進入して動作できるので、パワー消耗を防止することができる。また、STAは一回のポーリングされたサービス区間の間、少なくとも1つ以上のバッファされたフレームを受信することができるので、効率的なデータ送受信が可能である。これと共に、APはバッファされたフレームを転送するためにRTS/CTS交換を遂行しなくてもサービス区間の間バッファされたフレームを転送できるので、フレーム送受信効率がさらに向上できる。
前述した実施形態に従うフレーム送受信方法に基づいてSTAがAPからバッファされたフレームを獲得する時、他のSTAにより送受信されるフレームとの衝突を防止できるようにする装置が必要である。このために、他のSTAはSTAが転送したSP−ポールフレームに基づいてNAV(Network Allocation Vector)を設定することができる。
図20は、本発明の実施形態に従うフレーム送受信方法の更に他の例示を示す図である。図20の例示において、APのサービスカバレッジにはSTA1及びSTA3が位置し、STA1のカバレッジにはSTA2が位置する状況を仮定する。
図20を参照すると、STA1はTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入し(S2010)、TIM要素を受信する(S2020)。
TIM要素に基づいてバッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、SP−ポールフレームをAPに転送する(S2030)。
APは、SP−ポールフレームの転送により開始されたポーリングされたサービス区間の間バッファされたフレームをSTAに転送することができる。(S2041、S2042)。
ポーリングされたサービス区間が終了すれば、STA1はAPにACKフレームを転送し(S2050)、スリープ状態に進入する(S2060)。
STA2は、APのサービスカバレッジの外に位置するので、APにより転送されるフレームを受信することはできない。一方、STA1のカバレッジ内に位置するので、STA1により転送されたフレームを受信することはできる。STA2は、STA1により転送されたSP−ポールフレームをオーバーヒヤリングすることができる(S2071)。これを通じて、STA2はSP−ポールフレームの持続時間フィールドを通じてポーリングされたサービス区間の持続時間を確認し、上記持続時間の間NAVを設定することができる(S2072)。STA2によりNAVが設定されることによって、STA1及びSTA2の間の衝突が防止できる。
STA3は、APのサービスカバレッジ内に位置するので、APにより転送されるフレームを受信することができる。一方、STA1のカバレッジの外に位置するので、STA1により転送されたフレームは受信することができない。この場合、STA3はAPにより転送されたバッファされたフレームをオーバーヒヤリングすることができる。(S2081、S2082)
STA3は、APにより転送されたバッファされたフレームのプリアンブル及び/又はMACヘッダに含まれた持続時間情報に基づいてNAVを設定することができる(S2091、S2092)。これを通じてSTA3及びAPの間の衝突が防止できる。
APが有しているバッファされたトラフィックの量が少なくて実際STAにより開始されたポーリングされたサービス区間の持続時間が長い場合、APは少ない回数のバッファされたフレーム転送を通じてバッファされたトラフィックを全て処理することができることに反して、STAはポーリングされたサービス区間の持続時間の間持続的にチャンネルにアクセスしていることができる。これは、無線資源の効率面とSTAのパワー消耗効率面で好ましくない。これを防止するために、STAが転送したSP−ポールフレームの持続時間フィールドにより特定されるポーリングされたサービス区間が終了しなくてもSTAによりポーリングされたサービス区間を終了できるようにして、効率性と関連した性能を向上させる方法が要求される。
図21は、本発明の実施形態に従うフレーム送受信方法の更に他の例示を示す流れ図である。
図21を参照すると、スリープ状態にあるSTA1はTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入し(S2111)、TIM要素を受信する(S2112)。
TIM要素に基づいてバッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTA1は、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得し(S2121)、SP−ポールフレームをAPに転送する(S2122)。STA1が転送したSP−ポールフレームによりポーリングされたサービス区間が開始される。
STA2は、APのサービスカバレッジの外に位置するので、APにより転送されるフレームを受信することはできない。一方、STA1のカバレッジ内に位置するので、STA1により転送されたフレームを受信することはできる。STA2は、STA1により転送されたSP−ポールフレームをオーバーヒヤリングすることができる(S2123)。これを通じてSTA2はSP−ポールフレームの持続時間フィールドを通じてポーリングされたサービス区間の持続時間を確認し、上記持続時間の間NAVを設定することができる。
APは、SP−ポールフレームを受信し、開始されたポーリングされたサービス区間の間バッファされたフレームをSTAに転送する(S2131)。
STA1は、APからバッファされたフレームを受信し、これ以上APがバッファされたフレームを転送しないことと確認すれば、受信されたバッファされたフレームに対する受信確認応答としてACKフレームをAPに転送する(S2132)。この後、STA1はポーリングされたサービス区間を任意に終了させるためにCF(Contention Free)−終了(CF−end)フレームをブロードキャストすることができる(S2133)。
CF−終了フレームを転送して任意にポーリングされたサービス区間を終了させたSTA1はスリープ状態に進入する(S2134)。
STA3は、APのサービスカバレッジ内に位置するので、APにより転送されるフレームを受信することができる。一方、STA1のカバレッジの外に位置するので、STA1により転送されたフレームは受信することができない。この場合、STA3はAPにより転送されたバッファされたフレームをオーバーヒヤリングすることができる(S2135)。
STA3は、APによりバッファされたフレームのプリアンブル及び/又はMACヘッダに含まれた持続時間情報に基づいてバッファされたフレームが転送される区間の間にNAVを設定することができる。
STA2は、STA1のサービスカバレッジ内に位置するので、STA1が転送したCF−終了フレームを受信することができる(S2136)。STA2は、CF−終了フレームを受信すれば、SP−ポールフレームの持続時間フィールドによって設定していたNAVをCF−終了フレームの受信が完了すれば、終了させることができる。したがって、STA2は実際サービス区間が終了すれば、チャンネルアクセスを試みることができる。
図21に従うフレーム送受信方法によれば、STAはAPのバッファされたフレームの転送状態によってポーリングされたサービス区間を制御することができる。これは、SP−ポールフレームにより開始されたポーリングされたサービス区間が不要に維持されることによって、実際APからバッファされたフレームの転送が必要でない場合にも、STAがチャンネルアクセス権限を続けて有しているので、チャンネルが不要に占有される現象を防止することができる。また、上記AP及び/又はSTAのサービスカバレッジの内に位置した他のSTAも実際に調節されたサービス区間によってNAVを調節してチャンネルアクセス権限を獲得することができる。これを通じて無線LANシステム全般の処理率が向上できる。
前述した多様なフレーム送受信方法において、ポーリングされたSPインターバルと関連した情報は、STAにより転送されるSP−ポールフレームのポーリングされたSPインターバルフィールドに含まれてシグナリングされた。一方、ポーリングされたSPインターバルをAPとSTAとが互いに共有する異なる方法によりAPがSTAにポーリングされたSPインターバル関連情報をシグナリングしてくれる方法が提案できる。このために、ポーリングされたSPインターバル関連情報を含むポーリングされたSPインターバル情報要素が提供される。
図22は、本発明の実施形態に従うポーリングされたSPインターバル情報要素のフォーマットを示すブロック図である。
図22を参照すると、ポーリングされたSPインターバル情報要素2200は、要素IDフィールド2210、長さフィールド2220、及びポーリングされたSPインターバルフィールド2230を含む。
要素IDフィールド2210は、該当情報要素がポーリングされたSPインターバル情報要素であることを指示するように設定できる。
長さフィールドは、ポーリングされたSPインターバルフィールド2230の長さを指示するように設定できる。
ポーリングされたSPインターバルフィールド2230は、特定ポーリングされたサービス区間が終了した後、次のポーリングされたサービス区間が始まるまでのインターバルを指示するように設定できる。または、ポーリングされたSPインターバルフィールド2230は、特定SP−ポールフレーム転送と次のSP−ポールフレーム転送との間のインターバルを指示するように設定できる。
上記ポーリングされたSPインターバル情報要素2200は、APが転送する結合応答フレーム及び/又はプローブ応答フレームに含まれることができる。STAは、結合応答フレームまたはプローブ応答フレームを受信すれば、含まれているポーリングされたSPインターバル情報要素2200により指示されるポーリングされたSPインターバルによってSP−ポールフレームを転送し、ポーリングされたサービス区間を開始することができる。
APがポーリングされたサービス区間に対する情報をSTAにシグナリングしてくれる方法により更に他の情報要素を定義することができる。以下、このための情報要素として応答時間情報要素(response time information element)を提案する。
図23は、本発明の実施形態に従う応答時間情報要素のフォーマットを示すブロック図である。
図23を参照すると、応答時間情報要素2300は、要素IDフィールド2310、長さフィールド2320、フレームタイプフィールド2330、及び応答時間フィールド2340を含む。
要素IDフィールド2310は、該当情報要素が応答時間情報要素2300であることを指示するように設定できる。
長さフィールド2320は、以後、含まれているフレームタイプフィールド2330及び応答時間フィールド2340の長さを指示するように設定できる。
フレームタイプフィールド2330は、タイプサブフィールド2331及びサブタイプフィールド2332を含むことができる。タイプサブフィールド2331は、フレームのタイプ、即ち、該当フレームが管理フレーム、制御フレーム及び/又はデータフレームか否かを指示することができる。サブタイプフィールド2332は、各タイプのフレームに対するサブタイプを指示することができる。
応答時間フィールド2340は、APがSTAにより転送されたSP−ポールフレームに対する応答として転送しなければならない各フレームタイプに対する予想応答時間(expected response time)に対する情報を含むことができる。
図22及び図23に図示された情報要素は、AP及びSTAの間の結合手続遂行中、結合応答フレーム(association response frame)またはスキャニング手続遂行中、プローブ応答フレーム(probe response frame)に含まれて転送できる。結合手続及び/又はスキャニング手続中に該当情報要素がシグナリングされることはAPとSTAとの間にポーリングされたSPインターバルを約束するものである。したがって、STAはSP−ポールフレームを転送し、ポーリングされたSPインターバル情報要素及び/又は応答時間情報要素により指示されたポーリングされたSPインターバルによって、またSP−ポールフレームを転送してポーリングされたサービス区間を開始させることができ、APはSTAにより開始されたサービス区間の間少なくとも1つのバッファされたフレームをSTAに転送することができる。
一方、図22及び図23に従う情報要素によるポーリングされたSPインターバルは、STA及びAPの間の約束された基本的なインターバルでありうる。即ち、結合手続及び/又はスキャニング手続を通じて上記情報要素の転送を通じてポーリングされたSPインターバルが約束されたとしても、STAがSP−ポールフレームに特定値に設定されたポーリングされたSPインターバル関連情報を含めて転送した場合、STA及びAPはSP−ポールフレームにより指示されたポーリングされたSPインターバル関連情報に基づいてフレーム送受信手続を遂行するようになる。
さらに、図22及び図23に従う情報要素のようなポーリングされたSPインターバル関連情報は、APにより転送されることによってシグナリングできる。APは、STAのSP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを転送する。
上記SP−ポールフレームは、図16のようなフォーマットを有することができ、SP−ポールフレームにより開始されるポーリングされたサービス区間の持続時間はSP−ポールフレームの持続時間フィールドにより特定できる。一方、本実施形態において、SP−ポールフレームにはポーリングされたSPインターバルフィールドは含まれないこともある。
ACKフレームにはポーリングされたSPインターバルと関連した情報が含まれることができる。一例に、ACKフレームには図22または図23に従うフォーマットを有する情報要素が含まれることができる。図22のポーリングされたSPインターバル情報要素が含まれる場合、ポーリングされたSPインターバルフィールドはACKフレームの転送後、APがバッファされたフレーム転送を開始しようとする時点、即ちポーリングされたサービス区間を開始しようとする時点を指示することができる。図23の応答時間情報要素が含まれる場合、応答時間フィールドはACKフレームの転送後、APがバッファされたフレーム転送を開始しようとする時点、即ちポーリングされたサービス区間を開始しようとする時点を指示することができる。ポーリングされたSPインターバルと関連した情報によってフレーム送受信方法は、即時SP−ポール基盤または遅延されたSP−ポール基盤になることができる。以下、図面を参照して詳述する。
図24は、本発明の更に他の実施形態に従うパワーセーブモードで動作するSTAによるフレーム送受信方法の一例を示す図である。
図24を参照すると、スリープ状態にあるSTAはTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S2410)。
STAは、TIM要素を受信する(S2420)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末はTIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと上記STAのAIDに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得し(S2430)、SP−ポールフレームの転送を通じてバッファされたフレームの転送をAPに要請することができる(S2440)。
APは、STAからSP−ポールフレームを受信すれば、これに対する応答として少なくとも1つのPPDUをSTAに転送することができる。APは、SP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを転送することができる(S2450)。ACKフレームにはポーリングされたSPインターバル関連情報が含まれることができる。本例示において、ポーリングされたSPインターバル関連情報はAPがACKフレーム転送に次いで即時バッファされたフレームを転送することを指示するように設定できる。この場合、一例に、上記ポーリングされたSPインターバルフィールドまたは上記応答時間フィールドは‘0’に設定されてポーリングされたSPインターバルは設定されず、APは即時バッファされたフレームを転送するようにする。
APは、ACKフレームを転送SIFSの以後に少なくとも1つのバッファされたフレームをSTAに転送する(S2461、S2462、S2463)。APは、SP−ポールフレームにより開始されたポーリングされたサービス区間の間ACKフレーム及び少なくとも1つのバッファされたフレームを含む複数のPPDUをSTAに転送することができる。
STAは、APからACKフレームを受信し、含まれたポーリングされたSPインターバル情報に基づいて、APがバッファされたフレームを転送しようとする時点を確認することができる。本例示において、ポーリングされたSPインターバル情報は‘0’に設定されているので、STAはAPがACKフレームの以後にバッファされたフレームを転送することと判断することができる。したがって、STAはACKフレーム受信の以後、アウェイク状態を維持してバッファされたフレームの受信を待機することができる。
STAは、APから転送された少なくとも1つのバッファされたフレームのうち、最後にバッファされたフレームを受信すれば、上記少なくとも1つのバッファされたフレームに対する受信確認応答としてACKフレームを転送することができる(S2470)。または、STAはSP−ポールフレームの持続時間フィールドが指示するポーリングされたサービス区間持続時間が満了する時に合せてACKフレームを転送することができる。
ACKフレームを転送したSTAは、スリープ状態に進入する(S2480)。
図25は、本発明の更に他の実施形態に従うパワーセーブモードで動作するSTAによるフレーム送受信方法の他の一例を示す図である。
図25を参照すると、スリープ状態にあるSTAはTIM要素を受信するためにアウェイク状態に進入する(S2511)。
STAは、TIM要素を受信する(S2512)。TIM要素は、ビーコンフレームに含まれて転送できる。端末はTIM要素を受信すれば、TIM要素に含まれている部分仮想ビットマップフィールドのビットマップシーケンスと、上記STAのAIDに基づいて自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定することができる。
バッファ可能なフレームがバッファされていることを確認したSTAは、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得し(S2521)、SP−ポールフレームの転送を通じてバッファされたフレームの転送をAPに要請することができる(S2522)。SP−ポールフレームの転送により第1ポーリングされたサービス区間が開始できる。
APは、STAからSP−ポールフレームを受信すれば、これに対する応答として少なくとも1つのPPDUをSTAに転送することができる。APは、SP−ポールフレームに対する応答としてACKフレームを転送することができる(S2523)。ACKフレームにはポーリングされたSPインターバル関連情報が含まれることができる。本例示において、ポーリングされたSPインターバル関連情報は上記SP−ポールフレームにより開始されたポーリングされたサービス区間とは別途に、APがバッファされたフレームをSTAに転送することを開始しようとする時点を指示することができる。一例に、上記ポーリングされたSPインターバルフィールドまたは上記応答時間フィールドは、上記APがバッファされたフレームをSTAに転送することを開始しようとする時点、または新たなポーリングされたサービス区間を開始しようとする時点を指示する値に設定できる。
STAはACKフレームを受信し、含まれたポーリングされたSPインターバル情報に基づいてAPがバッファされたフレームを転送しようとする時点が分かる。したがって、STAはACKフレームの受信後、スリープ状態に進入することができる(S2524)。この場合、SP−ポールフレームの転送により開始された第1ポーリングされたサービス区間は終了できる。
STAは、ACKフレームに含まれたポーリングされたSPインターバル情報が指示する時点にアウェイク状態に進入し(S2531)、コンテンションを通じてチャンネルアクセス権限を獲得する(S2532)。
チャンネルアクセス権限を獲得したSTAは、SP−ポールフレームの転送を通じてフレームを転送してくれることをAPに要請する(S2533)。SP−ポールフレームの転送を通じて第2ポーリングされたサービス区間が開始される。
APはSP−ポールフレームを受信し、SIFSの後に1つまたはその以上のバッファされたフレームを開始された第2ポーリングされたサービス区間の間STAに転送することができる(S2541、S2542、S2543)。
STAがSP−ポールフレームの転送(S2533)により開始された第2ポーリングされたサービス区間の持続時間は、図24を参照して前述したポーリングされた区間の持続時間のように特定できる。即ち、ポーリングされた持続時間はAPが‘1’に設定されたEOSPフィールドを含んだバッファされたフレームを転送することによって終了できる。または、第2ポーリングされた持続時間はSTAがステップS2533で転送したSP−ポールフレームの持続時間フィールドが指示する持続時間により特定できる。
STAは、APから少なくとも1つ以上のフレームを受信し、これに対する応答としてACKフレームを転送する(S2544)。STAが転送するACKフレームは少なくとも以上のバッファされたフレームに対する受信確認応答としてブロックACKでありうる。STAは、ACKフレームを転送した後、スリープ状態に進入することができる(S2550)。
図26は、本発明の実施形態が具現できる無線装置を示すブロック図である。
図26を参照すると、無線装置2600は、プロセッサ2610、メモリ2620、及びトランシーバ2630を含む。
トランシーバ2630は、無線信号を送信及び/又は受信し、かつIEEE 802.11の物理階層を具現する。
プロセッサ2610は、トランシーバ2630と機能的に連結されて、TIM要素を送受信して自身のためのバッファ可能なフレームがバッファされているか否かを決定するように設定できる。プロセッサ2610は、SP−ポールフレームを転送するように設定できる。プロセッサ2610は、SP−ポールフレームを通じて開始されたサービス区間の間少なくとも1つのバッファされたフレームを送信及び/又は受信するように設定できる。プロセッサ2610は、TIM要素の送受信及びバッファされたフレームの送受信によってスリープ状態及び/又はアウェイク状態を切り換えるように設定できる。プロセッサ2610は、結合手続及び/又はスキャニング手続中にポーリングされたサービス区間を設定するように設定できる。プロセッサ2610は、前述した図16乃至図25を参照して説明した本発明の実施形態を具現するように設定できる。
プロセッサ2610及び/又はトランシーバ2630は、ASIC(Application−Specific Integrated Circuit)、他のチップセット、論理回路及び/又はデータ処理装置を含むことができる。実施形態がソフトウェアで具現される時、詳述した技法は詳述した機能を遂行するモジュール(過程、機能など)で具現できる。モジュールはメモリ2620に格納され、プロセッサ2610により実行できる。メモリ2620はプロセッサ2610の内部に含まれることができ、外部に別途に位置して知られた多様な手段によりプロセッサ2610と機能的に連結できる。
上述した例示的なシステムにおいて、方法は一連のステップまたはブロックで順序図に基づいて説明されているが、本発明はステップの順序に限定されるものではなく、どのステップは上述したことと異なるステップと異なる順序で、または同時に発生することができる。また、当業者であれば、順序図に表したステップが排他的でなく、他のステップが含まれるか、または順序図の1つまたはその以上のステップが本発明の範囲に影響を及ぼさないで削除できることを理解することができる。