KR101489106B1

KR101489106B1 - 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법 및 이를 지원하는 장치

Info

Publication number: KR101489106B1
Application number: KR20137014371A
Authority: KR
Inventors: 김서욱; 석용호; 김봉회; 이대원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-12-07
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2015-02-02
Also published as: US9357489B2; KR20130085429A; US20130258932A1; WO2012077908A1

Abstract

무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법이 제공된다. 상기 방법은, 액세스 포인트(Access Point; AP)가 버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM(Traffic Indication Map) 요소를 전송하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 스테이션(buffered station; buffered STA)이 상기 AP와 결합시에 할당 받는 AID(Association ID)를 포함하고, 상기 AP가 데이터 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임(poll frame)을 후보 STA(candidate STA)으로부터 수신하되, 상기 폴 프레임은 상기 후보 STA의 AID 및 상기 후보 STA의 고유 식별정보인 MAC(medium access control) 주소를 포함하고, 및 상기 AP가 상기 후보 STA의 상기 AID 및 상기 MAC 주소를 기반으로 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA인지 결정하는 것을 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법 및 이를 지원하는 장치{METHOD FOR POWER SAVE MODE OPERATION IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK AND APPARATUS FOR THE SAME}

본 발명은 무선랜 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테이션(Station; STA)의 파워 세이브 모드(power save mode)의 운영 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 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 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. 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.

무선랜 시스템에서는 스테이션(station; STA)의 운영 모드로 액티브 모드(active mode)와 파워 절약 모드(power save mode)를 지원한다. 액티브 모드는 STA이 어웨이크 상태(awake state)로 동작하여 프레임을 송수신할 수 있는 운영 모드를 의미한다. 반면, 프레임 수신을 위해 활성화 상태에 있을 필요 없는 STA의 파워 절약(power saving)을 위해 파워 세이브 모드 운영이 지원된다. PSM을 지원하는 스테이션(station; STA)은 자신이 무선 매체에 접근할 수 있는 기간이 아닌 경우에 취침 상태(doze mode)로 동작함을 통하여 불필요한 파워 소모를 방지할 수 있다. 즉, 해당 STA으로 프레임이 전송될 수 있는 기간 동안 또는 해당 STA이 프레임을 전송할 수 있는 기간 동안에만 어웨이크 상태(awake state)로 동작한다.

무선랜 시스템에서 액세스 포인트(Access Point; AP)는 파워 세이브 모드로 동작하는 STA들에 대해 전송할 트래픽(traffic)을 관리한다. AP는 특정 STA에게 전송될 버퍼된 트래픽(buffered traffic)이 존재하는 경우 이를 해당 STA에게 알려주고, 프레임을 전송할 수 있는 방법이 필요하다. 또한 STA은 취침 상태로 동작함에 있어서, 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하는지 판단하고, 존재한다면 어웨이크 상태로 전환하고 프레임을 정상적으로 수신할 수 있는 방법이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드(power save mode)로 동작하는 스테이션(Station; STA)의 운영 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

일 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법이 제공된다. 상기 방법은, 액세스 포인트(Access Point; AP)가 버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM(Traffic Indication Map) 요소를 전송하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 스테이션(buffered station; buffered STA)이 상기 AP와 결합시에 할당 받는 AID(Association ID)를 포함하고, 상기 AP가 데이터 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임(poll frame)을 후보 STA(candidate STA)으로부터 수신하되, 상기 폴 프레임은 상기 후보 STA의 AID 및 상기 후보 STA의 고유 식별정보인 MAC(medium access control) 주소를 포함하고, 및 상기 AP가 상기 후보 STA의 상기 AID 및 상기 MAC 주소를 기반으로 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA인지 결정하는 것을 포함한다.

상기 방법은, 상기 AP이 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이 아니면 상기 폴 프레임에 대한 폴 응답 프레임을 상기 후보 STA에게 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 AP는 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이면 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 상기 버퍼된 트래픽에 대한 상기 데이터 프레임을 상기 후보 STA으로 전송하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 후보 STA이 상기 폴 응답 프레임을 상기 AP로부터 수신하면 취침 상태(doze state)로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 후보 STA은, 상기 데이터 프레임을 상기 AP로부터 수신하면, 상기 데이터 프레임에 대한 응답으로 수신 확인 응답(acknowledgement; ACK) 프레임을 전송하고, 및 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 폴 응답 프레임은 상기 폴 프레임에 대한 ACK 프레임일 수 있다.

상기 폴 응답 프레임은 널 데이터 프레임(null data frame)일 수 있다.

다른 양태에 있어서, 무선 장치가 제공된다. 상기 무선 장치는 무선 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver) 및 상기 트랜시버와 기능적으로 결합된 프로세서(processor)를 포함한다. 상기 프로세서는 버퍼된 트래픽(buffered traffic)이 존재함을 알리는 TIM(traffic indication map) 요소를 전송하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 스테이션(Station; STA)이 액세스 포인트(Access Point)와 결합시에 할당 받는 AID(association ID)를 포함하고, 데이터 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임을 후보 STA으로부터 수신하되, 상기 폴 프레임은 상기 후보 STA의 AID 및 상기 후보 STA의 고유 식별 정보인 MAC 주소를 포함하고, 상기 후보 STA의 상기 AID 및 상기 MAC 주소를 기반으로 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA인지 결정하도록 설정된다.

상기 프로세서는 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이 아니면, 상기 폴 프레임에 대한 폴 응답 프레임을 상기 후보 STA에게 전송하는 것을 더 수행하도록 설정될 수 있다.

상기 프로세서는 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이면 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 상기 버퍼된 트래픽에 대한 상기 데이터 프레임을 상기 후보 STA으로 전송하는 것을 더 수행하도록 설정될 수 있다.

또 다른 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법이 제공된다. 상기 방법은 STA이 버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM요소를 수신하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 STA이 상기 AP와 결합시에 부여 받는 AID(Association ID)를 포함하고, 상기 STA이 상기 STA의 AID 가 상기 TIM 요소의 상기 AID와 동일하면, 상기 TIM 요소에 대한 응답으로 폴 프레임을 상기 AP에게 전송하고, 및 상기 STA이 상기 폴 프레임을 전송한 후 특정(predetermined) 타임 아웃 인터벌(time out interval) 내에 상기 AP로부터 어떠한 프레임이라도 수신하지 못하면 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 포함한다.

상기 방법은 상기 STA이, 상기 타임 아웃 인터벌 내에 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 폴 응답 프레임을 수신하면, 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 타임 아웃 인터벌 내에 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 데이터 프레임을 수신하면, 상기 STA이 상기 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 상기 AP에게 전송하고, 및 상기 STA이 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 STA이 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 폴 응답 프레임을 수신하되, 상기 폴 응답 프레임은 상기 버퍼된 STA의 MAC 주소를 포함하고, 및 상기 STA이 상기 버퍼된 STA의 상기 MAC 주소가 상기 STA의 그것과 상이하면 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 버퍼된 STA의 상기 MAC 주소가 상기 STA의 그것과 동일하면, 상기 STA이 상기 폴 응답 프레임 수신 후 상기 AP로부터 데이터 프레임을 수신하고, 및 상기 STA이 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법은 AID가 중복 할당 될 수 있는 무선랜 시스템에서 버퍼된 STA(buffered STA) 및 비 버퍼된 STA(non-buffered STA)을 구별하여 파워 세이브 모드를 운영할 수 있도록 한다. 따라서, 액세스 포인트(Access Point AP)로 하여금 AID가 중복 할당된 비-버퍼된 STA에 불필요한 데이터 프레임 전송을 방지 하여 시스템 전반의 처리율이 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법은 폴 응답 프레임을 전송함을 통해, 비-버퍼된 STA이 불필요하게 어웨이크 상태를 유지함을 방지할 수 있다. 이는 STA의 불필요한 파워 소모를 방지할 수 있다. 또한 폴 프레임 재 전송을 방지하므로 불필요한 채널 점유에 의한 무선 자원 효율성 및 무선랜 시스템 전반의 처리율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 파워 관리 운영(power management operation)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 4는 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 DTIM에 의한 TIM 프로토콜의 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 M2M 어플리케이션이 적용된 무선랜 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 또 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

WLAN 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다

인프라스트럭쳐(infrastructure) BSS는 하나 또는 그 이상의 비AP 스테이션(non-AP STA1, non-AP STA2, non-AP STA3, non-AP STA4, non-AP STA5), 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(Access Point) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 인프라스트럭쳐 BSS에서는 AP가 BSS의 비AP STA들을 관리한다.

반면, 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)는 애드-혹(Ad-Hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 비AP STA들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, DS에로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다.

비AP STA는 AP가 아닌 STA로, 비 AP STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 비 AP STA을 STA으로 지칭하도록 한다.

AP는 해당 AP에게 결합된(Associated) STA을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 집중 제어기(central controller), 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.

BSS를 포함하는 복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분산 시스템(Distribution System; DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)라 한다. ESS에 포함되는 AP 및/또는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS에서 STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

도 1에서 STA들(21, 22, 23, 24, 25)은 AP(10)와 결합하면서 AID(association ID)를 할당 받을 수 있다. AID는 하나의 BSS 내에서는 유일하게 사용된다. 일례로, 현재 무선랜 시스템에서 AID는 1에서 2007까지의 값 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 이 경우 AP 및/또는 STA이 전송하는 프레임에는 AID를 위하여 14비트가 할당될 수 있으며, AID 값은 16383까지 할당될 수 있으나 2008에서 16383은 예비 값으로 설정되어있을 수 있다.

IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 접속 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” 접속 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 접속 메커니즘 따르면, AP 및/또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서 무선 채널 또는 매체(medium)를 센싱(sensing)한다. 센싱 결과, 만일 매체가 휴지 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 접근을 위한 지연 기간을 설정하여 기다린다.

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 히든 노드 문제(hidden node problem) 등과 같이 매체 접근상 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector, NAV)를 이용한다. 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 지시하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및/또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.

DCF와 함께 IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 DCF와 폴링(polling) 기반의 동기식 접속 방식으로 모든 수신 AP 및/또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 하는 HCF(Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 접속 방식을 경쟁 기반으로 하는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 폴링(polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 접근 방식을 사용하는 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 접근 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기(Contention Period; CP)와 비경쟁 주기(Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.

한편, 프레임 송수신을 위하여 항상 채널을 센싱하는 것은STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않기 때문에 수신 상태를 계속 유지하는 것은 배터리로 동작하는 STA에게 상대적으로 많은 전력 소모를 발생시킨다. 따라서, 무선랜 시스템에서 STA이 지속적으로 수신 대기 상태를 유지하며 채널을 센싱하는 것은 무선랜 처리율 측면에서 특별한 상승 효과 없이 비효율적은 파워 소모를 야기할 수 있으므로, 파워 관리(power management) 측면에서 적합하지 않을 수 있다.

위와 같은 문제점을 보완하기 위해 무선랜 시스템에서는 STA의 파워 관리(power management; PM) 모드를 지원한다. STA의 파워 관리 모드는 액티브 모드(active mode) 및 파워 세이브(power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태(awake state)를 유지한다. 즉, 프레임 송수신이나 채널 센싱 등 정상적인 동작이 가능한 상태를 유지한다.

PS 모드로 동작하는 STA은 취침 상태(doze state)와 어웨이크 상태(awake state)를 전환해가며 동작한다. 취침 상태로 동작하는 STA은 최소한의 파워로 동작하며 데이터 프레임을 포함하여 AP로부터 전송되는 무선 신호를 수신하지 않는다. 또한 취침 상태로 동작하는 STA은 채널 센싱을 수행하지 않는다.

STA이 취침 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 취침 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 취침 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 다만, AP가 취침 상태로 동작하는 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우, STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부, 존재한다면 이를 수신하기 위하여 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다. AP는 이에 따라 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. 이는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.

도 2는 파워 관리 운영(power management operation)의 일례를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, AP(210)는 일정한 주기로 비콘 프레임(beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다(S210). 비콘 프레임에는 TIM 정보 요소(traffic indication map information element)가 포함된다. TIM 요소는 AP(210)가 자신과 결합된 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 전송한다.

STA1(221) 및 STA2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다. STA1(221) 및 STA2(222)는 특정 주기의 웨이크업 인터벌 마다 취침 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다.

STA1(221)이 비콘 인터벌 마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 특정 웨이크업 인터벌이 설정될 수 있다. 따라서, STA1(221)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S211) 어웨이크 상태로 전환한다(S221). STA1(221)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득한다. 획득된 TIM 요소가 STA1(221)에게 전송될 프레임이 있음을 지시하는 경우, STA1(221)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS 폴 프레임을 AP(210)에게 전송한다(S221a). AP(210)는 PS 폴 프레임에 대응하여 프레임을 STA1(221)에게 전송한다(S231). 프레임 수신을 완료한 STA1(221)은 다시 취침 상태로 전환하여 동작한다.

AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서, 다른 장치가 매체에 접근해 있는 등 매체가 점유된 상태이므로, AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다(S212). 이 경우 STA1(221)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만 지연되어 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 취침 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 상태이므로 AP(210)는 비콘 프레임을 지연 전송한다(S213). STA1(221)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM을 획득할 수 있다. STA1(221)이 획득한 DTIM은 STA1(221)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA을 위한 프레임이 존재함을 지시하므로, STA1(221)은 다시 취침 상태로 전환하여 동작한다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다(S232).

AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다(S214). 다만, STA1(221)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(221)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STA1(221)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STA1(221)은 비콘 인터벌 마다 TIM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌 마다 한번 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서, STA1(221)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고(S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에(S215) 취침 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다.

AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S216), STA1(221)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM 요소를 획득한다(S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로, STA1(221)은 PS 폴 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고, AP(210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신한다(S234).

한편 STA2(222)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STA1(221)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서, STA2(222)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점(S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다(S224). STA2(222)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고 전송을 요청하기 위해 AP(210)에게 PS 폴 프레임을 전송한다(S224a). AP(210)는 PS 폴 프레임에 대응하여 STA2(222)에게 프레임을 전송한다(S233).

도 2와 같은 파워 세이브 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.

TIM 요소를 수신한 STA의 상세한 응답 절차는 이하 도3 및 도 5를 참조할 수 있다.

도 3은 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, STA(320)은 AP(310)로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S310). STA(320)은 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다.

STA(320)은 PS 폴 프레임 전송을 위한 매체 접근을 위해 다른 STA들과 경쟁(contendin)g을 하고(S320), AP(310)에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS 폴 프레임을 전송한다(S330).

STA(320)에 의해 전송된 PS 폴 프레임을 수신한 AP(310)는 STA(320)에게 프레임을 전송한다. STA2(320)는 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 수신 응답으로 ACK(acknowledgement) 프레임을 AP(310)에게 전송한다(S350). 이후 STA2(320)는 다시 취침 상태로 운영 모드를 전환한다(S360).

도 3과 같이 AP는 STA으로부터 PS 폴 프레임을 수신한 즉시 데이터 프레임을 전송하는 즉시 응답(immediate response) 와 달리 PS 폴 프레임 수신 이후 특정 시점에 데이터를 전송할 수도 있다.

도 4는 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, STA(420)은 AP(410)로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S410). STA(420)은 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다.

STA(420)은 PS 폴 프레임 전송을 위한 매체 접근을 위해 다른 STA들과 경쟁을 하고(S420), AP(410)에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS 폴 프레임을 전송한다(S430).

AP(410)가 PS 폴 프레임을 수신하고도 SIFS(short interframe space)와 같이 특정 시간적 인터벌 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우, 데이터 프레임을 바로 전송하지 않고 대신 ACK 프레임을 ACK 프레임을 STA(420)에게 전송한다(S440). 이는 도 3의 AP(410)가 PS 폴 프레임에 대응하여 데이터 프레임을 바로 STA(420)에게 전송하는 S440 단계와 다른 지연된 응답(deferred response)의 특징이다.

AP(410)는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면 경쟁을 수행한 후(S450), 데이터 프레임을 STA(420)에게 전송한다(S460).

STA(420)은 데이터 프레임에 대한 수신 응답으로 ACK 프레임을 AP(410)에게 전송하고(S470), 취침 상태로 운영 모드를 전환한다(S480).

AP가 DTIM을 STA으로 전송하면 이후 진행되는 TIM 프로토콜의 절차는 다를 수 있다.

도 5는 DTIM에 의한 TIM 프로토콜의 절차를 나타내는 흐름도이다.

도 5를 참조하면 STA들(520)은 AP(510)로부터 TIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S510). STA들(520)은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다.

AP(520)는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임을 전송한다(S520). STA들(520)은 AP(510)에 의하여 전송된 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임을 수신한 후 다시 취침 상태로 운영 상태를 전환한다(S530).

도 2 내지 도 5를 참조한 TIM 프로토콜을 기반으로 한 파워 세이브 모드 운영 방법에 있어서, STA들은 TIM 요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 버퍼된 트래픽으로 인해 전송될 데이터 프레임이 있는지 여부를 확인할 수 있다. STA 식별 정보는 STA이 AP와 결합시에 할당 받는 식별자인 AID(Association Idetifier)와 관련된 정보일 수 있다. STA 식별 정보는 버퍼된 트래픽이 있는 STA들의 AID들을 직접 지시하도록 설정되거나, AID 값에 해당하는 비트 오더가 특정 값으로 설정 되는 비트맵 타입으로 설정될 수 있다. STA들은 STA 식별 정보가 자신의 AID를 지시하면 자신에게 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다.

AID는 한 BSS 내에서는 유일하게 사용되며 현재 1~2007의 값을 가질 수 있다. AID를 지시하기 위해 14비트가 할당되어 최대 16383까지 지원할 수 있으나 2008~16383 값의 AID는 예비(reserved) 되어 있다.

한편 최근 차세대 통신 기술로 M2M(machine to machine)이 주목 받고 있다. 이와 같은 통신 환경에서 지원되는 무선랜 통신 프로토콜을 지원하기 위하여 표준화 작업이 진행되고 있다. 현재 무선랜 시스템에서 지원되는 AID의 개수는 M2M 어플리케이션을 지원하는 무선랜 시스템에 사용되기에는 부족할 수 있다. M2M 어플리케이션이 무선랜 환경에 적용되면 하나의 AP에 결합되는 STA의 수가 매우 많아질 수 있다. 이와 같은 환경에서 하나의 AID가 두 개 이상의 STA에 할당되는 상황이 발생할 수 있다.

중복으로 AID가 할당될 경우 기존의 TIM 프로토콜에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법이 정상적으로 적용되지 않을 수 있다. 예를 들어 AP가 AID로 100을 할당받은 STA에게 버퍼된 트래픽이 있어 TIM 요소를 통해 이를 알렸을 경우, AID로 100을 할당 받은 모든 STA들이 AP에게 프레임 전송을 요청하기 위해 폴 프레임을 보내게 된다. 이 때 실제 버퍼된 트래픽이 있어 데이터 프레임을 수신할 STA은 문제가 없으나, 나머지 STA들은 이에 대한 동작이 정의되어 있지 않아 이에 대한 추가적인 정의가 필요하다.

도 6은 M2M 어플리케이션이 적용된 무선랜 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, AP(610)는 STA1(621), STA2(622), STA3(623) 및 STA4(624)와 결합되어 있다. STA1(621) 및 STA3(623)은 AID 값으로 ‘1’을 할당 받고, STA2(622) 및 STA4(624)는 AID 값으로 ‘2’를 할당 받았다. STA1(621)은 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 STA(buffered STA)에 해당하며 STA2(622)는 버퍼된 트래픽이 없는 비-버퍼된 STA(non-buffered STA)에 해당하는 것으로 가정한다.

AP(610)는 AID가 1인 STA에 버퍼된 트래픽이 있음을 지시하는 STA 식별 정보가 포함된 TIM 요소를 전송한다. 이 때, STA 식별 정보는 비트맵 타입으로 도 6과 같이 ‘1 0’의 비트 시퀀스로 설정될 수 있다.

TIM 요소는 브로드캐스트되는 비콘 프레임에 포함되어 전송되므로 STA1(621) 뿐만 아니라 STA2(622), STA3(623) 및 STA4(624) 역시 TIM 요소를 수신할 수 있다. AID로 2를 할당 받은 STA2(622) 및 STA4(624)는 STA 식별정보를 통해 자신에게 버퍼된 트래픽이 없음을 확인하고 취침 상태로 전환하여 동작할 수 있다.

한편 AID로 1을 할당 받은 STA1(621) 및 STA3(623)은 AP(610)에게 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임을 전송하게 된다. AP(610)는 버퍼된 트래픽이 있는 STA1(621)에게는 데이터 프레임을 전송한다. 한편, STA3(623)에게 버퍼된 트래픽이 없으며 이에 대한 AP(610) 운영 절차는 정의되어 있지 않다. 만약 AP(610)가 STA3(623)이 전송한 폴 프레임을 무시하고 아무런 동작을 수행하지 않으면, STA3(623)은 전송한 폴 프레임이 AP(610)에 의해 정상적으로 수신되지 못하였다고 판단하여 폴 프레임을 계속적으로 재전송하게 될 수 있다. 이는 무선랜 시스템의 성능 열화를 야기할 뿐만 아니라, STA이 불필요하게 파워를 소모하게 한다. 따라서, AID의 중복 할당이 허용되는 무선랜 시스템의 위와 같은 문제점을 보완하기 위한 파워 세이브 모드 운영 방법에 요구된다.

AID의 중복 할당이 허용되는 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영을 위한 TIM 프로토콜을 제안한다. 이하에서, 같은 AID를 할당 받은 STA들 중에서 AP가 버퍼된 트래픽(buffered traffic)을 가지고 있는 STA은 버퍼된 STA, 없는 STA은 비-버퍼된 STA이라고 지칭한다.

이하에서 STA1은 버퍼된 STA이고, STA2는 비-버퍼된 STA이다. 도시 STA1 및 STA2는 취침 상태로 동작 중에 AP로부터 TIM 요소를 수신하기 위해 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 있음을 가정한다. 또한, 자신의 AID를 지시하는 STA 식별 정보를 포함하는 TIM 요소를 수신한 상태라 가정한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 7을 참조하면, STA1(721) 및 STA2(722)는 AP(710)에 버퍼된 트래픽에 대한 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS 폴 프레임을 AP(710)에 전송하고자, 무선 매체 접근을 위한 경쟁 단계를 수행한다(S711). 먼저 STA1(721)이 경쟁 단계를 수행하여(S711) 매체 접근 권한을 획득한 후 PS 폴 프레임을 AP(710)에게 전송한다(S712).

PS 폴 프레임을 수신한 AP(710)는 PS 폴 프레임을 전송한 STA이 버퍼된 트래픽에 대한 데이터 프레임을 수신할 STA인지 결정한다. 이는 PS 폴 프레임의 MAC header에 포함된 AID 정보 및 전송자 주소, 일례로 PS 폴 프레임을 전송한 STA의 MAC address가 데이터 프레임을 수신할 STA의 그것들과 같은 지 여부로 결정될 수 있다. STA1(721)은 버퍼된 STA에 해당되므로, AP(710)는 데이터 프레임을 STA1(721)에게 전송한다(S713).

STA1(721)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(710)에게 전송하고(S714), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S715).

이 후 STA2(722)는 비-버퍼된 STA이지만 TIM 요소에 자신의 AID을 지시하는 STA 식별 정보가 포함되어 있으므로, 경쟁 단계를 수행하고(S721), PS 폴 프레임을 AP(710)에게 전송한다(S722).

PS 폴 프레임을 수신한 AP(710)는 PS 폴 프레임의MAC 헤더에 포함된 AID 정보가 TIM 요소 내의 STA 식별 정보가 지시하는 AID 정보가 같음에도 불구하고, PS 폴 프레임의 전송자 주소가 데이터 프레임을 수신할 STA의 그것과 다르므로 데이터 전송 대상 STA이 아님을 확인할 수 있다. 따라서, AP(710)는 PS 폴 프레임에 대한 응답으로 PS 폴 응답 프레임을 STA2(722)에게 전송한다(S723). 이 때 PS 폴 응답 프레임은 널 데이터 프레임(Null data frame)일 수 있다.

STA2(722)는 널 데이터 프레임을 수신하였어도 이에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(710)에게 전송하고(S724), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S725).

도 7에는 같은 AID를 가지는 STA의 개수를 2개로 한정하였으나 STA의 개수에는 제한이 없으며, 모든 STA들이 한 번씩 PS 폴 프레임을 전송하고 데이터 프레임 또는 널 데이너 프레임을 수신하는 과정을 거치면서 1 사이클의 TIM 프로토콜 절차를 마칠 수 있다. 이와 같은 TIM 프로토콜 절차를 기반으로 하는 파워 세이브 모드 운영 방법에 의하면, AID가 중복 할당된 상황에도 비-버퍼된 STA에 대한 절차가 정의될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영의 다른 일례를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, STA2(822)는 비-버퍼된 STA이지만 TIM 요소에 자신의 AID을 지시하는 STA 식별 정보가 포함되어 있으므로, 경쟁단계를 수행하고(S811), PS 폴 프레임을 AP(810)에게 전송한다(S812).

PS 폴 프레임을 수신한 AP(810)는 PS 폴 프레임의MAC 헤더에 포함된 AID 정보가 TIM 요소 내의 STA 식별 정보가 지시하는 AID 정보가 같음에도 불구하고, PS 폴 프레임의 전송자 주소가 데이터 프레임을 수신할 STA의 그것과 다르므로 데이터 전송 대상 STA이 아님을 확인할 수 있다. 따라서, AP(810)는 PS 폴 프레임에 대한 응답으로 PS 폴 응답 프레임을 STA2(822)에게 전송한다(S813). 이 때 PS 폴 응답 프레임은 ACK 프레임일 수 있다.

ACK 프레임을 수신한 STA2(822)는 바로 취침 상태로 전환하여 동작한다(S814). 이는 도 7에서, STA2(722)가 PS 폴 응답 프레임으로 널 데이터 프레임을 수신하고, 이에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(710)에게 전송한 후 취침 상태로 전환하는 것과 차이가 있다.

STA1(821)이 셩쟁 단계를 수행하여(S821) 매체 접근 권한을 획득한 후 PS 폴 프레임을 AP(810)에게 전송한다(S822).

PS 폴 프레임을 수신한 AP(810)는 PS 폴 프레임의 MAC 헤더에 포함된 AID 및 전송자 주소를 통해 STA1(821)에게 데이터 프레임을 전송할 것을 결정하고, 데이터 프레임을 STA1(821)에게 전송한다(S823).

STA1(821)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(810)에게 전송하고(S824), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S825).

도 8과 같은 방법이 적용된 파워 세이브 모드 운영 방법에서, 도 4와 같은 응답 절차는 적용될 수 없다. 반면, 도 7에서 널 데이터 프레임을 전송하는 대신에 ACK 프레임을 전송하고, 이를 수신한 STA은 바로 취침 상태로 전환함을 통하여 비-버퍼된 STA의 전력 소모를 줄일 수 있으며 채널 사용의 효율성을 향상시킬 수 있다.

한편, STA들의 PS 폴 프레임 전송에 대하여 AP는 기본적으로 도 4와 같은 응답 절차에 따라 STA에 대응하는 방법이 제안될 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, STA2(922)는 비-버퍼된 STA이지만 TIM 요소에 자신의 AID을 지시하는 STA 식별 정보가 포함되어 있으므로, 경쟁 단계를 수행하고(S911), PS 폴 프레임을 AP(910)에게 전송한다(S912). AP(910)는 PS 폴 프레임에 대한 응답으로 PS 폴 응답 프레임을 STA2(922)에게 전송한다(S913). 이 때, PS 폴 응답 프레임은 ACK 프레임일 수 있다.

STA1(921)는 버퍼된 STA이므로 데이터 프레임 전송을 요청하기 위해 경쟁 단계를 수행하고(S921), PS 폴 프레임을 AP(910)에게 전송한다(S922). AP(910)는 PS 폴 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 STA1(921)에게 전송한다(S923). ACK 프레임을 수신한 STA1(921) 및 STA2(922)는 어웨이크 상태를 유지하며 동작한다.

AP(910)는 STA1(921)에게 데이터 프레임 전송을 위해 경쟁 단계를 수행하고(S931), 데이터 프레임을 STA1(921)에게 전송한다(S932). STA1(921)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(910)에게 전송하고(S933), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S934). 한편, 비-버퍼된 STA인 STA2(922)는 데이터 프레임에 AID 정보가 포함되어 있으므로, 데이터 프레임을 오버히어링(overhearing)한다. 다만, 데이터 프레임의 수신자 주소 정보를 통해 자신이 비-버퍼된 STA임을 확인할 수 있으며 취침 상태로 전환하여 동작한다(S935).

도 9와 같은 파워 세이브 모드 운영 방법은 AP가 PS 폴 프레임을 수신하였을 때 전송할 데이터 프레임이 준비되지 않은 경우에 적용될 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 일례를 나타내는 도면이다.

도 10을 참조하면, STA2(1022)는 경쟁 단계를 거쳐(S1010), PS 폴 프레임을 AP(1010)에게 전송한다(S1020). 이 때, STA1(1021)은 STA2(1022)에 의해 전송된 PS 폴 프레임을 오버히어링하여 AP(1010)가 데이터 프레임 또는 PS 폴 응답 프레임을 전송할 예정임을 알 수 있다.

AP(1010)는 PS 폴 프레임은 비-버퍼된 STA인 STA2(1022)로부터 수신하였지만, 데이터 프레임을 STA1(1021)에게 전송한다(S1030). 이어서, PS 폴 응답 프레임으로써 널 데이터 프레임을 브로드캐스트/멀티캐스트 한다. 이 경우 버퍼된 STA인 STA1(1021)은 경쟁 단계에서 채널 접근 권한을 획득하지 못하는 등으로 인해 PS 폴 프레임을 전송하지 못하였지만, 계속적으로 채널을 스캐닝하고 있기 때문에 AP(1010)로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 이어 STA1(1021)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(1010)에게 전송하고(S1040), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1050).

반면 비-버퍼된 STA인 STA2(1022)는 데이터 프레임에 이어 전송되는 널 데이터 프레임을 수신하고, 이에 포함된 AID 및 수신자 주소 정보를 통해 자신이 비-버퍼된 STA임을 알 수 있다. 따라서, STA2(1022)는 바로 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1060).

버-버퍼된 STA인 STA2(1022)는 데이터 프레임은 수신할 수 없지만, 널 데이터 프레임은 브로드캐스트되기 때문에 수신할 수 있다. 비-버퍼된 STA은 수신된 널 데이터 프레임을 디코딩할 수 있다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법의 또 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, STA1(1121) 및STA2(1122)는 PS 폴 프레임 전송을 위해 경쟁 단계를 수행한다(S1110). 경쟁을 통해 채널 접근 권한을 획득한 STA은 PS 폴 프레임을 AP(1110)에게 전송한다. 도 11에는 STA2(1122)가 PS 폴 프레임을 AP(1110)에게 전송하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일례에 해당하며, STA1(1121)이 채널 접근 권한을 획득하면 PS 폴 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 경쟁을 통한 채널 접근 권한을 얻지 못한 STA1(1121)은 도 10의 예와 같이 STA2(1122)에 의해 전송된 PS 폴 프레임을 오버히어링하여 데이터 프레임이 전송될 예정임을 알 수 있다.

AP(1110)는 PS 폴 프레임에 대한 응답으로 PS 폴 응답 프레임으로 널 데이터 프레임을 브로드캐스트 한다(S1130). 이어서 버퍼된 STA인 STA1(1121)에게 데이터 프레임을 전송한다(S1140).

STA1(1121)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(1110)에게 전송하고(S1150), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1160).

STA2(1122)는 널 데이터 프레임을 수신하고, 이에 포함된 AID 및 수신자 주소 정보를 통해 자신이 비-버퍼된 STA임을 알 수 있으며 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1170).

도 11에 도시된 파워 세이브 모드 운영 방법에 따르면 도 10의 방법에 비하여 비-버퍼된 STA이 상대적으로 빨리 취침 상태로 전환할 수 있다. 또한, 버퍼된 STA은 데이터 프레임을 수신하고 SIFS(short interframe space) 후에 ACK 프레임을 전송하는 기존 프레임 교환 프로토콜이 그대로 적용되었다는 장점이 있다. 본 방법은 복수의 STA이 각각 PS 폴 프레임을 전송하지 않는다는 점에서 전력 소모나 채널 사용 효율면에서 효과적이다.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파워 세이브 모드 운영 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 12를 참조하면, STA2(1222)는 경쟁 단계를 수행하고(S1211), PS 폴 프레임을 AP(1210)에게 전송한다(S1212). AP(1210)는 STA2(1222)의 PS 폴 프레임을 수신하지만 포함된 AID 및 전송자 주소를 통해 STA2(1222)는 비-버퍼된 STA임을 알 수 있으며, 이에 대응하는 동작을 수행하지 않는다.

STA1(1221)는 STA2(1222)의 채널 접근이 종료된 후 경쟁 단계를 수행하고(S1221), PS 폴 프레임을 전송한다(S1222). AP(1210)는 PS 폴 프레임에 포함된 AID 및 전송자 주소를 통해 STA1(1221)이 버퍼된 STA임을 알 수 있다. 따라서 AP(1210)는 STA1(1221)에게 데이터 프레임을 전송한다(S1223). STA1(1221)은 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK 프레임을 AP(1210)에게 전송하고(S1224), 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1225).

STA2(1222)는 전송한 PS 폴 프레임에 대한 AP(1210)의 응답이 없으므로 어웨이크 상태를 유지하면서 대기하다, 특정(predetermined) 대기 인터벌(waiting interval)동안 AP(1210)로부터 데이터 프레임 및/또는 PS 폴 응답 프레임을 수신하지 못하면 자신을 비-버퍼된 STA으로 인지하고, 취침 상태로 전환하여 동작한다(S1213).

전술한 도 7 및 도 12에 도시된 본 발명의 실시예들은 파워 세이브 모드 운영 방법을 구성하는 각각의 단계들이 서로 결합하여 적용될 수 있다. 본 발명의 범위는 전술한 도 4 및 도 12에 도시된 실시예들을 구성하는 각 단계들이 서로 결합된 발명을 포함한다. 전술한 도 7 및 도 12 있어서, 버퍼된 STA 및 비-버퍼된 STA은 각각 하나임을 예시로 하여 본 발명의 실시예가 도시되었으나 STA의 개수는 제한이 없으며, STA의 개수가 증가하면 각 단계를 반복적으로 수행함을 통해 파워 세이브 모드 운영 방법이 수행될 수 있다.

도 13은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 13을 참조하면, 무선 장치(1300)는 프로세서(1310), 메모리(1320), 및 트랜시버(1330)를 포함한다. 트랜시버(1330)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하되, IEEE 802.11의 물리계층을 구현한다. 프로세서(1310)는 트랜시버(1330)와 기능적으로 연결되어, TIM 요소를 송수신하고, PS 폴 프레임을 송수신하고, STA이 버퍼된 STA 또는 비-버퍼된 STA인지 확인하고 데이터 프레임을 송수신 하는 도 2내지 도 12에 도시된 본 발명의 실시예를 구현하는 MAC 계층 및/또는 PHY계층을 구현하도록 설정된다. 프로세서(1310)는 수신된 데이터 프레임 또는 PS 폴 응답 프레임을 해석하여 취침 상태 또는 어웨이크 상태로 동작할지 여부를 결정할 수 있도록 설정될 수 있다.

프로세서(1310) 및/또는 트랜시버(1330)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1320)에 저장되고, 프로세서(1310)에 의해 실행 될 수 있다. 메모리(1320)는 프로세서(1310) 내부에 포함될 수 있으며, 외부에 별도로 위치하여 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1310)와 기능적으로 연결될 수 있다.

Claims

무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법에 있어서,
액세스 포인트(Access Point; AP)는, 버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM(Traffic Indication Map) 요소를 전송하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 스테이션(buffered station; buffered STA)이 상기 AP와 결합시에 할당 받는 AID(Association ID)를 포함하고,
상기 AP는, 데이터 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임(poll frame)을 후보 STA(candidate STA)으로부터 수신하되, 상기 폴 프레임은 상기 후보 STA의 AID 및 상기 후보 STA의 고유 식별정보인 MAC(medium access control) 주소를 포함하고, 및,
상기 AP는, 상기 후보 STA의 상기 AID 및 상기 MAC 주소를 기반으로 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA인지 결정하는 것을 포함하는 파워 세이브 모드 운영 방법.
제 1항에 있어서,
상기 AP는, 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이 아니면 상기 폴 프레임에 대한 폴 응답 프레임을 상기 후보 STA에게 전송하는 것을 더 포함하는 파워 세이브 모드 운영 방법.
제 2항에 있어서,
상기 AP는 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA이면 상기 폴 프레임에 대한 응답으로 상기 버퍼된 트래픽에 대한 상기 데이터 프레임을 상기 후보 STA으로 전송하는 것을 더 포함하는 파워 세이브 모드 운영 방법.
무선 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver); 및,
상기 트랜시버와 기능적으로 결합된 프로세서(processor);를 포함하되, 상기 프로세서는,
버퍼된 트래픽(buffered traffic)이 존재함을 알리는 TIM(traffic indication map) 요소를 전송하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 스테이션(Station; STA)이 액세스 포인트(Access Point)와 결합시에 할당 받는 AID(association ID)를 포함하고,
데이터 프레임 전송을 요청하는 폴 프레임을 후보 STA으로부터 수신하되, 상기 폴 프레임은 상기 후보 STA의 AID 및 상기 후보 STA의 고유 식별 정보인 MAC 주소를 포함하고,
상기 후보 STA의 상기 AID 및 상기 MAC 주소를 기반으로 상기 후보 STA이 상기 버퍼된 STA인지 결정하도록 설정된 것을 특징으로 하는 무선 장치.
무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드 운영 방법에 있어서,
STA(station)은, 버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM(traffic indication map) 요소를 수신하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 STA이 AP(access point)와 결합시에 부여 받는 AID(Association ID)를 포함하고,
상기 STA은, 상기 STA의 AID 가 상기 TIM 요소의 상기 AID와 동일하면, 상기 TIM 요소에 대한 응답으로 폴 프레임을 상기 AP에게 전송하고, 및,
상기 STA은, 상기 폴 프레임을 전송한 후 특정(predetermined) 타임 아웃 인터벌(time out interval) 내에 상기 AP로부터 어떤 프레임도 수신하지 못하면 취침 상태로 전환하여 동작하는 것을 포함하는 파워 세이브 모드 운영 방법.
무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드를 운영하는 무선 장치에 있어서,
무선 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver); 및,
상기 트랜시버와 기능적으로 결합된 프로세서(processor);를 포함하되, 상기 프로세서는,
버퍼된 트래픽이 존재함을 알리는 TIM(traffic indication map) 요소를 수신하되, 상기 TIM 요소는 상기 버퍼된 트래픽이 있는 버퍼된 STA이 AP(access point)와 결합시에 부여 받는 AID(Association ID)를 포함하고,
상기 무선 장치의 AID 가 상기 TIM 요소의 상기 AID와 동일하면, 상기 TIM 요소에 대한 응답으로 폴 프레임을 상기 AP에게 전송하고, 및,
상기 폴 프레임을 전송한 후 특정(predetermined) 타임 아웃 인터벌(time out interval) 내에 상기 AP로부터 어떤 프레임도 수신하지 못하면 취침 상태로 전환하여 동작하는 무선 장치.
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