KR101761529B1 - 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법은 STA이 AP로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU를 수신하는 단계, 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 STA을 지시하지 않고, STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, STA이 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하는 단계, STA이 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 일반 채널을 통해 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하는 단계와 STA이 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 일반 채널에서 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING UPLINK FRAME IN WIRELESS LAN}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선랜(wireless local area network, WLAN)에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선랜 시스템에서 복수의 STA(station)이 무선 매체를 공유하기 위한 방법으로 DCF(distributed coordination function)를 사용할 수 있다. DCF는 CSMA/CA(carrier sensing multiple access with collision avoidance)를 기본으로 한다.
일반적으로 DCF 접속 환경 하에서 동작할 때는 DIFS(DCF interframe space) 기간 이상으로 매체가 사용 중이지 않으면(즉, 아이들(idle)한 경우) STA은 전송이 임박한 MPDU(MAC(medium access control) protocol data unit)를 전송할 수 있다. 매체가 반송파 감지 메커니즘(carrier sensing mechanism)에 의해서 사용 중이라고 결정되었을 경우 STA은 랜덤 백오프 알고리즘(random backoff algorithm)에 의해서 CW(contention window)의 사이즈를 결정하고 백오프 절차를 수행할 수 있다. STA은 백오프 절차를 수행하기 위해 CW 내의 랜덤 값을 선택하고, 선택된 랜덤 값을 기반으로 백오프 타임을 결정할 수 있다.
복수의 STA이 매체에 접속하고자 하는 경우, 복수의 STA 중 가장 짧은 백오프 타임을 가진 STA이 매체에 접속할 수 있고 나머지 STA들은 남은 백오프 타임을 중지하고 매체에 접속한 STA의 전송이 완료될 때까지 대기할 수 있다. 매체에 접속한 STA의 프레임 전송이 완료된 후에는 나머지 STA은 다시 남은 백오프 타임을 가지고 경쟁을 수행하여 전송 자원을 획득할 수 있다. 이러한 방식으로 기존의 무선랜 시스템에서는 하나의 채널을 통해 하나의 STA이 전체 전송 자원을 점유하여 AP와 프레임의 송신 또는 수신을 수행하였다.
본 발명의 목적은 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법은 STA(station)이 AP(access point)로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)을 수신하는 단계, 상기 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 상기 STA을 지시하지 않고, 상기 STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, 상기 STA이 상기 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP(transmission opportunity) 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하는 단계, 상기 STA이 상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 상기 일반 채널을 통해 상기 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하는 단계, 상기 STA이 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 하향링크 전용 채널은 상기 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 상기 하향링크 PPDU의 전송 및 상기 STA에 의한 상기 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송만을 허용하고 상기 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 제한하고, 상기 독립 상향링크 프레임은 상기 STA으로부터 상기 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 상기 응답 프레임이 아닌 상향링크 프레임일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 STA(station)에 있어서, 상기 STA은 무선 신호를 송신 또는 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부와 상기 RF부와 동작 가능하도록(operatively) 연결되는 프로세서를 포함할 수 있되, 상기 프로세서는 AP(access point)로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)을 수신하고, 상기 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 상기 STA을 지시하지 않고, 상기 STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, 상기 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP(transmission opportunity) 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하고, 상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 상기 일반 채널을 통해 상기 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하고, 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하도록 구현될 수 있되, 상기 하향링크 전용 채널은 상기 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 상기 하향링크 PPDU의 전송 및 상기 STA에 의한 상기 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송만을 허용하고 상기 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 제한하고, 상기 독립 상향링크 프레임은 상기 STA으로부터 상기 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 상기 응답 프레임이 아닐 수 있다.
별도의 하향링크 프레임의 전송 및 수신을 위한 채널을 설정함으로써 하향링크 프레임을 전송하고자 하는 AP는 STA과 채널 액세스 경쟁을 피하여 STA으로 하향링크 프레임을 전송할 수 있다. 또한, AP는 하향링크 전용 채널과 상향링크와 하향링크가 모두 가능한 일반 채널을 운용하여 복수의 STA과 통신을 수행할 수 있다. 따라서, 무선랜에서 프레임의 전송률을 높일 수 있다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 채널을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전용 채널에 대한 정보를 STA으로 전송하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 하향링크 프레임 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 하향링크 프레임 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송을 수행하기 위한 PPDU 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 15는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 1의 상단은 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11의 인프라스트럭쳐 BSS(basic service set)의 구조를 나타낸다.
도 1의 상단을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 인프라스트럭쳐 BSS(100, 105)(이하, BSS)를 포함할 수 있다. BSS(100, 105)는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 AP(access point, 125) 및 STA1(Station, 100-1)과 같은 AP와 STA의 집합으로서, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. BSS(105)는 하나의 AP(130)에 하나 이상의 결합 가능한 STA(105-1, 105-2)을 포함할 수도 있다.
BSS는 적어도 하나의 STA, 분산 서비스(distribution Service)를 제공하는 AP(125, 130) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(distribution System, DS, 110)을 포함할 수 있다.
분산 시스템(110)는 여러 BSS(100, 105)를 연결하여 확장된 서비스 셋인 ESS(extended service set, 140)를 구현할 수 있다. ESS(140)는 하나 또는 여러 개의 AP(125, 230)가 분산 시스템(110)을 통해 연결되어 이루어진 하나의 네트워크를 지시하는 용어로 사용될 수 있다. 하나의 ESS(140)에 포함되는 AP는 동일한 SSID(service set identification)를 가질 수 있다.
포털(portal, 120)은 무선랜 네트워크(IEEE 802.11)와 다른 네트워크(예를 들어, 802.X)와의 연결을 수행하는 브리지 역할을 수행할 수 있다.
도 1의 상단과 같은 BSS에서는 AP(125, 130) 사이의 네트워크 및 AP(125, 130)와 STA(100-1, 105-1, 105-2) 사이의 네트워크가 구현될 수 있다. 하지만, AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 것도 가능할 수 있다. AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 네트워크를 애드-혹 네트워크(Ad-Hoc network) 또는 독립 BSS(independent basic service set, IBSS)라고 정의한다.
도 1의 하단은 IBSS를 나타낸 개념도이다.
도 1의 하단을 참조하면, IBSS는 애드-혹 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 없다. 즉, IBSS에서 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-4, 155-5)들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-4, 155-5)이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, 분산 시스템으로의 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 물리 계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비-AP STA(Non-AP Station)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
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), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 유저(user) 등의 다양한 명칭으로도 불릴 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 AP에서 STA으로 전송되는 데이터(또는 프레임)를 하향링크 데이터(또는 하향링크 프레임), STA에서 AP로 전송되는 데이터(또는 프레임)를 상향링크 데이터(또는 상향링크 프레임)이라는 용어로 표현할 수 있다. 또한, AP에서 STA으로의 전송은 하향링크 전송, STA에서 AP로의 전송은 상향링크 전송이라는 용어로 표현할 수 있다.
높은 밀도(high dense)의 네트워크(스타디움(stadium), 역(station), 박물관(exhibition) 등)이 향후 무선랜 환경으로서 고려되고 있다. 이러한 무선랜 환경에서 AP에서 STA으로 전송되는 하향링크 데이터의 양은 STA에서 AP로 전송되는 상향링크 데이터의 양보다 상대적으로 클 수 있다.
하지만, 현재 무선랜에서 AP는 하향링크 프레임을 전송하기 위해 STA과 동일하게 채널에 액세스하기 위한 경쟁(contention)(예를 들어, EDCA(enhanced distributed channel access))를 수행하고 있다. 높은 밀도의 네트워크에서는 AP와 STA 간의 충돌이 증가할 수 있고, AP의 하향링크 데이터 전송 실패시 컨텐션 윈도우의 크기가 지수적으로 증가하여 하향링크 데이터의 전송 효율이 더욱 감소할 수 있다. 또한, 높은 밀도의 네트워크에서 많은 양의 트래픽과 긴 TXOP(transmission opportunity)는 AP와 STA 간 또는 STA과 STA 간의 경쟁 및 충돌을 증가시킬 수 있다.
이에 따라서, AP에 펜딩된 하향링크 데이터 중 마지막 STA에게 전송하는 하향링크 데이터는 늦게 전송되어 사용자의 QoS(quality of service)를 만족시키지 못할 수 있다. 심지어는 하향링크 데이터의 전송 시간이 타임아웃(time out)되어서 STA에서 패킷이 무시(discard)될 수도 있다. 이러한 상황은 오디오/비디오 스트리밍(audio/video streaming)과 같이 실시간 서비스(real-time service)에 치명적일 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 하향링크 데이터의 처리량(throughput)을 증가시키기 위한 방법에 대해 개시한다.
이하에서는 AP가 2개의 RF(radio frequency)부(또는 RF 인터페이스), STA이 하나의 RF부를 기반으로 동작하는 경우를 가정하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 채널을 나타낸 개념도이다.
도 2에서는 AP와 STA 간의 통신을 위한 하향링크 전용 채널(downlink oriented channel, downlink dedicated channel)(200)과 일반 채널(normal channel) (250)이 개시된다.
도 2에서 개시되는 하향링크 전용 채널(200)에서는 하향링크 프레임의 전송과 하향링크 프레임에 대한 응답 프레임의 전송이 수행될 수 있다. 일반 채널(250)에서는 상향링크 프레임 또는 하향링크 프레임의 송신 또는 수신이 수행될 수 있다. 일반 채널(250)은 레가시 채널이라는 용어로 표현될 수도 있다.
다른 표현으로 하향링크 전용 채널(200)은 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)의 전송 및 STA에 의한 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송만을 허용하고 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 제한할 수 있다. 독립 상향링크 프레임은 STA으로부터 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 응답 프레임이 아닌 상향링크 프레임일 수 있다. 비-경쟁(non-contention) 기반의 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)의 전송인 경우에도 다른 BSS(예를 들어, OBSS(overlapped basic service set))에 포함되는 STA과의 충돌을 고려하여 백 오프를 수행할 수도 있다.
일반 채널(250)은 AP에 의한 경쟁(contention) 기반의 하향링크 PPDU의 전송 및 STA에 의한 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송 및 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 허용할 수 있다.
예를 들어, AP는 가용한 채널들 일부(예를 들어, 세컨더리 채널의 일부)를 하향링크 전용 채널(200)로 할당할 수 있다.
80MHz 채널+80MHz 채널의 채널 할당이 일반 채널(250)과 하향링크 전용 채널(200)을 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 80MHz 채널은 일반 채널(250)로 설정되고 나머지 80MHz 채널은 하향링크 전용 채널로 설정될 수 있다. 일반 채널(250)은 프라이머리 채널과 일부의 세컨더리 채널을 포함할 수 있고, 하향링크 전용 채널(200)은 나머지 세컨더리 채널을 포함할 수 있다.
80MHz 채널+80MHz 채널의 채널 할당뿐만 아니라, 40MHz 채널+40MHz 채널의 채널 할당과 20MHz 채널+20MHz 채널의 채널 할당도 일반 채널(250)과 하향링크 전용 채널(200)을 위해 사용될 수 있다.
AP는 복수개의 RF 부 중 하나의 RF를 기반으로 하향링크 전용 채널(200)을 통해 하나의 STA으로 하향링크 프레임을 전송하고 다른 하나의 RF 부를 기반으로 다른 STA에 의해 전송된 상향링크 프레임을 수신할 수 있다.
예를 들어, STA은 일반 채널(250)을 통해 채널 액세스를 수행한 이후, 하향링크 전용 채널(200)을 기본 채널로 설정하여 하향링크 전용 채널(200)을 통해 하향링크 프레임을 수신할 수 있다. 하향링크 전용 채널(200)이 STA의 기본 채널인 경우, STA은 상향링크 프레임을 전송할 경우에만 일반 채널(250)로 채널 스위칭을 수행하고 그 이외의 시간 자원(또는 시간 구간) 상에서는 하향링크 전용 채널(200) 상에서 머무를(stay) 수 있다. 예를 들어, STA에 AP로 전송할 상향링크 프레임이 펜딩되었거나 AP가 STA으로 상향링크 프레임의 전송을 요청하는 경우, STA은 하향링크 전용 채널(200)에서 일반 채널(250)로 채널을 스위칭하여 일반 채널(250)을 통해 상향링크 프레임을 AP로 전송할 수 있다.
하나의 RF 부를 가진 STA는 상향링크 프레임을 전송하기 위해 하향링크 전용 채널(200)로부터 일반 채널로 스위칭할 경우, STA은 하향링크 전용 채널(200)을 통해 AP로부터 하향링크 프레임을 수신할 수 없다. 따라서, AP의 하향링크 전용 채널(200)을 통해 STA으로의 하향링크 프레임의 전송은 제한될 필요가 있다.
또한, STA은 AP에 의해 전송될 하향링크 프레임이 존재하지 않는다고 판단되는 시간 자원 상에서 일반 채널로 스위칭하여 상향링크 프레임을 전송할 필요가 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 STA이 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 프레임을 수신하고 일반 채널을 통해 상향링크 프레임을 전송하는 구체적인 방법에 대해 개시한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3에서는 STA이 하향링크 전용 채널의 TXOP(transmission opportunity)를 고려하여 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 스위칭하여 상향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다. TXOP는 프레임 교환 시퀀스를 위해 특정 시간 자원에 대하여 매체를 사용할 STA의 권한을 의미할 수 있다. 프레임 교환 시퀀스는 적어도 하나의 프레임의 송신 및/또는 적어도 하나의 프레임의 수신을 의미할 수 있다.
도 3을 참조하면, AP는 하향링크 전용 채널을 통해 다른 STA으로 하향링크 프레임을 전송할 수 있다. AP는 하향링크 프레임을 기반으로 하향링크 전용 채널에 대한 TXOP를 획득할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 프레임을 전달(carry)하는 PPDU(physical layer protocol data unit)에 포함된 PPDU 헤더에 포함된 정보를 기반으로 TXOP가 설정되거나, 별도의 프레임의 전송을 기반으로 TXOP가 설정될 수 있다. PPDU 헤더는 PHY 헤더 또는 PHY 프리앰블을 포함할 수 있다.
STA은 AP에 의해 다른 STA으로 전송되는 하향링크 프레임의 TXOP를 고려하여 상향링크 프레임의 전송을 위해 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 예를 들어, STA은 TXOP 듀레이션(300)을 고려하여 채널 스위칭을 수행할지 여부에 대해 판단할 수 있다.
STA은 TXOP 듀레이션(300) 동안 일반 채널을 통한 상향링크 프레임(320)의 전송 및/또는 상향링크 프레임(320)에 대한 AP로부터의 응답 프레임(340)의 수신이 가능한지 여부에 대해 판단할 수 있다.
예를 들어, 하향링크 프레임이 STA을 타겟으로 한 프레임이 아니고(예를 들어, 하향링크 프레임을 전달하는 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 STA을 지시하지 않는 경우) STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, STA은 상기 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP(transmission opportunity) 듀레이션을 고려하여 상기 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 이때 채널 스위칭은 TXOP 듀레이션이 임계 스위칭 시간보다 긴 경우에 수행될 수 있고, 임계 스위칭 시간은 STA의 상향링크 프레임의 전송을 위해 필요한 시간을 기반으로 결정될 수 있다. 구체적으로 임계 스위칭 시간은 STA에 펜딩된 상향링크 데이터의 크기, 채널 상태, 상향링크 프레임에 대한 응답 프레임의 전송 타이밍 등 중 적어도 하나의 정보를 고려하여 결정될 수 있다.
즉, TXOP 듀레이션(300) 동안 통한 상향링크 프레임(320)의 전송 및/또는 상향링크 프레임(320)에 대한 응답 프레임(340)의 수신이 가능한 경우, STA은 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 채널 스위칭 이후, STA은 일반 채널을 통해 채널 액세스를 수행하고, 채널 액세스가 성공한 경우, 상향링크 프레임(320)을 전송하고 AP로부터 상향링크 프레임(320)에 대한 응답 프레임(340)을 수신할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4에서는 STA이 하향링크 전용 채널의 TXOP를 고려하여 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 스위칭하여 상향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 4를 참조하면, STA은 TXOP 듀레이션(400) 동안 상향링크 프레임의 전송이 불가능한 경우, 다시 일반 채널로부터 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 전술한 바와 같이 TXOP 듀레이션(400)은 AP에 의해 하향링크 전용 채널을 통해 다른 STA으로 전송된 하향링크 프레임을 기반으로 획득될 수 있다.
STA은 일반 채널을 통해 채널 액세스(예를 들어, EDCA 또는 DCF 기반의 채널 액세스)를 수행할 수 있다. STA이 임계 액세스 시간(450)까지 채널 액세스를 성공하여 매체를 획득하지 못한 경우, STA은 일반 채널로부터 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다.
예를 들어, 임계 액세스 시간(450)은 TXOP 듀레이션 내에 상향링크 프레임의 전송 및/또는 상향링크 프레임에 대한 응답 프레임의 전송 절차가 종료하기 위한 임계 타이밍일 수 있다. 임계 액세스 시간(450)은 TXOP 듀레이션(400), STA에 펜딩된 상향링크 데이터의 크기, 채널 상태, 상향링크 프레임에 대한 응답 프레임의 전송 타이밍 등 중 적어도 하나의 정보를 고려하여 결정될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 5에서는 STA이 하향링크 프레임에 포함된 STA의 식별자 정보를 고려하여 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 채널 스위칭을 수행하고 일반 채널을 통해 상향링크 프레임을 전송하는 방법이 개시된다.
도 5를 참조하면, AP에 의해 전송되는 하향링크 PPDU는 하향링크 PPDU를 수신할 STA에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 PPDU의 헤더는 하향링크 PPDU를 수신할 STA을 지시하는 식별자 정보(수신 STA 식별자 정보)(500)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 수신 STA 식별자 정보(500)는 STA의 PID(partial identifier) 정보일 수 있다.
AP에 의해 전송된 하향링크 PPDU의 PPDU 헤더에 포함된 수신 STA 식별자 정보(예를 들어, PID 정보)(500)가 STA2를 지시하는 경우, STA2만이 하향링크 전용 채널을 통해 AP로부터 하향링크 PPDU를 수신할 수 있다. STA2는 수신한 하향링크 PPDU를 디코딩할 수 있다.
AP에 의해 전송된 하향링크 PPDU의 헤더에 포함된 수신 STA 식별자 정보(500)가 STA1을 지시하지 않는 경우, STA1은 수신 STA 식별자 정보(500)를 포함하는 필드의 이후 필드에 대한 디코딩은 수행하지 않을 수 있다. 수신 STA 식별자 정보(500)를 포함하는 필드의 이후 필드의 전송을 위해 필요한 전송 듀레이션이 임계 스위칭 시간 이상인 경우, STA1은 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 채널 스위칭을 하고, 일반 채널을 통해 상향링크 프레임을 전송할 수 있다.
또는 STA2로 전송되는 하향링크 PPDU 기반의 프레임 교환 시퀀스(frame exchange sequence)가 종료될 때까지(또는 하향링크 PPDU를 기반으로 설정된 TXOP 듀레이션 동안)의 시간 구간이 임계 스위칭 시간 이상인 경우, STA1은 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 채널 스위칭을 하고, 일반 채널을 통해 상향링크 프레임을 AP로 전송할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 PPDU를 기반으로 한 프레임 교환 시퀀스는 하향링크 PPDU 및 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 송신 및 수신을 의미할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 STA이 RTS 프레임(600)/CTS 프레임(650)의 수신 및 송신을 기반으로 설정된 TXOP를 고려하여 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 스위칭하여 상향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 6을 참조하면, STA1은 AP에 의해 전송된 RTS 프레임(600)을 수신할 수 있다. RTS 프레임(600)이 STA1을 타겟으로 한 프레임이 아닌 경우(RTS 프레임(600)이 STA2를 위한 프레임인 경우), STA1은 RTS 프레임(600)을 기반으로 NAV(network allocation vector)를 설정할 수 있다. 예를 들어, STA1은 RTS 프레임(600)에 포함된 듀레이션 필드를 기반으로 NAV를 설정할 수 있다. RTS 프레임(600)에 포함된 듀레이션 필드는 STA2에 의해 전송될 CTS 프레임(650), STA2로 전송될 데이터(또는 관리) 프레임, STA에 의해 전송될 데이터(또는 관리) 프레임에 대한 ACK 프레임을 위한 듀레이션 정보가 포함될 수 있다.
STA1에 펜딩된 상향링크 프레임이 있다면, STA1은 NAV 설정 구간에 대응되는 시간 자원 상에서 상향링크 프레임(620)을 전송할 수 있다. STA1은 NAV 설정 구간에 대응되는 시간 자원 상에서 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 채널 스위칭을 수행하고, 일반 채널을 통해 상향링크 프레임(620)을 AP로 전송할 수 있다.
도 6에서는 RTS 프레임(600)/CTS 프레임(650)의 송신 및 수신을 기반으로 하향링크 전용 채널 상에 TXOP가 설정되는 경우가 개시되었다. 하지만, RTS 프레임(600)/CTS 프레임(650)의 송신 및 수신 대신에 짧은 데이터 프레임 및 ACK 프레임의 송신 및 수신 절차를 기반으로 TXOP가 설정될 수도 있다. 예를 들어, 짧은 데이터 프레임은 널 프레임(null frame)일 수 있다. 널 프레임은 데이터 페이로드를 제외한 헤더만을 포함하는 프레임일 수 있다. 이러한 경우, STA은 짧은 데이터 프레임 및 ACK 프레임의 송신 및 수신 절차를 기반으로 설정된 NAV 설정 구간에 대응되는 시간 자원 상에서 상향링크 프레임(620)을 전송할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7에서는 AP가 하향링크 전용 채널에 대해 설정된 TXOP를 변경하고자 하는 경우, TXOP의 변경을 알리는 신호를 일반 채널을 통해 STA으로 전송하는 방법이 개시된다.
도 7을 참조하면, AP는 하향링크 전용 채널 상에서 RTS 프레임/CTS 프레임의 교환을 기반으로 프레임 시퀀스 교환을 위한 TXOP을 설정할 수 있다. 프레임 시퀀스 교환은 하향링크 프레임의 전송 및 하향링크 프레임에 대한 응답 프레임의 수신을 의미할 수 있다. 예를 들어, 하향링크 프레임은 하향링크 데이터 프레임일 수 있고, 응답 프레임은 하향링크 데이터 프레임에 대한 블록 ACK일 수 있다.
AP는 설정된 TXOP보다 프레임 교환이 먼저 종료된 경우, 설정된 TXOP를 빠르게 종료할 수 있다. 예를 들어, AP는 CF(contention free)-END 프레임(700)을 하향링크 전용 채널을 통해 전송할 수 있다. 또한, AP는 설정된 TXOP의 종료를 지시하는 프레임을 일반 채널을 통해 전송할 수 있다. 일반 채널을 통해 AP에 의해 전송되는 설정된 TXOP의 종료를 지시하는 프레임은 TXOP 종료 프레임(750)이라는 용어로 표현될 수 있다.
일반 채널에서 동작하던 STA 중 하향 링크 채널(DL oriented channel)의 TXOP 종료 프레임(750)을 수신한 STA은 일반 채널로부터 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 일반 채널을 통해 AP에 의해 전송되는 설정된 TXOP의 종료를 지시하는 정보는 TXOP 종료 프레임(750)과 같은 별도의 프레임에 포함되어 전송되지 않고 기존의 CF END 프레임(700)에 포함되어 일반 채널을 통해 전송될 수도 있다. 이러한 경우, AP는 하향링크 전용 채널을 통해 CF END 프레임(700)을 전송하여 설정된 TXOP를 종료(truncation)한 후 일반 채널을 통해 TXOP 종료 프레임(750)을 전송할 수 있다.
AP는 일반 채널을 통해 TXOP 종료 프레임(750)을 전송하고 STA이 일반 채널로부터 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 할 때까지 하향링크 프레임의 전송을 연기할 수 있다.
이러한 하향링크 프레임의 전송의 연기는 활성화 모드(active mode)로 동작하는 STA에게만 적용될 수 있다. 파워 절약 모드(power saving mode)로 동작하는 STA에게는 하향링크 프레임의 전송의 연기가 적용되지 않을 수 있다.
하향링크 프레임의 전송의 연기을 적용하지 않는 power saving mode STA는 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 프레임을 수신하기 위해 어웨이크 상태에 있는 STA일 수 있다. 전술한 바와 같이 어웨이크 상태의 STA은 AP로부터 TIM 수신, AP로 PS-Poll 프레임의 전송 후, AP로부터 ACK 프레임을 수신하여 어웨이크 상태에 있는 STA일 수 있다.
AP는 설정된 하향 링크 채널(DL oriented channel)의 TXOP의 종료를 지시하는 프레임인 TXOP 종료 프레임(750) 또는 CF END 프레임(700)의 전송을 고려하지 않고, 파워 절약 모드로 동작하는 STA이 어웨이크 상태(awake state)로 전환되어 하향링크 프레임을 수신할 타이밍에 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 프레임을 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 8에서는 AP가 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송을 연기하는 방법에 대해 개시한다.
도 8을 참조하면, AP는 설정된 TXOP보다 프레임 교환 시퀀스가 먼저 종료된 경우, AP가 설정된 TXOP의 종료를 지시하는 CF-END 프레임 또는 TXOP END 프레임(이하, TXOP END 프레임)(850)을 일반 채널을 통해 전송할 수 있다.
STA이 일반 채널을 통해 TXOP END 프레임(850)을 수신한 경우, STA은 일반 채널로부터 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다.
AP는 STA이 채널 스위칭을 수행하는 시간 구간 동안 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송을 연기(800)할 수 있다.
AP는 일정 시간 구간 동안 하향링크 프레임에 대한 전송의 연기(800) 이후 AP는 하향링크 전용 채널을 통해 다시 TXOP를 설정하고 하향링크 프레임을 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 9에서는 SIG 기반 보호(protection)를 고려하여 STA이 하향링크 전용 채널로부터 일반 채널로 스위칭하여 상향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 9를 참조하면, PPDU 헤더에 포함된 SIG 필드의 정보를 기반으로 TXOP가 설정될 수 있다. 예를 들어, TXOP의 설정을 위한 SIG 필드의 정보는 L-SIG 기반의 정보(L-LENGTH, L-DATARATE)일 수 있다. 이하, SIG 필드 기반의 TXOP 설정으로 매체를 보호하는 것을 SIG 기반 보호라는 용어로 표현한다.
SIG 기반 보호를 지원하는 STA에 의해 수신된 하향링크 PPDU가 STA을 타겟으로 한 PPDU가 아닌 경우, STA은 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. 또는 SIG 기반 보호를 지원하는 STA이 수신한 PPDU 중 PPDU 헤더에 대한 디코딩을 성공하고 PSDU(또는 MPDU)에 대한 디코딩을 성공하지 못한 경우, STA은 SIG 필드를 기반으로 결정된 TXOP 듀레이션을 고려하여 일반 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다. PSDU(또는 MPDU)는 PPDU에서 PPDU 헤더를 제외한 부분을 포함할 수 있다.
SIG 필드를 기반으로 결정된 TXOP 듀레이션은 L-SIG 필드(900, 950)에 포함된 정보를 기반으로 결정된 듀레이션 또는 HT-SIG 필드에 포함된 정보를 기반으로 결정된 듀레이션일 수 있다. L-SIG 필드(900, 950)에 포함된 정보를 기반으로 결정된 듀레이션이 HT-SIG 필드에 포함된 정보를 기반으로 결정된 듀레이션보다 길다면, SIG 필드를 기반으로 결정된 TXOP 듀레이션은 L-SIG 필드(900, 950)에 포함된 정보를 기반으로 결정된 듀레이션일 수 있다.
STA이 MPDU에서 MAC 헤더의 디코딩을 성공한 경우, MAC 헤더에 포함된 듀레이션 필드를 기반으로 NAV가 설정될 수도 있다. 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, STA은 설정된 NAV 구간에 대응되는 시간 자원 내에서 일반 채널로 채널 스위칭을 수행하고, 일반 채널을 통해 상향링크 프레임을 AP로 전송할 수도 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 따른 STA의 상향링크 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
AP는 채널의 일부(예를 들어, 전체 가용 채널의 절반)을 하향링크 채널로 설정할 수 있다. 예를 들어, 80MHz 채널+80MHz 채널의 채널 할당이 일반 채널과 하향링크 전용 채널을 위해 사용될 수 있다. 이러한 경우, 하나의 80MHz 채널은 일반 채널로 설정되고 나머지 80MHz 채널은 하향링크 전용 채널로 설정될 수 있다. 일반 채널은 프라이머리 채널과 일부의 세컨더리 채널을 포함할 수 있고, 하향링크 전용 채널은 나머지 세컨더리 채널을 포함할 수 있다.
STA은 하향링크 전용 채널을 통해 AP로부터 하향링크 프레임의 전송을 모니터링할 수 있다. STA에 상향링크 프레임이 펜딩된 경우, STA은 프라이머리 채널을 포함하는 일반 채널을 통해 AP로 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 상향링크 프레임의 전송이 종료된 경우, 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행하고 하향링크 전용 채널을 통해 전송되는 하향링크 프레임을 모니터링할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, AP는 하향링크 전용 채널을 통한 STA으로의 하향링크 프레임의 전송 실패의 횟수를 고려하여 STA이 현재 스위칭하여 동작하는 동작 채널을 결정할 수 있다. 예를 들어, AP는 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송 실패의 횟수가 일정 횟수 이상 연속적으로 발생한 경우, STA이 현재 일반 채널에서 동작하고 있다고 판단할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 하향링크 전용 채널에서 하향링크 프레임의 전송이 실패한 경우, AP는 지수적 백 오프(exponential backoff)를 수행하지 않고, 기존의 CW(contention window)를 유지하여 정해진 횟수만큼 재전송을 수행할 수 있다. 기존의 무선랜 시스템에서는 프레임의 전송이 실패한 경우, 채널 액세스를 위한 백오프 타임을 결정하기 위한 CW의 크기가 지수적으로 증가하였다. 하지만, 본 발명의 실시예에 따르면 AP는 하향링크 프레임의 전송을 실패한 경우에도 동일한 CW 크기를 기반으로 하향링크 프레임의 재전송을 수행할 수 있다.
또한, STA은 일반 채널을 통한 상향링크 프레임의 전송을 종료한 경우, 상향링크 프레임의 전송의 종료 또는 하향링크 전용 채널로의 채널 스위칭을 지시하는 정보를 포함하는 프레임을 AP로 전송하고, 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전용 채널에 대한 정보를 STA으로 전송하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 하향링크 전용 채널에 대한 정보가 비콘 프레임/프로브 응답 프레임을 통해서 STA으로 전송될 수 있다. STA은 AP로의 초기 액세스를 수행시 AP로부터 수신한 비콘 프레임/프로브 응답 프레임을 기반으로 하향링크 전용 채널에 대한 정보를 획득할 수 있다.
이러한 하향링크 전용 채널에 대한 정보는 하향링크 전용 채널로 사용되는 채널을 지시하는 정보뿐만 아니라, 하향링크 전용 채널을 통해 AP로부터 하향링크 프레임이 전송되는 시간에 대한 정보도 포함될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 전용 채널은 일정한 시간 구간에서만 설정되어 AP의 하향링크 프레임의 전송을 위해 사용될 수 있다. 또는 전체 시간 구간이 분할되어 분할된 시간 구간 단위 상에서 특정한 STA 그룹에 포함되는 STA으로 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 프레임이 전송될 수 있다. 구체적인 예로서 하향링크 전용 채널을 통해 제1 시간 자원(1110) 상에서는 제1 STA 그룹에 포함되는 STA1(1115)으로 하향링크 프레임1(1150)이 전송될 수 있다. 또한, 하향링크 전용 채널을 통해 제2 시간 자원(1120) 상에서는 제2 STA 그룹에 포함되는 STA2(1125)으로 하향링크 프레임2(1160)이 전송될 수 있다.
이러한 동작을 위해 비콘 프레임은 복수의 STA을 포함하는 STA 그룹 단위의 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 프레임을 수신하는 수신 구간(또는 시간 자원)에 대한 정보를 포함할 수도 있다. 특정 STA 그룹에 포함되는 STA은 AP로부터 하향링크 프레임을 수신하지 않는 시간 자원(또는 수신 구간) 상에서 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 즉, STA의 하향링크 프레임 수신 구간이 아닌 구간 중 적어도 일부는 STA의 상향링크 프레임 전송 구간일 수 있다.
AP의 하향링크 프레임의 전송을 위해 설정된 TXOP는 설정된 하향링크 프레임 수신 구간을 넘어서 설정될 수 있다. STA은 하향링크 프레임의 전송을 위해 설정된 TXOP가 끝나기 전까지는 상향링크 프레임을 전송하기 위해 일반 채널로 채널 스위칭을 수행하지 않을 수 있다. 마찬가지로 STA의 상향링크 프레임 전송 구간에서 시작된 상향링크 프레임의 전송을 위한 TXOP는 설정된 상향링크 프레임의 전송 구간을 넘어서 설정될 수도 있다. 이러한 경우, STA은 상향링크 프레임의 전송을 위한 TXOP의 만료 후 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행하고 하향링크 전용 채널을 통해 전송되는 하향링크 프레임을 모니터링할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 STA의 하향링크 프레임 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 12에서는 AP가 파워 세이빙 모드로 동작하는 STA으로 하향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 12를 참조하면, STA이 일반 채널에서 동작하는 경우, AP는 일반 채널을 통해서 STA으로 TIM(traffic indication map)(1200)을 전송할 수 있다. TIM(1200)은 AP에 의해 STA으로 전송될 하향링크 프레임(또는 AP에 펜딩된 STA으로 전송할 하향링크 데이터)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. STA은 파워 세이빙 모드로 동작할 수 있고, TIM(1200)은 AP에 의해 전송되는 비콘 프레임에 포함될 수 있다.
STA은 TIM(1200)을 받으면, 일반 채널을 통해 AP로 PS-Poll 프레임(1220)을 전송할 수 있다. STA이 AP로부터 PS-Poll 프레임(1220)에 대한 ACK 프레임(1240)을 수신하면, STA은 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 할 수 있고, 하향링크 전용 채널을 통해 AP로부터 하향링크 프레임(1260)을 수신할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 STA의 하향링크 프레임 수신 방법을 나타낸 개념도이다.
도 13에서는 AP가 파워 세이빙 모드로 동작하는 STA으로 하향링크 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.
도 13을 참조하면, AP는 주기적으로 하향링크 전용 채널을 통해 파워 세이빙 모드로 동작하는 STA으로 TIM을 전송할 수도 있다. STA는 주기적으로 일어나(또는 어웨이크 상태(awake state)로 전환되어) TIM을 확인할 수 있다.
AP는 STA으로 TIM(1300)을 전송한 이후 STA으로 폴링 프레임 또는 RTS 프레임(1320)을 전송하여 STA의 어웨이크 상태인지 여부를 확인할 수 있다.
어웨이크 상태인 STA은 TIM을 받고 AP로부터 폴링 프레임 또는 RTS 프레임(1320)을 수신하면 SIFS 후 응답으로 ACK 프레임이나 CTS 프레임(1340)을 AP로 전송할 수 있다. AP는 폴링 프레임 또는 RTS 프레임(1320)에 대한 응답 프레임(1340)을 STA로부터 수신하면, SIFS 후 STA으로 하향링크 프레임(1360)을 전송할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송을 수행하기 위한 PPDU 포맷을 나타낸 개념도이다.
도 14에서는 본 발명의 실시예에 따른 PPDU 포맷에 대해 개시한다. PPDU 포맷의 PHY 헤더는 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송 및 일반 채널을 통한 상향링크 프레임의 전송을 위한 정보를 포함할 수 있다.
도 14의 상단을 참조하면, 하향링크 PPDU의 PHY 헤더는 L-STF(legacy-short training field), L-LTF(legacy-long training field), L-SIG(legacy-signal), HE-SIG A(high efficiency-signal A), HE-STF(high efficiency-short training field), HE-LTF(high efficiency-long training field), HE-SIG B(high efficiency-signal-B)를 포함할 수 있다. PHY 헤더에서 L-SIG까지는 레가시 부분(legacy part), L-SIG 이후의 HE(high efficiency) 부분(HE part)으로 구분될 수 있다.
L-STF(1400)는 짧은 트레이닝 OFDM 심볼(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-STF(1400)는 프레임 탐지(frame detection), AGC(automatic gain control), 다이버시티 탐지(diversity detection), 대략적인 주파수/시간 동기화(coarse frequency/time synchronization)을 위해 사용될 수 있다.
L-LTF(1410)는 긴 트레이닝 OFDM 심볼(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-LTF(1410)는 정밀한 주파수/시간 동기화(fine frequency/time synchronization) 및 채널 예측을 위해 사용될 수 있다.
L-SIG(1420)는 제어 정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. L-SIG(1420)는 데이터 전송률(rate), 데이터 길이(length)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, HE-SIG A(1430)는 하향링크 전용 채널을 통한 하향링크 프레임의 전송 및 일반 채널을 통한 상향링크 프레임의 전송을 위한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, HE-SIG A(1430)는 하향링크 전용 채널을 지시하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 또한, HE-SIG A(1430)는 하향링크 전용 채널을 통해 전송되는 하향링크 PPDU를 수신할 STA을 지시하기 위한 정보를 포함할 수도 잇다. 이뿐만 아니라 HE-SIG A(1430)는 특정 시간 자원 상에서 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU를 수신할 특정 STA 그룹에 대한 정보 및/또는 프레임 교환 시퀀스를 위한 TXOP 정보를 포함할 수도 있다.
또는 하향링크 전용 동작 채널이 OFDMA(orthogonal frequency division multiplexing access)를 기반으로 복수의 STA에게 나누어 할당되는 경우, HE-SIG A(1430)는 복수의 STA 각각으로 할당된 하향링크 전용 동작 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 하향링크 전용 동작 채널은 복수의 하위 하향링크 전용 동작 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, OFDMA를 기반으로 40MHz의 하향링크 전용 동작 채널 중 20MHz는 STA1에게 하향링크 프레임을 전송하기 위해 사용되는 제1 하위 하향링크 전용 동작 채널로 할당되고, 나머지 20MHz는 STA2에게 하향링크 프레임을 전송하기 위한 제2 하위 하향링크 전용 동작 채널로 할당될 수 있다.
또한, HE-SIG A(1430)는 BSS 식별 정보를 위한 칼라 비트(color bits) 정보, 대역폭(bandwidth) 정보, 테일 비트(tail bit), CRC 비트, HE-SIG B(1460)에 대한 MCS(modulation and coding scheme) 정보, HE-SIG B(1460)를 위한 심볼 개수 정보, CP(cyclic prefix)(또는 GI(guard interval)) 길이 정보를 포함할 수도 있다.
HE-STF(1440)는 MIMO(multilple input multiple output) 환경 또는 OFDMA 환경에서 자동 이득 제어 추정(automatic gain control estimation)을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.
HE-LTF(1450)는 MIMO 환경 또는 OFDMA 환경에서 채널을 추정하기 위하여 사용될 수 있다.
HE-SIG B(1460)는 각 STA에 대한 PSDU(Physical layer service data unit)의 길이 MCS에 대한 정보 및 테일 비트 등을 포함할 수 있다. 또한 HE-SIG B(1460)는 PPDU를 수신할 STA에 대한 정보, OFDMA 기반의 자원 할당(resource allocation) 정보(또는 MU-MIMO 정보)를 포함할 수도 있다. HE-SIG B(1460)에 OFDMA 기반의 자원 할당 정보(또는 MU-MIMO 관련 정보)가 포함되는 경우, HE-SIG A(1430)에는 해당 정보가 포함되지 않을 수도 있다.
HE-STF(1440) 및 HE-STF(1440) 이후의 필드에 적용되는 IFFT의 크기와 HE-STF(1140) 이전의 필드에 적용되는 IFFT의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, HE-STF(1440) 및 HE-STF(1440) 이후의 필드에 적용되는 IFFT의 크기는 HE-STF(1440) 이전의 필드에 적용되는 IFFT의 크기보다 4배 클 수 있다. STA은 HE-SIG A(1430)를 수신하고, HE-SIG A(1430)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신을 지시받을 수 있다. 이러한 경우, STA은 HE-STF(1440) 및 HE-STF(1440) 이후 필드부터 변경된 FFT 사이즈를 기반으로 디코딩을 수행할 수 있다. 반대로 STA이 HE-SIG A(1430)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신을 지시받지 못한 경우, STA은 디코딩을 중단하고 NAV(network allocation vector) 설정을 할 수 있다. HE-STF(1440)의 CP(cyclic prefix)는 다른 필드의 CP보다 큰 크기를 가질 수 있고, 이러한 CP 구간 동안 STA은 FFT 사이즈를 변화시켜 하향링크 PPDU에 대한 디코딩을 수행할 수 있다.
도 14의 상단에서 개시된 PPDU의 포맷을 구성하는 필드의 순서는 변할 수도 있다. 예를 들어, 도 14의 중단에서 개시된 바와 같이 HE 부분의 HE-SIG B(1415)가 HE-SIG A(1405)의 바로 이후에 위치할 수도 있다. STA은 HE-SIG A(1405) 및 HE-SIG B(1415)까지 디코딩하고 필요한 제어 정보를 수신하고 NAV 설정을 할 수 있다. 마찬가지로 HE-STF(1425) 및 HE-STF(1425) 이후의 필드에 적용되는 IFFT의 크기는 HE-STF(1425) 이전의 필드에 적용되는 IFFT의 크기와 다를 수 있다.
STA은 HE-SIG A(1405) 및 HE-SIG B(1415)를 수신할 수 있다. HE-SIG A(1405)의 STA 식별자 필드에 의해 하향링크 PPDU의 수신이 지시되는 경우, STA은 HE-STF(1425)부터는 FFT 사이즈를 변화시켜 하향링크 PPDU에 대한 디코딩을 수행할 수 있다. 반대로 STA은 HE-SIG A(1405)를 수신하고, HE-SIG A(1405)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신이 지시되지 않는 경우, NAV(network allocation vector) 설정을 할 수 있다.
도 14의 하단을 참조하면, DL(downlink) MU(multi-user) 전송을 위한 하향링크 PPDU 포맷이 개시된다. 하향링크 PPDU는 서로 다른 하향링크 전송 자원(주파수 자원 또는 공간적 스트림)을 통해 STA으로 전송될 수 있다. 즉, 하향링크 PPDU는 하향링크 전용 채널에 포함되는 하위 하향링크 전용 채널을 통해 복수의 STA으로 전송될 수 있다. 하향링크 PPDU 상에서 HE-SIG B(1445)의 이전 필드는 서로 다른 하향링크 전송 자원 각각에서 듀플리케이트된 형태로 전송될 수 있다. HE-SIG B(1445)는 전체 전송 자원 상에서 인코딩된 형태로 전송될 수 있다. HE-SIG B(1445) 이후의 필드는 하향링크 PPDU를 수신하는 복수의 STA 각각을 위한 개별 정보를 포함할 수 있다.
하향링크 PPDU에 포함되는 필드가 하향링크 전송 자원 각각을 통해 각각 전송되는 경우, 필드 각각에 대한 CRC가 하향링크 PPDU에 포함될 수 있다. 반대로, 하향링크 PPDU에 포함되는 특정 필드가 전체 하향링크 전송 자원 상에서 인코딩되어 전송되는 경우, 필드 각각에 대한 CRC가 하향링크 PPDU에 포함되지 않을 수 있다. 따라서, CRC에 대한 오버 헤드가 감소될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 DL MU 전송을 위한 하향링크 PPDU 포맷은 전체 전송 자원 상에서 인코딩된 형태의 HE-SIG B(1445)를 사용함으로써 하향링크 프레임의 CRC 오버헤드를 감소시킬 수 있다.
예를 들어, AP가 하향링크 전용 채널을 통해 DL(downlink) MU(multi-user) OFDMA 전송을 기반으로 하향링크 PPDU를 전송한 경우를 가정할 수 있다. 하나의 하위 하향링크 전용 채널 대역폭이 20MHz인 경우, STA은 하나의 하위 하향링크 전용 채널을 통해 전송된 HE-SIG A(1435)를 디코딩하여 하향링크 전송 자원을 할당받을 수 있다. 예를 들어, HE-SIG A(1435)는 STA으로 할당된 하향링크 전용 채널이 80MHz임을 지시할 수 있고, STA은 80MHz의 하향링크 전용 채널을 통해 전송되는 HE-SIG A(1435) 이후의 필드를 디코딩할 수 있다.
DL MU 전송을 위한 하향링크 PPDU 포맷도 마찬가지로 HE-STF(1455) 및 HE-STF(1455) 이후의 필드는 HE-STF(1455) 이전의 필드와 다른 IFFT 사이즈를 기반으로 인코딩될 수 있다. 따라서, STA은 HE-SIG A(1435) 및 HE-SIG B(1445)를 수신하고, HE-SIG A(1435)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신을 지시받은 경우, HE-STF(1455)부터는 FFT 사이즈를 변화시켜 하향링크 PPDU에 대한 디코딩을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 15를 참조하면, 무선 장치(1500)는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 STA로서, AP(1500) 또는 비 AP STA(non-AP station)(또는 STA)(1550)일 수 있다.
AP(1500)는 프로세서(1210), 메모리(1520) 및 RF부(radio frequency unit, 1230)를 포함한다.
RF부(1530)는 프로세서(1510)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(1510)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1510)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서는 도 2 내지 14의 실시예에서 개시한 무선 장치의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1510)는 하향링크 전용 채널을 통해 STA으로 하향링크 프레임(하향링크 PPDU)를 전송하도록 구현될 수 있다. 또한, 프로세서(1510)는 STA의 하향링크 전용 채널의 존재 여부를 판단하여 STA이 하향링크 전용 채널에 머무를 경우 STA으로 하향링크 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 하향링크 전용 채널의 점유에 대한 조기 종료시 프로세서(1510)는 TXOP END 프레임을 STA으로 전송하도록 구현될 수 있다.
STA(1550)는 프로세서(1560), 메모리(1570) 및 RF부(radio frequency unit, 1580)를 포함한다.
RF부(1580)는 프로세서(1560)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(1560)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1520)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서는 도 2 내지 14의 실시예에서 무선 장치의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1560)는 AP로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU을 수신하고, 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 STA을 지시하지 않고, STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하고, TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 일반 채널을 통해 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하고, TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 일반 채널에서 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하도록 구현될 수 있다.
전술한 바와 같이 하향링크 전용 채널은 상기 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 하향링크 PPDU의 전송 및 STA에 의한 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송만을 허용하고 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 제한할 수 있다. 독립 상향링크 프레임은 STA으로부터 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 응답 프레임이 아닌 프레임일 수 있다. 독립 상향 링크 프레임은 일반 채널을 통해 전송될 수 있다.
프로세서(1510, 1560)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(1520, 1570)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1530, 1580)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1520, 1570)에 저장되고, 프로세서(1510, 1560)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1520, 1570)는 프로세서(1510, 1560) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1510, 1560)와 연결될 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 방법은,
    STA(station)이 AP(access point)로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)을 수신하는 단계;
    상기 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 상기 STA을 지시하지 않고, 상기 STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, 상기 STA이 상기 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP(transmission opportunity) 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하는 단계;
    상기 STA이 상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 상기 일반 채널을 통해 상기 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하는 단계;
    상기 STA이 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 하향링크 전용 채널은 상기 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 상기 하향링크 PPDU의 전송 및 상기 STA에 의한 상기 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송을 위해 사용되고
    상기 하향링크 전용 채널은 상기 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 위해 사용되지 않고,
    상기 독립 상향링크 프레임은 상기 STA으로부터 상기 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 상기 응답 프레임이 아닌 상향링크 프레임인 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 채널 스위칭은 상기 TXOP 듀레이션이 임계 스위칭 시간보다 긴 경우에 수행되고,
    상기 임계 스위칭 시간은 상기 상향링크 프레임의 전송을 위해 필요한 시간 자원을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채널 액세스가 임계 액세스 시간까지 성공한 경우, 상기 채널 액세스를 기반으로 상기 상향링크 프레임이 상기 AP로 전송되고,
    상기 임계 액세스 시간은 상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 내에서 상기 상향링크 프레임의 전송을 위해 필요한 시간 자원을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 STA가 상기 채널 액세스 도중 TXOP 종료 프레임을 상기 AP로부터 수신한 경우, 상기 STA은 상기 채널 액세스를 중단하고, 상기 제2 채널 스위칭의 수행 시점 이전에 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 TXOP 듀레이션은 상기 AP에 의해 전송된 RTS(request to send) 프레임의 듀레이션 필드를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 무선랜에서 상향링크 프레임을 전송하는 STA(station)에 있어서, 상기 STA은,
    무선 신호를 송신 또는 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 동작 가능하도록(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 AP(access point)로부터 하향링크 전용 채널을 통해 하향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)을 수신하고,
    상기 하향링크 PPDU의 수신 STA 지시 정보가 상기 STA을 지시하지 않고, 상기 STA에 펜딩된 상향링크 프레임이 존재하는 경우, 상기 하향링크 PPDU의 전송을 위한 TXOP(transmission opportunity) 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 하향링크 전용 채널에서 일반 채널로 제1 채널 스위칭을 수행하고,
    상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 상에서 상기 일반 채널을 통해 상기 상향링크 프레임의 전송을 위한 채널 액세스를 수행하고,
    상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 기반으로 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 제2 채널 스위칭을 수행하도록 구현되되,
    상기 하향링크 전용 채널은 상기 AP에 의한 비-경쟁(non-contention) 기반의 상기 하향링크 PPDU의 전송 및 상기 STA에 의한 상기 하향링크 PPDU에 대한 응답 프레임의 전송을 위해 사용되고
    상기 하향링크 전용 채널은 상기 STA에 의한 독립 상향링크 프레임의 전송을 위해 사용되지 않고,
    상기 독립 상향링크 프레임은 상기 STA으로부터 상기 AP로 전송되는 상향링크 프레임 중 상기 응답 프레임이 아닌 STA.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 채널 스위칭은 상기 TXOP 듀레이션이 임계 스위칭 시간보다 긴 경우에 수행되고,
    상기 임계 스위칭 시간은 상기 상향링크 프레임의 전송을 위해 필요한 시간 자원을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 STA.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 채널 액세스가 임계 액세스 시간까지 성공한 경우, 상기 채널 액세스를 기반으로 상기 상향링크 프레임이 상기 AP로 전송되고,
    상기 임계 액세스 시간은 상기 TXOP 듀레이션에 대응되는 시간 자원 내에서 상기 상향링크 프레임의 전송을 위해 필요한 시간 자원을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 STA.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 RF부가 상기 채널 액세스 도중 TXOP 종료 프레임을 상기 AP로부터 수신한 경우, 상기 프로세서는 상기 채널 액세스를 중단하고, 상기 제2 채널 스위칭의 수행 시점 이전에 상기 일반 채널에서 상기 하향링크 전용 채널로 채널 스위칭을 수행하는 것을 특징으로 하는 STA.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 TXOP 듀레이션은 상기 AP에 의해 전송된 RTS(request to send) 프레임의 듀레이션 필드를 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 STA.
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