KR101954660B1 - 전송기회 전력 절약 방법 - Google Patents

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Abstract

무선 메쉬 네트워크에서 전송기회 전력 절약 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 메쉬 스테이션이 제2 메쉬 스테이션에게 메쉬 피어링 오픈 프레임(Mesh Peering Open Frame)을 전송하되, 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 상기 제1 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함하며, 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임의 응답으로 상기 제1 메쉬 스테이션이 상기 제2 메쉬 스테이션으로부터 메쉬 피어링 확인 프레임(Mesh Peering Confirm Frame)을 수신하되, 상기 메쉬 피어링 확인 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함한다.

Description

전송기회 전력 절약 방법{METHOD OF TRANSMISSION OPPORTUNITY POWER SAVE}
본 발명은 무선랜 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)의 전력 절약(Power Save)에 관한 것이다.
무선 통신 시스템이 발전하고, 이동 중 이용 가능한 고용량 멀티미디어 콘텐츠에 대한 수요가 증가함에 따라 무선 통신 시스템은 전송 속도를 향상시키려는 노력을 기울여왔다. 고속 이동 중 인터넷을 이용하기 위한 와이브로(Wibro)와 저속 이동 중 고화질 영상의 실시간 감상이 가능한 무선랜(Wireless LAN)이 대표적인 예이다. 특히, 무선랜의 경우, IEEE 802.11a/g 표준에서는 단일 안테나로 2.4GHz 혹은 5GHz 대역에서 20MHz 대역폭을 이용하여 54Mbps 물리 계층 전송 속도가 가능해졌으며, IEEE 802.11n 표준에서는 최대 4개의 안테나와 40MHz 대역폭까지 지원 가능하여 최대 600Mbps 물리 계층 전송 속도를 지원하고 있다.
현재 더 높은 전송 속도를 보장하기 위한 차세대 무선랜으로 IEEE 802.11n 표준의 다음 버전에 대한 표준화가 논의되고 있다. 통상 IEEE 802.11n 표준은 HT(High Throughput) 모드로 부르고, IEEE 802.11a/b/g 표준을 레거시(Legacy) 모드로 불러왔다. 반면에 IEEE 802.11ac에서 새로 논의 중인 표준은 VHT(Very High Throughput) 모드라고 부른다.
한편, 무선랜 시스템에서는 스테이션(station; STA)의 이동성을 지원하기 위하여 대부분 배터리를 사용하여 동작한다. 하지만, 배터리의 용량이 제한적이기 때문에, STA이 프레임 수신을 위해 활성화 상태에 있을 필요가 없으면 배터리를 절약할 수 있도록 파워 세이브 모드(Power Save Mode)를 지원한다. 즉, STA이 경쟁 또는 비경쟁 기반의 채널 접근 방법에 의해 획득한 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 동안 깨어 있는 상태(awake state)와 취침 상태(doze state 또는 sleep state)를 전환해가며 동작하여 STA의 전력 소모를 줄일 수 있도록 한다.
예컨대, STA이 TXOP 동안 AP 또는 다른 STA과 데이터 등을 전송/수신 하지 않을 때에는 취침 상태(doze state)로 동작하고, 데이터 등의 전송이 필요하거나 데이터 등의 수신을 요청 받는 경우에는 깨어 있는 상태(awake state)로 진입하여 데이터 등의 전송/수신을 한 다음 다시 취침 상태(doze state)로 복귀할 수 있다.
그러나 IEEE 802.11ac 표준에서는 STA이 무선랜 시스템의 특정 BSS(Basic Service Set)에 결합(association)하면 TXOP 동안 파워 세이브 모드 상태를 변경할 수 없다. 또한, 파워 세이브 모드는 AP에서 STA으로의 데이터 전송에 대해서만 적용 가능하기 때문에 무선 메쉬 네트워크(wireless mesh network)와 같이 STA 간의 통신이 가능한 무선랜 시스템에서는 적용이 불가능하다.
802.11v는 무선 네트워크를 관리하기 위한 다양한 기능을 제공하며, 이중 무선 네트워크 상의 각 STA의 상태를 보고 받을 수 있는 진단 보고(Diagnostic reporting) 기능이 있으나, 기존의 802.11v의 진단 정보 서브요소(Diagnostic information subelement)에 TXOP 파워 세이브(Power Save) 관련 사항이 정의되어 있지 않다. 따라서, STA이 802.11v의 진단 보고(diagnostic reporting)를 사용하여 TXOP 파워 세이브를 사용하고 있는 지의 여부를 보고할 수 없다.
상술한 문제들을 해결하기 위해서, IEEE 802.11ac VHT를 지원하는 STA의 불필요한 전력 소모를 방지하기 위한 방법이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2008-0014422호
VHT 무선랜 기술을 지원하는 스테이션의 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 동안 전력을 절약(power save)하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 무선 메쉬 네트워크(wireless mesh network)에서 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 전력 절약(Power Save; PS) 방법이 제공된다. 상기 방법은 제1 메쉬 스테이션이 제2 메쉬 스테이션에게 메쉬 피어링 오픈 프레임(Mesh Peering Open Frame)을 전송하되, 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 상기 제1 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함하며; 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임의 응답으로 상기 제1 메쉬 스테이션이 상기 제2 메쉬 스테이션으로부터 메쉬 피어링 확인 프레임(Mesh Peering Confirm Frame)을 수신하되, 상기 메쉬 피어링 확인 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함하며; 상기 제1 메쉬 스테이션 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 변경하기를 원하면, VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)를 포함하는 VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)을 전송하되, 상기 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)는 TXOP PS 모드 허용 여부 또는 TXOP PS 모드 사용 여부를 지시하는 TXOP PS 모드 필드를 포함하며, 상기 제1 메쉬 스테이션 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하기를 원하면, PS 모드 서브요소(subelement)를 포함하는 진단 정보 서브요소(Diagnostic Information subelement)를 전송하되, 상기 PS 모드 서브요소(subelement)는 TXOP PS 모드에 대한 정보를 지시하는 TXOP PS 모드 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송기회 전력 절약 방법.
무선 메쉬 네트워크에서 메쉬 스테이션들 간의 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 파워 세이브(Power Save; PS)를 제공한다. 메쉬 스테이션들이 피어 링크 설정 후 동적으로 TXOP PS 모드를 변경할 수 있고, 메쉬 스테이션들 간의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 주고 받을 수 있다. 또한, 무선랜 시스템 내 무선랜 단말들이 동적으로 TXOP PS 모드를 변경할 수 있고, 무선랜 단말들 간의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 주고 받을 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 메쉬 네트워크의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 피어링 오픈 프레임에 포함되는 VHT 능력치 정보 필드의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 피어링 확인 프레임에 포함되는 VHT 능력치 정보 필드의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 VHT 능력치 정보 요소에 포함되는 필드의 일예를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP PS 모드의 변경을 위한 VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)에 포함되는 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field) 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하기 위한 진단 정보 서브요소에 포함된 PS 모드 서브요소의 필드를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 또한 본 발명은 이하에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 메쉬 네트워크의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선 메쉬 네트워크는 하나 또는 다수의 STA(Station)(131, 132, 133, 134)과 하나 또는 그 이상의 무선기기, 즉 MP들(Mesh Point)(111, 121, 122, 123)을 포함한다. 상기 MP들 중에서 참조 번호 121과 122는 자신과 결합되어 있는 STA(131, 132, 133, 134)이 존재하므로, AP의 기능을 동시에 수행하는 MP, 즉 MAP가 된다. 그리고 참조 번호 111의 MP는 외부 네트워크와 유선 또는 무선으로 연결되는 MP인데, 이를 메쉬 포털(Mesh Portal)이라 한다.
STA(131 내지 134)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 비AP 스테이션(Non-AP Station)이다. 그리고 STA(131 내지 134)은 자신이 가입한 멀티캐스트 가입 정보를 자신이 결합하고 있는 MAP(121 또는 122)에게 알려 준다. 이러한 STA은 무선국이라는 명칭 외에 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등으로도 불릴 수 있다.
MP(111, 121, 122, 123)는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 개체로서, IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어와 물리층 인터페이스를 포함하는 IEEE 802.11의 기능 개체의 하나이다. MP(111, 121, 122, 123)는 메쉬 서비스(mesh services)를 지원하는 무선기기인데, 메쉬 서비스는 메쉬 네트워크를 구성하는 MP들간에 직접 통신을 가능하게 해주는 제반 서비스를 포함한다. 메쉬 서비스를 제공하기 위한 두 개의 MP들, 예컨대 참조 번호 121의 MP와 참조 번호 123의 MP 사이에서의 통신은, 상기 두 개의 MP들 사이에 설정되어 있는 직접 링크인 메쉬 링크(mesh link) 또는 피어 링크(peer link)를 통해서 이루어진다. MP(111, 121, 122, 123)는 각각 능동 스캔 또는 수동 스캔을 통해 하나 이상의 후보 MP를 찾은 다음에, 이들 후보 MP와 통상적인 링크 설정 절차에 따라서 메쉬 링크를 설정한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 MP(111, 121, 122, 123)는 1Gbps 이상의 초고속 처리율을 달성할 수 있도록 하나 또는 그 이상의 VHT MAC과 PHY 특성을 지원한다. MP는 메쉬 포인트라는 명칭 외에 메쉬 스테이션(Mesh Station)으로 불릴 수도 있다.
상기 MP(111, 121, 122, 123)들 중에서 AP로서의 기능을 함께 수행하는 MP를 특별히 MAP라고 한다. 따라서 MAP(121, 122)는 전술한 MP의 기능 외에도 자신에게 연결 설정된 무선국(Associated Station)을 위하여 AP로서의 기능도 수행한다. AP는 엑세스 포인트라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
상술한 무선 메쉬 네트워크는 네트워크 구축의 유연성, 우회 경로에 의한 신뢰성 및 통신거리의 단축에 따른 전력 소비의 절감 등의 이점이 있다. 보다 구체적으로, 메쉬 네트워크를 이용하면 기존의 통신망이 없는 장소에서도 MP 간에 유연한 네트워크를 구축할 수 있다. 그리고 메쉬 네트워크에서는 다수의 MP 간에 서로 연결되어 다수의 우회 경로를 확보할 수 있어서 하나의 MP가 고장 나더라도 다른 경로를 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 메쉬 네트워크에서는 하나의 MP의 통신 영역(coverage)이 넓지 않더라도 인접하는 MP를 경유하여 통신할 수 있으므로 낮은 전력으로도 원거리 통신이 가능하게 된다.
IEEE 802.11 MAC(Medium Access Control) 부계층의 아키텍처는 DCF(Distributed Coordination Function), PCF(Point Coordination Function), HCF(Hybrid Coordination Function)을 포함한다. HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)라 불리는 경쟁 기반에서의 채널 접근 방법과, HCCA(HCF Controlled Channel Access)라 불리는 비경쟁 기반에서의 채널 접근 방법을 포함한다. EDCA 메커니즘은 전송기회를 얻기 위해 경쟁할 수 있다. 즉, MP 또는 스테이션들은 EDCA 경쟁에서 성공하면 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP)를 획득하게 된다. 또는, HC(Hybrid Coordinator)에 의해 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP)가 할당될 수 있다.
TXOP는 특정 MP 또는 특정 스테이션이 무선 매체 상으로 전송을 개시하는 권리를 가지는 경우 권리의 지속 시간 간격으로써, 특정 MP 또는 특정 스테이션이 프레임을 전송할 수 있는 일정 시간을 부여하고 이를 보장하기 위해 사용된다.
IEEE 802.11 규격을 지원하는 STA은 자신의 전력을 관리하기 위해서, 프레임의 전송/수신을 포함한 모든 기능이 가능하도록 충분히 전력을 공급받고 소모하는 깨어 있는 상태(awake state)와 프레임의 전송/수신 기능을 제한한 대신 저전력을 소모하는 취침 상태(doze state, 또는 sleep state) 중 어느 한 상태를 취할 수 있다.
STA은 전력 관리를 위해서 액티브(active) 모드와 파워 세이브(power save; PS) 모드가 있다. 액티브 모드에서 STA은 깨어 있는 상태(awake state)에서 동작한다. 파워 세이브 모드(이하, PS 모드라 함)에서 STA은 필요에 따라 깨어 있는 상태(awake state)와 취침 상태(doze state) 간 전환을 통하여 전력 소모를 줄일 수 있도록 동작한다. 예컨대, STA이 PS 모드일 때, AP 또는 다른 STA과 프레임을 전송/수신 하지 않을 때에는 취침 상태(doze state)를 취하여 전력 소모를 최소화할 수 있다. 만일, 프레임의 전송이 필요하거나 프레임의 수신을 요청 받는 경우에는 깨어 있는 상태(awake state)로 진입하여 프레임을 전송/수신하고, 이를 완료한 다음 다시 취침 상태(doze state)로 복귀할 수 있다.
즉, STA은 TXOP 구간 내에서 PS 모드로 동작하여 깨어 있는 상태(awake state)와 취침 상태(doze state)를 전환해가며 동작할 수 있다. 이하 본 발명에 대하여 상술함에 있어서 TXOP 구간 내에서 STA이 깨어 있는 상태(awake state)와 취침 상태(doze state)를 전환해가면 동작하는 것을 TXOP PS 모드라고 지칭하도록 한다.
다만, 기존의 TXOP PS 모드는 AP에서 STA으로의 전송에 대해서만 적용 가능하도록 제한되어 있으며, AP와 STA 간의 결합(association) 절차를 통해 AP가 TXOP PS 모드를 허용할 것인지 STA이 TXOP PS 모드인지 여부를 지시하도록 되어 있다. 반면, 도 1에 도시된 메쉬 네트워크에서 MP들 간에는 결합 절차를 거치지 않고 피어 링크 절차를 거치기 때문에 TXOP PS 모드를 사용할 수 없다. 따라서, 본 발명에서는 MP들 간의 피어 링크 절차 시 TXOP PS 모드에 관한 정보를 교환할 수 있도록 함으로써, 무선 메쉬 네트워크에서 MP(이하, 메쉬 스테이션 또는 메쉬 STA이라 함)들의 TXOP PS 모드를 적용할 수 있는 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드 제공 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 제1 메쉬 STA(10)과 제2 메쉬 STA(20)이 피어 링크를 설정하여 TXOP PS 모드로 동작하는 과정을 나타내고 있다. 메쉬 피어링 오픈 프레임(Mesh Peering Open Frame)은 메쉬 피어 링크 절차를 개시하기 위해 사용되고, 메쉬 피어링 확인 프레임(Mesh Peering Confirm Frame)은 수신된 메쉬 피어링 오픈 프레임에 대한 응답으로 전송되는 프레임으로, 메쉬 피어링에 대한 확인을 하기 위해 사용된다.
도 2를 참조하면, 제1 메쉬 STA(10)는 제2 메쉬 STA(20)에게 메쉬 피어링 오픈 프레임을 전송하고(S200), 이에 대한 응답으로 제2 메쉬 STA(20)로부터 메쉬 피어링 확인 프레임을 수신한다(S210).
또는, 제2 메쉬 STA(20)이 제1 메쉬 STA(10)에게 메쉬 피어링 오픈 프레임을 전송하고, 이에 대한 응답으로 제1 메쉬 STA(10)으로부터 메쉬 피어링 확인 프레임을 수신할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1 메쉬 STA(10)과 제2 메쉬 STA(20)이 주고 받는 메쉬 피어링 오픈 프레임과 메쉬 피어링 확인 프레임에는 TXOP PS 모드를 위한 정보가 포함된다. 즉, IEEE 802.11ac 표준에서 제공하는 VHT 능력치(capabilities) 정보 필드 내 VHT TXOP PS 비트(bit)가 포함된다. VHT TXOP PS 비트를 이용하여 제1 메쉬 STA(10) 및 제2 메쉬 STA(20)이 TXOP PS를 허용하는지 여부 및 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시한다.
만일, 제1 메쉬 STA(10)이 메쉬 피어링 오픈 프레임 전송 시, VHT 능력치(capabilities) 정보 필드 내 VHT TXOP PS 비트의 값을 TXOP PS의 허용을 지시하도록 설정하였고, 제2 메쉬 STA(20)이 메쉬 피어링 확인 프레임 전송 시, VHT 능력치(capabilities) 정보 필드 내 VHT TXOP PS 비트의 값을 TXOP PS 모드의 사용을 지시하도록 설정한 경우, 제1 메쉬 STA(10)이 TXOP 구간 내에 데이터 프레임을 전송하면(S220), 제2 메쉬 STA(20)은 상기 데이터 프레임을 수신할지 여부를 판단한다(S230).
예컨대, 제2 메쉬 STA(20)은 상기 데이터 프레임에 포함된 부분 주소 식별자(Partial AID), 즉 수신자 주소(Receiver Address; RA)를 확인하여 자신에게 전송된 데이터 프레임인지 여부를 판단할 수 있다. 만일, 데이터 프레임에 포함된 RA가 제2 메쉬 STA(20)의 RA이면, 제2 메쉬 STA(20)은 깨어 있는 상태(awake state)로 전환하여 데이터 프레임을 수신하고, 데이터 프레임에 포함된 RA가 제2 메쉬 STA(20)의 RA가 아니면, 제2 메쉬 STA(20)은 TXOP 구간 동안 취침 상태(doze state)로 동작한다. 여기서, 부분 주소 식별자(Partial AID)는 수신자의 맥 주소로 정의되어 있기 때문에, 데이터 프레임의 수신자를 유일하게 식별 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 STA이 TXOP PS 모드로 동작하는 경우에는 수신된 데이터 프레임의 부분 주소 식별자(Partial AID)를 물리 계층에서 확인함으로써 물리 계층에서의 파워 절약을 가능하게 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 피어링 오픈 프레임에 포함되는 VHT 능력치 정보 필드의 일 예를 나타낸 도면이다. 상술한 바와 같이 메쉬 피어링 오픈 프레임은 메쉬 링크 설정 절차를 개시하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 메쉬 피어링 오픈 프레임은 기존의 무선 메쉬 네트워크 표준에서 제공하는 정보 요소들을 모두 포함한다. 예컨대, 카테고리(Category) 정보, 액션값 정보(Action Value), 능력치 정보(Capability), 지원 레이트 정보(Supported Rate)를 포함한다. 또한, 소정의 조건을 만족할 경우에는 확장 지원 레이트 정보(Extended Support Rate), 전원 능력치 정보(Power Capability), 지원 채널 정보(Supported Channel), RSN(Robust Security Network) 정보, 메쉬 식별자 정보(Mesh ID), 메쉬 컨피규레이션 정보(Mesh Configration), 메쉬 피어링 관리 정보(Mesh Peering Management), MIC(Message Integration Code) 정보를 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 메쉬 피어링 오픈 프레임은 본 발명에서 제안하는 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드의 허용 여부 및 TXOP PS 모드의 사용 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함하는 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 더 포함한다.
도 3에 도시된 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소의 순서(order) 번호는 하나의 예시이며, 필요에 따라 변경 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 피어링 확인 프레임에 포함되는 VHT 능력치 정보 필드의 일 예를 나타낸 도면이다. 상술한 바와 같이 메쉬 피어링 확인 프레임은 수신된 메쉬 피어링 오픈 프레임에 대한 응답으로 전송되는 프레임으로, 메쉬 피어링에 대한 확인을 하기 위해 사용된다.
본 발명에 따른 메쉬 피어링 확인 프레임은 기존의 무선 메쉬 네트워크 표준에서 제공하는 정보 요소들을 모두 포함한다. 예컨대, 카테고리(Category) 정보 요소, 액션값 정보(Action Value) 요소, 능력치 정보(Capability) 요소, AID(Association Identifier) 정보 요소, 지원 레이트 정보(Supported Rate) 요소가 포함된다. 그리고 소정의 조건을 만족할 경우에는, 확장 지원 레이트 정보(Extended Support Rate) 요소, RSN(Robust Security Network) 정보 요소, 메쉬 식별자 정보(Mesh ID) 요소, 메쉬 컨피규레이션 정보(Mesh Configration) 요소, 메쉬 피어링 관리 정보(Mesh Peering Management) 요소, MIC(Message Integration Code) 정보 요소를 포함할 수 있다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 메쉬 피어링 확인 프레임은 본 발명에서 제안하는 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드의 허용 여부 및 TXOP PS 모드의 사용 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함하는 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 더 포함한다.
도 4에 도시된 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소의 순서(order) 번호는 하나의 예시이며, 필요에 따라 변경 가능하다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 VHT 능력치 정보 요소에 포함되는 필드의 일예를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, VHT 능력치 정보 요소(400)는 최대 MPDU(MAC Protocol Data Unit) 길이를 지시하는 Maximum MPDU Length(411), STA에 의해 지원되는 채널 대역폭을 지시하는 Supported Channel Width Set(412), LDPC(Low Density Parity Check)로 부호화된 패킷을 수신하는지 여부를 지시하는 Rx LDPC(413), 짧은 보호 구간(Short Guard Interval) 지원 여부를 지시하는 Short GI(414, 415), 적어도 2x1 STBC의 전송 지원 여부를 지시하는 Tx STBC(416), STBC(Space Time Block coding)를 사용하는 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)의 수신 지원 여부를 지시하는 Rx STBC(417), SU 빔포머로써의 동작을 지원하는지 여부를 지시하는 SU Beamformer Capable(418), SU 빔포미로써의 동작을 지원하는지 여부를 지시하는 SU Beamformee Capable(419), SU Beamformee Capable일 때 지원되는 빔포머 안테나의 최대 수를 나타내는 Compressed Steering Number of Beamformer Antennas Supported(420), SU Beamformer Capable일 때 TXVECTOP 파라미터 NUM_STS의 최대 값을 지시하는 Number of Sounding Dimensions(421), MU 빔포머로써의 동작을 지원하는지 여부를 지시하는 MU Beamformer Capable(422), MU 빔포미로써의 동작을 지원하는지 여부를 지시하는 MU Beamformee Capable(423), STA이 VHT 변형 HT Control 필드 수신을 지원하는지 여부를 지시하는 +HTC-VHT Capable(425), STA이 수신할 수 있는 A-MPDU의 최대 길이를 지시하는 Maximum A-MPDU Length Exponent(426), STA이 VHT 변형 HT Control 필드를 이용하여 링크 적응을 지원하는지 여부를 지시하는 VHT Link Adaptation Capable(427), Rx 안테나 패턴 변경의 가능 여부를 지시하는 Rx Antenna Pattern Consistency(428), 및 Tx 안테나 패턴 변경의 가능 여부를 지시하는 Tx Pattern Consistency(429) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 VHT 능력치 정보 요소(400)는 AP가 VHT TXOP(Transmission Opportunity) 파워 세이브 모드를 지원하는지 여부 또는 비 AP STA이 VHT TXOP 파워 세이브 모드인지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS(424)를 더 포함할 수 있다. 이는 전술한 바와 같이, 메쉬 스테이션들이 피어 링크 설정 시 자신의 TXOP PS 모드에 관한 정보를 지시하기 위한 것으로, 메쉬 피어링 오픈 프레임 및 메쉬 피어링 확인 프레임에 포함되어 전송되는 정보이다.
도 5에 도시된 VHT 능력치 정보 요소(400)는 하나의 예시이며, VHT 능력치 정보 요소(400) 내 필드들은 필요에 따라 모두 또는 일부만 포함될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 스테이션들은 피어 링크 설정 시 자신의 TXOP PS 모드에 관한 정보를 포함하여 메쉬 피어링 오픈 프레임 및 메쉬 피어링 확인 프레임을 송수신함으로써, 메쉬 스테이션의 파워를 절약할 수 있도록 한다. 그러나 메쉬 스테이션들이 피어 링크를 설정한 이후에 TXOP PS 모드를 변경하기를 원할 경우, 예컨대, 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드로 동작하지 않다가 배터리의 잔량이 감소하여 TXOP PS 모드로 전환하기를 원하거나, TXOP PS 모드로 동작하다가 전송 효율을 높이기 위해 TXOP PS 모드에서 벗어나기를 원하는 경우 등에는 다시 피어 링크를 설정해야 하는 문제점이 있다.
이하에서는 상술한 문제점을 해결하기 위해 동적으로 TXOP PS 모드를 변경할 수 있는 방법에 대해 설명한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP PS 모드의 변경을 위한 VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)에 포함되는 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field) 일 예를 나타내는 도면이다.
VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)은 이 프레임을 송신하는 STA이 동작 채널 대역폭(operating channel width) 및/또는 자신이 수신 받을 수 있는 공간 스트림(spatial streams; SS)의 개수를 다른 STA들에게 알리기 위해 사용된다.
본 발명에서는 도 6에 도시된 VHT 동작 모드 알림 프레임 내 VHT 동작 모드 필드(200)를 확장하여 메쉬 스테이션 간 TXOP PS 모드의 변경을 알리는데 사용한다.
도 6를 참조하면, VHT 동작 모드 알림 프레임 내 VHT 동작 모드 필드(200)는 동작 채널 대역폭을 지시하는 채널 대역폭(Channel Width, 210) 필드, 예약(Reserved, 220) 필드, STA의 PS 모드 여부를 지시하는 TXOP PS 모드(230) 필드, 송신 STA이 수신 받을 수 있는 공간 스트림(SS)의 개수를 지시하는 RX NSS(240) 필드 및 SU에 대한 공간 스트림(SS)의 최대 개수를 지시하는 Max NSS For SU Present(250)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 메쉬 네트워크 내 메쉬 스테이션들은 피어 링크 설정 후 TXOP PS를 변경하기를 원할 경우, VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트 값을 이용하여 TXOP PS의 허용 여부 및 TXOP PS 모드의 사용 여부를 변경할 수 있다. 예컨대, TXOP PS 모드(230) 필드의 비트 값을 0으로 설정하여 TXOP PS 모드를 사용하지 않음으로 지시하거나 TXOP PS를 허용하지 않음으로 지시할 수 있고, TXOP PS 모드(230) 필드의 비트 값을 1로 설정하여 TXOP PS 모드를 사용하는 것으로 지시하거나 TXOP PS 모드를 허용하는 것으로 지시할 수 있다.
다만, TXOP PS 모드(230) 필드의 비트 값 0 또는 1에 따라 TXOP PS 모드의 사용 여부 및 TXOP PS 모드의 허용 여부를 지시하도록 설정한 것은 하나의 예시이며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따른 VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트를 이용하여 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드를 변경하는 방법에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 메쉬 스테이션뿐만 아니라, 예컨대 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS; IBSS) 등과 같은 무선랜 시스템의 AP와 STA에도 적용 가능하다.
예를 들어, 무선랜 시스템 내의 STA이 자신의 TXOP PS 모드를 변경하기를 원할 경우, VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트 값을 0 또는 1로 설정하여 TXOP PS 모드를 사용하는 것으로 지시하거나 TXOP PS 모드를 사용하지 않는 것으로 지시할 수 있다. 즉, 상기 STA은 VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트 값을 이용하여 자신의 TXOP PS 모드를 변경하고, 상기 변경한 사실을 다른 STA들에게 VHT 동작 모드 알림 프레임을 전송함으로써 통지할 수 있다.
또는, 무선랜 시스템 내의 AP가 자신의 TXOP PS 허용 여부를 변경하기를 원할 경우, VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트 값을 0 또는 1로 설정하여 TXOP PS를 허용하는 것으로 지시하거나 TXOP PS를 허용하지 않는 것으로 지시할 수 있다. 즉, 상기 AP는 VHT 동작 모드 필드(200) 내 TXOP PS 모드(230)의 비트 값을 이용하여 자신의 TXOP PS 모드를 변경하고, 상기 변경한 사실을 BSS 내의 모든 STA들에게 VHT 동작 모드 알림 프레임을 전송함으로써 통지할 수 있다. 이때, 상기 AP는 브로드캐스트(broadcast) 수신자 주소(RA)를 사용하여 BSS 내 모든 STA들에게 VHT 동작 모드 알림 프레임을 전송할 수 있다.
이하에서는 무선 네트워크를 관리하기 위한 다양한 기능을 제공하는 IEEE 802.11v 표준의 진단 보고(Diagnostic reporting) 기능을 이용하여 메쉬 스테이션들 간 TXOP PS 모드에 대한 정보를 교환하는 방법을 제공한다. 진단 보고 기능은 무선 네트워크 상의 STA들의 상태를 보고 받을 수 있는 것으로, 진단 요청 요소(Diagnostic Request Element) 및 진단 응답 요소(Diagnostic Response Element)의 교환을 통해 각 STA의 상태에 대한 진단 보고가 이루어진다. 진단 요청 요소(Diagnostic Request Element) 및 진단 응답 요소(Diagnostic Response Element)에는 다양한 진단 정보 서브요소(Diagnostic Information subelement)가 포함되어 있다. 진단 정보 서브요소는 PS 모드에 대한 정보 요소를 포함하고 있으며, 본 발명에서는 이를 확장하여 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고할 수 있는 방법을 제공한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하기 위한 진단 정보 서브요소에 포함된 PS 모드 서브요소의 필드를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 진단 정보 서브요소(Diagnostic Information subelement) 내 PS 모드에 대한 정보를 포함하고 있는 PS 모드 서브요소(Power Save Mode subelement, 300)는 서브요소의 식별자를 지시하는 Subelement ID(310), PS 모드 서브요소(300)의 길이를 지시하는 Length(320) 및 PS 모드에 대한 정보를 지시하는 Power Save Mode(330)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 PS 모드 서브요소(300)의 Power Save Mode(330)는 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고 할 수 있도록 TXOP PS 모드에 대한 정보를 지시하는 필드를 포함한다. 아래 표 1은 본 발명에서 제안하는 Power Save Mode(330) 서브요소에 포함되는 정보의 일 예를 나타낸 것이다.
Power Save Mode Bit
Unknown 0
None 1
PS mode (ReceiveDTIMs=1) 2
PS mode (ReceiveDTIMs=0) 3
U-APSD 4
S-APSD 5
U-PSMP 6
S-PSMP 7
SM Power Save 8
WNM-Sleep Mode 9
FMS 10
TIM Broadcast 11
TFS 12
TDLS Peer U-APSD 13
TDLS Peer PSM 14
TXOP Power Save 15
Reserved 16 ~ 31
Power Save Mode(330) 서브요소는 기존의 IEEE 802.11v에서 제공하는 정보 요소들을 모두 포함한다. 즉, 상기 표 1에 도시된 TXOP Power Save 요소를 제외한 다른 정보 요소들을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하기 위해, 기존의 IEEE 802.11v의 Power Save Mode(330)에서 예약(Reserved) 비트들(15 ~ 31 비트) 중 한 비트를 TXOP Power Save에 대한 정보를 지시하기 위한 비트로 할당한다. 예컨대, 상기 표 1에 도시된 것처럼, Power Save Mode(330) 서브요소의 15 비트에 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하기 위한 TXOP Power Save 필드를 할당할 수 있다.
따라서, 메쉬 스테이션들이 피어 링크를 설정한 후, 자신의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하거나 또는 다른 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 원할 경우, Power Save Mode 서브요소 내 TXOP Power Save 필드의 비트 값을 이용하여 TXOP PS 모드의 사용 여부 또는 TXOP PS 모드의 허용 여부에 대한 정보를 설정하고, 이를 진단 요청 요소(Diagnostic Request Element) 및 진단 응답 요소(Diagnostic Response Element)의 교환을 통해 메쉬 스테이션들 간 TXOP PS 모드에 대한 정보를 주고 받을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 PS 모드 서브요소(300)의 Power Save Mode(330) 필드의 비트 값을 이용하여 메쉬 스테이션의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하는 방법에 대해 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 메쉬 스테이션뿐만 아니라, 예컨대 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS; IBSS) 등과 같은 무선랜 시스템의 AP와 STA에도 적용 가능하다. 예컨대, AP 또는 STA이 자신의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고하거나, 다른 AP 또는 다른 STA의 TXOP PS 모드에 대한 정보를 원할 경우, Power Save Mode(330) 필드 내 TXOP Power Save 필드의 값을 이용하여 TXOP PS 모드에 대한 정보를 설정하고, 이를 BSS내 AP 또는 STA 사이에 진단 요청 요소(Diagnostic Request Element) 및 진단 응답 요소(Diagnostic Response Element)의 교환을 통해 보고할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 무선랜 단말이 동적으로 TXOP PS 모드를 변경할 수 있도록 지원하며, 또한 무선랜 단말이 TXOP PS 모드에 대한 정보를 서로 교환할 수 있도록 함으로써, 무선랜 단말의 전력 절약을 가능하게 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 메쉬 네트워크(wireless mesh network)에서 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 전력 절약(Power Save; PS) 방법에 있어서,
    제1 메쉬 스테이션이 제2 메쉬 스테이션에게 메쉬 피어링 오픈 프레임(Mesh Peering Open Frame)을 전송하는 단계 - 여기서 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 상기 제1 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함함;
    상기 메쉬 피어링 오픈 프레임의 응답으로 상기 제1 메쉬 스테이션이 상기 제2 메쉬 스테이션으로부터 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하는 메쉬 피어링 확인 프레임(Mesh Peering Confirm Frame)을 수신하는 단계; 그리고
    상기 제1 메쉬 스테이션 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 동작 모드를 변경할 때, VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)를 포함하는 VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)을 전송하는 단계를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  2. 무선 메쉬 네트워크(wireless mesh network)에서 전송기회(Transmission Opportunity; TXOP) 전력 절약(Power Save; PS) 방법에 있어서,
    제1 메쉬 스테이션이 제2 메쉬 스테이션에게 메쉬 피어링 오픈 프레임(Mesh Peering Open Frame)을 전송하는 단계 - 여기서 상기 메쉬 피어링 오픈 프레임은 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하고, 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소는 상기 제1 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 허용하는지 여부 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드를 사용하는지 여부를 지시하는 VHT TXOP PS 필드를 포함함;
    상기 메쉬 피어링 오픈 프레임의 응답으로 상기 제1 메쉬 스테이션이 상기 제2 메쉬 스테이션으로부터 상기 VHT 능력치(capabilities) 정보 요소를 포함하는 메쉬 피어링 확인 프레임(Mesh Peering Confirm Frame)을 수신하는 단계; 그리고
    상기 제1 메쉬 스테이션 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 TXOP PS 모드에 대한 정보를 보고할 때, PS 모드 서브요소(subelement)를 포함하는 진단 정보 서브요소(Diagnostic Information subelement)를 전송하는 단계를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  3. 제1항에서,
    상기 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)는 TXOP PS 모드 허용 여부 또는 TXOP PS 모드 사용 여부를 지시하는 TXOP PS 모드 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 PS 모드 서브요소(subelement)는 TXOP PS 모드에 대한 정보를 지시하는 TXOP PS 모드 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  5. 제3항에서,
    상기 VHT 동작 모드 알림 프레임(Operating Mode Notification Frame)을 전송하는 것은,
    상기 TXOP PS 모드 필드의 비트 값을 0으로 설정하여 상기 TXOP PS 모드를 사용하지 않음으로 지시하거나 상기 TXOP PS 모드를 허용하지 않음으로 지시하고, 상기 TXOP PS 모드 필드의 비트 값을 1로 설정하여 상기 TXOP PS 모드를 사용하는 것으로 지시하거나 상기 TXOP PS 모드를 허용하는 것으로 지시하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  6. 제4항에서,
    상기 진단 정보 서브요소(Diagnostic Information subelement)를 전송하는 것은,
    상기 TXOP PS 모드 필드의 비트 값을 0으로 설정하여 상기 TXOP PS 모드를 사용하지 않음으로 지시하거나 상기 TXOP PS 모드를 허용하지 않음으로 지시하고, 상기 TXOP PS 모드 필드의 비트 값을 1로 설정하여 상기 TXOP PS 모드를 사용하는 것으로 지시하거나 상기 TXOP PS 모드를 허용하는 것으로 지시하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)는 동작 채널 대역폭을 지시하는 채널 대역폭(Channel Width) 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  8. 제1항에서,
    상기 VHT 동작 모드 필드(Operating Mode Field)는 상기 제1 메쉬 스테이션 또는 상기 제2 메쉬 스테이션이 수신 받을 수 있는 공간 스트림(Spatial Stream)의 개수를 지시하는 RX NSS 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  9. 제2항에서,
    상기 PS 모드 서브요소(subelement)는 상기 PS 모드 서브요소의 식별자를 지시하는 Subelement ID 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
  10. 제2항에서,
    상기 PS 모드 서브요소(subelement)는 상기 PS 모드 서브요소의 길이를 지시하는 Length 필드를 포함하는, 전송기회 전력 절약 방법.
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