KR102377010B1

KR102377010B1 - 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말

Info

Publication number: KR102377010B1
Application number: KR1020200155378A
Authority: KR
Inventors: 권형진; 이재승; 정민호; 유희정; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2022-03-21
Also published as: KR20200132822A; US20150327262A1; KR20130142947A; CN104396334B; KR20200013017A; CN104396334A; KR102114854B1; US10779318B2; CN108811159B; US20170353970A1; KR102072597B1; CN108617002B; US20190289625A1; KR20200057688A; CN108617002A; CN108811159A; US10356810B2; KR102182959B1; US9781741B2

Abstract

WLAN(Wireless Local Area Network) 환경에서 네트워크를 관리하는 액세스포인트가 슬롯 기반 채널 액세스를 제어하는 장치 및 방법, 그에 따라 동작하는 단말에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하고, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하며, 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송한다.

Description

무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말{APPARATUS AND METHOD FOR SLOT BASED CHANNEL ACCESS CONTROL IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM, SLOT BASED CHANNEL ACCESS TERMINAL IN WLAN}

아래에서 설명하는 예들은 WLAN(Wireless Local Area Network) 환경에서 네트워크를 관리하는 액세스포인트가 슬롯 기반 채널 액세스를 제어하는 장치 및 방법, 그에 따라 동작하는 단말에 관한 것이다.

WLAN에서 네트워크 내에 단말(STA)이 너무 많으면, STA간 충돌 확률이 높아진다. 비콘을 듣지 않고, 채널 액세스를 수행하는 STA이 채널 액세스를 수행하거나, OBSS(Overlapping Basic Service Set) 또는 이웃 BSS(Basic Service Set)의 STA이 채널 액세스를 수행한다면, 비콘을 통해 슬롯(slot)이 할당된 STA과 경쟁을 할 수 있다.

따라서, 할당된 슬롯에서도 STA은 DCF(Distributed Coordination Function) 방식으로 채널 액세스를 수행한다. 그런데 DCF에서 슬롯을 할당 받은 STA보다 다른 STA의 수가 상대적으로 많으면, 짧은 기간 동안 많은 STA이 채널 액세스를 수행하기 때문에, 채널 액세스 시, 딜레이가 길어진다.

예를 들어, TIM(Traffic Indication Map)에 1로 설정된 비트에 해당하는 STA이 버퍼링 된 데이터를 수신하기 위해, 채널 액세스하는 경우에 딜레이가 발생할 수 있다. 또한, UL(uplink)의 경우, 히든 노드가 존재하면, 충돌 확률이 높아지게 된다.

또한 전력 절약(power save)이 중요한 단말이나 센서는 충돌을 가능한 줄여 채널 감지 시간을 줄이는 것이 중요하다.

또한 슬롯의 크기는 비콘을 전송하기 전에 미리 결정되는데, 한 슬롯을 다 사용하지 않고, STA은 데이터를 모두 전송하는 경우가 발생할 수 있다. 이렇게 사용하고 남는 슬롯의 구간 또는 사용하지 않는 슬롯 구간을 다른 STA이 사용할 수 있게 되면, 네트워크의 자원이 효율적으로 사용될 수 있다.

본 발명은 WLAN에서 액세스포인트(AP)가 슬롯을 단말(STA)로 할당하는 방법을 제공하고자 한다. 또한 할당된 슬롯이 STA에 의해 사용되지 않거나, 사용 후 남는 시간이 있을 경우, 사용되지 않은 슬롯 또는 슬롯의 남은 부분을 다른 STA에게 사용할 수 있도록 슬롯을 릴리스(release) 하는 방법을 제공하고자 한다.

전력 절약이 필요한 STA 또는 긴급 데이터를 전송해야 하는 STA에게 높은 우선순위로 채널 액세스가 가능한 슬롯을 할당함으로써, 해당 STA의 충돌 확률을 줄여, 빠르게 데이터를 전송하는 방법을 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 제어부, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 할당부 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 전송부를 포함한다.

상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 할당 제어 정보, 연관ID(AID), 시작 슬롯(start slot) ID 및 할당 지속시간(allocation duration) 정보를 포함할 수 있다.

상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 상기 단말들 각각으로 상기 슬롯이 할당되고, 상기 단말들 각각으로 자원들이 연속적으로 할당되는 경우에, 연관ID 및 시작 슬롯 ID를 포함할 수 있다.

상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 팀(TIM, Traffic Indication Map)에서 1비트로 설정된 단말들에게만 자원이 할당되는 경우에, 상기 팀에서 1비트로 설정된 순서에 따른 시작 슬롯 ID를 포함할 수 있다.

상기 단말들은 상기 비콘을 체크하여, 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하는 팀 단말(TIM STA) 또는 상기 비콘이나 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)의 상기 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하지 않는 논-팀 단말(non-TIM STA)을 포함할 수 있다.

상기 팀 단말(TIM STA)은 상기 비콘을 듣고 상기 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)일 수 있다.

상기 논-팀 단말(non-TIM STA)은 상기 단말의 요청에 대한 응답으로 상기 슬롯을 할당 받은 후, 할당 받은 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA), 자원 할당 없이 채널 액세스를 수행하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA), 널 데이터 패킷 페이징(NDP Paging, Null Data Packet Paging) 설정을 통해 전력 절감을 수행하는 단말 중 하나일 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 논-팀 단말로부터, 상기 논-팀 단말의 웨이크 업 타임으로 할당된 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time) 기능의 지원 여부를 연관 요청 프레임을 통해 수신하는 수신부를 더 포함하고, 상기 할당부는 상기 TWT 기능을 지원하는 단말(TWT STA)의 연관ID를 상기 TWT 기능을 지원하는 논-팀 단말 그룹(non-TIM STA group)으로 할당할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 비콘 구간 내에, 상기 할당부에서 할당하려는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)이 포함되면, 상기 할당하려는 TWT 구간 전체를 포함하는 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정하는 설정부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 비콘에 상기 RAW 관련정보를 포함하여 전송할 수 있다.

상기 RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보를 포함할 수 있다.

상기 RAW 그룹 정보는 페이지 ID(page ID), 블록 오프셋(Block Offset), 블록 범위(Block Range)를 포함할 수 있다.

상기 RAW 관련정보를 포함하는 비콘을 수신한 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW에서 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.

상기 RPS IE는 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하면, 상기 RAW 그룹 정보 및 상기 슬롯 정보의 생략이 가능할 수 있다.

상기 할당부는 상기 단말들 각각이 다른 트래픽 특성을 가지는 복수의 플로우(flow)를 가지는 경우, 상기 플로우 별로 플로우 식별자(flow identifier)로 식별되는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)을 할당하고, 상기 단말 각각에게 복수의 연관ID들을 할당할 수 있다.

상기 RPS IE에서 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 RAW 그룹 정보가 생략된 경우에, 상기 RPS IE를 듣는 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안, 채널 지시(CH indication) 필드에 설정된 채널을 액세스하지 않을 수 있다.

상기 RPS IE를 듣는 타겟 웨이크 타입 단말(TWT STA)은 할당된 TWT가 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안 포함되면, 상기 할당된 TWT에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위한 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)를 미리 스케줄링하는 스케줄링부를 더 포함하고, 상기 수신부에서 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로부터 PS-poll 프레임을 수신하면, 상기 전송부는 상기 미리 스케줄링 된 RAW 관련정보를 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로 전송할 수 있다.

상기 RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자 및 상기 RAW가 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.

상기 설정부는 복수의 RAW들의 구간이 서로 중복되는 경우에 상기 중복되는 시간에 상기 단말들 또는 그룹이 채널 액세스를 수행하지 않도록, 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector) 또는 RAW 그룹 별 액세스 우선순위를 설정할 수 있다.

상기 할당부는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정된 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위한 자원을 주기적으로, 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)로써, 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하고, 상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.

상기 PRAW에 대한 정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 할당된 RAW가 상기 PRAW 임을 나타내는 지시자, 상기 PRAW가 반복되는 주기, 상기 PRAW 시작 시간 정보를 포함할 수 있다.

상기 전송부는 상기 RPS IE를 롱 비콘(long beacon)에 포함하여 전송할 수 있다.

상기 PRAW 시작 시간 정보는 상기 롱 비콘으로부터 첫번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌의 수를 오프셋으로 하여 계산된 상대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.

상기 PRAW 시작 시간 정보는 TSF(Timing Synchronization Function)로 계산되는 절대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.

상기 할당부는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여, 릴레이(relay) 단말에서 상기 릴레이 단말과 연관된 상기 단말들 또는 상기 그룹으로 상기 슬롯을 할당하고, 상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.

상기 할당된 PRAW에 대한 정보는 싱글 단말에 상기 PRAW이 할당됨을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 싱글 단말의 연관ID를 포함할 수 있다.

상기 할당부는 복수의 릴레이 단말들에 할당되는 각 첫번째 PRAW의 시작시점을 서로 다르게 할당함으로써, 시간 공유(time sharing)를 통해 서로 다른 릴레이 단말에 자원을 할당할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 할당된 슬롯에서 설정된 데이터 감지 시간(data sensing time) 동안 채널을 감지하는 감지부 및 상기 데이터 감지 시간 동안 상기 채널이 감지되지 않으면, 상기 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단하는 결정부를 더 포함할 수 있다.

상기 전송부는 상기 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 상기 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.

상기 전송부는 상기 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 널 데이터 패킷(NDP, Null Data Packe) 형태의 클리어 투 샌드 투 셀프(CTS to Self, Clear To Send to Self) 프레임에 포함하여 상기 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.

일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말은 액세스포인트로부터 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 수신하는 수신부 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보에 기초하여, 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행하는 채널 액세스부를 포함한다.

상기 수신부는 상기 액세스포인트로부터 연속으로 할당된 슬롯들을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)에 관한 정보를 수신하고, 상기 채널 액세스부는 상기 RAW에 관한 정보에 포함된 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보에 기초하여 상기 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행할 수 있다.

다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말은 데이터 용량에 기초하여, 전송 기회(TxOP, Transmission Oportunity)의 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector)를 슬롯 안에서 설정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 방법은 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 단계, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 단계 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명은 WLAN에서 액세스포인트(AP)가 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window) 또는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여 슬롯을 단말(STA)로 할당하는 방법을 제공함으로써, 슬롯을 할당 받은 STA의 채널 액세스 시 딜레이를 줄일 수 있다. 또한, 딜레이의 감소로 STA의 전력 소모가 감소할 수 있다.

또한 할당된 슬롯이 STA에 의해 사용되지 않거나, 사용 후 남는 시간이 있을 경우, 사용되지 않은 슬롯 또는 슬롯의 남은 부분을 다른 STA에게 사용할 수 있도록 슬롯을 릴리스(release) 하는 방법을 제공함으로써, 네트워크 자원의 효율적인 사용을 증가시킬 수 있다.

전력 절약이 필요한 STA 또는 긴급 데이터를 전송해야 하는 STA에게 높은 우선순위로 채널 액세스가 가능한 슬롯을 할당함으로써, 해당 STA의 충돌 확률을 줄여, 데이터의 전송 속도가 증가할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예가 적용될 수 있는 액세스포인트와 복수의 단말들로 구성된 무선랜 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 슬롯 할당 프레임을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 제한 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 엘리먼트(RAW Parameter Set Information Element)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위해 할당된 자원임을 나타내기 위해 사용하는 필드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 STA에 설정된 타겟 웨이크 타임을 포함하는 RAW를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 복수의 RAW간에 중복되는 구간이 발생하는 경우를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 릴레이 단말과 연관된 단말들로 자원을 할당하는 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말의 블록도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 액세스포인트와 복수의 단말들로 구성된 무선랜 환경을 나타낸다.

WLAN에서는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)의 전력 소모를 줄이기 위해, power saving mode (PSM) 방법을 정의하고 있다. AP(110)는 주기적으로 비콘을 전송하고, 비콘의 TIM(Traffic Indication Map) 필드를 통해 버퍼링 된 프레임의 존재 여부를 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)에게 전송한다. 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)을 단말(STA)로 대표하여, 이하에서 설명하기로 한다.

슬립(sleep) 모드에 있는 STA은 AP(110)에서 전송하는 비콘의 TIM을 수신하기 위해서 주기적으로 깨어난다. TIM에서 해당 STA의 비트 값이 0이면 해당 STA은 다시 슬립 한다. 만약 1이면, STA은 현재 비콘 구간에서 전달되기 위해 스케줄 된 마지막 프레임이 전달될 때까지 깨어있어야 한다. STA은 AP(110)가 전달하는 프레임 헤더의 MORE DATA 필드를 점검하여, 마지막 프레임인지 여부를 알 수 있다. 즉, MORE DATA 필드가 0이면 마지막 프레임이므로 STA은 전송할 프레임이 없다면, 이 프레임을 수신한 후에 슬립모드로 동작할 수 있다.

그러나 PSM 모드의 STA의 전력 소모는 자신에게 전달될 트래픽 뿐만 아니라, 다른 STA의 트래픽 양에 의해서 결정된다. 왜냐하면 AP(110)와 STA간의 데이터 전송이 AP(110)와 다른 STA간의 데이터 전송 시도에 의해 중간에 인터럽션(interruption)이 발생할 수 있기 때문이다. 인터럽션이 발생하면STA이 버퍼링 된 프레임을 모두 수신할 때까지의 시간이 길어져서, STA의 전력 소모가 커지게 된다. 이런 상황은 STA의 수가 많아질 수록 전력 소모가 증가되므로, 저전력을 동작하는 것이 중요한 센서 STA의 경우 그 해결책이 필요하다.

한 해결책은 STA별로 채널 액세스하는 시간을 다르게 하여 동시에 액세스하는 STA의 수를 줄이는 것이다. 이때 그 시간을 지정하기 위해 AP(110)는 비콘 사이의 구간 또는 그 보다 더 작은 window 구간을 슬롯(slot)이라는 시간 단위로 나누고, 슬롯을 STA에 할당할 수 있다. 이 방법을 본 발명에서는 슬롯 기반 채널 액세스라고 칭할 수 있다.

STA별로 할당된 슬롯은 TIM 비트맵에서 각 STA의 위치를 통해 알 수 있다. STA은 TIM을 확인하고, 자신의 위치를 계산하여 해당 슬롯의 시작 시점부터 채널 액세스를 수행한다. 각 슬롯에서의 STA의 채널 액세스 동작은 TDMA 또는 CSMA/CA로 동작할 수 있다.

TDMA의 경우는 특정 STA에게만 슬롯 자원이 할당된 경우로, 특정 STA이 사용하므로 슬롯의 시작부터 CCA(Clear Channel Assessment) 없이 바로 채널 액세스를 수행할 수 있다. CSMA/CA의 경우는 OBSS(Overlapping Basic Service Set) 나 BSS내에서 비콘을 듣지 않는 STA(즉, non-TIM STA)이 채널 액세스를 수행할 수 있으므로, 자신의 슬롯에서도 CCA 후, 아무도 사용하지 않는 것으로 확인되면, 액세스 하는 무선랜의 CSMA/CA를 사용한다.

TIM에 속한 STA 전체를 대상으로 슬롯이 할당되거나, STA들을 몇 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹 별로 슬롯이 할당된다고 가정할 때, 슬롯의 지속시간(slot duration)은 전체 STA 또는 그룹 내에서는 일정할 수 있다. 그런데 AP(110)가 각 STA에게 버퍼링 하고 있는 데이터의 크기가 다르고, 채널도 다르므로 STA에게 데이터 전송을 위해 필요한 시간의 양이 STA별로 다르다. 따라서 STA 별로 필요한 슬롯의 개수가 다를 수 있다.

AP(110)는 단말 각각 또는 단말들로 구성된 그룹으로 슬롯을 할당하고, 슬롯을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window) 또는 주기적 제한 액세스 윈도우(PRAW, Periodic RAW)를 할당할 수 있다.

AP(110)는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)로 버퍼링된 데이터의 존부를 나타내는 TIM을 그룹 단위로 전송할 수 있다.

WLAN의 인프라스트럭처(infrastructure) 모드에서 AP(110)는 저전력 모드에서 슬립 상태에 있는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)을 위해 프레임을 버퍼링 할 수 있다.

AP(110)는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)로부터 각각 단말의 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 대한 정보를 수신할 수 있다.

트래픽 특성에 대한 정보는 IEEE 802.11e에서 사용하는 TCLAS(Traffic Class) 정보일 수 있으며, 서비스 특성에 대한 정보는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)의 access category (AC) 정보일 수 있다. 또는 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 대한 정보는 어플리케이션에 따라 새롭게 정의될 수 있다.

AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는 단말들을 그룹핑할 수 있다. AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA1(121), STA2(122), STA3(123)을 하나의 그룹(120)으로 그룹핑할 수 있다. 또한, AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA4(131), STA5(132), STA6(133)을 하나의 그룹(130)으로 그룹핑할 수 있다. 또한, AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA7(141), STA8(142), STA9(143)를 하나의 그룹(140)으로 그룹핑할 수 있다.

AP(110)는 그룹(120), 그룹(130), 그룹(140)에 속한 단말들이 각 그룹 별로 서로 다른 시간에 깨어서 채널 액세스를 수행할 수 있도록, 그룹(120), 그룹(130), 그룹(140)으로, 서로 다른 값을 가지는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)에 대한 정보를 브로드캐스팅 할 수 있다. 각 그룹에 속한 단말들은 TWT에 대한 정보를 획득한 후, 그에 기초하여 깨어서, 채널 액세스를 수행할 수 있다.

또한, AP(110)는 그룹(120)에 포함된 단말의 수가 기 설정된 기준보다 많으면, 기 설정된 기준을 만족하도록 서브 그룹(125)을 생성할 수 있다. 기 설정된 기준은 AP(110)에서 지원하는 채널의 종류, 개수 및 상태에 따라 결정될 수 있다. 또한, 기 설정된 기준은 보다 구체적인 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 따라 다양하게 정의될 수 있다

예를 들어, 기 설정된 기준이 2개의 단말이면, 서브 그룹(125)에는 STA2(122) 및 STA3(123)이 포함될 수 있다. 다른 예로 서브 그룹(125)에 STA1(121) 및 STA2(122)가 포함되거나, STA1(121) 및 STA3(123)가 포함될 수 있다. 다른 그룹(130), 그룹(140)에 대해서도 마찬가지로 AP(110)는 그룹(130) 및 그룹(140)에 포함된 단말의 수가 기 설정된 기준보다 많으면, 기 설정된 기준을 만족하도록 서브 그룹(135) 및 서브 그룹(145)을 생성할 수 있다. 서브 그룹(135)에는 STA5(132) 및 STA6(133)이 포함될 수 있다. 서브 그룹(145)에는 STA8(142) 및 STA9(143)이 포함될 수 있다.

다른 예로 동일한 그룹(120)에서 서브 그룹(125)이 복수 개이면, 복수 개의 서브 그룹들에 대해, TWT의 설정은 동일하고, 오프셋 값이 서로 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 동일한 그룹 안에서도 서로 다른 서브 그룹에 속한 단말들은 상이한 시간에 깨어서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 결과적으로, 단말들 간에 채널 액세스로 인한 충돌의 발생확률이 감소하게 되고, 그로 인하여 단말에서 소모하는 에너지가 감소하게 된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 슬롯 할당 프레임을 나타낸다.

본 발명은 AP에서 STA 별로 필요한 슬롯의 개수 및 슬롯에 관한 정보를 STA에 전송하는 방법을 제공할 수 있다.

첫 번째 방법은, 슬롯 할당 프레임(210)을 이용하는 방식이다. STA에게 할당된 연속적인 슬롯의 관련정보가 프레임에 반영될 수 있다. Element ID는 슬롯 할당 프레임(210)을 식별하는 식별자에 해당하며, length 필드는 할당 필드(220)의 개수를 나타낸다.

할당 필드(220)는 할당 제어(allocation control) 필드(230), 연관 ID(AID) 필드, 시작 슬롯 ID(start slot ID) 필드, 할당 지속시간(allocation duration) 필드를 포함할 수 있다. 할당 제어 필드(230)는 할당의 특성을 나타내고, 할당 제어 필드(230)는 타입 및 트래픽ID(TID, Traffic Identifier)를 포함할 수 있다.

타입은 슬롯이 특정 STA에게 할당되는지, 또는 그룹으로 할당되는 지를 나타낸다. 예를 들어, 그룹에는 MU-MIMO(Multi-User Multiple Input Multiple Output) 그룹이 해당될 수 있다. 예를 들어, 타입(type)에 0이 설정되고, 0의 설정이 특정 STA에 슬롯이 할당된 경우를 의미하면, AID 필드에는 해당 STA의 AID가 설정된다. 타입(type)에 1이 설정되고, 1의 설정이 그룹에 슬롯이 할당된 경우를 의미하면, AID 필드에는 해당 그룹 STA의 그룹 ID가 설정된다. 예를 들어, 그룹 ID에는 6비트가 할당될 수 있다. TID는 할당된 TS(traffic stream) 또는 TC(traffic category)를 나타낸다.

AID 필드는 할당된 STA을 식별하는 ID이다. AID 필드는 그룹 ID 또는 부분 AID(partial AID)를 나타낼 수 있다.

시작 슬롯 ID(다른 이름으로, 시작 슬롯 오프셋 또는 슬롯 시작 오프셋)는 할당이 시작되는 슬롯을 나타내는 ID이다.

할당 지속시간은 슬롯들이 할당된 구간의 크기를 나타내며, unit은 슬롯이다.

두 번째 방법은, 슬롯 자원이 특정 STA에게 할당된 경우로 한정하고, 할당된 자원들은 각 자원 별로 떨어져 있지 않고 연속적으로 할당되었다고 가정하여, 각 자원 별로 시작하는 슬롯의 시점만을 이용한다. 그러면 지속시간은 다음 할당 자원의 시작 슬롯 ID전까지로 계산될 수 있다. 이 경우, 할당 필드(220)는 연관 ID(AID) 필드, 시작 슬롯 ID(start slot ID) 필드만 포함할 수 있다.

세 번째 방법은, TIM이 1비트로 설정된 STA에게만 자원을 할당하는 경우로서, 할당 필드(220)는 AID는 생략하고, TIM 비트맵에서 1로 설정된 순서대로 할당된 시작 슬롯 ID만 포함할 수 있다. 두 번째 방법과 같이 시작 슬롯ID부터 다음 시작 슬롯 ID의 전까지의 슬롯이 해당 STA에게 할당된 슬롯으로 계산될 수 있다. 위와 같은 할당된 슬롯 관련정보를 포함하는 슬롯 할당 필드(210)는 비콘에 IE로 추가되어 전송되거나, 별도의 프레임으로 구성되어 STA 또는 그룹 STA으로 전송될 수 있다.

슬롯은 다운링크(DL, Downlink) 데이터뿐만 아니라 업링크(UL, uplink) 데이터 전송을 위해서도 할당될 수 있다.

그런데 AP가 비콘을 듣지 않아, TIM에 포함되지 않는 STA (예를 들어, non-TIM STA)에게도 슬롯이 할당될 수 있다.

STA의 종류를 분류하면 다음과 같다.

첫째, 비콘을 듣고 AP에 의하여 자신 또는 자신이 속한 그룹에 허락된 시간 구간에서, 채널 액세스를 수행하는 스케줄 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)이 있다.

둘째, STA이 요청하면, AP로부터 채널 액세스를 위한 시간 구간을 할당 받아, 그 시간 구간에서 채널 액세스를 하는 스케줄 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA)이다. 스케줄 액티브 폴링 단말은 미리 AP와 target wake time (TWT)를 설정한 후, 스케줄 된TWT에 깨어나서, 채널 액세스를 수행하므로 TWT STA이라고도 부른다.

셋째, 자원 할당 없이 언제든지 UL데이터를 전송하기 위해 채널 액세스를 수행 하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)이 있다.

넷째, TWT 를 설정할 때, NDP(Null Data Packet) Paging을 함께 설정하고, 단말이 TWT에서 깨어나면, 버퍼링 된DL데이터가 있는지 유무와 동기화(synchronization)를 위한 효율적인 시그널링을 NDP type의 NDP Paging frame으로 하여 단말의 전력을 절약하는 NDP Paging 설정 STA이 있다.

이러한 STA의 네 가지 분류 중 첫 번째 STA은 비콘을 체크하여 버퍼링 된 DL 데이터의 버퍼링을 확인하는 팀 단말(TIM STA)에 해당한다. 두 번째 및 세 번째 STA은 비콘을 체크하지 않고, 액티브 폴링을 수행한다. 네 번째 STA도 STA 전체로 브로드캐스트 되는 비콘이나, 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)안의 TIM element로 버퍼링 된 데이터를 체크하는 대신, STA에게 최적화된 페이징 프레임(paging frame)을 받으므로 역시 비콘을 듣지 않는다. 따라서 이러한 나머지 세가지 분류의 STA들을 모두 논-팀 단말(non-TIM STA)에 해당할 수 있다.

TIM을 확인하기 위해 비콘을 듣는 동작이, STA의 파워를 소모시키기 때문에, non-TIM STA은 비콘을 듣지 않고 깨어나서 채널 센싱 후 바로 UL 데이터를 AP로 전송하거나, UL 데이터가 없으면 DL데이터를 확인하기 위해 PS-POLL프레임 또는 trigger 프레임을 AP로 전송한다.

다른 STA과 경쟁을 줄이면서, 파워 소모를 더욱 줄이기 위해, AP는 non-TIM STA이 깨어난 후, 데이터를 보내기 위한 시간 정보, 즉 깨어날 시점을 나타내는 target wake time과 깨어난 후 할당된 시간 구간을 나타내는 interval을 특정 non-TIM STA에게 할당한 후, 알려줄 수 있다.

또한, AP가 non-TIM STA에 할당된 시간 정보를 비콘을 듣는 다른 STA에게도 알려주어, non-TIM STA에 할당된 시간에 다른 STA의 채널 접근을 제한하면, 유사한 시간에 AP에 접근하는 STA들로 인한 경쟁을 줄일 수 있어서, non-TIM STA의 파워소모를 줄일 수 있다.

non-TIM STA 중에서 target wake time (TWT) 기능을 지원하는 STA은 AP로 연관요청(association request)때, TWT기능 지원을 나타내는 필드 값이 가능함으로 설정하여, AP로 전송할 수 있다.

AP는 해당 STA에게 TWT를 제공할 수 있으면 TWT를 알려주며, 해당 STA의 AID를 TWT 기능을 지원하는 non-TIM STA에 속하도록 할당할 수 있다. TWT의 할당은 연관(association)후, AP와 STA 간의 운영 액션 프레임(management action frame)의 교환을 통하여 이루어질 수 있다. AP는 TWT를 할당한 후, TWT가 할당된 STA의 AID가 TWT를 지원하는 non-TIM STA 그룹에 속하지 않을 경우, non-TIM STA 그룹에 포함되도록 STA의 AID를 재할당(reassignment)할 수 있다.

AP는 할당된 TWT 의 구간 전체를 포함하는 시간 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, restricted access window)로 설정하고, RAW 관련 정보를 비콘에 포함하여 STA들로 전송할 수 있다.

AP는 비콘에 non-TIM STA에게 할당된 시간 정보를 포함하여, TIM 형태로 전송할 수 있다. non-TIM STA들에게 할당된 시간이 연속적이라면, AP는 non-TIM STA들을 그룹핑(grouping)하고 각 non-TIM STA에게 UL 를 위해 할당된 시간이 있음을 나타내는UL TIM을 전송할 수 있다.

또한 UL의 경우는 각 STA별로 할당된 시간이 다르거나, 여러 개의 슬롯들을 사용할 수 있으므로 RAW가 이용될 수 있다. 이 경우, 일반적인 TIM을 듣는 STA은 non-TIM STA과 그룹이 다르므로 non-TIM STA에게 할당된 시간 구간에는 접근하지 않는다.

만약 여러 non-TIM STA에게 할당된 시간이 불연속적 이거나, non-TIM STA에게 할당된 시간이 적다면 그룹으로 슬롯을 할당하는 것이 효율적이지 않을 수 있다. 또한 non-TIM STA을 위한 슬롯 할당은 STA의 low duty cycle로 인해 빠른 시간 구간에 할당되고, TIM을 듣는 STA 그룹을 위한 슬롯 할당은, 비콘의 전송 전에 이루어 지므로 미리 할당된 non-TIM STA의 시간을 그대로 유지시킬 필요가 있다.

이때 AP는 시간 할당을 중복하여 사용할 수 있다. 이때 AP는 non-TIM STA을 위해 할당된 시간과 중복되는 그룹에게 시간을 할당할 때 중복 여부 및 중복되는 시간을 알려줄 수 있다.

AP는 non-TIM STA에게 할당된 시간 정보를 group STA에게 할당하는 시간 단위인 슬롯 단위로 환산한다. 그 후 AP는 할당된 슬롯에 대한 정보를 앞서 기술한 슬롯 기반 할당 방법으로 알려줄 수 있다. 이때 non-TIM STA의 AID는 group STA의 AID와 범위가 달라서, TIM이나 슬롯 할당 맵(slot allocation map)에 표시 못할 수 있다. 그런데 non-TIM STA은 TIM을 듣고 동작하지 않으므로, AP는 non-TIM STA에게 할당된 슬롯 정보를 TIM을 듣는 다른 STA에게 알림으로써, 다른 STA이 접근하지 않게 할 수 있다. 할당된 슬롯 정보를 알리기 위한 용도로 특정 AID를 reserve할 수 있다. 또는, 위와 같이 할당된 슬롯이 예약(reserve)된 것이므로, AP는 사용할 수 없는 슬롯들을 모아 별도의 지시자를 통해 사용할 수 없는 슬롯들에 대한 정보를 알려줄 수도 있다.

non-TIM STA이 AP로 채널 액세스를 수행하는 과정에서, 다른 STA으로 부터의 채널 액세스를 방지하기 위해, RAW를 통해 설정된 non-TIM STA을 위한 자원은 주기적으로 할당되는 경우가 많다. 주기적으로 할당되는 자원을 위해 PRAW(periodic RAW)가 정의될 수 있다.

RPS IE(RAW Parameter Set Information Element)는 RAW가 PRAW임을 나타내는 지시자(indication) 필드 및 하나의 RAW가 반복되는 주기(period)를 나타내는 필드를 포함할 수 있다. AP는 PRAW에 대한 정보를 특정 비콘(예를 들어, 롱 비콘)에만 포함하여 전송함으로써, 반복되는 PRAW를 나타내는 RPS IE의 오버헤드를 줄일 수 있다. 특히 쇼트 비콘의 크기를 줄이는 효과가 있다.

RPS IE는 RAW가 시작되는 시점을 RAW 시작 시간(RAW Start Time) 필드를 통해 나타낼 수 있다. RAW 시작 시간은 비콘 전송이 끝난 후부터 TU(Time Unit)의 값으로 계산될 수 있다.

*

*PRAW의 시작 시간은 직접 TU 단위로 롱 비콘으로부터 계산될 수도 있지만, 오프셋을 이용하여 상대적으로 계산될 수도 있다. 오프셋은 PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE가 포함된 롱 비콘으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌(Beacon Interval)의 개수로 결정될 수 있다.

RAW 시작 시간은 첫 번째로 PRAW가 나타나는 쇼트 비콘(short beacon)의 TBTT(Target Beacon Transmission Time)부터 시간을 나타낸다. 따라서, 롱 비콘(long beacon)으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 시점은 오프셋(offset) * 비콘 인터벌(Beacon Interval) + RAW 시작 시간으로 계산 될 수 있다.

또한, 첫 번째 이후의 PRAW의 위치는 i 번째 PRAW를 나타내는 index를 i라고 하면, 오프셋(offset) * 비콘 인터벌(Beacon Interval) + RAW 시작 시간 + (i-1) * PRAW의 주기(period)로 계산 될 수 있다. 주기는 TU 단위일 수 있다.

PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE를 들은 STA은 액세스를 해야 하는 쇼트 비콘으로부터 비콘 인터벌 내에 PRAW가 위치하는지 판단할 수 있다. STA은 액세스 해야 하는 쇼트 비콘까지의 BI 개수가 j라고 할 때,

j * BI < 오프셋 * BI + RAW 시작 시간+ (i-1) * 주기 < (j+1) * BI

0<= i < integer(롱 비콘 주기/ PRAW의 주기)

위 두 부등식을 만족하는 i가 존재하면, PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE를 들은 STA은 모든 i에 대해 i번째 PRAW 구간 동안 채널 액세스를 수행하지 않는다.

그런데 비콘이 보내지는 시점인 TBTT는 medium이 선점되어 있으면 늦춰질 수 있다. 특히 오프셋이 큰 경우, 여러 비콘이 전송되므로, TBTT의 지연 가능성이 더 커질 수 있다. 이 경우 비콘의 끝부터 계산하는 RAW 시작 시간 역시 변하게 된다. 그런데 non-TIM STA을 위해 할당된 TWT는 미리 정해져 있는 시간이고 non-TIM STA은 비콘을 듣지 않으므로, 이러한 TBTT의 지연에 대해서 알지 못한다. 따라서 상대적 시간이 아닌 절대적 시간으로 RAW 시작 시간을 나타낼 필요가 있다. 예를 들어, 롱 비콘(long beacon)으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 시점은 TBTT로부터 상대적인 값을 나타내지 않고, 절대적 시간으로서 TSF(Timing Synchronization Function)를 이용할 수 있다.

절대적 시간을 사용하는 것은 상대적 시간을 사용하는 것과 비교하여, RPS IE의 비트 수가 늘어날 수 있으나, 롱 비콘만 듣고 쇼트 비콘을 듣지 않는 STA에서 이후 쇼트 비콘의 TBTT가 예상한 값과 달라도, 이와 관계없이 정확한 PRAW의 시작 시점을 알도록 할 수 있다.

상대적 시간을 사용한 경우, 예상한 TBTT값과 실제 쇼트 비콘을 수신한 시점의 차이만큼 RAW 시작 시간이 보정되어야 한다.

다음은 할당된 슬롯을 재사용하는 방법에 대해 설명한다. AP가 STA에게 액세스할 시점을 나타내는 슬롯을 할당한 경우, STA은 할당 받은 슬롯을 사용하지 않거나, 할당 받은 슬롯 중 STA의 데이터 트래픽 전송에 사용되고 남은 슬롯이 있을 수 있다. 따라서, AP는 네트워크에서 자원의 효율적인 사용을 위해 다른 STA에게 남은 슬롯을 사용하도록 할 수 있다.

할당된 슬롯의 재사용을 위해, STA은 할당된 슬롯의 시작부터 채널 액세스를 수행하여야 한다. 데이터 감지 시간(data sensing time)의 파라미터가 추가될 수 있다. AP는 data sensing time동안, STA이 할당된 슬롯에서 데이터를 전송하는지 여부를 판단하기 위해 채널을 센싱할 수 있다. 이 구간 동안 채널이 감지되지 않으면 STA에 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단될 수 있다.

두 개 이상의 STA이 동시에 액세스해서 충돌이 발생한다 하더라도 AP는 충돌여부를 센싱 할 수 있으므로 채널이 비지(busy)상태에 있음을 판단할 수 있다.

할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단되면, AP는 해당 슬롯 또는 채널을 다른 STA에게 알려준다. 알려주는 프레임은 NDP(Null Data Packet) 형태이다. NDP의 한 예는 Clear To Send (CTS)-to-Self 와 동일한 기능을 하되 프리앰블만으로 구성되는 프레임이다.

프리앰블로서, 신호(SIG) 필드에 CTS ID 필드가 설정될 수 있다. CTS ID 에는 AP를 식별할 수 있는 Mac address 또는 BSSID가 설정될 수 있다. 또한 CTS ID는 SIG 필드의 비트 수 제한 때문에 partial address으로 구성될 수 있다. 또한 둘 이상의 대역(bandwidth)를 채널 본딩(bonding)하여 사용할 경우, 전체 대역을 단위 대역을 나누고 단위 대역 마다 같은 프레임을 전송하는 duplication mode를 활용할 수 있다. 예를 들어, 1MHz 단위의 duplication인 경우 AP는release된 채널 bandwidth내에서, 1MHz 단위의 NDP CTS-to-Self 프레임을 전송한다.

슬롯 내에서의 STA의 채널 액세스 동작은 다음과 같다. STA은 미리 정해진 채널 액세스 방식에 따라(예를 들어, TDMA 또는 CSMA/CA) 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.

STA은 슬롯의 시작 시점부터 채널 액세스를 수행하고, 슬롯이 할당되지 않았으나 채널을 사용하고 싶은 STA은 AP로부터 NDP CTS-to-Self 프레임이 전송되길 기다리 수 있다. 만약 NDP CTS-to-Self 프레임을 받지 못하고 채널이 비지 상태에 있다면, 할당된 STA이 사용한다고 간주한다. 그렇지만 NDP CTS-to-Self 프레임을 수신하면 채널이 릴리스(release)되었으므로, STA은 CSMA/CA로 채널을 액세스 하여 AP에게 프레임을 전송하고자 시도한다.

STA은 히든 노드(Hidden node)로 인한 충돌을 줄이기 위해, RTS-CTS 프레임을 교환한 후에 데이터를 전송할 수도 있다. 이후 STA은 예를 들어 DL 데이터를 검색(retrieve)하기 위해 PS-Poll 프레임 또는 trigger 프레임을 전송할 수 있다. 또한 STA이 UL 데이터를 전송하려면 TxOP(Transmission Oportunity)를 획득하고, TxOP 내에서 데이터를 전송할 수 있다. TxOP limit이 할당된 슬롯 구간에서 남은 슬롯 구간을 넘어갈 경우, 다음 슬롯이 현재 슬롯과 동일한 STA에게 할당된 경우라면, STA는 현재 슬롯을 넘어 TxOP를 설정할 수 있다. 그러나 다음 슬롯이 다른 STA에게 할당된 경우라면, STA는 TxOP를 현재 슬롯 구간까지만 설정할 수 있다.

할당된 슬롯을 다른 STA이 사용하도록, 슬롯 또는 채널이 릴리스(release)됨을 알려주는 NDP 프레임에서, NDP CTS-to-Self 프레임은 일 예일뿐 이 프레임으로 한정하는 것이 아니며, 이 용도로 NDP 프레임이 새롭게 정의될 수도 있다. 이때 새 NDP 프레임의 indication은 SIG 필드의 reserved bit로 설정될 수 있다.

슬롯이 할당된 STA이 채널을 사용하다가 더 이상 데이터가 없어 채널을 릴리스(release)하고자 하려면, 채널의 릴리스를 indication하는 방법이 필요하다. 보낼 데이터가 없음을 알려주는 방법은 implicit한 방법과 explicit한 방법이 있다.

implicit한 방법의 예는 프레임 헤더의 More DATA 필드를 사용하는 것이다. DL 사용 중이고, STA이 ACK 프레임의 More DATA 필드를 0으로 설정하여 보내면, AP는 STA이 보낼 데이터가 없다고 간주한다. Implicit 또 다른 예는 UL의 사용중이고 STA이 TxOP 설정할 수 있다면 데이터 전송 end를 고려하여, TxOP의 NAV (Network Allocation Vector)설정을 한다. AP는 슬롯 구간이 남았는데도 STA에서 TxOP를 슬롯 end까지 설정하지 않으면, STA에서 전송할 데이터가 없어 할당된 슬롯을 반납하는 것으로 간주하도록 규칙을 정할 수 있다.

Explicit한 방법의 예는STA에서 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)에서 TxOP의 절단(truncation)을 위해, CF(Contention Free)-End 프레임이나, 새로운 프레임을 정의하여 완료되었음을 explicit하게 프레임 전달을 통해 AP에게 알리는 것이다.

AP는 implicit한 방법과 explicit한 방법 중 어떤 방법으로든 STA이 할당된 슬롯을 반납하면, 일 예로 NDP CTS-to-Self 프레임을 전송함으로써 다른 STA에게 할당된 슬롯이 릴리스(release) 되었음을 알릴 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 제한 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 엘리먼트(RAW Parameter Set Information Element)를 나타낸다.

RAW 프레임(310)은 RPS IE(320)를 포함할 수 있다. Element ID는 RAW 프레임(310)을 식별하는 식별자에 해당하며, length 필드는 RPS IE(320)의 개수를 나타낸다. RAW 관련 정보는 RPS IE(320)에 정의된다. RPS IE(320)는 비콘에 포함되며, 복수의 RAW 정보를 포함할 수 있다.

RPS IE(320)는 RAW Group 필드, RAW Start Time 필드, RAW Duration 필드, Option 필드, Slot Definition 필드를 포함할 수 있다. 각 필드가 나타내는 내용은 아래와 같다.

RAW group

Feature	Value	Interpretation
Page ID	2bits	Indicates the page index for hierarchical AID (based on hierarchical AID) of the allocated group
Block Offset	5 bits	Assuming 32 blocks per page, these bits indicate the starting block index of the allocated group
Block Range	5 bits	Indicates the number of blocks (starting from the block offset) for the allocated group

Feature	Value	Interpretation
RAW Start Time	8 bits	Duration in TU from end of beacon transmission to RAW Start time
RAW Duration	TBD	Duration of RAW in TU

Option Field와 slot definition 필드

Feature	Value	Interpretation
Access restricted to paged STA only	2bits	Bit 1: Set to 1 if only STA with their TIM bit set to 1 are allowed to perform UL transmissions Bit 2: Set to 1 if RAW is reserved for frames with duration smaller than slot duration, such as PS-Polls / trigger frames
Group/Resource allocation frame	1 bits	Set to 1 if STAs need to wake up at the beginning of the RAW to receive group addressed frames such as resource allocation (format of the resource allocation frame TBD)
Slot defintion	TBD	Include - Slot duration signalling - Slot assignment to STA - Cross boundary transmissions allowed/not allowed Format is TBD

RAW Group 필드는 RAW의 AID를 나타내므로, RPS IE(320)를 포함한 비콘을 들은 STA은 STA이 속한 RAW 를 확인할 수 있다. STA은 RAW의 시작 및 지속시간, 슬롯 정보에 기초하여 해당 RAW에서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 또한, STA이 속하지 않은 RAW는 다른 group이 채널 액세스를 수행하는 구간이므로, 기본적으로 채널 액세스가 제한된다. TWT가 할당된 STA은 할당된TWT에 의하여 STA이 깨어날 시점이 정해지면, 비콘의 확인 없이 동작하므로 RPS IE(320)를 참조하지 않는다. RPS IE(320)는 비콘을 듣는 다른 그룹에 속한 STA을 위한 것으로서, 다른 그룹에 속한 STA이 RPS IE(320)에 의하여, TWT가 할당된 RAW에 접근하는 것을 막아줌으로써, TWT에서 다른 STA과 경쟁을 줄여주는 역할을 한다. RPS IE(320)의 page ID, block offset은 RAW 사용이 허락된 그룹의 첫 번째 STA의 AID를 나타내며, block range는 첫 번째 STA이후의 그룹에 포함된 STA의 범위를 나타낸다. RPS IE(320)를 포함한 비콘을 들은 임의의 STA은 해당 RAW에서 액세스의 가능 여부를 알 수 있다. 그런데 non-TIM STA들에게 할당된 TWT를 수집하여 생성된 RAW의 경우, 각 non-TIM STA은 AP와 개별적인 TWT 설정을 통하여 자신에게 할당된 시간을 알고 있고, 비콘도 듣지 않는다. 따라서 RPS IE(320)를 포함하는 비콘은 이를 수신한 다른 TIM STA의 채널 액세스를 막기 위함이다.

추가적인 비트를 RPS IE(320)에 포함시키고, 이 비트의 설정은 이 RAW가 non-TIM STA에게 할당되었음을 알리는 indication으로 사용되도록 할 수 있다.

이 비트가 설정되었을 경우, RPS IE(320)의 slot definition 부분도 생략될 수 있다. 이렇게 함으로써 RPS IE(320)의 비트를 줄일 수 있는 장점이 있다.

여기서 RAW Group 필드는 미리 연속적인 TWTs중 각각의 TWT를 할당 받은 각 STA의 AID를 하나의 그룹으로 모아 놓은 경우는 TWT를 할당 받은 STA들과 다른 STA들을 구분해 줄 수 있다.

그러나 TWT를 할당 받은 STA들의 AID grouping이 쉽지 않아 dynamic하게 해야 하는 것이 AP의 burden이 될 수 있다.

또한 STA이 다른 트래픽(traffic) 특성을 가지는 여러 플로우(flow)를 가지는 경우, 하나의 STA이 각 flow별로 AP와 별도의 TWT를 설정할 수 있고, 각 TWT의 주기가 다를 수 있다. 이런 각 STA의 다른 TWT는 TWT 설정 시 플로우 식별자(flow identifier)를 통해 구별될 수 있다.

그런데 RAW 설정을 위해 AID grouping을 해야 한다면 STA의 AID는 계속 바꿔져야 하고, 보통 TWT부터 정하진 시간 구간 외에는 STA은 sleep상태에 있으므로, AID 재할당 정보를 알릴 수 없다. 또한, 재할당 정보를 알릴 수 있다고 해도 매 TWT마다 새롭게 바뀐 AID를 계속 STA에게 알려줘야 한다.

이를 해결하기 위해 STA에게 여러 개의 AID가 할당될 수 있다. 또는 하나의 AID를 쓰고, 할당된 TWT의 보호를 위해 RAW Group 필드를 빼고 1 bit indication을 통해 RAW를 보호하는 방식이 이용될 수 있다.

또 다른 예로 NDP Paging STA 의 경우 어떤 flow의 주기가 비콘구간보다 짧고, 그 때 마다 트래픽을 확인해야 할 경우, 비콘구간보다 짧은 주기의 flow만 TWT 설정하여, TWT STA로 동작할 수 있다.

비콘구간보다 짧은 주기의 flow의 TWT를 수집하면, TWT를 할당 받은 STA들은 TIM STA과 non-TIM STA 를 모두 포함할 수 있으며, 보통 두 그룹은 AID 필드에서 다른 page가 할당되기 때문에 하나의 RAW Group으로 표시될 수 없다.

이럴 경우 두 그룹으로 분리하여 RAW를 설정하거나 한 group 의 AID가 재할당 되어야 한다. AID가 여러 개 할당될 수도 있다. 그러나 AP와 STA간에는 고정된 하나의 AID로도 동작하는데 문제가 없기 때문에 AID를 변경하거나 추가하기 보다는 RAW group 필드로 RAW를 알리는 것을 표시하고 추가적인 bit로 이 RAW가 TWT STAs 또는 non-TIM STAs에게 할당되었음을 알리는 것으로 충분하다.

RAW가 어떤 STA들에게 허락되었는지를 알리는 것을 TIM STA에게 하듯이 non-TIM STA에게도 동일하게 하여 통일성을 높여야 한다면, AID grouping을 하기 위한 다수의 AID 설정을 허락하거나 AID reassignment가 가능하다. 이 경우, RAW group 필드를 통해 TIM STA/non-TIM STA 구분 없이 RAW가 허락된 STA을 알려줄 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위해 할당된 자원임을 나타내기 위해 사용하는 필드를 나타낸다.

도 4의 RAW 프레임(420)에 포함된 RPS IE(410) 및 RPS IE(410)는 TWT STA 또는 non-TIM STA을 위한 자원 보호를 위해 지시 비트(non-TIM RAW indication)를 사용하는 예를 나타낸다.

지시 비트가 1로 설정되면, RAW에서 필요 없는 정보는 삭제될 수 있다. 예를 들어, RAW Slot definition필드와 Option 필드는 삭제될 수 있다. 또한 RAW Group 필드도 삭제될 수 있다. 삭제 가능한 필드는 추가된 비트의 의미에 따라 바뀔 수 있다. 만약 비트가 0로 설정되면 일반 RAW이므로 다른 필드는 그래도 사용될 수 있다.

추가 비트가 0으로 설정되면 비콘을 듣는 STA의 동작은 기존 방식과 동일하다. 그러나 비트가 1로 설정되면 동작이 새롭게 정의되어야 하는데, STA의 분류에 따라 동작이 달라질 수 있다.

첫 번째 시나리오로 추가 비트가1로 설정되었을 때, RAW Group 필드도 삭제되는 경우를 가정한다. TWT STA이나 non-TIM STA이 아닌 STA들은 추가 비트가 1로 설정되면, RAW Start Time부터 RAW Duration까지 CH indication에서 설정된 채널을 액세스하지 않는다. TWT STA은 RPS IE(410)를 확인하고, 자신에게 할당된 TWT가 RAW Start Time부터 RAW Duration안에 있으면 할당된 TWT에서 동작한다. non-TIM STA은 어느 경우에나 채널 액세스가 가능하다.

두번째 시나리오는 비트가 1로 설정되었을 때 RAW Group이 삭제되지 않는 경우이다. 이 경우는 STA별로 RAW 정의대로 RAW group에 자신이 속하지 않는다면 RAW에서 표시한 시간 구간 동안 채널 액세스를 하지 않는다.

추가 비트를 이용하는 방법을 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위해 확장하는 방법에 대해 기술한다. STA은 연관(Association) 단계에서부터 AP로 non-TIM STA임을 알리고, AP로부터 non-TIM support의 허락을 받아야 동작할 수 있기 때문에, AP는 non-TIM STAs들을 AID grouping을 하여 별도로 관리한다.

AP는 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 RAW를 미리 스케줄링 하고, 비스케줄 액티브 폴링 단말이 깨어나서 채널 액세스를 성공했을 때(예, PS-POLL 프레임 수신) 해당 RAW의 시간을 STA에게 알려주어 이후의 데이터 전송을 수행하도록 할 수 있다. 이를 통해 채널 액세스의 시점이 예측 가능하지 않아 미리 다른 STA에게 스케쥴링된 구간에 액세스로 인한 충돌을 줄일 수 있다.

또한 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 RAW는 동일한 service type을 가지는 STA들, 또는 비슷한 access category로 동작하는 STA들을 모아, 이들끼리 경쟁하게 함으로써 보다 fair하게 채널 액세스하게 하는 효과가 있다.

비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 자원을 RAW로 보호하는 방법은 TWT STA을 위한 보호 방법을 그대로 확장할 수 있다. 비스케줄 액티브 폴링 단말들은 AID grouping이 되어 있으므로 RAW Group 필드로 정확히 표현할 수 있다. 또는 추가비트를 통해 비콘을 듣는 TIM STA의 액세스를 제한할 수 있다. 그런데, 추가 비트를 통해, RPS IE를 들은 TWT STA도 액세스가 가능하므로, 비스케줄 액티브 폴링 단말과 TWT STA의 채널 액세스를 구분하려면, 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 비트가 추가적으로 할당될 필요가 있다.

다시 말해 비스케줄 액티브 폴링 단말의 액세스의 허락을 지시하는 추가 비트가 RPS IE에 설정될 수 있다. 이 비트를 통해 AP는 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 채널 액세스를 허락할 수 있으며, 비트에 1이 설정되어도 이로 인한 다른 필드의 삭제나 변화가 생기지 않는다.

AP가 TWT STA의 자원에 비스케줄 액티브 폴링 단말의 액세스를 허락하지 않으려면 이 비트를 0으로 설정하면 된다. 또한 비스케줄 액티브 폴링 단말에게만 자원을 할당하려면 이 비트를 1로 하고 RAW Group필드에 액세스를 허락하는 비스케줄 액티브 폴링 단말의 AID 범위를 기술하면 된다.

만약 이 비트가 1로 설정되었는데 이 자원이 비스케줄 액티브 폴링 단말이 아닌 다른 분류의 STA에게 할당된 자원이라 하면, 여기에 다른 분류의 STA에 대한 자원이지만 비스케줄 액티브 폴링 단말이 액세스를 할 수도 있음을 알려주게 된다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 STA에 설정된 타겟 웨이크 타임을 포함하는 RAW를 나타낸다.

도 5를 참조하면, TWT 구간을 포함하도록 RAW가 설정되어, TWT 가 설정된 STA에서만 RAW 구간 동안 채널 액세스를 수행할 수 있다.

RAW구간에 포함되지 않는 TWT가 설정된 STA또는 다른 분류의 STA들은 해당 RAW에 접근하지 못한다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 복수의 RAW간에 중복되는 구간이 발생하는 경우를 나타낸다.

도 6은 TWT를 위한 RAW1과 다른 그룹의 RAW2를 서로 다른 구간에 스케줄링하지 못하고 중복된 경우이다. 이 경우 TWT를 위한 RAW1은 다른 그룹들로부터 액세스가 제한된다. 그러나 RAW2에 속한 그룹의 구간이 RAW1을 포함하므로 RAW2에 속한 그룹도 RAW1에 접근할 수 있다.

자신이 속한 그룹의 RAW내에서도 다른 그룹의 RAW와 중복되면 NAV를 설정해 액세스를 제한하도록 규칙을 정하면, RAW2에 속한 그룹 STA은 RAW1에 접근하지 않는다. 또는 일반적으로 RAW에 대응하는 그룹별로 액세스 우선순위(access priority)를 설정하고, 두 RAW가 겹칠 경우 높은 priority의 그룹에게 액세스가 허용될 수도 있다.

예를 들어, TWT가 설정된 non-TIM STA 그룹인 RAW1의 우선순위가 다른 그룹보다 높도록 설정된 경우, RAW2에 속하는 그룹은 RAW1에서 액세스가 제한된다. 또한 RAW1에 속한 TWT가 할당 가능한 STA은 비콘을 듣지 않으므로 RAW2에 해당하는 구간에 액세스의 제한이 없다.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 릴레이 단말과 연관된 단말들로 자원을 할당하는 예를 나타낸다.

PRAW(Periodic Restricted Access Window)는 non-TIM STA에게 할당된 자원의 보호뿐 아니라 AID 범위의 TIM STA에게 할당된 자원이 주기적인 경우에도 쓰일 수 있다. 또한, Root AP(Rt-AP)가 존재하고 그 네트워크에 속한 Relay가 또 다른 네트워크의 AP(R-AP)로 사용되는 계층적인 네트워크의 구성에 사용될 수도 있다.

710의 Rt-AP의 비콘 인터벌 사이에서 R-AP는720의 RAW 그룹별로 RAW를 할당할 수 있다. RAW 는 730의 슬롯들을 포함할 수 있다. RAW에 포함된 AID에 기초하여, 해당 그룹 또는 STA는 슬롯 구간에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.

Rt-AP 는 R-AP 에게 Rt-AP 와 연관된 STA들과 데이터 교환을 위해 필요한 자원을 할당할 수 있다. 또한 R-AP수가 많은 경우 이러한 자원을 매 비콘 인터벌이 아닌, 주기적으로 할당할 수 있다. 이 경우에 PRAW가 사용될 수 있다.

즉 R-AP 는 롱 비콘을 통해, 각 R-AP 에게 그 R-AP 가 자신의 네트워크를 위해 사용 가능한 자원을 RAW로 알려주는데, 오버헤드를 줄이기 위해 PRAW로 알려줄 수 있다.

single STA에게 PRAW를 할당하는 경우를 나타내는 비트가 정의될 수 있고, 이 비트가 설정되면 page ID, block offset, block range 세 필드가 빠지고 AID만 RPS IE에 포함될 수 있다. R-AP를 구별하는 방법이 있다면 partial AID가 이용될 수도 있다.

PRAW가 첫번째로 나타나는 시점의 계산 방식은 non-TIM STA을 위한 PRAW할당과 동일한 방법이 사용될 수 있다.

도 7에서는 PRAW의 RAW Start Time은 각 R-AP 의 비콘의 시작시점이 되며, RAW의 끝까지 포함하도록 RPS IE의 RAW Duration 값이 설정된다.

만약 롱 비콘(long beacon)후, 바로 PRAW가 시작되지 않으면 앞서 언급한 상대적 시간 또는 절대적 시간을 이용하여 첫 번째 PRAW의 시작시점이 결정될 수 있다.

PRAW의 시작시점을 다르게 함으로써 time sharing을 통해 R-AP에게 자원이 할당될 수 있다. 예를 들어, Rt-AP 의 비콘(0)의 RAW0은 R-AP0에게 할당되고, Rt-AP 비콘으로부터 같은 위치에 떨어지고 같은 구간을 점유하는 RAW를 Rt-AP 의 비콘(1)이후 예를 들어 R-AP 4에게 RAW4를 할당한다고 한다면, Rt-AP는 PRAW를 각각 R-AP 0와 R-AP 4에게 할당하는데, 만약 그 주기가 같더라도 롱 비콘으로부터 할당된 RAW가 시작되는 시점이 다르므로, 두 R-AP 가 시간적으로 자원을 나누어 공평하게 사용할 수 있게 된다. 만약 각 R-AP 와 연관된 STA의 수가 다르거나 트래픽이 다르다면 RPS IE의 RAW Duration 조정을 통해, 자원이 서로 다르게 할당될 수도 있다.

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치의 블록도이다.

도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치(800)는 할당부(810), 제어부(820), 전송부(830), 설정부(840), 수신부(850), 스케줄링부(860), 결정부(870), 감지부(880)를 포함할 수 있다.

할당부(810)는 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 제어부(820)에서 결정된 단말들 각각 또는 그룹으로 할당할 수 있다.

제어부(820)는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정할 수 있다.

전송부(830)는 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.

할당된 슬롯에 대한 정보는 할당 제어 정보, 연관ID(AID), 시작 슬롯(start slot) ID 및 할당 지속시간(allocation duration) 정보를 포함할 수 있다.

할당된 슬롯에 대한 정보는 단말들 각각으로 슬롯이 할당되고, 단말들 각각으로 자원들이 연속적으로 할당되는 경우에, 연관ID 및 시작 슬롯 ID만을 포함할 수 있다.

할당된 슬롯에 대한 정보는 팀(TIM, Traffic Indication Map)에서 1비트로 설정된 단말들에게만 자원이 할당되는 경우에, 상기 팀에서 1비트로 설정된 순서에 따른 시작 슬롯 ID만을 포함할 수 있다.

단말들은 수신하는 비콘을 체크하여, 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하는 팀 단말(TIM STA) 또는 비콘이나 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)의 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하지 않는 논-팀 단말(non-TIM STA)을 포함할 수 있다.

팀 단말(TIM STA)은 비콘을 듣고 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)일 수 있다.

논-팀 단말(non-TIM STA)은 단말의 요청에 대한 응답으로 슬롯을 할당 받은 후, 할당 받은 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA), 자원 할당 없이 채널 액세스를 수행하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA), 널 데이터 패킷 페이징(NDP Paging, Null Data Packet Paging) 설정을 통해 전력 절감을 수행하는 단말 중 하나일 수 있다.

설정부(840)는 비콘 구간 내에, 할당부(810)에서 할당하려는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)이 포함되면, 할당하려는 TWT 구간 전체를 포함하는 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정하고, 전송부(830)는 비콘에 RAW 관련정보를 포함하여 전송할 수 있다.

RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보를 포함할 수 있다.

RAW 그룹 정보는 페이지 ID(page ID), 블록 오프셋(Block Offset), 블록 범위(Block Range)를 포함할 수 있다.

RAW 관련정보를 포함하는 비콘을 수신한 팀 단말(TIM STA)은 RAW에서 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.

RPS IE는 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하면, RAW 그룹 정보 및 슬롯 정보의 생략이 가능하다.

RPS IE에서 RAW가 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하고, RAW 그룹 정보가 생략된 경우에, RPS IE를 듣는 팀 단말(TIM STA)은 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안, 채널 지시(CH indication) 필드에 설정된 채널을 액세스하지 않는다.

RPS IE를 듣는 타겟 웨이크 타입 단말(TWT STA)은 할당된 TWT가 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안 포함되면, 할당된 TWT에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.

설정부(840)는 복수의 RAW들의 구간이 서로 중복되는 경우에 중복되는 시간에 상기 단말들 또는 그룹이 채널 액세스를 수행하지 않도록, 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector) 또는 RAW 그룹 별 액세스 우선순위를 설정할 수 있다.

수신부(850)는 논-팀 단말로부터, 논-팀 단말의 웨이크 업 타임으로 할당된 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time) 기능의 지원 여부를 연관 요청 프레임을 통해 수신하고, 할당부(810)는 TWT 기능을 지원하는 단말(TWT STA)의 연관ID를 TWT 기능을 지원하는 논-팀 단말 그룹(non-TIM STA group)으로 할당할 수 있다.

할당부(810)는 단말들 각각이 다른 트래픽 특성을 가지는 복수의 플로우(flow)를 가지는 경우, 플로우 별로 플로우 식별자(flow identifier)로 식별되는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)을 할당하고, 단말 각각에게 복수의 연관ID들을 할당할 수 있다.

스케줄링부(860)는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위한 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)를 미리 스케줄링할 수 있다.

수신부(850)에서 비스케줄 액티브 폴링 단말로부터 PS-poll 프레임을 수신하면, 전송부(830)는 미리 스케줄링 된 RAW 관련정보를 비스케줄 액티브 폴링 단말로 전송할 수 있다.

RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자 및 RAW가 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.

할당부(810)는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정된 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위한 자원을 주기적으로, 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)로써, 제어부(820)에서 결정된 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하고, 전송부(830)는 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.

PRAW에 대한 정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 할당된 RAW가 PRAW 임을 나타내는 지시자, PRAW가 반복되는 주기, PRAW 시작 시간 정보를 포함할 수 있다.

PRAW 시작 시간 정보는 롱 비콘으로부터 첫번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌의 수를 오프셋으로 하여 계산된 상대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.

PRAW 시작 시간 정보는 TSF(Timing Synchronization Function)로 계산되는 절대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.

전송부(830)는 상기 RPS IE를 롱 비콘(long beacon)에 포함하여 전송할 수 있다.

할당부(810)는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여, 릴레이(relay) 단말에서 릴레이 단말과 연관된 단말들 또는 그룹으로 슬롯을 할당하고, 전송부(830)는 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.

할당된 PRAW에 대한 정보는 싱글 단말에 PRAW이 할당됨을 나타내는 지시자를 포함하고, 싱글 단말의 연관ID를 포함할 수 있다.

할당부(810)는 복수의 릴레이 단말들에 할당되는 각 첫번째 PRAW의 시작시점을 서로 다르게 할당함으로써, 시간 공유(time sharing)를 통해 서로 다른 릴레이 단말에 자원을 할당할 수 있다.

감지부(880)는 할당된 슬롯에서 설정된 데이터 감지 시간(data sensing time) 동안 채널을 감지하고, 결정부(870)는 데이터 감지 시간 동안 상기 채널이 감지되지 않으면, 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단할 수 있다.

전송부(830)는 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.

전송부(830)는 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 널 데이터 패킷(NDP, Null Data Packe) 형태의 클리어 투 샌드 투 셀프(CTS to Self, Clear To Send to Self) 프레임에 포함하여 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말의 블록도이다.

도 9를 참조하면, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말(900)은 수신부(910), 제어부(920), 채널 액세스부(930) 및 전송부(940)를 포함할 수 있다.

수신부(910)는 액세스포인트로부터 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 수신할 수 있다.

제어부(920)는 데이터 용량에 기초하여, 전송 기회(TxOP, Transmission Oportunity)의 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector)를 슬롯 안에서 설정할 수 있다.

채널 액세스부(930)는 할당된 슬롯에 대한 정보에 기초하여, 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행할 수 있다.

수신부(910)는 상기 액세스포인트로부터 연속으로 할당된 슬롯들을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)에 관한 정보를 수신할 수 있다.

채널 액세스부(930)는 RAW에 관한 정보에 포함된 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보에 기초하여 해당 슬롯에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.

RAW에 관한 정보에, RPS IE가 논-팀 단말(non-TIM STA)로 할당된 RAW임을 포함되면, 논-팀 단말(non-TIM STA)이 아닌 다른 단말들은 상기 할당된 RAW 구간을 참고하여, 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.

무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말(900)이 논-팀 단말(non-TIM STA)인 경우, 전송부(940)는 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

110 : AP
120, 130, 140 : STA

Claims

무선 통신 시스템에서 엑세스 포인트(Access Point, AP)가 채널 엑세스를 제어하는 방법에 있어서,
채널이 휴지(Idle) 상태인지 여부를 센싱하는 단계; 및
상기 채널이 휴지 상태인 경우, STA(Station)의 상기 채널 접속을 허여하기 위한 동기화 프레임을 상기 STA로 전송하는 단계;를 포함하되,
상기 동기화 프레임은 NDP(Null Data Packet) CTS(Clear-To-Send) 프레임인, 채널 엑세스 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 STA가 상기 NDP CTS 프레임을 수신하는 경우, 상기 STA는 상기 채널 접속을 수행하는, 채널 엑세스 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 STA는 상기 채널 접속을 수행한 후에 프레임을 상기 AP로 전송하는, 채널 엑세스 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 NDP CTS 프레임은 SIG(Signal) 필드를 포함하는, 채널 엑세스 제어 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 SIG 필드는 CTS ID를 포함하되,
상기 CTS ID는 BSSID(basic service set identifier)로 설정되는, 채널 엑세스 제어 방법.
무선 통신 시스템에서 채널 엑세스를 제어하는 AP(Access Point)에 있어서,
송수신부; 및
상기 송수신부를 제어하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
채널이 휴지(Idle) 상태인지 여부를 센싱하고, 및
상기 채널이 휴지 상태인 경우, STA(Station)의 상기 채널 접속을 허여하기 위한 동기화 프레임을 상기 송수신부를 통해 상기 STA로 전송하되,
상기 동기화 프레임은 NDP(Null Data Packet) CTS(Clear-To-Send) 프레임인, 채널 엑세스를 제어하는 AP.
제 6 항에 있어서,
상기 STA가 상기 NDP CTS 프레임을 수신하는 경우, 상기 STA는 상기 채널 접속을 수행하는, 채널 엑세스를 제어하는 AP.
제 6 항에 있어서,
상기 STA는 상기 채널 접속을 수행한 후에 프레임을 상기 AP로 전송하는, 채널 엑세스를 제어하는 AP.
제 6 항에 있어서,
상기 NDP CTS 프레임은 SIG(Signal) 필드를 포함하는, 채널 엑세스를 제어하는 AP.
제 9 항에 있어서,
상기 SIG 필드는 CTS ID를 포함하되,
상기 CTS ID는 BSSID(basic service set identifier)로 설정되는, 채널 엑세스를 제어하는 AP.