KR102446836B1 - 무선 랜 시스템에서 상향링크 송신을 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 랜 시스템에서 NAV(network allocation vector)를 사용하여 송신 여부를 결정하는 방법을 제안한다. 구체적으로 송신장치로부터 수신장치에서, 상향링크 다중사용자 전송(uplink multiple user transmission)을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임을 수신한 이후, 트리거 프레임에 대응하여 상향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 상기 수신장치의 NAV(network allocation vector)를 사용하여 결정한다. 이 경우, 상기 NAV가 인트라 BSS(basic service set) 프레임에 의해 설정된 경우 상기 NAV를 고려하지 않고 상기 상향링크 PPDU의 송신여부를 결정한다.

Description

무선 랜 시스템에서 상향링크 송신을 수행하는 방법 및 장치

본 명세서는 무선 랜 시스템에서 상향링크 송신을 수행하는 기법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 무선 랜 시스템에서 상향링크 다중사용자 송신을 수행하는 경우 캐리어 센싱에 관한 개선된 기법에 관한 것이다.

차세대 WLAN(wireless local area network)를 위한 논의가 진행되고 있다. 차세대 WLAN에서는 1) 2.4GHz 및 5GHz 대역에서 IEEE(institute of electronic and electronics engineers) 802.11 PHY(physical) 계층과 MAC(medium access control) 계층의 향상, 2) 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)과 영역 쓰루풋(area through put)을 높이는 것, 3) 간섭 소스가 존재하는 환경, 밀집한 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상 시키는 것을 목표로 한다.

차세대 WLAN에서 주로 고려되는 환경은 AP(access point)와 STA(station)이 많은 밀집 환경이며, 이러한 밀집 환경에서 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)과 공간 전송률(area throughput)에 대한 개선이 논의된다. 또한, 차세대 WLAN에서는 실내 환경뿐만 아니라, 기존 WLAN에서 많이 고려되지 않던 실외 환경에서의 실질적 성능 개선에 관심을 가진다.

구체적으로 차세대 WLAN에서는 무선 오피스(wireless office), 스마트 홈(smart home), 스타디움(Stadium), 핫스팟(Hotspot), 빌딩/아파트(building/apartment)와 같은 시나리오에 관심이 크며, 해당 시나리오 기반으로 AP와 STA이 많은 밀집 환경에서의 시스템 성능 향상에 대한 논의가 진행되고 있다.

또한, 차세대 WLAN에서는 하나의 BSS(basic service set)에서의 단일 링크 성능 향상보다는, OBSS(overlapping basic service set) 환경에서의 시스템 성능 향상 및 실외 환경 성능 개선, 그리고 셀룰러 오프로딩 등에 대한 논의가 활발할 것으로 예상된다. 이러한 차세대 WLAN의 방향성은 차세대 WLAN이 점점 이동 통신과 유사한 기술 범위를 갖게 됨을 의미한다. 최근 스몰셀 및 D2D(Direct-to-Direct) 통신 영역에서 이동 통신과 WLAN 기술이 함께 논의되고 있는 상황을 고려해 볼 때, 차세대 WLAN과 이동 통신의 기술적 및 사업적 융합은 더욱 활발해질 것으로 예측된다.

본 명세서는 다중 사용자가 상향링크 송신을 수행하는 경우, 개선된 기법을 제안한다.

본 명세서는 종래 기법에 따라 상향링크 송신 여부를 결정하는 방법을 다중 사용자가 지원되는 상황에 적용하는 경우에 발생하는 기술적 문제를 해결하기 위한 일례를 제안한다.

본 명세서는 무선 랜 시스템에 적용 가능한 송신 방법을 제안한다.

구체적으로 해당 방법은, 송신장치로부터 수신장치에서, 상향링크 다중사용자 전송(uplink multiple user transmission)을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 수신장치에서, 상기 트리거 프레임에 대응하여 상향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 상기 수신장치의 NAV(network allocation vector)를 사용하여 결정하되, 상기 NAV가 인트라 BSS(basic service set) 프레임에 의해 설정된 경우 상기 NAV를 고려하지 않고 상기 상향링크 PPDU의 송신여부를 결정하는 단계를 포함한다.

또한, 상기 상향링크 PPDU가 송신되는 것으로 결정되는 경우, 상기 수신장치에서 상기 송신장치로 상기 상향링크 PPDU를 송신하는 단계를 포함한다.

상술한 방법은 무선 랜 시스템의 AP 장치 및/또는 non-AP 장치에 적용 가능하다.

본 명세서의 일례에 따르면 다중 사용자가 상향링크 송신을 수행하는 경우 개선된 동작이 가능하다. 구체적으로, 종래 기법에 따라 상향링크 송신 여부를 결정하는 방법을 다중 사용자가 지원되는 상황에 적용하는 경우에 발생하는 기술적 문제가, 본 명세서의 일례에 의해 해결 가능하다.

도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 IEEE 규격에서 사용되는 PPDU의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 HE PPDU의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 20MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.
도 5는 40MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.
도 6은 80MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.
도 7은 HE-PPDU의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 실시예에 따른 HE-SIG-B의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 9는 트리거 프레임의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 10은 공통 정보(common information) 필드의 일례를 나타낸다.
도 11은 개별 사용자 정보(per user information) 필드에 포함되는 서브 필드의 일례를 나타낸다.
도 12는 본 실시예에 따른 동작을 설명하는 절차흐름도이다
도 13은 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스 절차를 기본 동작을 설명하는 도면이다.
도 14는 상술한 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향링크 MU PPDU를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 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.

도 2는 IEEE 규격에서 사용되는 PPDU의 일례를 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, IEEE a/g/n/ac 등의 규격에서는 다양한 형태의 PPDU(PHY protocol data unit)가 사용되었다. 구체적으로, LTF, STF 필드는 트레이닝 신호를 포함하였고, SIG-A, SIG-B 에는 수신 스테이션을 위한 제어정보가 포함되었고, 데이터 필드에는 PSDU에 상응하는 사용자 데이터가 포함되었다.

본 실시예는 PPDU의 데이터 필드를 위해 사용되는 시그널(또는 제어정보 필드)에 관한 개선된 기법을 제안한다. 본 실시예에서 제안하는 시그널은 IEEE 802.11ax 규격에 따른 HE PPDU(high efficiency PPDU) 상에 적용될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 개선하는 시그널은 HE PPDU에 포함되는 HE-SIG-A 및/또는 HE-SIG-B일 수 있다. HE-SIG-A 및 HE-SIG-B 각각은 SIG-A, SIG-B로도 표시될 수 있다. 그러나 본 실시예가 제안하는 개선된 시그널이 반드시 HE-SIG-A 및/또는 HE-SIG-B 규격에 제한되는 것은 아니며, 사용자 데이터를 전달하는 무선통신시스템에서 제어정보를 포함하는 다양한 명칭의 제어/데이터 필드에 적용 가능하다.

도 3은 HE PPDU의 일례를 도시한 도면이다.

본 실시예에서 제안하는 제어정보 필드는 도 3에 도시된 바와 같은 HE PPDU 내에 포함되는 HE-SIG-B일 수 있다. 도 3에 따른 HE PPDU는 다중 사용자를 위한 PPDU의 일례로, HE-SIG-B는 다중 사용자를 위한 경우에만 포함되고, 단일 사용자를 위한 PPDU에는 해당 HE-SIG-B가 생략될 수 있다.

도시된 바와 같이, 다중 사용자(Multiple User; MU)를 위한 HE-PPDU는 L-STF(legacy-short training field), L-LTF(legacy-long training field), L-SIG(legacy-signal), HE-SIG-A(high efficiency-signal A), HE-SIG-B(high efficiency-signal-B), HE-STF(high efficiency-short training field), HE-LTF(high efficiency-long training field), 데이터 필드(또는 MAC 페이로드) 및 PE(Packet Extension) 필드를 포함할 수 있다. 각각의 필드는 도시된 시간 구간(즉, 4 또는 8 ㎲ 등) 동안에 전송될 수 있다.

도 3의 각 필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.

도 4는 20MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 서로 다른 개수의 톤(즉, 서브캐리어)에 대응되는 자원유닛(Resource Unit; RU)이 사용되어 HE-PPDU의 일부 필드를 구성할 수 있다. 예를 들어, HE-STF, HE-LTF, 데이터 필드에 대해 도시된 RU 단위로 자원이 할당될 수 있다.

도 4의 최상단에 도시된 바와 같이, 26-유닛(즉, 26개의 톤에 상응하는 유닛)이 배치될 수 있다. 20MHz 대역의 최좌측(leftmost) 대역에는 6개의 톤이 가드(Guard) 대역으로 사용되고, 20MHz 대역의 최우측(rightmost) 대역에는 5개의 톤이 가드 대역으로 사용될 수 있다. 또한 중심대역, 즉 DC 대역에는 7개의 DC 톤이 삽입되고, DC 대역의 좌우측으로 각 13개의 톤에 상응하는 26-유닛이 존재할 수 있다. 또한, 기타 대역에는 26-유닛, 52-유닛, 106-유닛이 할당될 수 있다. 각 유닛은 수신 스테이션, 즉 사용자를 위해 할당될 수 있다.

한편, 도 4의 RU 배치는 다수의 사용자(MU)를 위한 상황뿐만 아니라, 단일 사용자(SU)를 위한 상황에서도 활용되며, 이 경우에는 도 4의 최하단에 도시된 바와 같이 1개의 242-유닛을 사용하는 것이 가능하며 이 경우에는 3개의 DC 톤이 삽입될 수 있다.

도 4의 일례에서는 다양한 크기의 RU, 즉, 26-RU, 52-RU, 106-RU, 242-RU 등이 제안되었는바, 이러한 RU의 구체적인 크기는 확장 또는 증가할 수 있기 때문에, 본 실시예는 각 RU의 구체적인 크기(즉, 상응하는 톤의 개수)에 제한되지 않는다.

도 5는 40MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.

도 4의 일례에서 다양한 크기의 RU가 사용된 것과 마찬가지로, 도 5의 일례 역시 26-RU, 52-RU, 106-RU, 242-RU, 484-RU 등이 사용될 수 있다. 또한, 중심주파수에는 5개의 DC 톤이 삽입될 수 있고, 40MHz 대역의 최좌측(leftmost) 대역에는 12개의 톤이 가드(Guard) 대역으로 사용되고, 40MHz 대역의 최우측(rightmost) 대역에는 11개의 톤이 가드 대역으로 사용될 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이, 단일 사용자를 위해 사용되는 경우, 484-RU가 사용될 수 있다. 한편, RU의 구체적인 개수가 변경될 수 있다는 점은 도 4의 일례와 동일하다.

도 6은 80MHz 대역 상에서 사용되는 자원유닛(RU)의 배치를 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5의 일례에서 다양한 크기의 RU가 사용된 것과 마찬가지로, 도 6의 일례 역시 26-RU, 52-RU, 106-RU, 242-RU, 484-RU, 996-RU 등이 사용될 수 있다. 또한, 중심주파수에는 7개 또는 5개의 DC 톤이 삽입될 수 있고, 80MHz 대역의 최좌측(leftmost) 대역에는 12개의 톤이 가드(Guard) 대역으로 사용되고, 80MHz 대역의 최우측(rightmost) 대역에는 11개의 톤이 가드 대역으로 사용될 수 있다. 또한 DC 대역 좌우에 위치하는 각각 13개의 톤을 사용한 26-RU를 사용할 수 있다.

또한, 도시된 바와 같이, 단일 사용자를 위해 사용되는 경우, 996-RU가 사용될 수 있다. 한편, RU의 구체적인 개수가 변경될 수 있다는 점은 도 4 및 도 5의 일례와 동일하다.

도 7은 HE-PPDU의 또 다른 일례를 나타낸 도면이다.

도시된 도 7의 블록은 도 3의 HE-PPDU 블록을 주파수 측면에서 설명하는 또 다른 일례이다.

도시된 L-STF(700)는 짧은 트레이닝 OFDM 심볼(short training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-STF(700)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(710)는 긴 트레이닝 OFDM 심볼(long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-LTF(710)는 정밀한 주파수/시간 동기화(fine frequency/time synchronization) 및 채널 예측을 위해 사용될 수 있다.

L-SIG(720)는 제어 정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다. L-SIG(720)는 데이터 전송률(rate), 데이터 길이(length)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, L-SIG(720)은 반복되어 전송될 수 있다. 즉, L-SIG(720)가 반복되는 포맷(예를 들어, R-LSIG라 칭할 수 있음)으로 구성될 수 있다.

HE-SIG-A(730)는 수신 스테이션에 공통되는 제어정보를 포함할 수 있다.

구체적으로, HE-SIG-A(730)는, 1) DL/UL 지시자, 2) BSS의 식별자인 BSS 칼라(color) 필드, 3) 현행 TXOP 구간의 잔여시간을 지시하는 필드, 3) 20, 40, 80, 160, 80+80 MHz 여부를 지시하는 대역폭 필드, 4) HE-SIG-B에 적용되는 MCS 기법을 지시하는 필드, 5) HE-SIB-B가 MCS 를 위해 듀얼 서브캐리어 모듈레이션(dual subcarrier modulation) 기법으로 모듈레이션되는지에 대한 지시 필드, 6) HE-SIG-B를 위해 사용되는 심볼의 개수를 지시하는 필드, 7) HE-SIG-B가 전 대역에 걸쳐 생성되는지 여부를 지시하는 필드, 8) HE-LTF의 심볼의 개수를 지시하는 필드, 8) HE-LTF의 길이 및 CP 길이를 지시하는 필드, 9) LDPC 코딩을 위해 추가의 OFDM 심볼이 존재하는지를 지시하는 필드, 10) PE(Packet Extension)에 관한 제어정보를 지시하는 필드, 11)HE-SIG-A의 CRC 필드에 대한 정보를 지시하는 필드 등에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 HE-SIG-A의 구체적인 필드는 추가되거나 일부가 생략될 수 있다. 또한, HE-SIG-A가 다중사용자(MU) 환경이 아닌 기타 환경에서는 일부 필드가 추가되거나 생략될 수 있다.

HE-SIG-B(740)는 상술한 바와 같이 다중 사용자(MU)를 위한 PPDU인 경우에만 포함될 수 있다. 기본적으로, HE-SIG-A(750) 또는 HE-SIG-B(760)는 적어도 하나의 수신 STA에 대한 자원 할당 정보(또는 가상 자원 할당 정보)를 포함할 수 있다.

도 8은 본 실시예에 따른 HE-SIG-B의 일례를 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, HE-SIG-B 필드는 맨 앞부분에 공통 필드를 포함하고, 해당 공통 필드는 그 뒤에 따라오는 필드와 분리하여 인코딩하는 것이 가능하다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같이, HE-SIG-B 필드는 공통 제어정보를 포함하는 공통 필드와, 사용자-특정(user-specific) 제어정보를 포함하는 사용자-특정 필드를 포함할 수 있다. 이 경우, 공통 필드는 대응되는 CRC 필드 등을 포함하고 하나의 BCC 블록으로 코딩될 수 있다. 이후에 이어지는 사용자-특정 필드는, 도시된 바와 같이 두 사용자(2 users)를 위한 "사용자-특징 필드" 및 그에 대응되는 CRC 필드 등을 포함하여 하나의 BCC 블록으로 코딩될 수 있다.

MU PPDU 상에서 HE-SIG-B(740)의 이전 필드는 듀플리케이트된 형태로 전송될 수 있다. HE-SIG-B(740)의 경우, 일부의 주파수 대역(예를 들어, 제4 주파수 대역)에서 전송되는 HE-SIG-B(740)은, 해당 주파수 대역(즉, 제4 주파수 대역)의 데이터 필드 및 해당 주파수 대역을 제외한 다른 주파수 대역(예를 들어, 제2 주파수 대역)의 데이터 필드를 위한 제어정보도 포함할 수 있다. 또한, 특정 주파수 대역(예를 들어, 제2 주파수 대역)의 HE-SIG-B(740)은 다른 주파수 대역(예를 들어, 제4 주파수 대역)의 HE-SIG-B(740)을 듀플리케이트한 포맷일 수 있다. 또는 HE-SIG-B(740)는 전체 전송 자원 상에서 인코딩된 형태로 전송될 수 있다. HE-SIG-B(740) 이후의 필드는 PPDU를 수신하는 수신 STA 각각을 위한 개별 정보를 포함할 수 있다.

HE-STF(750)는 MIMO(multiple input multiple output) 환경 또는 OFDMA 환경에서 자동 이득 제어 추정(automatic gain control estimation)을 향상시키기 위하여 사용될 수 있다.

HE-LTF(760)는 MIMO 환경 또는 OFDMA 환경에서 채널을 추정하기 위하여 사용될 수 있다.

HE-STF(750) 및 HE-STF(750) 이후의 필드에 적용되는 FFT/IFFT의 크기와 HE-STF(750) 이전의 필드에 적용되는 FFT/IFFT의 크기는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, HE-STF(750) 및 HE-STF(750) 이후의 필드에 적용되는 FFT/IFFT의 크기는 HE-STF(750) 이전의 필드에 적용되는 IFFT의 크기보다 4배 클 수 있다.

예를 들어, 도 7의 PPDU 상의 L-STF(700), L-LTF(710), L-SIG(720), HE-SIG-A(730), HE-SIG-B(740) 중 적어도 하나의 필드를 제1 필드라 칭하는 경우, 데이터 필드(770), HE-STF(750), HE-LTF(760) 중 적어도 하나를 제2 필드라 칭할 수 있다. 상기 제1 필드는 종래(legacy) 시스템에 관련된 필드를 포함할 수 있고, 상기 제2 필드는 HE 시스템에 관련된 필드를 포함할 수 있다. 이 경우, FFT(fast Fourier transform) 사이즈/IFFT(inverse fast Fourier transform) 사이즈는 기존의 무선랜 시스템에서 사용되던 FFT/IFFT 사이즈의 N배(N은 자연수, 예를 들어, N=1, 2, 4)로 정의될 수 있다. 즉, HE PPDU의 제1 필드에 비해 HE PPDU의 제2 필드에 N(=4)배 사이즈의 FFT/IFFT가 적용될 수 있다. 예를 들어, 20MHz의 대역폭에 대하여 256FFT/IFFT가 적용되고, 40MHz의 대역폭에 대하여 512FFT/IFFT가 적용되고, 80MHz의 대역폭에 대하여 1024FFT/IFFT가 적용되고, 연속 160MHz 또는 불연속 160MHz의 대역폭에 대하여 2048FFT/IFFT가 적용될 수 있다.

달리 표현하면, 서브캐리어 공간/스페이싱(subcarrier spacing)은 기존의 무선랜 시스템에서 사용되던 서브캐리어 공간의 1/N배(N은 자연수, 예를 들어, N=4일 경우, 78.125kHz)의 크기일 수 있다. 즉, HE PPDU의 제1 필드는 종래의 서브캐리어 스페이싱인 312.5kHz 크기의 서브캐리에 스페이싱이 적용될 수 있고, HE PPDU의 제2 필드는 78.125kHz 크기의 서브캐리에 공간이 적용될 수 있다.

또는, 상기 제1 필드의 각 심볼에 적용되는 IDFT/DFT 구간(IDFT/DFT period)은 상기 제2 필드의 각 데이터 심볼에 적용되는 IDFT/DFT 구간에 비해 N(=4)배 짧다고 표현할 수 있다. 즉, HE PPDU의 제1 필드의 각 심볼에 대해 적용되는 IDFT/DFT 길이는 3.2μs이고, HE PPDU의 제2 필드의 각 심볼에 대해 적용되는 IDFT/DFT 길이는 3.2μs *4(= 12.8μs)로 표현할 수 있다. OFDM 심볼의 길이는 IDFT/DFT 길이에 GI(guard interval)의 길이를 더한 값일 수 있다. GI의 길이는 0.4μs, 0.8μs, 1.6μs, 2.4μs, 3.2μs와 같은 다양한 값일 수 있다.

설명의 편의상, 도 7에서는 제1 필드가 사용하는 주파수 대역과 제2 필드가 사용하는 주파수 대역은 정확히 일치하는 것이 표현되어 있지만, 실제로는 서로 완전히 일치하지는 않을 수 있다. 예를 들어, 제1 주파수 대역에 상응하는 제1필드(L-STF, L-LTF, L-SIG, HE-SIG-A, HE-SIG-B)의 주요 대역이 제2 필드(HE-STF, HE-LTF, Data)의 주요 대역과 동일하지만, 각 주파수 대역에서는 그 경계면이 불일치할 수 있다. 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 RU를 배치하는 과정에서 다수의 널 서브캐리어, DC톤, 가드 톤 등이 삽입되므로, 정확히 경계면을 맞추는 것이 어려울 수 있기 때문이다.

사용자, 즉 수신스테이션은 HE-SIG-A(730)를 수신하고, HE-SIG-A(730)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신을 지시받을 수 있다. 이러한 경우, STA은 HE-STF(750) 및 HE-STF(750) 이후 필드부터 변경된 FFT 사이즈를 기반으로 디코딩을 수행할 수 있다. 반대로 STA이 HE-SIG-A(730)를 기반으로 하향링크 PPDU의 수신을 지시받지 못한 경우, STA은 디코딩을 중단하고 NAV(network allocation vector) 설정을 할 수 있다. HE-STF(750)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.

이하, 본 실시예에서는 AP에서 STA으로 전송되는 데이터(또는 프레임)는 하향링크 데이터(또는 하향링크 프레임), STA에서 AP로 전송되는 데이터(또는 프레임)는 상향링크 데이터(또는 상향링크 프레임)라는 용어로 표현될 수 있다. 또한, AP에서 STA으로의 전송은 하향링크 전송, STA에서 AP로의 전송은 상향링크 전송이라는 용어로 표현할 수 있다.

또한, 햐향링크 전송을 통해 전송되는 PPDU(PHY protocol data unit), 프레임 및 데이터 각각은 하향링크 PPDU, 하향링크 프레임 및 하향링크 데이터라는 용어로 표현될 수 있다. PPDU는 PPDU 헤더와 PSDU(physical layer service data unit)(또는 MPDU(MAC protocol data unit))를 포함하는 데이터 단위일 수 있다. PPDU 헤더는 PHY 헤더와 PHY 프리앰블을 포함할 수 있고, PSDU(또는 MPDU)는 프레임(또는 MAC 계층의 정보 단위)을 포함하거나 프레임을 지시하는 데이터 단위일 수 있다. PHY 헤더는 다른 용어로 PLCP(physical layer convergence protocol) 헤더, PHY 프리앰블은 다른 용어로 PLCP 프리앰블로 표현될 수도 있다.

또한, 상향링크 전송을 통해 전송되는 PPDU, 프레임 및 데이터 각각은 상향링크 PPDU, 상향링크 프레임 및 상향링크 데이터라는 용어로 표현될 수 있다.

본 실시예가 적용되는 무선랜 시스템에서는 SU(single)-OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 전송을 기반으로 전체 대역폭이 하나의 STA으로의 하향링크 전송 및 하나의 STA의 상향링크 전송을 위해 사용되는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예가 적용되는 무선랜 시스템에서 AP는 MU MIMO(multiple input multiple output)를 기반으로 DL(downlink) MU(multi-user) 전송을 수행할 수 있고, 이러한 전송은 DL MU MIMO 전송이라는 용어로 표현될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 무선랜 시스템에서는 OFDMA(orthogonal frequency division multiple access) 기반의 전송 방법이 상향링크 전송 및/또는 하향링크 전송을 위해 지원되는 것이 바람직하다. 즉, 사용자에게 서로 다른 주파수 자원에 해당하는 데이터 유닛(예를 들어, RU)을 할당하여 상향링크/하향링크 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로 본 실시예에 따른 무선랜 시스템에서는 AP가 OFDMA를 기반으로 DL MU 전송을 수행할 수 있고, 이러한 전송은 DL MU OFDMA 전송이라는 용어로 표현될 수 있다. DL MU OFDMA 전송이 수행되는 경우, AP는 중첩된 시간 자원 상에서 복수의 주파수 자원 각각을 통해 복수의 STA 각각으로 하향링크 데이터(또는 하향링크 프레임, 하향링크 PPDU)를 전송할 수 있다. 복수의 주파수 자원은 복수의 서브밴드(또는 서브채널) 또는 복수의 RU(resource unit)일 수 있다. DL MU OFDMA 전송은 DL MU MIMO 전송과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, DL MU OFDMA 전송을 위해 할당된 특정 서브 밴드(또는 서브 채널) 상에서 복수의 시공간 스트림(space-time stream)(또는 공간적 스트림(spatial stream))을 기반으로 한 DL MU MIMO 전송이 수행될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 무선랜 시스템에서는 복수의 STA이 동일한 시간 자원 상에서 AP로 데이터를 전송하는 것을 UL MU 전송(uplink multi-user transmission)이 지원될 수 있다. 복수의 STA 각각에 의한 중첩된 시간 자원 상에서의 상향링크 전송은 주파수 도메인(frequency domain) 또는 공간 도메인(spatial domain) 상에서 수행될 수 있다.

복수의 STA 각각에 의한 상향링크 전송이 주파수 도메인 상에서 수행되는 경우, OFDMA를 기반으로 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원이 상향링크 전송 자원으로 할당될 수 있다. 서로 다른 주파수 자원은 서로 다른 서브밴드(또는 서브채널) 또는 서로 다른 RU(resource unit))일 수 있다. 복수의 STA 각각은 할당된 서로 다른 주파수 자원을 통해 AP로 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 서로 다른 주파수 자원을 통한 전송 방법은 UL MU OFDMA 전송 방법이라는 용어로 표현될 수도 있다.

복수의 STA 각각에 의한 상향링크 전송이 공간 도메인 상에서 수행되는 경우, 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 시공간 스트림(또는 공간적 스트림)이 할당되고 복수의 STA 각각이 서로 다른 시공간 스트림을 통해 상향링크 데이터를 AP로 전송할 수 있다. 이러한 서로 다른 공간적 스트림을 통한 전송 방법은 UL MU MIMO 전송 방법이라는 용어로 표현될 수도 있다.

UL MU OFDMA 전송과 UL MU MIMO 전송은 함께 수행될 수 있다. 예를 들어, UL MU OFDMA 전송을 위해 할당된 특정 서브 밴드(또는 서브 채널) 상에서 복수의 시공간 스트림(또는 공간적 스트림)을 기반으로 한 UL MU MIMO 전송이 수행될 수 있다.

MU OFDMA 전송을 지원하지 않았던 종래의 무선랜 시스템에서 하나의 단말에게 넓은 대역폭(wider bandwidth)(예를 들어, 20MHz 초과 대역폭)을 할당하기 위해 멀티 채널 할당 방법이 사용되었다. 멀티 채널은 하나의 채널 단위를 20MHz라고 할 경우, 복수개의 20MHz 채널을 포함할 수 있다. 멀티 채널 할당 방법에서는 단말에게 넓은 대역폭을 할당하기 위해 프라이머리 채널 규칙(primary channel rule)이 사용되었다. 프라이머리 채널 규칙이 사용되는 경우, 단말로 넓은 대역폭을 할당하기 위한 제약이 존재한다. 구체적으로, 프라이머리 채널 룰에 따르면, 프라이머리 채널에 인접한 세컨더리 채널(secondary channel)이 OBSS(overlapped BSS)에서 사용되어 ‘비지(busy)’ 한 경우, STA은 프라이머리 채널을 제외한 나머지 채널을 사용할 수 없다. 따라서, STA은 프라이머리 채널로만 프레임을 전송할 수 있어 멀티 채널을 통한 프레임의 전송에 대한 제약을 받는다. 즉, 기존의 무선랜 시스템에서 멀티 채널 할당을 위해 사용되던 프라이머리 채널 룰은 OBSS가 적지 않은 현재 무선랜 환경에서 넓은 대역폭을 운용하여 높은 처리량을 얻고자 함에 있어 큰 제약이 될 수 있다.

이러한 문제점을 해결하고자 본 실시예에서는 OFDMA 기술을 지원하는 무선랜 시스템이 개시된다. 즉, 하향링크 및 상향링크 중 적어도 하나에 대해 상술한 OFDMA 기술이 적용 가능하다. 또한 하향링크 및 상향링크 중 적어도 하나에 대해 상술한 MU-MIMO이 기법이 추가적으로 적용 가능하다. OFDMA 기술이 사용되는 경우, 프라이머리 채널 룰에 의한 제한 없이 멀티 채널을 하나의 단말이 아닌 다수의 단말이 동시에 사용할 수 있다. 따라서, 넓은 대역폭 운용이 가능하여 무선 자원의 운용의 효율성이 향상될 수 있다.

상술한 바와 같이, 복수의 STA(예를 들어, non-AP STA) 각각에 의한 상향링크 전송이 주파수 도메인 상에서 수행되는 경우, AP는 OFDMA를 기반으로 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원이 상향링크 전송 자원으로 할당될 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 서로 다른 주파수 자원은 서로 다른 서브밴드(또는 서브채널) 또는 서로 다른 RU(resource unit))일 수 있다.

복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원은 트리거 프레임(trigger frame)을 통해 지시된다.

도 9는 트리거 프레임의 일례를 나타낸다. 도 9의 트리거 프레임은 상향링크 MU 전송(Uplink Multiple-User transmission)을 위한 자원을 할당하고, AP로부터 송신될 수 있다. 트리거 프레임은 MAC 프레임으로 구성될 수 있으며, PPDU에 포함될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 PPDU를 통해 송신되거나, 도 2에 도시된 레거시 PPDU를 통해 송신되거나 해당 트리거 프레임을 위해 특별히 설계된 PPDU를 통해 송신될 수 있다. 만약, 도 3의 PPDU를 통해 송신되는 경우, 도시된 데이터 필드에 상기 트리거 프레임이 포함될 수 있다.

도 9에 도시된 각각의 필드는 일부 생략될 수 있고, 다른 필드가 추가될 수 있다. 도한 필드 각각의 길이는 도시된 바와 다르게 변화될 수 있다.

도 9의 프레임 컨트롤(frame control) 필드(910)는 MAC 프로토콜의 버전에 관한 정보 정보 및 기타 추가적인 제어 정보가 포함되며, 듀레이션 필드(920)는 이하에서 설명하는 NAV를 설정하기 위한 위한 시간 정보나 단말의 식별자(예를 들어, AID)에 관한 정보가 포함될 수 있다.

또한, RA 필드(930)는 해당 트리거 프레임의 수신 STA의 주소 정보가 포함되며, 필요에 따라 생략될 수 있다. TA 필드(940)는 해당 트리거 프레임을 송신하는 STA(예를 들어, AP)의 주소 정보가 포함되며, 공통 정보(common information) 필드(950)는 해당 트리거 프레임을 수신하는 수신 STA에게 적용되는 공통 제어 정보를 포함한다

도 10은 공통 정보(common information) 필드의 일례를 나타낸다. 도 10의 서브 필드 중 일부는 생략될 수 있고, 기타 서브 필드가 추가될 수도 있다. 또한 도시된 서브 필드 각각의 길이는 변형될 수 있다.

도시된 길이 필드(1010)은 해당 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향 PPDU의 L-SIG 필드의 길이 필드와 동일한 값을 가지며, 상향 PPDU의 L-SIG 필드의 길이 필드는 상향 PPDU의 길이를 나타낸다. 결과적으로 트리거 프레임의 길이 필드(1010)는 대응되는 상향링크 PPDU의 길이를 지시하는데 사용될 수 있다.

또한, 케스케이드 지시자 필드(1020)는 케스케이드 동작이 수행되는지 여부를 지시한다. 케스케이드 동작은 동일 TXOP 내에 하향링크 MU 송신과 상향링크 MU 송신이 함께 수행되는 것을 의미한다. 즉, 하향링크 MU 송신이 수행된 이후, 기설정된 시간(예를 들어, SIFS) 이후 상향링크 MU 송신이 수행되는 것을 의미한다. 케이스케이드 동작 중에는 하향링크 통신을 수행하는 송신장치(예를 들어, AP)는 1개만 존재하고, 상향링크 통신을 수행하는 송신장치(예를 들어, non-AP)는 복수 개 존재할 수 있다.

CS 요구 필드(1030)는 해당 트리거 프레임을 수신한 수신장치가 대응되는 상향링크 PPDU를 전송하는 상황에서 무선매체의 상태나 NAV 등을 고려해야 하는지 여부를 지시한다.

HE-SIG-A 정보 필드(1040)는 해당 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향 PPDU의 SIG-A 필드(즉, HE-SIG-A 필드)의 내용(content)을 제어하는 정보가 포함될 수 있다.

CP 및 LTF 타입 필드(1050)는 해당 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향 PPDU의 LTF의 길이 및 CP 길이에 관한 정보를 포함할 수 있다. 트리거 타입 필드(1060)는 해당 트리거 프레임이 사용되는 목적, 예를 들어 통상의 트리거링, 빔포밍을 위한 트리거링, Block ACK/NACK에 대한 요청 등을 지시할 수 있다.

한편, 도 9에 관한 나머지 설명을 추가하면 이하와 같다.

도 9의 트리거 프레임을 수신하는 수신 STA의 개수에 상응하는 개별 사용자 정보(per user information) 필드(960#1 내지 960#N)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 개별 사용자 정보 필드는, “RU 할당 필드”라 불릴 수도 있다.

또한, 도 9의 트리거 프레임은 패딩 필드(970)와, 프레임 체크 시퀀스 필드(980)을 포함할 수 있다.

도 9에 도시된, 개별 사용자 정보(per user information) 필드(960#1 내지 960#N) 각각은 다시 다수의 서브 필드를 포함하는 것이 바람직하다.

도 11은 개별 사용자 정보(per user information) 필드에 포함되는 서브 필드의 일례를 나타낸다. 도 11의 서브 필드 중 일부는 생략될 수 있고, 기타 서브 필드가 추가될 수도 있다. 또한 도시된 서브 필드 각각의 길이는 변형될 수 있다.

도 11의 사용자 식별자(User Identifier) 필드(1110)는 개별 사용자 정보(per user information)가 대응되는 STA(즉, 수신 STA)의 식별자를 나타내는 것으로, 식별자의 일례는 AID의 전부 또는 일부가 될 수 있다.

또한, RU 할당(RU Allocation) 필드(1120)가 포함될 수 있다. 즉 사용자 식별자 필드(1110)로 식별된 수신 STA가, 도 9의 트리거 프레임에 대응하여 상향링크 PPDU를 송신하는 경우, RU 할당(RU Allocation) 필드(1120)가 지시한 RU를 통해 해당 상향링크 PPDU를 송신한다. 이 경우, RU 할당(RU Allocation) 필드(1120)에 의해 지시되는 RU는 도 4, 도 5, 도 6에 도시된 RU를 지시하는 것이 바람직하다.

도 11의 서브 필드는 코딩 타입 필드(1130)를 포함할 수 있다. 코딩 타입 필드(1130)는 도 9의 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향링크 PPDU의 코딩 타입을 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 상향링크 PPDU에 BCC 코딩이 적용되는 경우 상기 코딩 타입 필드(1130)는 ‘1’로 설정되고, LDPC 코딩이 적용되는 경우 상기 코딩 타입 필드(1130)는 ‘0’으로 설정될 수 있다.

또한, 도 11의 서브 필드는 MCS 필드(1140)를 포함할 수 있다. MCS 필드(1140)는 도 9의 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향링크 PPDU에 적요되는 MCS 기법을 지시할 수 있다. 예를 들어, 상기 상향링크 PPDU에 BCC 코딩이 적용되는 경우 상기 코딩 타입 필드(1130)는 ‘1’로 설정되고, LDPC 코딩이 적용되는 경우 상기 코딩 타입 필드(1130)는 ‘0’으로 설정될 수 있다.

이하 본 실시예는 NAV(network allocation vector)를 통해 트리거 프레임에 대응되는 상향링크 PPDU의 전송을 제어하는 기법에 관련된다. NAV에 관한 구체적인 설명은 이하와 같다.

무선매체가 접속 가능한지를 판단하기 위한 케리어-센싱(carrier sensing) 메커니즘은 크게 물리적 케리어 센싱과 가상 케리어 센싱으로 구분될 수 있다. 물리적 케리어 센싱은 종래 CCA(clear channel assessment) 기법 등을 통해 공유 무선채널에 대해 물리적으로 사용가능여부를 감지하는 기법이다. 물리적 케이어 센싱은 전력 소모가 발생하므로, 이를 방지하기 위해 가상 케리어 센싱 기법도 함께 사용될 수 있다.

IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서는 MAC 계층 프레임의 헤더에 포함되는 구간 필드(duration field)를 통해 NAV를 설정하는 방식으로 가상 케리어 센싱을 수행한다. 구체적으로, 수신된 MAC 프레임의 구간 필드를 확인한 수신 스테이션은 해당 구간 필드를 기초로 NAV를 설정하고, NAV가 0이 아닌 경우 무선매체가 비지(busy)한 것으로 간주하여 송신을 수행하지 않는다. NAV은 카운트 다운되는 파라미터로 0이 되는 경우 무선매체가 아이들(idle)한 것으로 취급될 수 있다

NAV에 관한 보다 구체적인 동작은 IEEE 802.11 규격에 소개되어 있는데, 구체적으로 수신 스테이션에 수신된 프레임의 RA 필드에 포함된 MAC 주소가 해당 수신 스테이션의 MAC 주소와 일치하는 경우 NAV를 갱신하지 않는다. 즉 NAV를 그대로 유지한다. 그러나 MAC 주소가 일치하지 않는 경우, 해당 수신 스테이션의 NAV과 수신된 MAC 헤더의 구간 필드를 비교하여 수신된 구간 필드가 더 긴 경우에는 수신된 값으로 NAV를 갱신한다.

이러한 종래의 NAV 동작은 단일의 송신장치와 수신장치가 지원되는 무선 랜 시스템에서는 문제가 없었으나, 본 실시예가 적용될 수 있는 IEEE 802.11ax 시스템이나 기타 개선된 무선랜 시스템에서는 이하와 같은 기술적 문제가 발생할 수 있다. 즉, 종래 무선랜 시스템에서는 동일 TXOP 내에 송신장치와 수신장치가 동일하게 유지되어 NAV 동작에 따른 불명료가 없었는데, TXOP 상에서 다중사용자 전송이 지원되어야 하기 때문에 이하와 같은 개선된 기법이 필요하다.

우선 다중사용자(MU) 전송에 관련되는 TXOP(transmission opportunity), 즉 MU TXOP는 다음과 같이 정해지는데, 이것이 종래 기술의 문제와 관련된다. 우선 TXOP는 특정한 STA이 무선매체(wireless medium) 상으로 프레임 교환 시퀀스(frame exchange sequences)를 개시하는 권한(right)을 가지는 시간 구간을 지시하며, 통상 시작 시간(starting time)과 최대 구간(maximum duration)을 통해 정의되는 시간 구간이다. 상술한 바와 같이 케스케이드 동작이 문제되는 경우, 동일 TXOP 내에 하향링크 MU 송신과 상향링크 MU 송신이 함께 수행될 수 있다. 또한 상술한 바와 같은 트리거 프레임이 MAC 계층을 통해 제공되고 또한 하향링크 MU 송신과 상향링크 MU 송신 과정에서 추가적인 PPDU가 제공될 수 있다. TXOP 내에서 하향링크 송신을 수행하는 송신장치는 1개로 정해질 수 있지만, 각각의 상향링크 MU PPDU를 송신하는 다수의 UL 송신장치는 다른 세트로 정해질 수도 있다. 또한, 동일 TXOP 내에 하향링크 MU 송신과 상향링크 MU 송신이 함께 수행되더라도, 하향링크 MU 송신의 대상이 되는 STA 세트와 상향링크 MU 송신의 주체가 되는 STA 세트는 다를 수 있다.

이러한 종래 TXOP 정의에 따라 동작하는 경우, 만약 특정한 송신 STA(예를 들어, AP)에서 하나의 TXOP(즉, MU TXOP) 동안에 다수의 트리거 프레임을 송신할 수 있다. 즉, 제1 트리거 프레임은 STAs 1-3으로부터의 상향링크 MU 송신(즉, 상향링크 MU PPDU의 송신)을 트리거하고, 제2 트리거 프레임은 STAs 4-6으로부터의 상향링크 MU 송신(즉, 상향링크 MU PPDU의 송신)을 트리거할 수 있다. 이 경우, 종래의 NAV 동작을 수행하면, 제1 트리거 프레임을 수신한 STA 중에서 STAs 1-3을 제외한 나머지 STA들은 제1 트리거 프레임을 기반으로 NAV를 설정한다.

위 상황에서 만약 송신 STA(예를 들어, AP)이 제2 트리거 프레임을 통해 STAs 4-6에 대한 상향링크 자원을 할당하는 경우(즉, 도 9의 960#1 내지 960#N 필드를 이용해서 RU를 할당하는 경우)에라도, 해당 STAs 4-6은 제2 트리거 프레임에 대응하여 적절히 상향링크 PPDU를 송신할 수 없을 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 제1 트리거 프레임을 기반으로 NAV를 설정하였기 때문에, 제2 트리거 프레임을 통해 명시적으로 상향링크 자원을 할당 받았더라도 적절한 상향링크 PPDU의 송신이 불가능할 수 있다.

또한, STA이 특정 AP와의 결합(association)을 통해 구성한 BSS(즉, 인트라 BSS)가 아닌 주변의 BSS, 즉 인터-BSS 또는 OBSS(overlapping BSS)로부터 PPDU를 수신하는 경우, 해당 PPDU를 통해서도 NAV를 설정할 수 있다. 이 상황에서 STA이 도 9 등의 트리거 프레임에 자신의 ID(즉, 자신의 AID)가 포함되어 상향링크 PPDU를 전송해야 하는 경우, STA이 NAV를 어떻게 설정해야 하고, 트리거 프레임에 대응되는 상향링크 PPDU를 송신해야 하는지 여부 등이 종래 규격에서는 불명료하다는 문제가 있었다.

상술한 문제를 포함하는 종래기술의 다양한 문제를 해결하기 위해, 본 실시예는 NAV에 관한 개선된 기법을 제안한다. 예를 들어, 다양한 이유에 의해 이미 NAV가 설정된 이후 특정 STA에 대한 트리거링이 수행되는 경우(즉, 해당 STA에 대한 AID가 포함된 트리거 프레임이 수신되는 경우), NAV의 설정과 상향링크 PPDU의 송신에 관한 새로운 기법이 이하와 같이 제안된다.

도 12는 본 실시예에 따른 동작을 설명하는 절차흐름도이다. 도 12의 일례는 NAV 설정방법에 관련된다.

도시된 바와 같이 수신장치(예를 들어, non-AP STA)에서는 BSS 패킷(또는 프레임)을 수신하고, 이에 따라 NAV를 설정할 수 있다(S1210). 해당 BSS 패킷은 수신장치가 속하는 인트라-BSS로부터 수신되는 패킷이거나, OBSS 또는 인터-BSS로부터 수신되는 패킷일 수 있다. S1210 단계를 통해 수신된 패킷이 인트라-BSS로부터 수신되는 것인지 아니면 OBSS로부터 수신되는지는 해당 패킷에 포함되는 식별자를 통해 판단할 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 PPDU가 수신되는 경우, HE-SIG A 필드에 포함되는 BSS 칼라(BSS color) 필드 등을 통해 BSS의 식별자를 파악하고 이를 통해, 인트라 BSS 인지 OBSS 인지를 구별할 수 있다.

S1210 단계에 따라 NAV가 설정되는 경우, NAV가 0이 되기 전까지 해당 수신장치는 상향링크 PPDU를 송신할 수 없다. 그러나 도 9 등에 도시된 트리거 프레임에 의해 상향링크 PPDU의 송신이 트리거되면 NAV의 값이 무시될 수 있다.

구체적으로 수신장치는 상향링크 MU 송신을 위한 트리거 프레임을 수신한다(S1220). 해당 트리거 프레임은 도 9 등의 일례에 도시된 바와 같을 수 있다.

이 경우, 수신장치는 가상 케리어 센싱을 고려하여, NAV 값이 0이 아닌 경우 트리거 프레임에 상응하는 상향링크 PPDU를 송신할 수 없는 것이 원칙이다. 그러나 본 실시예는 이에 대한 예외를 제안한다. 구체적으로 도시된 바와 같이, S1230 단계를 통해 NAV를 고려하지 않고 트리거 프레임에 상응하는 상향링크 PPDU를 송신할 수 있는지를 판단하는 방법을 제시한다.

예를 들어, 수신장치에서 NAV가 설정된 것이 인트라 BSS 패킷에 의한 것인 경우, 즉 S1210 단계에서 수신된 패킷이 인트라 BSS 패킷인 경우 해당 NAV를 고려하지 않고 상향링크 BSS 패킷을 송신한다면 상술한 종래기술의 문제를 해결할 수 있다. 이에 따라 S1230 단계에서는 이미 설정된 NAV가 인트라 BSS 패킷에 의해 설정된 것인지 여부를 판단한다.

만약, 이미 설정된 NAV가 인트라 BSS 패킷에 의해 설정된 경우(예를 들어, S1210 단계에서 수신된 패킷이 S1220 단계에서 트리거 프레임을 송신한 송신장치인 AP로부터 수신되는 경우, 및/또는 S1210 단계에서 수신된 패킷이 인트라-BSS에 속하는 non-AP STA으로부터 수신되는 경우), NAV는 고려(consider)되지 않고 트리거 프레임에 상응하는 상향링크 PPDU를 송신이 수행된다(S1240). S1240 단계를 수행하는 경우, 이미 설정된 NAV은 리셋될 수도 있고, 종전 값을 그대로 유지할 수도 있다. 한편, S1240 단계를 수행하는 경우, NAV는 고려되지 않더라도 물리적 케리어 센싱은 부가적으로 수행될 수도 있다.

만약 S1230 단계에서는 이미 설정된 NAV가 인트라 BSS 패킷에 의해 설정된 것이 아닌 경우, 즉 OBSS 패킷에 의해 NAV가 설정된 경우, S1250 단계에 따른 동작이 수행된다.

S1250 단계에 따른 동작은 이하의 두 가지 옵션 중 하나에 따를 수 있다. 구체적으로, 제1 옵션에 따르는 경우 NAV 타이머가 만료하기 전(즉, NAV가 0이 되기 전)까지는 상향링크 PPDU의 송신을 시도할 수 없다. 즉 제1 옵션에 따르는 경우, OBSS 패킷에 의해 NAV가 설정되는 경우는 NAV 동작의 예외가 되지 않는다. 만약 제1 옵션에 따르는 경우, NAV는 리셋되거나 갱신되지 않으며 원래 NAV를 유지하지 않을 수 있다. S1250 단계에 따른 제2 옵션은 기설정된 조건이 달성되는 경우 NAV를 무시하고 상향링크 PPDU의 송신을 시도하는 것이다. 예를 들어, S1220 단계를 통해 수신된 트리거 프레임에 표시된 길이 필드(즉, 도 10의 길이 필드(1010))에 표시된 값과 현재의 NAV 타이머 값을 비교하여, 현재 NAV 타이머 값이 더 작은 경우에 한하여 상향링크 PPDU의 송신을 허락하는 것도 가능하다. 이러한 제2 옵션은 상향링크 MU PPDU에 대응하여 ACK(또는 Block ACK)을 정상적으로 수신하기 위해 필요할 수 있다.

상술한 도 12의 일례를 달리 설명하면, 트리거 프레임에 따른 상향링크 MU 송신을 지원하는 STA은 기본적으로 종래의 NAV 동작을 지원한다. 다만, NAV 동작에 기 설정된 예외를 인정할 것을 제안하는 것이며, 이러한 예외는 다수 개 존재할 수 있다. 본 실시예는, NAV 설정의 기본이 된 패킷/프레임/신호의 송신 주체가 인트라 BSS에 관련되는지 여부를 기초로 NAV 동작에 예외를 인정할지 여부를 판단한다. 예를 들어, NAV 설정의 기본이 된 패킷/프레임/신호의 송신 주체가 인트라 BSS에 관련되는 경우에는 NAV 동작에 대한 예외로 인정하여, NAV를 무시하고 상향링크 PPDU의 송신을 시도할 것을 제안한다. 이에 추가적으로, 또는 대체적으로, NAV 설정의 기본이 된 패킷/프레임/신호의 송신 주체가 OBSS에 관련되는 경우, NAV 동작에 대한 예외로 인정하지 않거나, 특정한 조건을 만족하는 경우 NAV 동작에 대한 예외로 인정하는 일례도 가능하다.

상술한 일례와 유사하게 NAV를 무시하고 상향링크 PPDU의 송신을 시도하는 기법은 다른 상황에도 적용될 수 있다. 구체적으로, NAV 설정의 기초가 되는 패킷이 인트라-BSS 패킷/프레임인지 OBSS 패킷/프레임인지에 상관 없이, 특정한 타입의 트리거 프레임이 수신되는 경우, NAV를 무시하고 상향링크 PPDU의 송신을 시도하는 것도 가능하다. 예를 들어, 이하에서 설명하는 프레임은 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스(OFDMA based random access)를 위한 트리거 프레임이나, 유니캐스트 트리거 프레임(즉, 도 9의 트리거 프레임의 RA 필드를 브로드캐스트 주소가 아닌 유니캐스트 주소로 정함)인 경우에는 경우에는 NAV를 고려하지 않고 상향링크 MU 송신을 시도할 수 있다. 추가적으로, MU 빔포밍 리포트, 자원요청(resource request), 또는 기타 MAC 제어 프레임에 관련되는 트리거 프레임이 수신되는 경우에도 NAV를 고려하지 않고 상향링크 MU 송신을 시도할 수 있다. 이 경우, 이미 설정된 NAV가 OBSS 패킷/프레임에 의해 설정된 경우에는 다소 간의 간섭이 발생할 가능성도 있지만 그 간섭의 크기가 제한적이므로, 상향링크 MU 송신의 지연을 방지하기 위해 위와 같은 기법을 사용할 수 있다.

이하, OFDMA 기반의 랜덤 엑세스(OFDMA based random access)에 관한 기본적인 특징을 설명한다. 상술한 도 9의 트리거 프레임은 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스(OFDMA based random access)를 위해 사용될 수 있다. 구체적으로 복수의 수신장치(예를 들어, non-AP STA)가 송신장치(예를 들어, AP STA)으로부터, 렌덤 엑세스를 위한 상향링크 자원(즉, RU)의 세트를 할당 받고, 경쟁에서 승리한 수신장치가 해당 자원 세트 중 어느 하나를 랜덤하게 선택하는 것이 가능하다. 예를 들어, 도 9의 트리거 프레임의 RA 필드(930), 및/또는 도 11의 사용자 식별자(User Identifier) 필드(1110)의 필드를 기설정된 값(예를 들어, RA 필드에 브로드캐스트 주소를 포함시키거나, “AID 0”으로 설정하거나 복수의 AID로 설정할 수 있음)으로 설정하고, 다수의 RU 세트를 지정하는 방식으로 랜덤 엑세스를 위한 상향링크 자원의 세트를 설정할 수 있다.

도 13은 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스 절차를 기본 동작을 설명하는 도면이다.

구체적으로 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스 절차에 관해서는, 도 13에 도시된 바와 같이 OBO(OFDMA Back-Off) 카운터가 정의된다. OBO 카운터는 RU 단위로 카운트 다운된다. 또한, OFDMA 결쟁 윈도우(OFDMA contention window: OCW)라는 정수 값이 정의되며, 이러한 OCW 값의 OCWmin 라는 값으로 정해진다. OCWmin은 각 STA에 대한 OBO 카운터 값을 정하기 위해 사용된다.

OFDMA 기반의 랜덤 엑세스 절차는 도 9의 트리거 프레임을 수신한 STA에 의해 개시될 수 있다. 한편, OFDMA 기반의 랜덤 엑세스를 수행하는 STA에게는 다양한 방식으로 OCWmin 값이 시그널링되는데, 일단 OCWmin 값이 STA으로 전달되면, 해당 STA은 [0, OCWmin] 구간의 랜덤 값으로 OBO 카운터의 초기 값을 정한다.

도 13에서 제1 트리거 프레임(1310)이 송신되면 STAs 1-3에 대해 각각의 OBO 카운터 값이 설정된다. 예를 들어, 최초 OBO 카운터 값은 STAs 1-3에 대하여 11, 5, 1로 설정될 수 있다. 또한, 제1 트리거 프레임(1310)을 통해 랜덤 엑세스를 위한 RU 세트는 3개가 할당될 수 있다. OBO 카운터 값은 RU 1개당 1만큼 감소할 수 있고, 이 경우 “RU 1”에 대해서는 STA3의 OBO 카운터 값이 0으로 설정되므로, STA3은 제1 트리거 프레임(1310)을 통해 지정된 RU 세트(즉, RUs 1-3) 중 하나를 임의로 선택하여 송신할 수 있다. STAs 1-2의 경우, 아직 OBO 카운터 값이 0이 아니므로 각각의 RU에 대해 카운터 값을 감소시키는 동작을 수행하고, 상향링크 PPDU의 송신은 할 수 없다.

도 13에서 제2 트리거 프레임(1320)이 송신되면 각 RU에 대해 OBO 카운터 값을 감소시키며, 이 과정에서 STA 2의 OBO 카운터 값이 0이 되므로 STA 2는 경쟁에서 승리하여 지정된 RU 세트(즉, RUs 1-2) 중 임의의 하나를 사용하여 상향링크 PPDU를 송신할 수 있다.

도 13에서 제3 트리거 프레임(1320)은 랜덤 엑세스를 위해 사용되는 것이 아니므로, OBO 카운터의 감소는 없으며, 이에 따른 렌덤 엑세스 동작도 수행되지 않는다.

상술한 본 실시예의 기법, 즉 NAV를 고려하지 않고 상향링크 PPDU 송신을 시도하는 기법은 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스에도 적용될 수 있다. 구체적으로 OFDMA 기반의 랜덤 엑세스에 관련된 일례는 두 개의 기법을 택일적으로 사용하거나 조합하여 사용할 것을 제안한다. 제안하는 첫 번째 일례는 NAV가 설정되고 NAV 타이머가 만료하지 않았어도(즉, NAV가 0보다 크더라도), 상술한 OBO 카운터를 감소시키고 OBO 카운터가 0이 되는 경우, 상향링크 PPDU를 송신하는 것이다. 이러한 첫 번째 일례는 NAV가 인트라 BSS 패킷/프레임에 의해 설정된 경우에 적용되는 것이 바람직하다. 즉, NAV를 설정하는데 사용된 패킷/프레임이 랜덤 엑세스를 개시하는 트리거 프레임을 송신한 송신장치로부터 수신되는 경우, 및/또는 NAV를 설정하는데 사용된 패킷/프레임이 인트라-BSS STA으로부터 수신되는 경우에는 첫 번째 일례가 적용되는 것이 바람직하다.

한편, 이하에서 설명하는 두 번째 일례는 NAV가 OBSS 패킷/프레임에 의해 설정된 경우에 적용되는 것이 바람직하다. 두 번째 일례는 종래의 NAV 동작이 수행되는 도중(즉, NAV 타이머가 0으로 감소하는 도중)에는 도 13에 따른 백오프 동작을 중단(즉, OBO 카운터를 감소시키면서 OBO 카운터가 0이 되는 경우 랜덤하게 선택된 RU로 상향링크 PPDU를 송신하는 동작을 중단)하고, NAV 타이머가 0이 될 때까지 슬립모드를 유지할 것을 제안한다. 상술한 두 개의 일례는 택일적으로 사용되거나 동시에 사용될 수 있다.

이하 NAV를 고려하지 않고 상향링크 PPDU의 송신을 시도하는 상황에서 케리어 센싱에 관해 추가적인 특징을 설명한다.

구체적으로, 송신장치(예를 들어, AP)에서 상향링크 MU 자원을 할당하는 경우, AP는 물리적 케리어 센싱 및/또는 가상 케리어 센싱을 수행할 수 있다. 케리어 센싱을 통해 무선 채널이 아이들(idle) 상태인 경우, 트리거 프레임이 송신될 수 있다. 그러나 수신장치(예를 들어, non-AP STA)에서 상향링크 MU 송신을 개시하려는 경우, 수신장치 측에서의 물리적 케리어 센싱 및/또는 가상 케리어 센싱에 의해 무선 채널이 비지(busy)인 것으로 파악될 수 있다. 이 경우, 해당 채널이 아이들 상태가 될 때까지 수신장치는 상향링크 MU 송신을 지연하고 랜덤 백오프를 수행해야 한다.

이 상황에서 수신장치에서의 물리적 케리어 센싱 및/또는 논리적 캐리어 센싱의 결과와 상관 없이 상향링크 MU 송신을 수행하도록 허용하는 것도 가능하다. 즉, 일례에 따르면, CCA 기법을 통해 무선 채널이 비지(busy)한 것으로 판단되더라도, 상향링크 MU 통신을 위한 트리거 프레임이 수신되면 상향링크 MU PPDU를 송신하는 것이 가능하다. 이 경우에 수신장치에서 CCA 기법을 아예 수행하지 않는 것도 가능하다. 또 다른 일례에 따르면, NAV 타이머 상관 없이 MU 통신을 위한 트리거 프레임이 수신되면 상향링크 MU PPDU를 송신하는 것이 가능하다. 즉, NAV가 0이 되지 않더라도 상향링크 MU PPDU를 송신하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 두 가지 일례는 택일적으로 사용되거나, 동시에 조합하여 사용될 수 있다.

도 14는 상술한 트리거 프레임에 대응하여 송신되는 상향링크 MU PPDU를 나타내는 블록도이다.

도시된 바와 같이, 도 14의 PPDU는 다양한 필드를 포함하고 있으며, 각각의 필드는 도 2 내지 도 3에 도시된 필드에 대응된다. 한편, 도시된 바와 같이 도 14의 상향링크 PPDU는 HE-SIG-B 필드는 포함하지 않고 HE-SIG-A 필드만을 포함할 수 있다.

도 15는 본 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 15를 참조하면, 무선 장치는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 STA로서, AP또는 비AP STA(non-AP station)일 수 있다. 상기 무선 장치는 상술한 사용자에 대응되거나, 상기 사용자에 신호를 송신하는 송신 장치에 대응될 수 있다.

AP(1500)는 프로세서(1510), 메모리(1520) 및 RF부(radio frequency unit, 1530)를 포함한다.

RF부(1530)는 프로세서(1510)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.

프로세서(1510)는 본 명세서에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1510)는 전술한 본 실시예에 따른 동작을 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(1510)는 도 1 내지 14의 실시예에서 개시된 동작 중 AP가 수행할 수 있는 동작을 수행할 수 있다.

비AP 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 실시예에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1560)는 전술한 본 실시예에 따른 non-AP STA동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서는 도 1 내지 14의 실시예에서 non-AP STA의 동작을 수행할 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 (18)

1. 무선 랜 시스템에서,
   송신장치로부터 수신장치에서, 상향링크 다중사용자 전송(uplink multiple user transmission)을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임을 수신하는 단계;
   상기 수신장치에서, 상기 트리거 프레임에 대응하여 상향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 상기 수신장치의 NAV(network allocation vector)를 사용하여 결정하되, 상기 NAV가 인트라 BSS(basic service set) 프레임에 의해 설정된 경우 상기 NAV를 고려하지 않고 상기 상향링크 PPDU의 송신여부를 결정하는 단계; 및
   상기 상향링크 PPDU가 송신되는 것으로 결정되는 경우, 상기 수신장치에서 상기 송신장치로 상기 상향링크 PPDU를 송신하는 단계
   를 포함하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 트리거 프레임은 상기 상향링크 다중사용자 전송에 관련된 적어도 하나의 수신장치의 AID(association identifier)를 표시하는 MAC(medium access control) 계층 프레임인
   방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 트리거 프레임은 상기 상향링크 PPDU의 길이를 지시하는 길이 필드(length field)를 포함하는
   방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 NAV는 상기 수신장치에 수신되는 PPDU의 구간 필드(duration field)를 기초로 설정되는
   방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 무선 랜 시스템의 수신장치에 있어서,
   무선 신호를 송신하거나 수신하는 RF부; 및
   상기 RF부를 제어하는 프로세서를 포함하되,
   상기 프로세서는:
   상향링크 다중사용자 전송(uplink multiple user transmission)을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임을, 상기 RF부를 통해, 수신하고,
   상기 트리거 프레임에 대응하여 상향링크 PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 상기 수신장치의 NAV(network allocation vector)를 사용하여 결정하되, 상기 NAV가 인트라 BSS(basic service set) 프레임에 의해 설정된 경우 상기 NAV를 고려하지 않고 상기 상향링크 PPDU의 송신여부를 결정하고,
   상기 상향링크 PPDU가 송신되는 것으로 결정되는 경우, 상기 RF부를 통해 상기 상향링크 PPDU를 송신하도록 설정되는
   장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 트리거 프레임은 상기 상향링크 다중사용자 전송에 관련된 적어도 하나의 수신장치의 AID(association identifier)를 표시하는 MAC(medium access control) 계층 프레임인
   장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 트리거 프레임은 상기 상향링크 PPDU의 길이를 지시하는 길이 필드(length field)를 포함하는
   장치.
10. 제7항에 있어서,
    상기 NAV는 상기 수신장치에 수신되는 PPDU의 구간 필드(duration field)를 기초로 설정되는
    장치.
11. 삭제
12. 삭제
13. 무선 랜(Local Area Network; LAN) 시스템의 스테이션(Station; STA)에서 수행되는 방법에 있어서,
    수신된 프레임을 기초로 NAV(network allocation vector)를 설정하는 단계;
    상향링크 다중사용자(uplink multiple user; UL MU) 전송을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임(trigger frame)을 수신하는 단계; 및
    상기 트리거 프레임에 대응하여 상향링크(Uplink; UL) PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 판단하되,
    상기 NAV는 인트라 BSS(intra basic service set)을 기초로 설정되고,
    상기 스테이션(STA)은 상기 상향링크(UL) PPDU의 송신을 판단하기 위해 상기 NAV를 고려(consider)하지 않는, 단계
    를 포함하는
    방법.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 트리거 프레임(trigger frame)은 상기 상향링크 다중사용자(UL MU) 전송에 관련된 적어도 하나의 스테이션(STA)의 AID(association identifier)에 관한 정보를 포함하는 MAC(medium access control) 계층 프레임인
    방법.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 트리거 프레임(trigger frame)은 상기 상향링크(UL) PPDU의 길이에 관한 정보를 포함하는 길이 필드(length field)를 포함하는
    방법.
    
16. 무선 랜(Local Area Network; LAN) 시스템의 스테이션(Station; STA)에 있어서,
    수신 신호 및 송신 신호를 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리를 제어하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는:
    수신된 프레임을 기초로 NAV(network allocation vector)를 설정하고
    상향링크 다중사용자(uplink multiple user; UL MU) 전송을 트리거(trigger)하는 트리거 프레임(trigger frame)을 수신하고,
    상기 트리거 프레임에 대응하여 상향링크(Uplink; UL) PPDU(physical layer protocol data unit)를 송신할지 여부를 판단하되,
    상기 NAV는 인트라 BSS(intra basic service set)을 기초로 설정되고,
    상기 프로세서는 상기 상향링크(UL) PPDU의 송신을 판단하기 위해 상기 NAV를 고려(consider)하지 않도록 설정되는,
    장치.
    
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 트리거 프레임(trigger frame)은 상기 상향링크 다중사용자(UL MU) 전송에 관련된 적어도 하나의 스테이션(STA)의 AID(association identifier)에 관한 정보를 포함하는 MAC(medium access control) 계층 프레임인
    장치.
    
18. 제17항에 있어서,
    상기 트리거 프레임(trigger frame)은 상기 상향링크(UL) PPDU의 길이에 관한 정보를 포함하는 길이 필드(length field)를 포함하는
    장치.
    
    
    

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