KR20120093319A - 무선랜 시스템에서의 프레임 전송방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선랜 시스템에서의 전송 스테이션(station)에 의해 수행되는 프레임 전송 방법 및 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 프레임 전송방법은 목적 스테이션으로 전송할 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및 상기 PPDU를 상기 목적 스테이션에게 전송하는 것을 포함하고, 상기 PLCP 헤더는 상기 목적 스테이션의 부분(partial) AID(Association ID)를 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서의 프레임 전송방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMITTING A FRAME IN A WIRELESS RAN SYSTEM}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 프레임 전송방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
WLAN 기술의 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802가 1980년 2월에 설립된 이래, 많은 표준화 작업이 수행되고 있다. 초기의 WLAN 기술은 IEEE 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 호핑, 대역 확산, 적외선 통신 등으로 1~2Mbps의 속도를 지원한 이래, 최근에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 적용하여 최대 54Mbps의 속도를 지원할 수 있다. 이외에도 IEEE 802.11에서는 QoS(Quality for Service)의 향상, 액세스 포인트(Access Point) 프로토콜 호환, 보안 강화(Security Enhancement), 무선 자원 측정(Radio Resource measurement), 차량 환경을 위한 무선 접속(Wireless Access Vehicular Environment), 빠른 로밍(Fast Roaming), 메쉬 네트워크(Mesh Network), 외부 네트워크와의 상호작용(Interworking with External Network), 무선 네트워크 관리(Wireless network Management) 등 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 또한, 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다.
보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 뿐만 아니라, 속도를 증가시키기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)을 사용할 수도 있다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 그런데, IEEE 802.11n 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)/물리계층(Physical Layer, PHY) 프로토콜은 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하는데 있어서 효과적이지 못하다. 왜냐하면, IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜은 단일 스테이션(station, STA), 즉 하나의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 갖는 STA의 동작을 위한 것이어서, 기존의 IEEE 802.11n의 MAC/PHY 프로토콜을 그대로 유지하면서 프레임의 처리량을 증가시킬수록 이에 따라 부가적으로 발생하는 오버헤드(Overhead)도 증가하기 때문이다. 결국, 기존의 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜, 즉 단일 STA 아키텍쳐를 그대로 유지하면서 무선 통신 네트워크의 수율(throughput)을 향상시키는 것은 한계가 있다.
따라서 무선 통신 네트워크에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 달성하기 위해서는 기존의 단일 STA 아키텍쳐인 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜과는 다른 새로운 시스템이 요청된다. VHT(Very High Throughput) 무선랜 시스템은, IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중 하나이다.
VHT 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 VHT STA들이 동시에 채널에 접근하여 사용하는 것을 허용한다. 이를 위해 다중 안테나를 이용한 MU-MIMO(multi user multiple input multiple output) 방식의 전송을 지원한다. VHT AP(Access Point)는 복수의 VHT STA에게 공간 다중화(spatial multiplexing)된 데이터를 동시에 전송하는 SDMA(spatial division multiple access) 전송이 가능하다. 복수의 안테나를 사용하여 복수의 공간 스트림(spatial stream)을 복수의 STA에 배분하여 동시에 데이터를 전송하여 무선랜 시스템의 전반적인 수율(throughput)을 올릴 수 있다.
IEEE 802.11n 무선랜 시스템 이전의 무선랜 시스템(e.g. IEEE 802.11 a/b/g)를 지원하는 레거시(legacy) 단말기 및 IEEE 802.11n 무선랜 시스템을 지원하는 HT 단말기들은 기본적으로 액티브 모드(active mode)와 전력 절감 모드(power save mode, PS 모드)로 동작할 수 있다. 전력 케이블(power cable) 등을 이용하여 안정적으로 전력을 공급 받는 단말의 경우, 안정적으로 전력을 공급 받기 때문에 상대적으로 전력 소비 효율(power consumption efficiency)에 덜 민감하다. 반면 일정한 용량(capacity)을 가진 배터리로 동작하는 단말의 경우 한정된 전력 내에서 동작해야 하므로 전력 소비 효율에 민감할 수 있다. 단말의 이동성 측면에서 살펴보면, 전력 케이블 등을 이용하여 안정적인 전력의 공급이 가능한 단말은 이동성에 제한을 받을 수 있다. 반면 배터리로부터 전력을 공급받는 단말은 이동성의 제한을 덜 받는다. 단말의 전력 소비 효율을 높이기 위하여 단말은 PS 모드에서 동작할 수 있다. PS 모드로 동작하는 단말은 한정된 전력을 효율적으로 사용하기 위해 깨어있는 모드(awake mode)와 슬립모드(sleep mode)간 전환를 반복하게 된다.
전력 소비 효율에 대한 고려는 VHT 무선랜 시스템에서도 여전히 중요한 이슈가 될 수 있다. 따라서 무선랜 시스템에서 전력 소비 효율 측면을 고려한 새로운 PLCP 프레임 포맷, PLCP 프레임을 통해 전송할 제어정보의 결정 및 전송방법에 대한 고려가 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선랜 시스템에서 사용될 수 있는 PLCP(physical layer convergence procedure) 프레임의 전송방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 스테이션의 전력 절감 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서의 전송 스테이션(station)에 의해 수행되는 프레임 전송 방법은 목적 스테이션으로 전송할 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및 상기 PPDU를 상기 목적 스테이션에게 전송하는 것;을 포함하며, 상기 PLCP 헤더는 상기 목적 스테이션의 부분(partial) AID(Association ID)를 포함한다.
상기 목적 스테이션의 상기 부분 AID는 상기 목적 스테이션이 AP와 결합(association) 과정에서 상기 AP로부터 할당 받은 AID(Association ID)로부터 얻어질 수 있다.
상기 AID는 16비트(bit)의 길이를 가지며, 상기 부분 AID는 상기 AID의 16비트중 낮은 차수(low order)의 9비트로 설정될 수 있다.
상기 부분 AID는 상기 PLCP 헤더의 VHTSIG 필드에 포함될 수 있으며, 상기 VHTSIG 필드는 상기 목적 스테이션이 상기 PPDU를 수신하여 상기PPDU를 복조하고, 디코딩하는데 필요한 제어정보를 담고 있는 필드이다.
상기 부분 AID는 상기 전송 스테이션과 상기 목적 스테이션 각각이 AP인지, 비AP(non AP) 스테이션인지를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서의 전송 스테이션(station)에 의해 수행되는 프레임 전송 방법은 복수의 목적 스테이션 각각에게 전송할 복수의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 복수의 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및 상기 PPDU를 상기 복수의 목적 스테이션에게 동시에 전송하는 것을 포함하며, 상기 PLCP 헤더는 상기 복수의 목적 스테이션을 지시하는 그룹 아이디를 포함한다.
상기 그룹 ID는 상기 PLCP 헤더의 VHTSIG 필드에 포함될 수 있으며, 상기 VHTSIG 필드는 상기 복수의 목적 스테이션에 공통으로 적용되는 제어정보를 담고 있는 필드일 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서의 동작하는 스테이션은 PPDU를 전송 또는 수신하는 송수신기; 및 상기 송수신기와 기능적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 목적 스테이션으로 전송할 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고, 상기 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및 상기 PPDU를 상기 송수신기를 통하여 상기 목적 스테이션에게 전송하도록 설정되며, 상기 PLCP 헤더는 상기 목적 스테이션의 부분(partial) AID(Association ID)를 포함한다.
무선랜 시스템에 적용될 수 있는 PLCP 프레임 포맷, PLCP 프레임 전송 방법 및 이를 지원하는 장치를 제공한다. 본 발명이 제안하는 새로운 PLCP 프레임을 이용하여 무선랜 시스템의 스테이션의 전력 소비 효율을 올리고, 트래픽의 종류에 따른 효율적인 동작이 가능하다.
도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2는 상술한 PLCP 프레임 전송 절차의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PLCP 프레임 구성 및 대상 STA 정보 전송의 일례이다.
도 4는 PLCP 헤더에 그룹 ID를 포함하여 전송하는 예를 보여준다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 PLCP 프레임 포맷의 일례이다.
도 6은 VHT SIG 필드의 CRC 값에 데이터를 전송하고 싶은 STA의 고유 시퀀스를 마스킹하여 전송하는 예를 나타낸다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 데이터 프레임 전송과 DL 데이터 프레임 전송의 예를 보여준다.
도 9는 VHT SIG 필드에 부분 AID를 포함시켜 전송하는 일례를 나타낸 것이다.
도 10은 OBSS 환경에서 발생할 수 있는 문제점을 예시하고 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로컬 AP ID(1100)를 포함하는 비콘 프레임의 프레임 포맷의 일례이다.
도 12는 STA의 소비전력 절감을 위한 무선 프레임 수신 알고리즘을 도시한 것이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 SU-MIMO 전송을 지원하는 PLCP 프레임 포맷의 일례를 보여준다.
도 14는 STA이 PS 모드로 동작할 때, AP의 프레임 전송방법의 일례을 보여준다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP의 프레임 전송방법을 도시한 것이다.
도 16은 AP의 소비 전력을 줄이기 위한 본 발명의 실시예에 따른 AP와 STA의 동작의 일례를 도시한 것이다.
도 17은 AP의 소비 전력을 줄이기 위한 본 발명의 실시예에 따른 AP와 STA의 동작을 다른 일례 도시한 것이다.
도 18는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다. 무선장치(1800)는 AP 또는 STA일 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예가 구현되는 WLAN(wireless local area network) 시스템은 적어도 하나의 BSS(basic service set)을 포함한다. BSS는 서로 통신하기 위해 성공적으로 동기화된 스테이션(station, STA)의 집합이다. BSS는 독립(Independent) BSS(IBSS)와 인프라스트럭쳐(Infrastructure) BSS로 분류할 수 있다.
인프라스트럭쳐 BSS는 적어도 하나의 STA과 AP(access point)를 포함한다. AP는 BSS내의 STA 각각 무선매체(wireless medium)를 통해 연결을 제공하는 기능 매체이다. AP는 집중 제어기(centralized controller), BS(base station), 스케줄러 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
STA은 IEEE 802.11 표준을 만족하는 MAC(medium access control) 및 PHY(wireless-medium physical layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체이다. STA는 AP 또는 non-AP STA 일 수 있으나, 이하에서 별도로 구별하여 표시하지 않는 한 AP와 구별되는 non-AP STA를 지칭한다. STA는 UE(user equipment), MS(mobile station), MT(mobile terminal), 휴대용 기기, 인터페이스 카드 등과 같은 다른 명칭으로 불릴 수 있다.
STA은 VHT-STA, HT-STA 및 L(Legacy)-STA으로 구분될 수 있다. HT-STA는 IEEE 802.11n을 지원하는 STA을 말하고, L-STA는 IEEE 802.11n의 하위 버전, 예를 들어 IEEE 802.11a/b/g을 지원하는 STA을 말한다. L-STA는 non-HT STA라고도 한다.
도 1은 IEEE 802.11의 물리계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
IEEE 802.11 의 물리계층 아키텍처(PHY layer architecture)는 PLME(PHY Layer Management Entity), PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 부계층(110), PMD(Physical Medium Dependent) 부계층(100)으로 구성된다. PLME는 MLME(MAC Layer Management Entity)와 협조하여 물리계층의 관리기능을 제공한다. PLCP 부계층(11)은 MAC 부계층(120)과 PMD 부계층(100) 사이에서 MAC 계층(120)의 지시에 따라 MAC 부계층(120)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 PMD 부계층에 전달하거나, PMD 부계층(100)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(120)에 전달한다. PMD 부계층(100)은 PLCP의 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 두 스테이션간 물리 계층 개체(entity)의 송수신이 가능하도록 한다.
PLCP 부계층(110)은 MPDU를 MAC 부계층(120)으로부터 받아 PMD 부계층(100)으로 전달하는 과정에서 물리계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙인다. 이때 부가되는 필드는 MPDU에 PLCP 프리앰블(preamble), PLCP 헤더(header), 데이터 필드 위에 필요한 꼬리 비트(Tail Bits) 등이 될 수 있다. PLCP 프리앰블은 PSDU(PLCP Service Data Unit = MPDU)가 전송되기 전에 수신기로 하여금 동기화 기능과 안테나 다이버시티를 준비하도록 하는 역할을 한다. PLCP 헤더에는 프레임에 대한 정보를 포함하는 필드가 포함되는데 이는 이후에 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
PLCP 부계층(110)에서 MPDU에 상술한 필드를 부가하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 생성하여 PMD 부계층을 거쳐 수신 스테이션으로 전송하고, 수신 스테이션은 PPDU를 수신하여 PLCP 프리앰블, PLCP 헤더로부터 데이터 복원에 필요한 정보를 얻어 데이터를 복원한다.
도 2는 상술한 PLCP 전송 절차의 일례를 도시한 것이다.
MAC 부계층의 MPDU는 무선 매체를 통한 전송을 위해 PHY 계층의 PLCP 부계층으로 전달된다. PLCP 부계층에서는 레가시 STA의 제어정보를 담고 있는 L-SIG 및 VHT STA을 위한 제어정보를 담고 있는 VHT-SIG1 및 VHT-SIG2를 덧붙이고, 필요에 따라 패딩 비트를 덧붙일 수 있다. 또한 인코딩 방식에 따라 테일 비트(tail bits)를 더 추가할 수 있다. 여기에 Non-VHT 훈련심볼(Non-VHT Training Symbols)과 VHT 훈련심볼(VHT Training Symbols)을 부가한다. Non-VHT 훈련심볼은 수신 STA이 프레임 타이밍 획득(frame timing acquisition), AGC(automatic gain control) 제어, 거친(coarse) 주파수 획득할 수 있도록 하고 L-SIG 및 VHT-SIG1의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. VHT 훈련심볼은 VHT-SIG2의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다.
MAC 부계층의 MPDU는 PLCP 부계층을 거쳐 PMD 부계층에서 무선매체를통해 상대 STA에게 전송된다. PMD 계층에서 무선매체를 통해 전송되는 PPDU는 Non-VHT 프리앰블, L-SIG, VHT-SIG1, VHT-SIG2, VHT 훈련(VHT-Traning), VHT-SIG2, 데이터 필드를 포함한다. 이하에서는 전송 STA(AP를 포함한다)의 PLCP 계층에서 MAC계층으로부터 전달 받은 PSDU에 부가되는 필드들을 통칭하여 PLCP 프리앰블 및 PLCP 헤더로 표기하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 PLCP 프레임은 대상(target) STA 정보를 포함한다. 대상 STA 정보는 PLCP 부계층에서 MPDU에 부가되는 필드에 포함되거나, 별개의 필드로 부가되어 전송될 수 있다. 대상 STA 정보는 MPDU에 포함되는, MAC 프로토콜 계층(layer)에서의 수신자 주소(receiver address or receiving station address, RA) 또는 목적지 주소(destination address, DA)와 구별된다. 다시 말해서 MAC 프로토콜 계층에서 MAC 헤더의 주소 필드(address field)에 설정되어 전송되는 수신자 주소 또는 목적지 주소와 달리 본 발명의 대상 STA 정보는 PLCP 부계층에서 MPDU에 부가되어 전송되는 정보이다. 본 발명에 따른 대상 STA 정보 전송의 일례로 대상 STA 정보는 PLCP 부계층에서 추가되는 VHTSIG 필드에 포함되어 전송될 수 있다. 이하에서 대상 STA 정보의 구체적인 일례와 그에 따른 본 발명이 제안하는 PLCP 프레임을 수신 또는 오버히어링(overhearing)한 STA의 동작을 다양한 실시예와 함께 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 PLCP 프레임 구성 및 대상 STA 정보 전송의 일례이다.
도 3의 예는 AP(5)가 STA 1(10)에 대하여 PLCP 프레임을 전송하는 것을 예로 하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니한다. PLCP 프레임을 전송하는 전송 단말은 STA일 수 있으며, 이를 수신하는 단말은 STA이거나 또는 AP일 수 있다.
AP(5)는 AP(5)에 구현되어 있는 PLCP 부계층에서 STA1(10)에게 전송할 데이터(310)를 포함하는 MSDU에 PLCP 프리앰블 및 PLCP 헤더를 부가한다. 이때 VHT-SIG1 또는 VHT-SIG2에는 대상 STA 정보가 포함될 수 있다. 보다 구체적으로 VHT-SIG1 또는 VHT-SIG2는 대상 STA 정보를 담은 N 비트를 포함할 수 있다. VHT-SIG1 또는 VHT-SIG2에 포함되는 N비트는 대상 STA 정보를 직접 지시하거나 또는 N비트로 표현될 수 있는 M가지 상태(state)중 어느 하나를 지시하는 형태일 수 있다. 즉, 기설정된 M가지 상태중 어느 하나를 지시하는 인덱스 정보일 수 있다.
무선랜 시스템에서 STA은 전송을 하고 있지 않은 상태에서는 언제 수신 될지 모르는 무선 프레임을 받기 위하여 반송파 감지(carrier sense)를 수행 한다. 반송파 감지의 결과, 반송파가 검출(detection) 되었을 때는 데이터의 복조를 시도하여 MAC 부계층에서 해당 데이터 패킷이 자신을 위한 정보인지 아닌지를 판단한다. 따라서, 수신한 모든 데이터 패킷을 복조하고 디코딩하기 위하여 전력을 소모하게 된다. 이는 STA의 전력 효율을 낮추는 결과를 초래한다.
PLCP 헤더에 포함되는 대상 STA 정보는 PLCP 프레임을 수신 또는 오버히어링하는 STA의 전력 효율을 높이기 위해 사용될 수 있다. 수신 또는 오버히어링하는 STA은 대상 STA 정보를 이용하여 슬립 모드(sleep mode)에 들어갈지 여부를 결정하여 불필요한 데이터 패킷에 대한 복조 및 디코딩을 줄일 수 있다.
이를 도 3의 예에서 설명하면, AP(5)가 전송하는 PLCP 프레임의 PLCP 헤더에는 N 비트 또는 이에 상응 할 수 있는 M개의 상태 정보(300)가 포함되어 있다. STA1(10)은 AP(5)가 전송하는 PLCP 프레임의 헤더를 읽으면서 자신을 위한 데이터 또는 정보가 아닌 것을 알게 되면 이후 전송되는 필드에 대해 디코딩할 필요가 없다. 이러한 경우 STA1(10)은 슬립모드로 전환할 수 있다. 이때 VHT SIG 필드에는 STA1(10)이 슬립모드로 동작할 기간을 지시하는 기간 정보가 더 포함될 수 있고, STA1(10)은 기간 정보가 지시하는 기간 동안 슬립모드로 동작할 수 있다. STA1(10)이 슬립모드로 동작하는 기간은 데이터 필드(310)가 전송되는 때 또는 데이터에 대한 ACK 프레임이 전송되는 때까지의 기간일 수 있다. ACK 정책에 따라 데이터에 대한 ACK 프레임 전송이 바로 이루어지지 않고 복수의 데이터가 연속적으로 전송되는 경우에는 STA1(10)은 최초의 PLCP 프레임의 데이터 필드가 전송되는 때까지 슬립모드로 동작할 수 있다.
도 3의 예에서 N 비트를 통해 전송되는 대상 STA 정보는 STA의 식별정보일수 있다. 즉, N 비트 또는 이에 상응 할 수 있는 M개의 상태 정보로 표현될 수 있는 물리(Physical) ID를 도입하여 각 STA에 할당을 하게 되면 각 STA은 자기에게 할당된 정보와 다른 STA들에 할당된 정보를 구분할 수 있게 되기 때문에 기존 STA들의 동작과 같이 모든 정보를 끝까지 다 검출 할 필요가 없어진다. 즉, 해당 PLCP 프레임이 자신에게 불필요한, 다른 STA를 위한 정보라고 판단되면 슬립모드로 전환하여 전력 소비를 줄일 수 있다.
물리 ID를 도입하는 하나의 방법으로 Group ID가 고려될 수 있다. 이는 MU-MIMO 동작(operation)을 지원하기 위한 후보(candidate)가 될 수 있는 STA들을 하나의 그룹으로 모아 그룹(Group) ID를 할당하는 것이다. STA 입장에서는 자신이 속한 그룹의 그룹 ID와 동일한 그룹 ID를 가지고 있는 PLCP 프레임은 자신의 것으로 판단하고, 자신이 속한 그룹의 그룹 ID와 다른 그룹 ID를 가지고 있는 PLCP 프레임은 자신에게 불필요한 데이터/정보를 갖고 있는 것으로 간주하여 더 이상 해당 PLCP 프레임에 대한 복조 및 디코딩을 수행하지 아니하고 슬립모드로 전환할 수 있다.
도 4는 PLCP 헤더에 그룹 ID를 포함하여 전송하는 예를 보여준다.
도 4에서 STA 1, STA 2 및 STA 4는 그룹 A(15)를 구성하는 STA들이며 Group ID = A를 할당 받고, STA 3, STA 7 및 STA 10이 그룹 B(25)를 구성하고 Group ID = B를 할당 받았다고 가정한다. 이 때 PLCP 프레임의 데이터가 그룹 A(15)의 STA에 전송이 된다면 그룹 B(25)에 속하는 STA들은 PLCP 프레임의 PLCP 헤더에 포함된 그룹 ID 정보(400)를 통해 자신에게 불필요한 것임을 알게되고 이후 전송되는 필드에 대한 더 이상의 복조나 디코딩 없이 슬립모드로 전환할 수 있다.
상술한 방법은 PLCP 헤더에 포함된 물리 ID를 이용하여 PLCP 프레임을 수신한 STA이 해당 PLCP 프레임이 자신에게 불필요한 것인지 여부를 판단하였으나, 본 발명이 제안하는 다른 실시예에 따르면, PLCP 프레임에 CRC 마스킹(masking)을 이용할 수 있다. 즉, 각 STA에 주어진 특정 시퀀스(specific sequence)를 CRC에 마스킹하여 전송하면, STA은 PLCP 프레임의 프리앰블을 검출(detection) 하는 과정에서 자기에게 주어지는/필요한 정보인지 아닌지를 구분 할 수 있게 되고 다른 STA을 위한 정보라고 판단이 되면 슬립모드로 전환할 수 있다.
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 PLCP 프레임 포맷의 일례이다.
도 5의 예는 STA1 및 STA2에 대하여 MU-MIMO 방식으로 데이터를 전송하는 경우를 보여주고 있다. VHT SIG1(510)은 모든 STA이 수신하고 인식할 수 있도록 프리코딩 없이 전방향(onmi-direational) 전송된다. VHT SIG1(510)에는 모든 STA에게 공통적인 정보가 포함되는데, 그 일례로 어떤 스트림(stream)이 각각의 STA에게 할당되었는지 총 스트림의 수는 몇 개 인지 등의 정보가 VHT SIG1(510)을 통해 각 STA에게 전달된다.
VHT SIG1(510)과 VHT-LTF를 넌오버랩핑(non-overlapping) 방식으로 전송한다. 이어 각 STA의 데이터 정보를 담고 있고 개별 STA에 대한 제어정보를 담고 있는 VHT SIG2-1 필드(521), VHTSIG2-2 필드(522)를 오버랩핑(overlapping) 방식으로 전송한다. VHT SIG2-1 필드(521) 및 VHTSIG2-2 필드(522)는 프리앰블 뒤쪽에 위치한다.
STA들에 대한 공통 제어정보를 포함하고 있는 VHT SIG1과 개별 STA 각각에 대한 제어정보를 포함하고 있는 VHT SIG2-1 필드(521) 및 VHTSIG2-2 필드(522)는 CRC 체크를 위한 비트(bit)를 포함한다고 가정하면, 각 STA 고유의 정보를 담고 있는 VHT SIG2-1 필드(521) 및 VHTSIG2-2 필드(522)에 포함된 CRC 비트에 CRC 마스킹이 이루어 질 수 있다. 개별 STA의 특정 시퀀스를 개별 STA에 대한 제어 정보를 담고 있는 VHT SIG2의 CRC에 마스킹하여 전송하면 STA은 PLCP 프레임을 검출 하는 과정에서 자기의 데이터/정보인지 아닌지를 구분 할 수 있게 되고, 다른 STA을 위한 데이터/정보라고 판단이 되면 슬립모드로 전환할 수 있다.
도 6은 VHT SIG 필드의 CRC 값에 데이터 전송 목적 STA의 고유 시퀀스를 마스킹하여 전송하는 예를 나타낸다. 각각의 STA은 STA 고유 ID를 마스킹한 값과 비교하여 자신에서 보내진 데이터인지 아닌지를 구분한 후 자신의 데이터가 아니면 슬립 모드로 전환하여 소비 전력을 낮출 수 있다. 도 6의 예는 STA 1(10)의 STA 고유 ID가 CRC에 마스킹되어 전송된 예이기 때문에 STA 1(10)은 RX 모드(깨어 있는 상태, awake mode)를 유지하지만 그 외 나머지 STA들(STA3, STA7, STA10)은 VHT SIG를 디코딩 한 후 슬립 모드로 전환하는 것을 보여준다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면 PLCP 헤더의 VHT SIG 필드는 STA이 오버히어링(overhearing)을 계속 수행할지 여부에 대한 정보를 제공하는 필드를 포함할 수 있다.
STA A와 STA B가 RTS(Request To send) 프레임 및 CTS(Clear To Send) 프레임을 주고 받은 후, 데이터 프레임을 전송할 때 그 주위에 있는 다른 STA들은 모든 과정을 오버히어링하고 있다. 그러나 충돌을 회피하기 위해 전송되는 RTS/CTS 프레임등과 같은 비교적 짧은 제어 프레임을 오버히어링하는 것이 아닌, 상대적으로 긴 다른 STA에 대한 데이터 프레임을 오버히어링하는 것은 전력 효율면에서 낭비일 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 다른 STA들이 오버히어링을 지속해야 할 것인지 여부를 지시하는 정보(e.g. non-overhearing bit)를 전송할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 의하면 PLCP 프레임의 VHT SIG 필드는 non-overhearing 비트를 포함할 수 있다. non-overhearing 비트는 1비트의 길이를 가질 수 있다. non-overhearing 비트를 0으로 설정(non-overhearing bit==0)하여 전송하는 경우, 이를 수신한 STA은 계속 오버히어링을 하지만 non-overhearing 비트를 1로 설정(non-overhearing bit==1)하여 전송하는 경우에는 계속 오버히어링을 하지 않고 슬립모드로 전환할 수 있다. RTS 프레임 및 CTS 프레임은 충돌을 회피하기 위해 모든 STA이 오버히어링 하여야 하는 프레임이므로, RTS 프레임이나 CTS 프레임을 전송하는 STA은 non-overhearing 비트를 0으로 설정하여 전송할 수 있다. 이에 반하여 데이터를 전송하는 경우에는 데이터를 수신하여야 하는 STA 이외의 STA들이 불필요한 오버히어링을 계속 수행하는 것을 방지하기 위하여 non-overhearing 비트를 1로 설정하여 전송할 수 있다.
다른 예로서 업링크(uplink, UL)로 전송되는 정보와 다운링크(downlink, DL)로 전송되는 정보에 non-overhearing 비트를 추가하여 전송하여 STA의 전력 절감 효과를 얻을 수 있다. 여기에서 UL 전송은 적어도 하나 이상의 STA이 AP에 대하여 무선 프레임을 전송하는 것을 의미하고, DL 전송은 AP가 적어도 하나 이상의 STA에 대하여 무선 프레임을 전송하는 것을 의미하며, 이하에서도 같다.
DL 전송의 경우, STA은 매체(medium)의 busy/idle를 센싱(sensing) 하고 자신에게 올 수 있는 무선 프레임을 수신하기 위하여 오버히어링을 지속할 필요가 있다. 따라서, DL 전송의 경우 non-overhearing 비트는 0으로 설정되어 전송될 수 있다. 반면, UL 전송의 경우, STA이 AP에만 정보를 전달하기 때문에 다른 STA 입장에서는 굳이 오버히어링을 해야 할 필요가 없다. 다시 말해서, non-overhearing 비트를 1로 설정하여 전송할 수 있다.
AP는 특정 STA으로 데이터 프레임을 보낼 때 non-overhearing 비트를 1로 설정하고, 멀티캐스트(multicast) 프레임 또는 브로드캐스트(broadcast) 프레임을 보낼 때 non-overhearing 비트를 0으로 설정하여 전송할 수 있다.
STA은 AP로 데이터 프레임을 보낼 때 non-overhearing 비트를 1로 설정하고, STA이 다른 STA으로 데이터 프레임을 보낼 때 non-overhearing 비트를 0으로 설정할 수 있다.
STA은 non-overhearing 비트가 1로 설정된 경우, PLCP 헤더 다음에 오는 MPDU에 대해서 수신하지 않고 슬립 모드로 전환할 수 있다. 하지만 non-overhearing 비트가 0으로 설정되어 있는 경우, PLCP 헤더와 뒤에 전송되는 MPDU를 모두 수신하여야 한다.
도 7 및 도 8은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 UL 데이터 프레임 전송과 DL 데이터 프레임 전송의 예를 보여준다.
도 7에서 STA1(10)이 AP(5)에게 UL 데이터 프레임을 전송하면 STA2(20)는 VHT SIG 필드의 1로 설정된 non-overhearing 비트(710)를 확인하여, VHT SIG 필드 이후의 필드를 디코딩 할 필요 없음을 알고 슬립모드로 전환한다.
도 8에서 AP(5)가 STA1에 DL 데이터 프레임을 전송할 때, STA2(20)는 매체의 상태를 센싱하여야 하므로 무선 프레임의 수신이 가능한 RX 모드(깨어 있는 상태)를 유지한다. 이때 AP(5)가 전송하는 데이터 프레임의 VHT SIG 필드에 포함되는 non-overhearing 비트(810)는 0으로 설정될 수 있다.
도 7 및 도 8과 함께 설명한 본 발명의 일 실시예는 PLCP 헤더에 STA들이 오버히어링을 지속할지 여부를 지시하는 non-overhearing 비트를 포함시켜 전송하는 예이다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면 PLCP 헤더는 전송 유형에 따른 분류를 지시하는 정보를 담은 전송유형 필드/비트열이 포함할 수 있다.
표 1은 전송 유형에 따른 분류를 나타낸 것이다. 표 1의 분류유형에서 그 순서는 임의적인 것으로 본 발명은 이에 한정되지 아니하며 세부사항은 일례로 나타낸 것으로 필요에 따라 가감될 수 있다.
Figure pct00001
전송유형 분류를 지시하는 비트열은 VHT SIG 필드에 포함될 수 있다. 전송유형 분류를 지시하는 비트열을 통해 STA이 해당 PLCP 프레임의 전송유형(일례로 DL 전송인지, UL 전송인지 브로드캐스팅 인지)을 파악하고 STA이 슬립모드로의 전환여부를 결정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, VHT SIG 필드에는 STA 및 BSS를 구분 가능하게 하는 지시정보가 포함될 수 있다. STA을 구분 가능하게 하는 지시정보로는 결합 ID(Association ID, AID)가 사용될 수 있다. BSS를 구분 가능하게 하는 지시정보로는 BSS ID가 사용될 수 있다. 이하에서 이에 관하여 실시예와 함께 상세히 설명한다.
IEEE 802.11n 무선랜 시스템은 최대 4개의 공간 스트림(spatial stream)을 이용한 SU-MIMO를 지원하였으나, VHT 무선랜 시스템은 SU-MIMO에 더하여 MU-MIMO를 지원할 수 있다. SU-MIMO에 의한 무선 프레임 전송과 MU-MIMO에 의한 무선 프레임 전송에 있어 동일한 PLCP 프레임 포맷을 사용한다면 MU-MIMO를 지원하기 위해 VHT SIG 필드에 포함되는 제어 정보의 일부는 SU-MIMO에 의한 전송이 이루어지는 경우 아무런 영향을 주지 못할 수 있다. 다시 말해서 불필요한 정보가 될 수 있다. 일례로 VHT SIG 필드에 MU-MIMO 전송의 대상이 되는 STA들을 지시하는 그룹 ID와 MU-MIMO 전송의 대상 STA 각각에 할당된 스트림 번호(stream number)를 지시하는 정보 등이 MU-MIMO을 지원하기 위해 포함된다면 SU-MIMO로 동작하는 STA에게는 의미 없는 정보가 될 수 있다.
4개의 MU-MIMO 전송 대상 STA이 각각 0-4개의 공간 스트림(spatial steam)까지 수신할 수 있다고 가정하면 VHT SIG 필드에는 4개의 MU-MIMO 전송 대상 STA을 지시하는 그룹 ID 설정을 위한 4비트와 스트림 번호 지시를 위해 최대 12 비트가 소요될 수 있다. SU-MIMO 전송에 의할 경우 12 비트를 전송하는 것은무의미하거나 무선 자원의 낭비를 초래하는 것일 수 있다. 따라서 SU-MIMO 전송에 의하는 경우에는 MU-MIMO 전송에 필요한 정보를 알려주기 위해 사용되는 비트를 이용하여 SU-MIMO에서 사용될 수 있는 다른 정보를 전송하는 방안을 생각해 볼 수 있다.
무선 프레임을 전송하고자 하는 AP/STA의 입장에서 VHT SIG 필드를 생성할때 MU-MIMO 형식으로 데이터를 전송하려 하는 경우와, SU-MIMO 형식으로 데이터를 전송하려 하는 경우를 서로 달리 하여 다른 정보를 담아 전송할 수 있다. 무선 프레임을 수신하는 AP/STA의 입장에서 살펴보면, 무선 프레임을 수신한 STA은 수신한 프레임의 PLCP 헤더내의 VHT SIG 필드를 해석함에 있어서, SU-MIMO 전송에 의해 수신한 경우와 MU-MIMO 전송에 의해 수신한 경우로 나누어 서로 다른 정보를 지시하는 것으로 해석할 수 있다.
예를 들어 SU-MIMO 전송에 의하는지 MU-MIMO 전송에 의하는지 여부를 지시하는 SU/MU-MIMO 지시비트가 SU-MIMO를 의미하면, STA은 MU-MIMO 전송에 의하는 경우 VHT SIG 필드내의 그룹 ID를 지시하는 비트열과 공간 스트림 개수를 지시하는 비트열을 달리 해석할 수 있다. 여기에서 그룹 ID는 MU-MIMO 전송의 대상 STA들의 그룹을 지시하는 식별자이며, 공간 스트림 개수는 MU-MIMO 전송의 대상 STA 각각이 수신해야 하는 공간 스트림 개수를 의미한다.
달리 해석하는 일례로 SU-MIMO 전송에 의할 때, 그룹 ID를 지시하는 비트열과 공간 스트림 개수를 지시하는 비트열을 결합 ID(Association ID, AID)가 설정된 비트열로 해석하고 동작할 수 있다. 이를 다시 전송 STA(AP를 포함한)의 입장에서 설명하면, 전송 STA이 SU-MIMO 전송하고자 하는 경우 VHT SIG 필드에 그룹 ID를 지시하는 비트열과 공간 스트림 개수를 지시하는 비트열 대신 결합 ID(Association ID, AID)를 설정하여 전송할 수 있다. 이때 그룹 ID를 지시하는 비트열과 공간 스트림 개수를 지시하는 비트열 대신 설정되어 전송되는 정보로 상술한 AID 이외에 BSS ID가 포함될 수 있다.
IEEE 802.11 표준을 지원하는 AP가 결합(association) 과정에서 STA에게 할당할 수 있는 AID는 16비트의 길이를 가지며, 16비트는 LSB 14비트와 MSB 2비트로 구성될 수 있다. AID 값은 1-2007 사이의 값을 가지므로 이를 표현하는데 최소 11 비트가 필요하다. BSSID는 BSS의 식별자로 인프라스트럭쳐 BSS의 경우 BSSID는 AP의 MAC 주소(address)일 수 있으며, 6 바이트에 해당하는 정보이다. 이러한 AID, BSSID는 가질 수 있는 비트 필드(bit field)가 제약적인 VHT SIG에서 모두 수용하기 힘들 수 있다. 따라서, 해시 함수(hash function)를 통하여 비트를 줄여 특정 전력 절감(power save) ID에 맵핑(mapping)을 하여 사용할 수 있다. 해싱(hashing)의 일례로 AID 또는 BSSID의 비트 일부만을 전력 절감 ID로 사용할 수 있다.
VHT SIG 필드에 할당된 비트 필드가 부족하여 AID 전부를 포함하여 전송하기 어려운 경우, AID의 일부만을 VHTSIG에 포함시킬 수 있다. 예를 들어 AP가 결합 과정에서 할당하는 AID의 16비트 중 LSB(least significant bit) 9 비트, 낮은 차수의 9비트에 해당하는 부분(partial) AID를 VHT SIG 안에 포함시켜 전송할 수 있다.
상술한 전송 STA의 입장에서 MU-MIMO 전송에 의한 경우와 SU-MIMO 전송에 의한 경우를 나누어 VHT SIG 필드에 포함되는 정보를 달리 하여 전송하고, 수신 STA의 입장에서 MU-MIMO 전송에 의한 경우와 SU-MIMO 전송에 의한 경우를 나누어 VHT SIG 필드에 포함되는 정보를 달리 하여 해석하는 방법은 STA의 전력 소비 효율을 높이기 위한 방법으로 이용될 수 있다.
STA은 VHT-SIG에 포함되어 전송되는 AID, 또는 부분 AID를 읽고 자신의 AID 또는 부분 AID와 일치하지 않으면 자신에게 불필요한 PLCP 프레임으로 판단하고 이후 전송되는 필드에 대한 디코딩 없이 슬립모드로 전환할 수 있다.
다른 실시예로 AID와 BSS를 구분할 수 있는 지시자(일례로 BSS ID) 조합의 정보를 VHT SIG필드에 포함시켜 전송하여, 특정 BSS에 있는 AID를 가지고 있는 STA들만 데이터를 수신하고, 해당사항이 없는 STA들은 슬립 모드로 전환할 수 있다. 이는 OBSS 환경에서 유용하게 사용될 수 있는데 이후 다시 관련 도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도 9는 VHT SIG 필드에 부분 AID를 포함시켜 전송하는 일례를 나타낸 것이다.
도 9의 예에서 AP(5)는 STA3(30)에게 PLCP 프레임(900)을 전송한다. PLCP 프레임(900)의 PLCP 헤더에 포함되는 VHT SIG1 필드에는 부분 AID(910)가 포함된다. 부분 AID는 상술한 바와 같이 AP가 각 STA과의 결합 절차에서 각 STA에게 할당한 AID의 일부 비트를 취하여 얻어진 것이다. 도 9의 예에서 부분 AID(910)는 A로 설정되어 있으며 이는 STA3(30)의 AID의 LSB 9비트의 값이다. 다시 말해서, 도 9의 예에서 AP(5)는 VHT SIG1 필드에 STA3의 부분 AID를 포함시켜 전송한 것이다.
부분 ID가 A인 STA3(30)을 제외한 STA1(10)과 STA2(20)은 VHT SIG1 이후전송되는 필드의 정보를 읽을 필요가 없기 때문에 슬립 모드로 전환할 수 있다.
다른 일례로 부분 ID는 VHT SIG2에 포함되어 전송될 수도 있다. 이러한 경우에는 STA1(10) 및 STA2(20)는 VHT SIG2까지 읽어 자신에게 불필요한 프레임임을 확인한 후 슬립 모드로 전환할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 부분 AID의 활용을 위해 AP는 STA과 결합절차를 거칠 때, AID 할당에 있어 부분 AID로 사용될 수 있는 비트에 대해서는 서로 다른 STA에게 중복되지 아니하도록 부여한다. 예를 들어 AID의 앞의 N 비트를 부분 AID로 활용하는 경우 AP는 STA과의 결합 절차에서 AID를 할당함에 있어 2N개의 STA까지는 서로 다른 N 비트를 가질 수 있도록 한다. 11 비트로 구분할 수 있는 STA의 개수는 2007개이지만 AP가 이 정도의 STA를 동시에 관리하는 것은 비현실적이므로, 2N 이 현실적으로 AP가 동시에 관리하는 STA의 수보다 크다면 AID의 전체 11비트를 사용하지 아니하고 N비트를 사용하는 것이 가능하다. 이하에서 이와 같은 N 비트를 부분 AID 또는 전력 절감 ID라 정의하여 사용한다.
만일, AP가 2N개(전력 절감 ID로 관리할 수 있는 STA의 수) 이상의 STA을 관리하는 경우, 2N+1번째로 AP와 결합(association)하는 STA은 경우 기존에 사용되고 있는 전력 절감 ID를 공유할 수 있다. 이때 가급적 여러 STA이 하나의 전력 절감 ID를 공유하지 않도록 한다. 2N개의 STA이 AP와 결합될 때, STA1=전력 절감 ID 1, STA2= 전력 절감 ID 2, ......, STA2N = 전력 절감 ID , STA2N+1= 전력 절감 ID 1, STA2N+2= 전력 절감 ID 1으로 정했다고 가정해보자. 이와 같이 하나의 전력 절감 ID 1을 3개의 STA이 공유하는 경우, AP가 STA1에 데이터를 전송하기 위해 전력 절감 ID 1을 VHT SIG에 포함시켜 전송하면 자신에게 불필요한 데이터임에도 불구하고 STA2N+1과 STA2N+2가 슬립 모드로 전환하지 못할 수 있기 때문이다.
MU-MIMO을 지원하는데 있어서도 전력 절감 ID는 유용하게 쓰일 수 있다. AP가 MU-MIMO의 특정 공간 스트림을 STA1에게 전송하려고 할 때 STA1, STA2, STA3가 자신에게 할당된 공간 스트림이라고 생각하고 동작을 할 수 있다. 이는 기본적으로 STA들은 언제 자신에게 전송 될지 모르는 무선 프레임을 받기 위해 기본적으로 수신 대기 상태인 RX 모드에서 동작하기 때문이다. 이러한 문제는 전송되는 무선 프레임에 물리 계층 수준에서 무선 프레임이 자신을 위해 전송되는 것인지 판단할 수 있는 식별 정보가 없어, CCA로 반송파가 검출된 모든 무선 프레임에 대하여 일단 수신하고 복조 및 디코딩을 수행하기 때문이다.
이때 PLCP 프레임의 VHT SIG 필드에 해당 PLCP 프레임이 어느 STA을 위한 것인지 지시하는 정보를 포함한다면 상술한 문제를 해결할 수 있다. 이때 VHT SIG 필드는 개별 STA에 대한 제어정보를 담아 전송되는 도 9의 VHT SIG2 필드일 수 있다. 도 9의 예를 빌려 설명하면 STA 특정(STA specific) SIG 필드라 할 수 있는 VHT SIG2에 포함되어 전송된 STA3(30)의 AID를 의미하는 전력 절감 ID를 읽은 STA1(10)과 STA2(20)는 슬립 모드로 전환함으로써 소비 전력을 절감할 수 있다.
WLAN 시스템에서 기본적으로 STA은 언제나 수신 대기 상태인 RX 모드를 유지하기 때문에 무선 프레임이 어느 공간 스트림을 통해 전송되면 여러 STA이 동시에 공간 스트림을 통해 전송되는 무선 프레임을 복조 및 디코딩 하려 시도한다. MU-MIMO 전송의 경우 VHT SIG1은 모든 STA에 대한 공통 정보를 포함하는 Common VHTSIG라 할 수 있기에 AP는 개별 STA 별로 슬립 모드 전환 여부를 결정할 수 있도록 STA 특정(STA specific) VHTSIG라 할 수 있는 VHT SIG2 필드에 전력 절감 ID를 포함시켜 전송하는 것이다.
이제까지 기술한 BSS 환경에서 사용되었던 전력 절감 방법이 그대로 OBSS 환경에 적용되는 경우, OBSS를 구성하는 복수의 BSS의 BSA가 오버랩되는 영역에서 동작하는 STA 입장에서 여러 개의 AP가 전송한 전력 절감 ID 혹은 그룹 ID 등의 물리 계층 수준에서의 STA 식별정보에 의한 슬립 모드로의 전환을 수행하지 못할 수 있다. 그룹 ID로 예를 들면 도 10과 같은 상황이 발생할 수 있다.
도 10은 OBSS 환경에서 발생할 수 있는 문제점을 예시하고 있다.
도 10의 예에서 BSS1의 AP1은 STA1과 STA2에 그룹 ID A를, STA3와 STA4에게 그룹 ID B를 할당하였다. AP가 그룹 ID A를 할당한 STA1과 STA2에 데이터를 전송하고 있기 때문에 STA3과 STA4는 슬립 모드로 전환하여야 한다. 하지만 STA4의 경우 BSS1와 BSS2의 BSA가 오버랩된 영역에서 동작하고 있기 때문에 슬립 모드로의 전환이 이루어지지 않을 수 있다. 우연히 BSS2의 AP2가 그룹 ID B를 할당한 STA5와 STA6에 데이터를 전송하고 있기 때문에 STA 4는 자신에게 전송될 데이터가 아님에도 불구하고 계속해서 깨어 있는 상태(awake mode)로 동작한다.
이러한 불필요한 전력 소모를 줄이기 위해 BSSID를 VHT SIG에 포함시킬 것을 제안한다. 그러나 48비트의 BSSID를 그대로 VHT SIG에 포함시키는 것은 VHT SIG 필드가 갖는 비트 필드의 제한 때문에 현실적으로 어려울 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 이러한 문제점을 해결하기 위하여 CRC 마스킹을 이용하거나 BSSID를 대체할 수 있는 BSS 식별 정보를 VHT SIG 필드에 포함시킬 수 있다. BSS ID를 대체할 수 있는 BSS 식별 정보는 OBSS를 구성하는 BSS를 식별할 수 있도록 하는 것으로, 현실적으로 OBSS환경을 만들 수 있는 AP 개수를 감안하면 2-3비트 내외로 구성될 수 있을 것이다. 이하에서 BSS ID를 대체할 수 있는 BSS 식별 정보를 로컬(Local) AP ID라고 명명한다. 로컬 AP ID는 BSS ID보다 적은 비트로 BSS를 식별할 수 있도록 한다.
로컬 AP ID는 BSS ID와 함께 AP가 주기적으로 전송하는 비콘(beacon) 프레임을 통해 전송될 수 있으며, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 로컬 AP ID(1100)를 포함하는 비콘 프레임의 프레임 포맷의 일례이다.
로컬 AP ID는 BSS ID를 해싱하여 얻어 모든 STA와 AP 사이에 약속을 하여 사용될 수 있다. BSSID를 해싱하여 로컬 AP ID를 얻는 일례로 BSSID의 비트 필드의 일부만을 가져와서 로컬 AP ID로 사용할 수 있다.
그룹 ID에 더하여 BSS ID 혹은 로컬 AP ID를 VHT SIG 필드에 포함시켜 전송하여, 1차적으로 그룹 ID를 이용하여 다른 그룹 ID의 STA을 슬립 모드로 전환하도록 하고, 2차적으로 BSSID 혹은 로컬 AP ID를 이용하여 다른 BSS의 STA을 슬립 모드로 전환하도록 하여 상술한 OBSS 환경에서 동작할 때의 문제를 해결 할 수 있다. 이때 그룹 ID는 VHT SIG 1에 포함되어 전송되고, BSSID(혹은 Local AP ID)는 VHT SIG 2에 포함되어 전송할 수 있다.
도 12는 STA의 소비전력 절감을 위한 무선 프레임 수신 알고리즘을 도시한 것이다.
STA은 VHT SIG1 필드를 검출/디코딩한 후 CRC가 체크 결과 오류가 발견되지 아니하면(CRC OK) VHT 길이(length)에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이때 슬립 모드로의 전환 여부에 대한 정보가 포함되어 있다면 데이터를 수신하지 아니하는 STA은 슬립 모드로 전환할 수 있다(예를 들어 UL 전송의 경우). VHT SIG2에 대한 검출/디코딩 후 CRC 체크 결과 오류가 발견되지 아니하면(CRC OK) 데이터를 수신하지 아니하는 STA들은 슬립 모드로 전환할 수 있다. VHT SIG2의 CRC 체크 결과 오류가 발견되면(CRC fail) STA은 이미 VHT SIG1로부터 길이(Length) 정보를 얻었기 때문에 NAV(Network Allocation Vector) 설정이 가능하며 NAV가 설정된 기간 동안 슬립 모드로 동작할 수 있다.
도 9 및 도 10과 함께 설명한 본 발명의 실시에에 따르면 AID, 부분 AID, BSSID 및 로컬 AP ID는 VHTSIG1 또는 VHTSIG2 필드에 포함되어 전송될 수 있다. 다른 방법으로 AID, 부분 AID, BSSID 및 로컬 AP ID를 이용하여 VHT SIG1 또는 VHT SIG2 필드에 포함되는 CRC에 마스킹하여 전송될 수 있다.
VHT SIG1 필드에는 깨어있는 상태로 동작해야 하는 STA들을 지시하는 정보가 포함되고, VHT SIG2 필드에는 VHT SIG1 필드에서 지시하는 깨어있는 상태로 동작해야 하는 STA들 중 데이터를 복조/디코딩해야 하는 데이터 수신 STA을 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 SU-MIMO 전송을 지원하는 PLCP 프레임 포맷의 일례를 보여준다.
SU-MIMO 전송을 지원하기 위한 제어 정보가 도 9의 PLCP 프레임(900)의 VHT SIG1필드에 모두 포함될 수 있다면 VHT SIG2 필드를 전송하는 것은 불필요한 정보를 전송하는 것으로 오버헤드(overhead)로 작용할 수 있다. 따라서 SU-MIMO 전송에 의하는 경우, VHT SIG2 필드는 생략될 수 있다.
다만, 다양한 환경에서 SU-MIMO를 효율적으로 지원하기 위해 추가로 부수적인 정보의 전송이 필요한 경우 VHT SIG2 필드를 생략하지 아니하고 전송하되, 전송되어야 할 부수적인 정보를 VHT SIG2 필드에 담아 전송할 수 있다.
도 13의 예에서 첫번째 PLCP 프레임(1310)은 VHT SIG1 필드에 SU-MIMO 전송에 필요한 모든 제어정보를 포함시켜 전송하고 VHT SIG2 필드를 생략하는 예를 보여준다. 도 13의 예에서 두번째 PLCP 프레임(1320)은 VHT SIG1 필드에 SU-MIMO 전송에 필요한 제어정보를 포함시켜 전송하고, VHT SIG1 필드의 비트 필드 부족으로 VHT SIG1필드를 통해 전송되지 못한 정보 또는 부수적으로 제공될 수 있는 정보를 VHT SIG2 필드에 포함시켜 전송하는 예를 보여준다.
도 13의 예와 같이 SU-MIMO 전송에 있어 VHT SIG2 필드를 포함시킬 것인 것 여부가 선택적인 경우, PLCP 프레임이 VHT SIG2 필드를 포함하고 있는지 여부를 지시하는 정보가 전송되어야 한다. 도 13의 예에서 VHT SIG1 필드에 포함되어 전송되는 user-specific VHTSIG 비트(1315), user-specific VHTSIG 비트(1325)는 VHTSIG 2 필드를 포함하는지 여부를 지시한다. 두번째 PLCP 프레임(1320)의 VHTSIG 1 필드에 포함되는 user-specific VHTSIG 비트(1325)는 1로 설정되어 PLCP 프레임(1320)이 VHTSIG2 필드를 포함함을 알려준다. 두번째 PLCP 프레임(1320)의 VHT SIG2 필드에 포함되는 AID 또는 전력 절감 ID(power save ID, 1327)는 VHTSIG2에 포함되어 전송될 수 있는 부가 정보의 일례로서 도시한 것이다.
도 13의 실시예에 따른 프레임 구성 및 전송방법은 한정된 상황에서 MU-MIMO 전송의 경우에도 적용될 수 있다. MU-MIMO 전송을 지원할 때, VHTSIG2 필드에는 MU-MIMO 전송의 목적 STA들 각각에 대한 개별 제어정보를 포함된다. VHTSIG2 필드에 포함되는 개별 제어정보는 각각의 STA에 전송하는 데이터의 MCS 등의 정보일 수 있다. 하지만 채널 환경이 안정되어 있다면 데이터 프레임을 전송 할 때 마다 사용된 MCS가 바뀌지 않을 것이다. 이와 같이 VHTSIG2 필드에 포함되어 전송되는 정보가 일정 기간 동안 바뀌지 않는다면 user specific VHTSIG 비트를 0으로 세팅하고 VHTSIG 1 필드만 포함된 PLCP 프레임을 전송할 수 있다. 즉, MU-MIMO 전송의 경우에도 VHTSIG2 필드를 통해 전송할 정보가 변경되지 아니하는 경우 또는 일정 기간 동일하게 유지되는 경우에는 해당 정보를 최초 전송 이후 변경되지 아니하는 기간 동안 SU-MIMO 전송시와 같이 도 13의 PLCP 프레임(1310)의 포맷으로 전송할 수 있다.
도 7과 함께 설명한 실시예에서는 UL 전송의 경우 전송 STA을 제외한 다른 STA이 오버히어링을 지속하여야 하는지 여부를 지시하는 정보(non-overhearing bit)를 VHT SIG1 필드에 포함시켜 전송하는 방법을 제안하였다. 또한 도 9와 함께 설명한 실시예에서 VHT SIG1 필드에 대상 STA의 식별을 위한 정보로 N 비트의 부분 AID가 포함되어 전송될 수 있음을 설명하였다. 본 발명의 다른 실시예에 의하면, VHT SIG1 필드에 N 비트의 부분 AID가 포함되어 전송될 때, N 비트의 부분 AID로 도 7과 함께 설명한 다른 STA이 오버히어링을 지속하여야 하는지 여부를 지시하는 정보의 전송을 대체할 수 있다. 다시 말해서 N 비트의 부분 AID 전송으로 non-overhearing 비트의 전송을 대체할 수 있다.
부분 AID가 N 비트 혹은 이에 상응할 수 있는 M 개의 상태(state)로 표현될 수 있다면, 이 중 일부 상태를 non-overhearing 비트와 같은 용도로 사용할 수 있다. M 개의 상태중 일부 상태를 STA이 AP로 전송하는 경우를 지시하는 것으로 할당하면, 현재 해당 PLCP를 듣고 있는 STA들은 자신이 AP가 아니기 때문에 모두 일괄적으로 전력 절감 모드를 취할 수 있는 장점이 있다.
또한 AP가 STA들로 데이터를 브로드캐스트 전송을 하는 경우에는 모든 STA이 해당 데이터를 수신하여야 한다. M 개의 상태중 일부 상태를 AP 또는 임의의 STA이 불특정 다수의 STA 또는 AP에게 데이터를 전송하는 브로드캐스트 전송함을 알리는 지시하는 것으로 할당하여 사용할 수 있다.
또는 브로드캐스팅되는 데이터임을 알리는 정보 또는 수신 대상이 AP임을 알리는 정보를 담은 비트/필드를 PLCP 헤더에 포함시켜 전송할 수 있다.
수신대상을 지시하는 수신대상 지시자를 PLCP 헤더(일례로 VHTSIG 필드)에 넣어 수신 대상이 아닌 STA 또는 AP는 슬립모드로 전환하도록 할 수 있다. 표 2는 수신대상 지시자 설정의 일례를 나타낸 것이다.
Figure pct00002
수신 대상을 지시하는 수신대상 지시자가 VHTSIG 필드에 포함되고, 전력절감을 목적으로 하는 추가 정보가 PLCP 헤더에 더 포함 되는 경우라 하면, 수신대상 지시자에 따라 전력 절감을 목적으로 하는 추가 정보를 다르게 해석할 수 있다. 예를 들어 수신 대상 지시자가 지시하는 대상이 AP일 때에는 전력 절감을 목적으로 하는 추가 정보를 AP에 관한 정보로 해석하고, 수신대상 지시자가 지시하는 대상이 STA일 때에는 전력 절감을 목적으로 하는 추가 정보를 STA에 관한 정보로 해석하는 것이다. 일례로 수신 대상 지시자가 수신 대상을 STA으로 지시하고 있고 전력 절감을 목적으로 하는 추가 정보로 AID 또는 부분 AID가 전송되었을 때, 이를 수신한 STA은 추가정보로 전송된 AID 또는 부분 AID는 AP가 아닌 STA의 AID 또는 부분 AID로 해석한다. 표 3은 수신 대상 지시자 설정의 다른 예이다.
Figure pct00003
한편, 일반적으로 AP는 고정된 장치(fixed device)로서 전력 효율에 대한 고려가 적었다. 도 14와 같이 STA에 전송해야 할 DL 데이터가 존재하는 경우 AP는 STA이 깨어있는 상태로 동작하고 있음이 확인되면 데이터를 전송한다. 예를 들어 AP가 비콘 프레임을 통해 STA에 전송해야 하는 데이터가 있다는 것을 알리면 STA은 트리거(trigger)를 보내 깨어있는 상태로 동작하고 있음을 AP에 알린 후 AP로부터 데이터를 전송 받는다. AP가 더 이상 보낼 데이터가 없는 경우 EOSP (End of Service period)를 STA에 전송하면 STA은 다시 슬립모드로 동작한다. AP가 STA에 보낼 데이터가 없다고 해도 새로운 STA과 결합(association)을 맺는 등의 동작을 위해 정기적으로 비콘 프레임을 전송한다. STA이 AP에 보내야 할 UL 데이터가 있는 경우 AP는 언제나 깨어있는 상태에서 동작하고 있기 때문에 CSMA/CA 규칙을 따라 채널이 한가함(IDLE)을 확인하면 언제나 UL 데이터를 전송할 수 있었다.
하지만 최근 스마트폰, 넷북, MID등의 모바일 인터넷 기기가 빠르게 보급되면서 기존 유선망이나 가정내 Wi-Fi등의 고정된 AP로는 소비자들에게 만족스런 서비스가 뒷받침되지 못하고 있다. 그 결과 어디서나 자유롭게 무선 서비스를 즐길 수 있는 모바일(mobile) AP가 주목을 받고 있다. 모바일 AP의 경우 STA과 같이 제한된 전력을 이용하여 동작하여야 하므로 전력 소비 효율에 대한 고려가 필요하다. 따라서 AP를 위한 전력 절감 방법에 대한 기술 도입이 필요하다.
기존의 AP는 언제나 액티브 모드로 동작했다. AP는 언제나 액티브 모드로 동작함에 따라 발생하는 불필요한 AP의 전력 소비를 줄이기 위해 STA이 AP에 UL 데이터를 전송하는 구간에 제한을 둘 것을 제안한다. 즉 AP는 PS 모드로 동작할 수 있고 깨어있는 상태와 슬립모드간 전환이 이루어질 수 있다. STA이 AP로 보낼 데이터가 있다면 AP가 깨어있는 상태일 때 버퍼링 해 놓았던 UL 데이터를 AP에 전송한다. AP는 STA에게 자신이 깨어있는 상태로 동작함을 알리기 위한 관리 프레임(management frame)을 전송해야 하는데 도 15는 그 일례를 보여준다. 도 14의 예에서 AP(5)는 자신이 깨어있는 상태로 동작하고 있음을 알리기 위하여 비콘 프레임을 이용한다. AP(5)는 비콘 프레임을 정기적으로 브로드캐스팅하기 때문에 비콘 간격(interval) 주기에 맞춰 AP(5)가 깨어있는 상태로 동작할 수 있다. 즉, STA(10)은 비콘 프레임을 수신하여 AP(5)가 깨어있는 상태로 동작하고 있음을 알 수 있고, 이때에 버퍼링해 두었던 UL 데이터를 AP(5)에게 전송할 수 있다.
AP(5)가 버퍼링 해 놓은 DL 데이터를 가지고 있다면 비콘 프레임을 통해 이를 STA에 알린다. 깨어있는 상태로 동작하고 있는 STA은 트리거 프레임을 보낸 후 AP(5)로부터 데이터를 전송 받는다. 한편 STA이 버퍼링 해 놓았던 UL 데이터를 가지고 있다면 AP(5)가 깨어있는 상태임을 확인하고 데이터를 전송할 수 있다. 예를 들어 AP(5)의 비콘 프레임을 읽은 STA은 AP(5)가 깨어있는 상태로 동작하고 있다는 것을 알 수 있다. AP(5)는 비콘 프레임을 전송 후 일정 시간 동안 깨어있는 상태를 유지한 후 UL 데이터전송이 없으면 슬립 모드에 들어가 AP(5)의 전력 소비 효율을 증가시킬 수 있다. 한편 AP(5)가 STA에 보낼 버퍼링된 DL 데이터를 가지고 있고 STA은 AP에 보낼 버퍼링된 UL 데이터를 가지고 있는 경우 CSMA/CA를 통해 데이터 전송의 주체가 결정된다. 즉 백오프 간격(backoff interval)에 따라 DL 데이터를 전송 받기 위해 STA은 트리거를 AP(5)에 전송하거나 AP(5)로 UL 데이터를 전송할 수 있다.
도 16은 AP의 소비 전력을 줄이기 위한 본 발명의 실시예에 따른 AP와 STA의 동작을 보여준다.
AP의 전력 효율을 높이기 위해서는 비콘 프레임의 전송 주기를 늘릴 수 있다. 그 결과 AP가 STA에 데이터를 전송할 수 있는 구간이 줄게 된다. 더불어 비콘 프레임의 주기에 따라 UL 데이터의 전송 지연이 커질 수 있다. 이러한 문제를 개선하기 위해 본 발명의 실시예에 따르면 도 16의 예와 같이 STA의 버퍼링된 UL 데이터를 DL 비콘 프레임 사이에 보낼 수 있다. STA은 AP(5)로부터 전송되는 비콘 프레임 없이 AP(5)가 깨어있는 상태로 동작하고 있는지 알 수가 없기 때문에 RTS 프레임을 AP(5)에 전송하고 그에 대한 응답으로 CTS 프레임을 받으면 그 후 UL 데이터를 전송한다. 이때 AP(5)는 비콘 프레임을 전송할 대 이외에도 주기적으로 깨어있는 상태로 동작하지만 비콘 프레임을 전송하지 않기 때문에 도 14와 함께 설명한 실시예에 비해 AP의 전력 소비 효율을 증가시키면서 데이터 전송의 지연을 줄일 수 있다.
도 17은 AP의 소비 전력을 줄이기 위한 본 발명의 실시예에 따른 AP와 STA의 동작을 다른 일례 보여준다.
도 16의 실시예에서는 STA가 AP(5)와 RTS 프레임/CTS 프레임 교환을 통해 AP(5)가 깨어있는 상태로 동작하는지 확인한 후 UL 데이터를 전송할 수 있었다. 이 때 AP가 깨어 있지 않으면 STA은 RTS만을 일방적으로 전송함으로써 불필요한 전력을 소비할 수 있다. 하지만 STA이 AP에게 STA이 깨어 있는 상태로 동작하는 시점에 대한 정보를 전송해 준다면 AP(5)는 STA이 깨어나는 시간에 맞춰 깨어 있는 상태로 동작할 수 있다. 도 16의 예에서 AP(5)는 비콘 간격 1로 깨어 있는 상태로 동작하고 있다고 가정한다. STA1(10)은 짧은 비콘 프레임(short beacon frame)을 AP(5)가 깨어 있는 상태일 때 전송한다. 이 때 짧은 비콘 프레임에는 STA이 언제 깨어있는 상태가 되는지에 대한 정보를 포함된다. AP는 짧은 비콘 프레임을 읽은 후 STA이 깨어나는 구간에 맞춰 AP(5) 또한 깨어있는 상태로 동작할 수 있다. 즉 STA의 상태에 맞춰 비콘 간격 1을 비콘 간격 2로 조정하여 동작할 수 있다.
AP와 결합되어 있는 STA이 복수인 경우 AP는 각 STA의 짧은 비콘 프레임으로 전송되는 정보를 바탕으로 전력 절감 모드(power save mode)로 동작할 수 있다.
이하에서는 상술한 다양한 실시예의 구현을 위해 VHTSIG1 및 VHTSIG2에 포함될 수 있는 정보를 그 다양한 예와 함께 설명한다.
Figure pct00004
Figure pct00005
표 4는 SU-MIMO를 지원하는 PLCP 프레임의 VHT SIG 필드에 포함될 수 있는 정보의 예이고, 표 5는 MU-MIMO를 지원하는 PLCP 프레임의 VHT SIG 필드에 포함될 수 있는 정보의 예를 나타낸 것이다.
MU indication이 SU-MIMO을 지시하는 경우 STA은 VHTSIGA에서 data 전송에 관련된 모든 정보를 얻을 수 있기 때문에 AP는 VHTSIG2를 전송하지 않는다. MU indication 이 MU-MIMO을 의미하면 AP는 페어링 되어있는 MU-MIMO의 전송 목적 STA이 모두 읽어야 하는 VHT length, MU indication, stream number indication 등의 필드를 VHTSIG 1을 통해 전송하고, 이를 제외한 나머지 정보는 페어링된 STA 각각에 대한 제어정보로서 VHTSIG 2를 통하여 전송한다. 표 5에서와 같이 표 4에서 VHT SIG1을 통해 전송되던 정보가 VHT SIG2로 옮겨진 필드 값은 MU-MIMO 전송에 필요한 stream indication이나 Group ID 등으로 VHTSIG 1에서 재해석 될 수 있다.
SU-MIMO 전송에서 STA의 전력 절감 효율을 증가 시키기 위하여 표 4의 SU-MIMO VHTSIG에서 VHT length 필드를 이용해 상술한 실시예의 전력 절감 ID (또는, 부분 AID 또는 로컬 AP ID)를 전송할 수 있다. 이러한 경우 VHT duration은 L-SIG를 통해 전송할 수 있다.
MU-MIMO의 경우 OBSS 환경에서 STA의 전력 절감 효율을 증가시키기 위하여 로컬 AP ID를 VHTSIG1이나 VHTSIG2에 포함할 수 있다. VHTSIG2는 여유 공간이 있기 때문에 비교적 쉽게 로컬 AP ID를 포함시켜 전송할 수 있다. 하지만 VHTSIG1에 로컬 AP ID가 포함되면 VHTSTF이후부터 STA은 슬립모드로 전환하여 동작할 수 있기 때문에 VHTSIG2 이후부터 슬립모드로 동작하는 것에 비해 효율적이다. VHTSIG1의 VHT length나 CRC 필드를 로컬 AP ID로 재해석하여 사용할 수 있다.
MU-MIMO의 경우일지라도 AP가 STA에 데이터를 전송하는데 있어 VHTSIG2의 정보가 바뀌지 않을 때 VHTSIG2 전송을 하지 않기 위해 VHTSIG1에 VHTSIG 2가 포함되는지 여부를 알리는 지시자가 포함되어 전송될 수 있다.
Figure pct00006
Figure pct00007
표 5의 경우 STBC, FEC coding, short GI가 VHTSIG 2로 전송된다. 이때 PLCP 프레임의 구조상 데이터를 디코딩하는데 있어 VHTSIG 2의 정보가 필요하기 때문에 지연이 발생할 수 있다. 즉 표 7과 같이 STBC, FEC coding, short GI의 일부 필드 혹은 전체 필드가 VHTSIG 1에 전송되어야 한다. 이 때 MU indication 이 MU-MIMO을 의미하면 AP는 페어링 되어있는 MU-MIMO 전송 목적 STA이 모두 읽어야 하는 VHT length, MU indication, stream number indication 등의 필드들을 VHTSIG 1에 남겨두고 구현의 편의를 위해 STBC, FEC coding, short GI의 일부 혹은 전체 필드를 VHTSIG 1에 남겨두고 나머지는 VHTSIG 2로 전송할 수 있다. 표 6에서 표 7의 VHT SIGB로 옮겨진 필드를 MU-MIMO 전송에 필요한 stream indication이나 Group ID 등으로 VHTSIG 1에서 재해석하여 사용할 수 있다. 이때 필요하다면 VHTSIG1의 CRC 필드를 MU-MIMO 전송을 위해 사용할 수 있다.
MU-MIMO의 경우 OBSS 환경에서 STA의 전력 절감 효율을 증가시키기 위하여 로컬 AP ID를 VHTSIG1이나 VHTSIG2에 포함할 수 있다. VHTSIG2는 여유 공간이 있기 때문에 비교적 쉽게 로컬 AP ID를 포함시켜 전송할 수 있다. 하지만 VHTSIG1에 로컬 AP ID가 포함되면 VHTSTF이후부터 STA은 슬립모드로 전환하여 동작할 수 있기 때문에 VHTSIG2 이후부터 슬립모드로 동작하는 것에 비해 효율적이다. VHTSIG1의 VHT length나 CRC 필드를 로컬l AP ID로 재해석하여 사용할 수 있다.
MU-MIMO의 경우일지라도 AP가 STA에 데이터를 전송하는데 있어 VHTSIG2의 정보가 바뀌지 않을 때 VHTSIG2 전송을 하지 않기 위해 VHTSIG1에 VHTSIG 2가 포함되는지 여부를 알리는 지시자가 포함되어 전송될 수 있다.
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
Figure pct00021
Figure pct00022
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
표 8 내지 표 27은 SU-MIMO 전송과 MU-MIMO 전송이 같은 PLCP 프레임을 사용하는 경우에 VHTSIG1, VHTSIG2에 포함될 수 있는 정보의 일례를 나타낸 것이다. 여기에서 PS ID는 상술한 다양한 실시예에서의 부분 AID, 로컬 AP ID일 수 있으며 이는 SU-MIMO 전송에서 STA의 전력 효율을 높이는데 사용될 수 있다.
VHTSIG 필드를 구성함에 있어서 추가적으로 다음과 같은 사항을 고려할 수있다. IEEE 802.11n 무선랜 시스템에서는 STBC(space time block coding )를 지원한다. IEEE 802.11n 무선랜 시스템에서는 최대 4개의 공간 스트림을 통한 전송을 지원하였고, 4Tx의 전송 STA(transmitter)의 경우 4개의 STS(space time stream)를 가진다. VHT 무선랜 시스템에서 쓰루풋(Throughput) 향상을 위해 8Tx 전송 STA(transmitter)을 지원한다면 STS과 SS(spatial stream)의 조합은 표28과 같이 구성할 수 있다.
Figure pct00028
표 28에서 볼 수 있듯이 4Tx의 경우 STBC 필드는 3개의 상태(state)를 표현하는 것을 필요로 하기 때문에 2비트로 지시(indication) 가능 하다. 하지만 8Tx의 경우 STBC 필드는 5개의 상태를 가질 수 있어 이를 표현하는데 적어도 3비트가 필요하다. VHTSIG 필드에 이를 수용할 여유가 없다면 쓰루풋에 영향을 많이 주는 상태만을 지원함으로써 STBC 필드를 통해 표현해야 할 상태의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어 STS가 8개인 경우 STBC 필드가 (0,1,2,4) 혹은 (0,1,3,4) 혹은 (0,2,3,4)를 지원하면 2비트의 시그널링 만으로 STBC를 지원할 수 있다.
도 18는 본 발명의 일 실시예가 구현되는 무선장치를 나타낸 블록도이다. 무선장치(1800)는 AP 또는 STA일 수 있다.
무선장치(1800)은 프로세서(1810), 메모리(1820) 및 송수신기(1830)를 포함한다. 송수신기(1830)는 무선신호를 송신/수신하되, IEEE 802.11의 물리계층이 구현된다. 프로세서(1810)는 송수신기(1830)와 기능적으로 연결되어, IEEE 802.11의 MAC 계층 및 물리계층을 구현한다. 프로세서(1810)가 전술한 방법 중 AP 에서의 동작을 처리할 때, 무선장치(1800)는 AP 가 된다. 프로세서(1810)가 전술한 방법 중 STA에서의 동작을 처리할 때, 무선장치(1800)는 STA이 된다. 프로세서(1810) 및/또는 송수신기(1830)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1820)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1820)에 저장되고, 프로세서(1810)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1820)는 프로세서(1810) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1810)와 연결될 수 있다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 무선랜 시스템에서의 전송 스테이션(station)에 의해 수행되는 프레임 전송 방법에 있어서,
    목적 스테이션으로 전송할 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고,
    상기 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및
    상기 PPDU를 상기 목적 스테이션에게 전송하는 것;을 포함하되,
    상기 PLCP 헤더는 상기 목적 스테이션의 부분(partial) AID(Association ID)를포함하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 목적 스테이션의 상기 부분 AID는 상기 목적 스테이션이 AP와 결합(association) 과정에서 상기 AP로부터 할당 받은 AID(Association ID)로부터 얻어지는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 AID는 16비트(bit)의 길이를 갖고,
    상기 부분 AID는 상기 AID의 16비트중 낮은 차수(low order)의 9비트로 설정되는 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 부분 AID는 상기 PLCP 헤더의 VHTSIG 필드에 포함되며,
    상기 VHTSIG 필드는 상기 목적 스테이션이 상기 PPDU를 수신하여 상기PPDU를 복조하고, 디코딩하는데 필요한 제어정보를 담고 있는 필드인 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 부분 AID는 상기 전송 스테이션과 상기 목적 스테이션 각각이 AP인지, 비AP(non AP) 스테이션인지를 지시하는 정보를 포함하는 방법.
  6. 무선랜 시스템에서의 전송 스테이션(station)에 의해 수행되는 프레임 전송 방법에 있어서,
    복수의 목적 스테이션 각각에게 전송할 복수의 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고,
    상기 복수의 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및
    상기 PPDU를 상기 복수의 목적 스테이션에게 동시에 전송하는 것;을 포함하되,
    상기 PLCP 헤더는 상기 복수의 목적 스테이션을 지시하는 그룹 아이디를 포함하는 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 그룹 ID는 상기 PLCP 헤더의 VHTSIG 필드에 포함되며,
    상기 VHTSIG 필드는 상기 복수의 목적 스테이션에 공통으로 적용되는 제어정보를 담고 있는 필드인 방법.
  8. 무선랜 시스템에서의 동작하는 스테이션에 있어서,
    상기 스테이션은,
    PPDU를 전송 또는 수신하는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 기능적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
    상기 프로세서는 목적 스테이션으로 전송할 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 생성하고,
    상기 MPDU에 PLCP(physical layer convergence procedure) 헤더를 붙여 PPDU를 생성하고, 및
    상기 PPDU를 상기 송수신기를 통하여 상기 목적 스테이션에게 전송하도록설정되며,
    상기 PLCP 헤더는 상기 목적 스테이션의 부분(partial) AID(Association ID)를포함하는 스테이션.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 목적 스테이션의 상기 부분 AID는 상기 목적 스테이션이 AP와 결합(association) 과정에서 상기 AP로부터 할당 받은 AID(Association ID)로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 스테이션.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 AID는 16비트(bit)의 길이를 갖고,
    상기 부분 AID는 상기 AID의 16비트중 낮은 차수(low order)의 9비트로 설정되는 것을 특징으로 하는 스테이션.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 부분 AID는 상기 PLCP 헤더의 VHTSIG 필드에 포함되며,
    상기 VHTSIG 필드는 상기 목적 스테이션이 상기 PPDU를 수신하여 상기PPDU를 복조하고, 디코딩하는데 필요한 제어정보를 담고 있는 필드인 것을 특징으로 하는 스테이션.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 부분 AID는 상기 전송 스테이션과 상기 목적 스테이션 각각이 AP인지, 비AP(non AP) 스테이션인지를 지시하는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 스테이션.
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