KR20140121906A - 무선 통신에서의 다수의 장치 지원 - Google Patents

무선 통신에서의 다수의 장치 지원 Download PDF

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KR20140121906A
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Abstract

무선 스테이션에서 백오프 시간을 수신하는 방법이 제시된다. 스테이션에서 트래픽 표시 맵이 수신된다. 백오프 번호는 트래픽 표시 맵 내의 스테이션의 위치에 기초하여 스테이션에 묵시적으로 할당된다. 백오프 값은 백오프 시간에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 결정된다.

Description

무선 통신에서의 다수의 장치 지원{SUPPORTING A LARGE NUMBER OF DEVICES IN WIRELESS COMMUNICATIONS}
본 발명은 무선 통신에서의 많은 수의 장치 지원에 대한 것이다.
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2012년 3월 6일에 제출된 미국 특허 가출원 제61/607,354호, 2012년 7월 9일에 제출된 미국 특허 가출원 제61/669,274호, 2012년 9월 4일에 제출된 미국 특허 가출원 제61/696,607호의 이득을 청구하며, 그 전체 내용은 참고로 여기에 포함된다.
인프라스트럭쳐 BSS(basic service set) 모드의 무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)는 BSS에 대한 액세스 포인트(AP) 및 AP와 연관된 하나 이상의 스테이션(STA)를 갖는다. AP는 일반적으로 분배 시스템(DS) 또는 BSS 내 및 밖에서 트래픽을 전달하는 다른 타입의 유선/무선 네트워크에 액세스하거나 그와 인터페이싱해왔다. BSS 밖으로부터 비롯되는 STA로의 트래픽은 AP를 통해 도달하여 STA로 전달된다. STA로부터 BSS 밖의 목적지로의 트래픽은 AP로 전송되어 각각의 목적지로 전달된다. BSS 내의 STA 간의 트래픽은 또한 AP를 통해 전송될 수 있고, 여기서, 소스 STA는 AP로 트래픽을 전송하고 AP는 트래픽을 목적지 STA로 전달한다. BSS 내의 STA 간의 이러한 트래픽은 실제로 피어-투-피어 트래픽이다. 이러한 피어-투-피어 트래픽은 또한 소스 및 목적지 STA 사이에서 DLS(direct link setup)으로 802.11e DLS 또는 802.11z TDLS(tunneled DLS)를 이용하여 직접 전송될 수 있다. 독립 BSS 모드의 WLAN은 AP를 갖지 않고, STA는 서로 직접 통신한다.
EDCA(enhanced distributed channel access)는 우선순위가 매겨진 QoS(quality of service)를 지원하기 위하여 802.11에서 도입된 기본 DCF(distributed coordination function)의 확장이다. 802.11n에서의 EDCA의 동작은 도 1에 도시된다.
PCF(point coordination function)는 무경쟁(contention-free) 채널 액세스를 이용하고, 다음의 특성을 포함한다. 즉, 시간 제한(time-bounded) 서비스를 지원하고; AP에 의해 폴링하고; AP가 PIFS(PCF interframe space)를 기다린 후 폴링 메시지를 전송하고; 클라이언트가 송신할 것이 없으면, 널 데이터 프레임을 반환하고; PIFS가 DIFS(DCF interframe space)보다 작으므로, 모든 동기 트래픽을 록 아웃(lock out)할 수 있고, 결정론적이고 공정하고; 및 낮은 듀티 사이클 및 헤비/버스티(heavy/bursty) 트래픽 모두에 유효하다.
HCCF(HCF(hybrid coordination function) controlled channel access)는 PCF의 향상이다. AP는 경쟁 기간(CP) 및 무경쟁 기간(CFP) 동안 STA를 폴링할 수 있고, 하나의 폴 하에서 다수의 프레임을 송신할 수 있다.
TIM(traffic indicator message) 기반 전력 절약 메카니즘이 802.11에서 사용될 수 있다. 기본 전력 관리 모드가 정의되고 어웨이크(Awake) 및 도즈(Doze) 상태를 포함한다. AP는 어드레싱되고 있는 STA에 의해 사용되는 현재의 전력 절약 모드를 알아내어 슬리프(sleep) 또는 도즈 상태에 있는 STA에 대한 트래픽 상태를 버퍼링한다. AP는 비콘 프레임 내의 TIM/DTIM(delivery traffic indication message)를 이용하여 해당 STA에 알린다. AP에 의해 어드레싱되는 STA는, 도즈 상태(Doze state)로 들어가고 비콘을 청취하기 위하여 깨어나 TIM을 수신하여 AP가 수신될 버퍼링된 트래픽을 갖는지를 체크함으로써 전력 절약을 달성할 수 있다. STA는 AP로부터 버퍼링된 프레임을 검색하도록 전력 절약(PS)-폴(Poll) 제어 프레임을 송신할 수 있다. STA는, 다수의 STA가 AP로부터의 수신을 기다리는 버퍼링된 프레임을 가지면 PS-Poll 프레임을 송신하기 전에 랜덤 백오프(back-off) 알고리즘을 이용할 수 있다.
TIM 및 DTIM 동작의 예는 도 2에 도시된다. TIM은 AID(association identifier) 비트맵 또는 부분 가상 비트맵을 이용하여 표시된다. AP 내에서 버퍼링된 버퍼링가능 유닛(BU)를 현재 갖는 STA는 AP에 의해 생성된 모든 비콘 프레임 내의 엘리먼트로서 포함되는 TIM에서 식별된다. STA는 TIM을 수신하고 해석함으로써 BU가 버퍼링된 것을 결정한다.
DCF 하에서 동작하는 BSS에서 또는 PCF를 이용하는 BSS의 CP 동안, BU가 AP에 현재 버퍼링된 것을 결정할 때, PS 모드에서 동작하는 STA는 쇼트 PS-Poll 프레임을 AP로 송신한다. AP는 즉시 해당 버퍼링된 BU로 응답하거나 PS-Poll을 확인 응답하고 나중에 해당 BU로 응답한다. 버퍼링된 BU를 나타내는 TIM이 CFP 동안 전송되면, PS 모드에서 동작하는 CF-폴링가능 STA는 PS-Poll 프레임을 전송하지 않지만, 버퍼링된 BU가 수신되거나 CFP가 종료될 때까지 액티브 상태로 남아 있다.
모든 비콘 구간에서, AP는 PS 모드의 STA에 대한 목적지마다 버퍼 상태를 포함하는 부분 가상 비트맵을 어셈블링하고 비콘 프레임의 TIM 필드에서 비트맵을 전송한다. 모든 비콘 구건에서, APSD(automatic power-save delivery) 가능 AP는 PS 모드의 STA에 대한 목적지 마다 (적어도 하나의 비전달 가능(non-delivery-enabled) AC가 존재하면) 비전달 가능 액세스 카테고리(AC)의 버퍼 상태를 포함하는 부분 가상 비트맵을 어셈블링하고 비콘 프레임의 TIM 필드에서 비트맵을 전송한다. 모든 AC가 전달 가능하면, APSD 가능 AP는 목적지마다 모든 AC에 대한 버퍼 상태를 포함하는 부분 가상 비트맵을 어셈블링한다. FMS(flexible multicast service)가 가능하면, AP는 모든 비컴 프레임에 FMS 디스크립터 엘리먼트를 포함한다. FMS 디스크립터 엘리먼트는 AP가 버퍼링한 모든 FMS 그룹 어드레싱 프레임을 표시한다.
현재의 802.11 표준 내의 정보 엘리먼트의 최대 길이는 엘리먼트 포맷에서 1바이트 길이 필드에 의해 결정된 256 바이트이다. 그 결과, STA의 AID를 비트맵 내의 비트에 맵핑함으로써 TIM이 비트맵을 이용하여 버퍼링된 하향링크(DL) BU로 STA에 시그널링함에 따라, 이 최대 정보 엘리먼트(IE) 사이즈는 TIM IE에서 지원될 수 있는 STA의 수를 제한한다. 비트맵 필드에 더하여, TIM 엘리먼트는 또한, 다른 정보 필드, 예를 들어, DTIM 카운트, DTIM 기간 및 비트맵 제어를 포함한다. 그러므로, TIM 엘리먼트 내의 비트맵 필드의 최대 사이즈는 251 바이트로 더 제한된다.
현재 최대의 2007개의 AID에 대하여, 전체 비트맵은 2007비트(251 바이트)를 필요로 하고, 이는 TIM 내의 비트맵 필드의 최대 사이즈이다. 그러므로, 그 비트맵 구조를 갖는 현재의 TIM은 2007개 보다 많은 STA를 지원할 수 없다. 802.11 표준에 지정된 현재의 TIM 엘리먼트 구조에 기초하여, 지원되는 STA의 수가 증가함에 따라, TIM 엘리머트의 길이가 증가한다. 예를 들어, 최대 2007개의 STA로, TIM 엘리먼트 내의 최악의 비트맵은 251 바이트이다. STA의 최대수가 더 큰 수, 예를 들어, 6000으로 증가하면, 최악의 비트맵은 6000/8=750바이트이다. 이러한 큰 사이즈 TIM은 TIM/비콘 송신의 오버헤드를 증가시키고, 특히 채널 대역폭이 다른 시스템보다 작은, 예를 들어, 1MHz, 2MHz, 8MHz까지인 시스템에서, 오버헤드를 수락가능한 레벨 밖으로 나가게 한다.
다음은 일반적인 비콘이 230바이트의 사이즈 및 100Kbps의 송신 레이트를 갖는 것으로 가정함으로써 802.11ah 시스템에서 TIM/비콘 오버헤드를 분석하는 예를 제공한다. 일반적인 비콘 프레임이 230 바이트 비콘 프레임 중의 30바이트 TIM 엘리먼트를 포함하면, 이것은 비콘 프레임에 200 바이트의 비-TIM 콘텐츠가 존재하는 것을 암시한다.
일반적인 비트맵이 최악의 경우보다 작을 수 있는 것을 고려하면, TIM 비트맵의 일반적인 사이즈는 최악의 경우의 1/3, 즉, 6000개의 STA에 대하여 250 바이트이고, 이는 255 바이트 TIM 엘리먼트를 초래한다. 비콘 프레임은 넌-TIM 콘텐츠의 200 바이트를 포함하여 200+255=455 바이트이다. 비콘이 100Kbps의 레이트에서 송신되면, 455 바이트 비콘 프레임을 송신하는데 적어도 455×8/100=36.4ms이 걸린다. 비콘 구간이 일반적으로 100ms로 설정되므로, 비콘 프레임 오버헤드는 36.4%이고, 이는 채널 액세스에 사용되는 시간 및 프레임간 간격(inter-frame spacing)을 포함하지 않는다. TIM 사이즈가 755 바이트인 최악의 시나리오에 대하여, 비콘 프레임은 76.40ms 송신 시간에 대응하는 200+755=955바이트이거나 100ms 비콘 구간의 76.4%이다.
PSMP(power-save multi-poll) 메카니즘이 802.11n에서 도입되었고 다음의 특징을 갖는다. PSMP 메카니즘은 단일 PSMP 프레임을 이용하여 HCCA에 사용되는 다이렉트 QoS(+)CF-Poll 대신에 다수의 STA를 스케줄링할 수 있다. STA가 소량의 데이터를 주기적으로 송신하는 시나리오에서 스케줄링이 더 효율적이다. PSMP 페이즈(phase)의 시작시 상향링크(UL) 및 DL 스케줄을 제공함으로써 소비 전력을 감소시켜, 각각의 STA는 DL 페이즈에서 필요로할 때까지 자신의 수신기를 정지하고 CCA(clear channel assessment)를 수행하지 않고 UL 페이즈 동안 스케줄링될 때 송신할 수 있다. 3개의 STA의 PSMP 동작의 예는 도 3에 도시된다.
무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법이 제시된다. 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신하고, 백오프 번호가 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당된다. 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 백오프 값을 결정한다.
무선 스테이션은 트랜시버 및 프로세서를 포함한다. 트랜시버는 트래픽 표시 맵을 수신하도록 구성되고, 백오프 번호가 트래픽 표시 맵 내의 스테이션의 위치에 기초하여 스테이션에 묵시적으로 할당된다. 프로세서는 트랜시버와 통신하고 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하도록 구성된다.
백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법이 제시된다. 트래픽 표시 맵을 스테이션에 전송하고, 백오프 번호가 트래픽 표시 맵 내의 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당된다. 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 백오프 값을 결정한다.
무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법이 제시된다. 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신한다. 트래픽 표시 맵(TIM)이 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 스테이션에 대한 백오프 값을 결정한다.
무선 스테이션은 트랜시버 및 프로세서를 포함한다. 트랜시버는 트래픽 표시 맵(TIM)을 수신하도록 구성된다. 프로세서는 트랜시버와 통신하고 TIM이 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하도록 구성되된다.
백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법이 제시된다. 트래픽 표시 맵(TIM)을 스테이션으로 전송한다. TIM이 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 스테이션에 대한 백오프 값을 결정한다.
첨부된 도면과 관련하여 예로서 주어지는 다음의 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 EDCA 동작의 다이어그램;
도 2는 TIM 및 DTIM 동작의 예를 나타내는 도면.
도 3은 3개의 STA의 PSMP 동작의 예를 나타내는 도면.
도 4a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 예시적인 통신 시스템의 시스템 다이어그램.
도 4b는 도 4a에 도시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 무선 송수신 유닛(WTRU)의 시스템 다이어그램.
도 4c는 도 4a에 도시된 통신 시스템 내에서 사용될 수 있는 예시적인 무선 액세스 네트워크 및 예시적인 코어 네트워크의 시스템 다이어그램.
도 5는 AP가 STA를 폴링하여 버퍼링된 데이터/트래픽을 전송하는 예를 나타내는 도면.
도 6은 TIM을 위한 동적 연관 시간 유닛(TU) 값 정보 엘리먼트의 예의 다이어그램.
도 7은 STA가 패킷을 송신하는 방법의 플로우챠트.
도 8은 STA가 기다리는 패킷을 검색하는 방법의 플로우챠트.
도 9는 백오프 정보 엘리먼트 포맷의 다이어그램.
도 10은 구간 스케줄 정보 엘리먼트 포맷의 다이어그램.
도 11은 제어된 경쟁 구간에 대한 AP/STA 거동을 나타내는 도면.
도 12는 RID(registration ID) 포맷의 다이어그램.
도 13은 RID 기반 TIM 엘리먼트 포맷의 다이어그램.
도 14는 다른 RID 기반 TIM 엘리먼트 포맷의 다이어그램.
도 4a는 하나 이상의 개시된 실시예가 구현될 수 있는 일 예의 통신 시스템(400)의 시스템 다이어그램이다. 통신 시스템(400)은 음성, 데이터, 비디오, 메시징, 방송 등의 콘텐츠를 다수의 무선 사용자에게 제공하는 다중 액세스 시스템일 수 있다. 통신 시스템(400)은 다수의 무선 사용자가 무선 대역폭을 포함하는 시스템 자원의 공유를 통해 이러한 콘텐츠를 액세스할 수 있게 한다. 예를 들어, 통신 시스템(400)은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시간 분할 다중 액세스(TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(FDMA), 직교 FDMA(OFDMA), 단일 캐리어 FDMA(SC-FDMA) 등의 하나 이상의 채널 액세스 방법을 채용할 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 개시된 실시예는 임의의 수의 WTRU, 기지국, 네트워크 및/또는 네트워크 엘리먼트를 포함할 수 있지만, 통신 시스템(400)은 무선 송수신 유닛(WTRU)(402a, 402b, 402c, 402d), 무선 액세스 네트워크(RAN)(404), 코어 네트워크(406), PSTN(public switched telephone network)(408), 인터넷(410) 및 다른 네트워크(412)를 포함할 수 있다. WTRU(402a, 402b, 402c, 402d)의 각각은 무선 환경에서 동작 및/또는 통신하도록 구성되는 임의의 타입의 장치일 수 있다. 예로서, WTRU(402a, 402b, 402c, 402d)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성되고 UE(user equipment), 이동국, 고정 또는 이동 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 스마트폰, 랩탑, 노트북, 퍼스널 컴퓨터, 무선 센서, 소비자 전자장치, 등을 포함할 수 있다.
통신 시스템(400)은 또한 기지국(414a) 및 기지국(414b)을 포함할 수 있다. 기지국(414a 및 414b)의 각각은 WTRU(402a, 402b, 402c, 402d) 중의 적어도 하나와 무선으로 인터페이스하여 코어 네트워크(406), 인터넷(410) 및/또는 네트워크(412) 등의 하나 이상의 통신 네트워크로의 액세스를 가능하게 하는 임의의 타입의 장치일 수 있다. 예로서, 기지국(414a 및 414b)은 베이스 트랜시버 스테이션(BTS), Node-B, eNode B, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트(AP), 무선 라우터 등일 수 있다. 기지국(414a, 414b)은 각각 단일 엘리먼트로 도시되지만, 기지국(414a, 414b)은 임의의 수의 상호접속된 기지국 및/또는 네트워크 엘리먼트를 포함할 수 있다.
기지국(414a)은 기지국 컨트롤러(BSC), 무선 네트워크 컨트롤러(RNC), 릴레이 노드 등의 다른 기지국 및/또는 네트워크 엘리먼트(미도시)를 또한 포함할 수 있는 RAN(404)의 일부일 수 있다. 기지국(414a) 및/또는 기지국(414b)은 셀(미도시)이라 불리울 수 있는 특정한 지리적 영역 내에서 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다. 셀은 셀 섹터로 더 분할될 수 있다. 예를 들어, 기지국(414a)과 관련된 셀이 3개의 섹터로 분할될 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, 기지국(414a)은 3개의 트랜시버, 즉, 셀의 각 섹터에 대하여 하나의 트랜시버를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 기지국(414a)은 MIMO(multiple-input multiple output) 기술을 채용할 수 있고, 따라서, 셀의 각 섹터에 대하여 다수의 트랜시버를 이용할 수 있다.
기지국(414a 414b)은 임의의 적절한 무선 통신 링크(예를 들어, 무선 주파수(RF), 마이크로웨이브, 적외선(IR), 자외선(UV), 가시광 등)일 수 있는 무선 인터페이스(416)를 통해 WTRU(402a, 402b, 402c, 402d) 중의 하나 이상과 통신할 수 있다. 무선 인터페이스(416)는 임의의 적절한 무선 액세스 기술(RAT)을 이용하여 확립될 수 있다.
특히, 상술한 바와 같이, 통신 시스템(400)은 다중 액세스 시스템일 수 있고 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 등의 하나 이상의 채널 액세스 방식을 채용할 수 있다. 예를 들어, RAN(404)내의 기지국(414a) 및 WTRU(402a, 402b, 402c)는 와이드밴드 CDMA(WCDMA)를 이용하여 무선 인터페이스(416)를 확립할 수 있는 UTRA(UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) Terrestrial Radio Access)) 등의 무선 기술을 구현할 수 있다. WCDMA는 HSPA(High-Speed Packet Access) 및/또는 HSPA+(Evolved HSPA) 등의 무선 프로토콜을 포함할 수 있다. HSPA는 HSDPA(High-Speed Downlink Packet Access) 및/또는 HSUPA(High-Speed Uplink Packet Access)를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 기지국(414a) 및 WTRU(402a, 402b, 402c)는 LTE(Long Term Evolution) 및/또는 LTE-A(LTE-Advanced)를 이용하여 무선 인터페이스(416)를 확립할 수 있는 E-UTRA(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access) 등의 무선 기술을 구현할 수 있다.
다른 실시예에서, 기지국(414a) 및 WTRU(402a, 402b, 402c)는 IEEE 802.16(즉, WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)), CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO, IS-2000(Interim Standard 2000), IS-95, IS-856, GSM(Global system for Mobile communications, EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution), GERAN(GSM EDGE) 등의 무선 기술을 구현할 수 있다.
도 4a의 기지국(414b)은 예를 들어 무선 라우터, HNB, HeNB 또는 AP일 수 있고 회사, 집, 차량, 캠퍼스 등의 국한된 영역 내의 무선 접속을 가능하게 하는 임의의 적절한 RAT를 이용할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(414b) 및 WTRU(402c, 402d)는 IEEE 802.11 등의 무선 기술을 구현하여 무선 근거리 통신망(WLAN)을 확립할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기지국(414b) 및 WTRU(402c, 402d)는 IEEE 802.15 등의 무선 기술을 구현하여 무선 개인 통신망(WPAN)을 확립할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 기지국(414b) 및 WTRU(402c, 402d)는 셀룰러 기반 RAT(예를 들어, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A 등)를 이용하여 피코셀 또는 펨토셀을 확립할 수 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 기지국(414b)은 인터넷(410)으로의 직접적인 접속부를 가질 수 있다. 따라서, 기지국(414b)은 코어 네트워크(406)를 통해 인터넷(410)을 액세스하도록 요구되지 않을 수 있다.
RAN(404)은 음성, 데이터, 애플리케이션 및/또는 VoIP(voice over internet protocol) 서비스를 WTRU(402a, 402b, 402c, 402d) 중의 하나 이상에 제공하도록 구성되는 임의의 타입의 네트워크일 수 있는 코어 네트워크(406)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 코어 네트워크(406)는 호 제어, 빌링(billing) 서비스, 이동 위치 기반 서비스, 선불 호(prepaid calling), 인터넷 접속, 비디오 분배 등을 제공할 수 있고 및/또는 사용자 인증 등의 하이 레벨 보안 기능을 수행할 수 있다. 도 4a에는 도시되지 않지만, RAN(404) 및/또는 코어 네트워크(406)는 RAN(404)와 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 채용하는 다른 RAN과 직접 또는 간접 통신할 수 있다. 예를 들어, E-UTRA 무선 기술을 이용할 수 있는 RAN(404)에 접속되는 것에 더하여, 코어 네트워크(406)은 또한 GSM 무선 기술을 채용하는 또 다른 RAN(미도시)와 통신할 수 있다.
코어 네트워크(406)는 또한 PSTN(408), 인터넷(410) 및/또는 다른 네트워크(412)를 액세스하는 WTRU(402a, 402b, 402c, 402d)에 대한 게이트웨이로서 기능할 수 있다. PSTN(408)은 POTS(plain old telephone service)를 제공하는 회선 교환 전화망을 포함할 수 있다. 인터넷(410)은 TCP/IP 인터넷 프로토콜 세트 내의 TCP(transmission control protocol), UDP(user datagram protocol) 및 인터넷 프로토콜(IP) 등의 공통 통신 프로토콜을 이용하는 상호 접속된 컴퓨터 네트워크 및 장치의 글로벌 시스템을 포함할 수 있다. 네트워크(412)는 다른 서비스 제공자에 의해 소유 및/또는 동작되는 유선 또는 무선 통신 네트워크를 포함할 수 있다. 예를 들어, 네트워크(412)는 RAN(404)와 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 채용할 수 있는 하나 이상의 RAN에 접속된 또 다른 CN을 포함할 수 있다.
통신 시스템(400) 내의 WTRU(402a, 402b, 402c, 402d)의 일부 또는 전부는 멀티모드 능력을 포함할 수 있고, 즉, WTRU(402a, 402b, 402c, 402d)는 상이한 무선 링크를 통해 상이한 무선 네트워크와 통신하는 다수의 트랜시버를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4a에 도시된 WTRU(402c)는 셀룰러 기반 무선 기술을 채용할 수 있는 기지국(414a) 및 IEEE 802 무선 기술을 채용할 수 있는 기지국(414b)과 통신하도록 구성될 수 있다.
도 4b는 예시적인 WTRU(402)의 시스템 다이어그램이다. 도 4b에 도시된 바와 같이, WTRU(402)는 프로세서(418), 트랜시버(420), 송수신 엘리먼트(예를 들어, 안테나)(422), 스피커/마이크로폰(424), 키패드(426), 디스플레이/터치패드(428), 비분리형 메모리(430), 분리형 메모리(432), 전원(434), GPS(global positioning system) 칩셋(436) 및 다른 주변 장치(438)를 포함할 수 있다. WTRU(402)는 실시예와 일관성을 유지하면서 상기 엘리먼트의 임의의 서브 조합을 포함할 수 있다.
프로세서(418)는 범용 프로세서, 특수 목적 프로세서, 종래의 프로세서, 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로프로세서, DSP 코어와 연관된 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, ASIC(Application Specific Integrated Circuits), FPGA(Field Programmable Gate Array) 회로, 임의의 다른 타입의 집적 회로(IC), 상태 머신 등일 수 있다. 프로세서(418)는 신호 코딩, 데이터 프로세싱, 전력 제어, 입출력 프로세싱 및/또는 WTRU(402)가 무선 환경에서 동작하도록 하는 임의의 다른 기능을 수행할 수 있다. 프로세서(418)는 송수신 엘리먼트(422)에 결합될 수 있는 트랜시버(420)에 결합될 수 있다. 도 4b는 프로세서(418) 및 트랜시버(420)를 별도의 구성요소로서 도시하지만, 프로세서(418) 및 트랜시버(420)는 전자 패키지 또는 칩 내에 함께 통합될 수 있음을 인식할 것이다.
송수신 엘리먼트(422)는 무선 인터페이스(416)를 통해 기지국(예를 들어, 기지국(414a))으로/으로부터 신호를 송신/수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 송수신 엘리먼트(422)는 RF 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 안테나일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송수신 엘리먼트(422)는 예를 들어 IR, UV 또는 가시광 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성된 에미터/디텍터일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 송수신 엘리먼트(422)는 RF 및 광 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 송수신 엘리먼트(422)는 무선 신호의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수 있다.
또한, 송수신 엘리먼트(422)가 단일 엘리먼트로서 도 4b에 도시되지만, WTRU(402)는 임의의 수의 송수신 엘리먼트(422)를 포함할 수 있다. 특히, WTRU(402)는 MIMO 기술을 채용할 수 있다. 따라서, 일 실시예에서, WTRU(402)는 무선 인터페이스(416)를 통해 무선 신호를 송수신하는 2 이상의 송수신 엘리먼트(422)(예를 들어, 다수의 안테나)를 포함할 수 있다.
트랜시버(420)는 송수신 안테나(422)에 의해 송신될 신호를 변조하고 송수신 엘리먼트(422)에 의해 수신된 신호를 복조하도록 구성될 수 있다. 상술한 바와 같이, WTRU(402)는 멀티모드 능력을 가질 수 있다. 따라서, 트랜시버(420)는 예를 들어 WTRU(402)가 UTRA 및 IEEE 802.11 등의 다수의 RAT를 통해 통신하도록 하는 다수의 트랜시버를 포함할 수 있다.
WTRU(402)의 프로세서(418)는 스피커/마이크로폰(424), 키패드(426) 및/또는 디스플레이/터치패드(428)(예를 들어, 액정 표시(LCD) 디스플레이 유닛 또는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 유닛)에 결합되어 그로부터 사용자 입력 데이터를 수신할 수 있다. 프로세서(418)는 또한 스피커/마이크로폰(424), 키패드(426), 및/또는 디스플레이/터치패드(428)로 사용자 데이터를 출력할 수 있다. 또한, 프로세서(418)는 비분리형 메모리(430) 및/또는 분리형 메모리(432) 등의 메모리로부터 정보를 액세스하거나 메모리에 데이터를 저장할 수 있다. 비분리형 메모리(432)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 하드 트래픽 표시 맵 또는 임의의 다른 타입의 메모리 저장 장치를 포함할 수 있다. 분리형 메모리(432)는 가입자 식별 모듈(SIM) 카드, 메모리 스틱, SD(secure digital) 메모리 카드 등을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(418)는 서버 또는 홈 컴퓨터(미도시) 등의 WTRU(402) 상에 물리적으로 위치하지 않는 메모리로부터 정보를 액세스하고 그 내에 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(118)는 전원(434)으로부터 전력을 수신할 수 있고 WTRU(402) 내의 다른 구성요소로 전력을 분배 및/또는 제어하도록 구성될 수 있다. 전원(434)은 WTRU(402)에 파워를 제공하는 임의의 적절한 장치일 수 있다. 예를 들어, 전원(434)은 하나 이상의 건전지 배터리(예를 들어, 니켈-카드뮴(NiCd), 니켈-아연(NiZn), 니켈 수소(NiMH), 리튬 이온(Li-ion) 등), 태양 전지, 연료 전지 등을 포함할 수 있다.
프로세서(418)는 또한 WTRU(402)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예를 들어, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성될 수 있는 GPS 칩셋(436)에 결합될 수 있다. GPS 칩셋(136)으로부터의 정보에 더하여 또는 대신하여, WTRU(402)는 기지국(예를 들어, 기지국(414a, 414b))으로부터 무선 인터페이스(416)를 통해 위치 정보를 수신하고 및/또는 2 이상의 인근의 기지국으로부터 수신된 신호의 타이밍에 기초하여 그 위치를 결정할 수 있다. WTRU(402)는 실시예와의 일관성을 유지하면서 임의의 적절한 위치 결정 방법에 의해 위치 정보를 획득할 수 있다.
프로세서(418)는 추가의 특징, 기능 및/또는 유선 또는 무선 접속을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 포함할 수 있는 다른 주변 장치(438)에 더 결합될 수 있다. 예를 들어, 주변 장치(438)는 가속계, e-나침반, 위성 트랜시버, 디지털 카메라(사진 또는 비디오용), 유니버설 시리얼 버스(USB) 포트, 진동 장치, 텔레비전 트랜시버, 핸즈프리 헤드셋, 블루투스 모듈, 주파수 변조(FM) 라디도 유닛, 디지털 음악 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등을 포함할 수 있다.
도 4c는 실시예에 따른 RAN(404) 및 코어 네트워크(406)의 시스템 다이어그램이다. RAN(404)은, E-UTRA 무선 기술을 채용하여 무선 인터페이스(416)를 통해 WTRU(402a, 402b, 402c)와 통신하는 액세스 서비스 네트워크(ASN)일 수 있다. 후술하는 바와 같이, WTRU(402a, 402b, 402c), RAN(404) 및 코어 네트워크(406)의 상이한 기능적 엔티티 간의 통신 링크는 기준 포인트로서 정의될 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, RAN(404)은 실시예와 일관성을 유지하면서 임의의 수의 기지국 및 ASN 게이트웨이를 포함할 수 있다는 것을 인식할 수 있지만, RAN은 기지국(440a, 440b, 440c) 및 ASN 게이트웨이(442)를 포함할 수 있다. 기지국(440a, 440b, 440c)은 각각 RAN(404) 내의 특정 셀(미도시)와 연관될 수 있고 각각 무선 인터페이스(416)를 통해 WTRU(402a, 402b, 402c)와 통신하는 하나 이상의 트랜시버를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기지국(440a, 440b, 440c)은 MIMO 기술을 구현할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기지국(140a)은 WTRU(402a)로 무선 신호를 송수신하는 다중 안테나를 이용할 수 있다. 기지국(440a, 440b, 440c)은 또한 핸드오프 트리거링, 터널 확립, 무선 자원 관리, 트래픽 분류, QoS 폴리시 강화 등의 이동도 관리 기능을 제공할 수 있다. ASN 게이트웨이(442)는 트래픽 통합 포인트로서 기능하고 가입자 프로파일의 페이징 및 캐싱하고 코어 네트워크(406)로 라우팅할 수 있다.
WTRU(402a, 402b, 402c) 및 RAN(404) 간의 무선 인터페이스(416)는 IEEE 802.16 설명서를 구현하는 R1 기준 포인트로서 정의될 수 있다. 또한, WTRU(402a, 402b, 402c)의 각각은 코어 네트워크(406)와 논리적 인터페이스(미도시)를 확립할 수 있다. WTRU(402a, 402b, 402c) 및 코어 네트워크(406) 간의 논리적 인터페이스는 인증, 허가, IP 호스트 설정 관리 및/또는 이동도 관리에 이용될 수 있는 R2 기준 포인트로서 정의될 수 있다.
기지국(440a, 440b, 440c) 간의 통신 링크는 WTRU 핸드오버 및 기지국 간의 데이터 전송을 가능하게 하는 프로토콜을 포함하는 R8 기준 포인트로서 정의될 수 있다. 기지국(440a, 440b, 440c) 및 ASN 게이트웨이(442) 간의 통신 링크는 R6 기준 포인트로서 정의될 수 있다. R6 기준 포인트는 WTRU(402a, 402b, 402c)의 각각과 연관된 이동도 이벤트에 기초하여 이동도 관리를 가능하게 하는 프로토콜을 포함할 수 있다.
도 4c에 도시된 바와 같이, RAN(404)은 코어 네트워크(406)에 접속될 수 있다. RAN(404) 및 코어 네트워크(406) 간의 통신 링크는 예를 들어 데이터 전송 및 이동도 관리 능력을 가능하게 하는 프로토콜을 포함하는 R3 기준 포인트로서 정의될 수 있다. 코어 네트워크(406)는 모바일 IP 홈 에이전트(MIP-HA)(444), AAA(authentication, authorization, accounting) 서버(446) 및 게이트웨이(448)를 포함할 수 있다. 상술한 엘리먼트의 각각이 코어 네트워크(406)의 일부로서 도시되지만, 이들 엘리먼트의 임의의 하나는 코어 네트워크 오퍼레이터 이외의 엔티티에 의해 소유 및/또는 동작할 수 있다.
MIP-HA는 IP 어드레스 관리를 담당할 수 있고, WTRU(402a, 402b, 402c)가 상이한 ASN 및/또는 상이한 코어 네트워크 사이에서 로밍(roam)하도록 할 수 있다. MIP-HA(444)는 WTRU(402a, 402b, 402c)에 인터넷(410) 등의 패킷 교환 네트워크로의 액세스를 제공하여 WTRU(402a, 402b, 402c) 및 IP 가능 장치 간의 통신을 가능하게 할 수 있다. AAA 서버(446)는 사용자 인증 및 사용자 서비스 지원을 담당할 수 있다. 게이트웨이(448)는 다른 네트워크와의 상호 연동을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이(448)는 WTRU(402a, 402b, 402c)에 PSTN(408) 등의 회선 교환 네트워크로의 액세스를 제공하여 WTRU(402a, 402b, 402c) 및 전통적인 지상 통신 장치 간의 통신을 가능하게 한다. 또한, 게이트웨이(448)는 WTRU(402a, 402b, 402c)에 다른 서비스 제공자에 의해 소유 및/또는 동작하는 다른 유선 또는 무선 네트워크를 포함할 수 있는 네트워크(412)로의 액세스를 제공할 수 있다.
도 4c에 도시되지 않지만, RAN(404)은 다른 ASN에 접속될 수 있고 코어 네트워크(406)는 다른 코어 네트워크에 접속될 수 있다. RAN(404) 및 다른 ASN 간의 통신 링크는 RAN(404) 및 다른 ASN 사이에서 WTRU(402a, 402b, 402c)의 이동도를 조정(coordinate)하는 프로토콜을 포함할 수 있는 R4 기준 포인트로서 정의될 수 있다. 코어 네트워크(406) 및 다른 코어 네트워크 간의 통신 링크는 홈 코어 네트워크 및 방문한 코어 네트워크 사이의 상호 연동을 가능하게 하는 프로토콜을 포함할 수 있는 R5 기준 포인트로서 정의될 수 있다.
다른 네트워크(412)는 또한 IEEE 802.11 기반 무선 로컬 에어리어 네트워크(WLAN)(460)에 접속될 수 있다. WLAN(460)은 액세스 라우터(465)를 포함할 수 있다. 액세스 라우터는 게이트웨이 기능을 포함할 수 있다. 액세스 라우터(465)는 복수의 액세스 포인트(AP)(470a, 470b)와 통신할 수 있다. 액세스 라우터(465) 및 AP(470a, 470b) 간의 통신은 유선 이더넷(IEEE 802.3 표준) 또는 임의의 타입의 무선 통신 프로토콜을 통해 이루어질 수 있다. AP(470a)는 WTRU(402d)와 무선 인터페이스를 통해 무선 통신할 수 있다.
퍼스널 모바일 장치 및 계기 및 센서 등의 애플리케이션의 급증으로, 미래의 WiFi 시스템 및 연관된 AP는 BSS 마다 2007개의 장치의 현재 제한보다 많을 수 있는 많은 수의 장치를 지원할 것으로 예상된다. 802.11ah 표준은 예를 들어 BSS 마다 6000개까지의 장치를 지원하는 것을 제안한다.
무선 스펙트럼에서 할당된 채널은 사이즈 및 대역폭에 있어서 제한될 수 있다. 또한, 스펙트럼은 이용가능한 채널이 서로 인접하지 않을 수 있다는 점에서 흩어져(fragmented) 있을 수 있고 더 큰 송신 대역폭을 결합 및 지원하지 못할 수 있다. 이것은 예를 들어 다양한 나라에서 1GHz 미만이 할당된 스펙트럼에서도 마찬가지이다. 예를 들어 802.11 표준에서 형성된 WLAN 시스템은 이러한 스펙트럼에서 동작하도록 설계될 수 있다. 이러한 스펙트럼의 제한이 주어지면, WLAN 시스템은, 예를 들어, 802.11n/802.11ac 표준에 기초하여 HT(high throughput)/VHT(very high throughput) WLAN 시스템과 비교하여 더 작은 대역폭 및 더 낮은 데이터 레이트를 지원한다.
임의의 나라에서의 스펙트럼 할당은 제한된다. 예를 들어, 중국에서는 470 내지 566 및 614 내지 787 MHz 대역은 1MHz 대역폭만을 허용한다. 그러므로, 1MHz 모드를 갖는 2MHz 옵션의 지원에 더하여 1MHz 만의 옵션을 지원할 필요가 있다. 802.11ah 물리층(PHY)은 1, 2, 4, 8 및 16MHz 대역폭을 지원하도록 요구된다.
802.11ah PHY는 1GHz 미만에서 동작하고 802.11ac PHY에 기초한다. 802.11ah에 의해 요구되는 좁은 대역폭을 수용하기 위하여, 802.11ac PHY는 10의 인자에 의해 다운 클록(down-clocked)된다. 2, 4, 8 및 16 MHz에 대한 지원은 1/10 다운 클록에 의해 달성되지만, 1MHz 대역폭에 대한 지원은 32의 FFT(Fast Fourier Transform) 사이즈를 갖는 새로운 PHY 정의를 요구한다.
많은 수의 STA가 채널 액세스에 대하여 경쟁하면, DCF 성능이 저하한다. MAC(medium access control) 재시도의 총수 및 총 송신 지연은 액세스에 대하여 경쟁하는 STA의 수에 따라 기하급수적으로 증가한다. WLAN 시스템에서 다수의 STA가 매체를 액세스하려고 동시에 시도하는 많은 시나리오가 존재한다. 예를 들어, 계기, 센서 및 센서 백홀을 포함하는 몇 개의 중요한 사용 케이스가 IEEE 802.11ah에 대하여 정의되어 왔다. WLAN BSS가 매우 많은 수의 STA(예를 들어, 6000개의 STA)를 지원할 필요가 있으면, STA의 그룹이 동시에 깨어나 동시에 매체를 액세스하려고 시도할 가능성이 있다. 이러한 시나리오는, 예를 들어 다수의 STA가 깨어나서 AP로부터 비콘, 쇼트 비콘 또는 다른 타입의 프레임 내의 TIM 송신을 수신하고, 버퍼링된 데이터/트래픽의 포지티브 표시를 갖는 STA가 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하기 위하여 매체에 대하여 경쟁할 때 발생할 수 있다.
또한, 802.11ai에서, 하나의 요구사항은, 동시에 BSS로 진입하고 1초 내에서 고속 초기 링크를 설정하는 100개의 STA를 지원하는 것이다. 매체로의 액세스에 대하여 경쟁하기 위하여, 각각의 STA는 경쟁 윈도우(CW; contention window)로부터 랜덤하게 백오프 번호를 선택함으로써 랜덤 백오프를 수행한다. STA가 7의 초기 CW 사이즈를 가지면, WLAN 내에 더 많은 STA가 존재할 때 패킷 충돌이 발생할 가능성이 높다. 802.11 표준은, 송신이 성공적이지 않을 때마다 CW 사이즈가 두배가 되는 것을 규정하므로, 경쟁 STA의 수에 따라 많은 라운드 동안 충돌이 발생할 가능성이 있다. 이 반복되는 충돌 및 재송신 프로세스는 STA가 많은 양의 에너지를 사용하여 임의의 패킷을 전달하도록 하거나 BSS에서 큰 데이터 지연 및 혼잡을 유발한다. 많은 수의 장치를 갖는 WLAN에 대한 문제는 채널 경쟁 및 패킷 충돌을 감소시키기 위하여 DCF/EDCA를 어떻게 강화시키느냐는 것이다.
연관 ID(AID)가 TIM/DTIM 내의 트래픽 표시 비트맵에서 STA에 대한 해당 트래픽 표시 비트를 식별하는데 사용됨에 따라, 기존의 모든 전력 절약 솔루션/모드가 AP와 관련하여 도즈/슬리프 STA를 유지하여 TIM/DTIM 내의 트래픽 표시를 정확하게 수신하는 것을 요구한다. 현재의 도트11(dot11) 설명서 내의 AID의 최대 수는 2007이지만, WiFi 시스템은 더 많은 수의 장치를 지원할 필요가 있다(예를 들어, 802.11ah는 6000개의 장치까지 지원한다). 802.11ah에서 2007보다 많은 전력 절약 모드의 장치를 지원할 필요가 있다.
802.11 표준에 의해 특정된 현재 TIM 송신은 몇 개의 성능 비효율성을 갖는다. 현재의 표준은, 목적지 STA의 상태, 즉, 액티브 상태 또는 도즈/슬리프 상태에 관계없이, TIM이 AP에서 버퍼링된 BU를 갖는 모든 STA에 대한 트래픽 표시를 포함한다고 특정한다. TIM이 도즈/슬리프 상태의 STA에 대한 트래픽 표시를 포함하는 것은 자원을 낭비하여, TIM 방식에 대한 성능 비효율을 초래한다. 특히, 802.11ah에서 다수의 STA를 지원할 필요가 있으면, TIM 인코딩 및 송신 효율은 성능 문제가 된다.
DCF 또는 PCF-CFP로, TIM 내의 각각의 포지티브 트래픽 표시에 대하여, 후속 동작은 STA로부터 AP로의 PS-Poll의 프레임 송신 및 AP로부터 STA로의 BU 전달 또는 PS-Poll에 대한 응답으로서의 AP로부터 STA로의 ACK의 시퀀스를 포함한다. TIM 구간에 대한 PS-Poll+BU 전달/ACK 시퀀스의 최대수는 TIM 구간 길이, 비콘 프레임 사이즈, 채널 대역폭, BU의 사이즈 및 BU 송신에 사용되는 레이트/MCS(modulation coding set)에 의해 제한된다. TIM이 각각의 TIM 구간에 대한 PS-Poll+BU 전달/ACK 시퀀스의 최대수보다 더 많은 포지티브 트래픽 표시를 포함하는 것은 비효율적이다. 이 TIM 송신 비효율성은 채널 대역폭이 감소하고 및/또는 지원되는 STA의 수가 증가함에 따라 더 심각해진다. 큰 수의 장치를 갖는 WiFi 시스템에 대한 문제는 효율적인 동작을 허용하기 위하여 TIM 프로토콜을 어떻게 향상시키느냐이다.
PCF-CFP BU 송신을 위해, TIM 구간 동안 전달될 수 있는 최대수의 BU가 존재한다. TIM이 이 최대수보다 많은 포지티브 트래픽 표시를 포함하면, 잠재적으로 더 큰 사이즈의 TIM 엘리먼트, 송신을 위해 더 긴 방송 시간 점유 및 STA 어웨이크를 더 길게 유지하는 것을 유발하여, 전력 소비 비효율을 초래한다. 상술한 바와 같이, 802.11ah에서, TIM을 갖는 비콘 프레임의 오버헤드는 36.4%이고, 채널 액세스에 사용되는 시간 및 프레임간 간격을 포함하지 않는다. 최악의 경우, 비콘 프레임의 오버헤드는 100ms 비콘 구간에서 76.4%이다. 그러므로, 비교적 작은 대역폭을 갖지만 많은 수의 장치를 지원하는 WiFi 시스템에 대하여, TIM 내의 포지티브 트래픽 표시를 시그널링하는 효율적인 방법이 필요하다.
많은 수의 장치가 지원되고 전력 절약이 제어된 경쟁에 의한 충돌 감소를 통해 달성될 수 있다. 일 실시예는 제어된 경쟁을 매체에 제공하고 경쟁 윈도우(CW) 사이즈를 적응(adapt)시킴으로써 많은 수의 STA에 대한 에너지 절약 메카니즘을 제공하는 것을 목표로 한다. 특히, AP는 BSS 내의 예상되는 로드에 따라 초기 CW 사이즈를 결정한다. STA는 여전히 CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance)를 이용하여 매체에 대하여 경쟁하지만, 랜덤 백오프 프로세스는 연관된 STA 및 연관되지 않은STA에 대하여 변경된다.
AP는 전체 BSS 내에서 또는 BSS 동작 동안의 특정 구간 동안 얼마나 많은 STA를 지원해야 하는지를 추정할 수 있다. 이러한 구간의 예는, 많은 수의 STA에 대한 버퍼링된 데이터/트래픽의 포지티브 표시를 갖는 비콘, 쇼트 비콘 또는 다른 타입의 프레임 내의 TIM 송신 후의 구간이다.
초기 CW 사이즈는 CW 사이즈가 유효한 구간 내에서 동작할 것으로 예상되는 모든 STA를 수용하기에 충분히 커야 한다. 초기 CW 사이즈는 또한 여분의 공간을 제공하여 임의의 새롭게 도달된 STA가 지원되어야 한다. 초기 CW 사이즈는 BSS에 대하여 고정되거나 BSS 동작의 상이한 구간마다 변경될 수 있다. 예를 들어, 각각의 비콘 구간은 그 비콘 구간에서 동작할 것으로 예상되는 STA의 수에 따라 상이한 초기 CW 사이즈를 가질 수 있다. 초기 CW 사이즈는 2M-1의 형태일 수 있고, 여기서, M은 정수이고, 2M-1는 그 비콘 구간(들) 또는 서브구간(들)에서 동작할 것으로 예상되는 STA의 수보다 클 수 있다.
예를 들어, 불 센서(fire sensor)로서 동작하는 40개까지의 STA가 동시에 깨어나서 불이 검출되었음을 보고할 수 있다. 동시에, AP는 BSS 내에서 액티브로 남아 동작하는 20개의 다른 STA를 지원할 필요가 있다. 또한, AP는 10개의 새로운 STA로부터의 연관 요청 프레임을 지원할 것을 예상할 수 있다. 초기 CW 사이즈는 구현에 따라 70 이상이어야 한다.
다른 예에서, 비콘 구간에서, 100개의 STA가 깨어나서 매체에 대하여 경쟁하도록 할당될 수 있다. 이러한 상황은, 많은 수의 STA가 깨어나서 AP로부터 TIM 송신 내의 버퍼링된 데이터/버퍼의 포지티브 표시를 수신할 때 발생할 수 있고, 이들 STA는 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하기 위하여 매체에 대하여 경쟁한다. 또한, AP는 15개의 새로운 STA로부터의 연관 요청 프레임을 지원할 것을 예상할 수 있다. 초기 CW 사이즈는 구현예에 다라 115 이상이어야 한다.
초기 CW 사이즈가 결정되면, 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답, 연관 응답, FILS(fast initial link setup) 탐색 프레임 또는 다른 타입의 관리 또는 제어 프레임의 일부로서 AP에 의해 알려질 수 있다. CW 사이즈는 802.11 표준에 규정된 것과 동일한 규칙을 따르고, 송신이 실패할 때마다 두배가 될 수 있다. 송신이 성공하면, CW 사이즈는 미리 결정된 초기 CW 사이즈로 복귀할 수 있다.
연관시 또는 임의의 다른 미리 협상된 시간에 결정론적인 초기 백오프 번호가 또한 AP에 의해 STA에 할당될 수 있다. 예를 들어, 결정론적인 초기 백오프 번호/오프셋은 TIM 송신 전, 후 또는 그와 함께 AP에 의해 STA에 할당될 수 있다. AP에 의한 STA로의 백오프 번호/오프셋의 할당은 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답, 연관 응답 또는 다른 새로운 또는 기존 관리 또는 제어 프레임의 일부로서 수행될 수 있다. 초기 결정론적 백오프의 할당은 다음의 방법 중의 하나 또는 그 조합으로 수행될 수 있다.
방법 1: 초기 백오프 번호는 순차적이다. 예를 들어, STA1 내지 STA10에는 백오프 번호(n+1 ... n+10)이 할당되고, 여기서, n은 구간 [0, 1, ..., CW_크기-10]으로부터의 수이다.
방법 2: 초기 백오프 번호는 랜덤하게 결정된다. 예를 들어, STA1 내지 STA10에는 임의의 확률 분포를 갖는 구간 [0, 1, ..., CW_크기]으로부터 랜덤하게 선택된 백오프 번호가 할당된다. 선택된 백오프 번호는 각각의 STA에 고유하도록 보장되어야 한다.
방법 3: 초기 백오프 번호는 상이한 방법에 의해 랜덤하게 결정된다. 예를 들어, STA1 내지 STA10에는 백오프 번호(N1, N1+n1, N1+n2, ..., N1+n9)가 할당되고, n1, n2, ..., n9는 고유하고 0보다 크다.
방법 4: STA가 송신할 다수의 패킷을 가지면, AP는 다수의 초기 백오프 번호를 STA에 할당한다. 예를 들어, STAX가 제어된 경쟁 구간 동안 두번 송신할 수 있으면, 백오프 번호 [3, 3]를 할당할 수 있다. 이 경우, 충돌을 피하기 위하여 백오프 번호(6)(STA(X)에 할당된 백오프 번호 [3, 3]와 동일함)가 임의의 다른 STA에 할당되지 않아야 한다.
초기 백오프 번호가 할당된 STA는 특정 시간에 초기 CW 사이즈를 이용하여 매체에 액세스하려고 시도할 수 있다. 예를 들어, 특정 비콘 구간에서 깨어나도록 할당된 센서 및 계기 STA는 이전에 수신된 비콘을 따르는 비콘 구간이 시작될 때 미디어를 액세스할 수 있다. 다른 예에서, 깨어나서 TIM 송신 내의 버퍼링된 데이터/트래픽의 포지티브 표시를 수신하는 STA가 TIM을 포함하는 비콘, 쇼트 비콘, 다른 타입의 프레임을 따르는 매체를 액세스하여 PS-Poll 프레임을 AP로 전송한다.
STA의 몇 개의 클래스가 존재한다. 하나의 클래스는 TIM STA이고, TIM STA는 전력 절약 모드이면, (STA의 슬리프 스케줄에 따라) 할당된 비콘에서 깨어나서 TIM을 청취한다. TIM이 버퍼링된 유닛(BU)이 존재하는 것을 나타내면, STA는 BU를 검색(retrieve)한다. STA의 다른 클래스는 비콘 또는 TIM을 청취하지 않지만, 대신 STA가 깨어날 때마다 BU에 대하여 AP를 폴링할 것이다.
다른 예에서, AP는, 할당된 초기 백오프 번호를 갖는 STA가 매체를 액세스하는 동안, 제어 프레임, 관리 프레임 또는 다른 타입의 프레임을 이용하여 제어된 경쟁 기간의 시작을 표시할 수 있다.
도 5에 도시된 다른 예에서, 제어 프레임은 폴(poll) 프레임일 수 있다. AP(502)는 TIM 정보(510)를 STA(504)에 전송한다. 그 후, AP(502)는 TIM 정보(510) 내에 포지티브 트래픽 표시를 갖는 폴 프레임(512)을 STA(504)로 전송한다. 폴 프레임(512)은 이 프로토콜을 위한 새로운 폴 프레임 또는 이 프로토콜에 재사용되는 기존의 802.11 PS-Poll 프레임일 수 있다. 새로운 폴 프레임의 포맷에는 프레임 제어 필드 내의 새로운 제어 서브타입 표시가 할당될 수 있고, 새로운 서브타입 표시를 갖는 프레임 제어 필드; 그 AID, MAC 어드레스 등의 STA에 대한 식별 정보; 또는 AP에 포함되는 STA의 어드레스인 BSSID 중의 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 폴 프레임(512)에 응답하여, STA(504)는 폴 응답 프레임(514)을 AP(502)로 전송한다. 폴 응답 프레임(514)은 기존의 802.11 PS-Poll 프레임, ACK 프레임 또는 쇼트 ACK 프레임 중의 임의의 하나일 수 있다.
다른 변형에서, AP는 TIM 내에 포지티브 트래픽 표시를 갖는 폴 프레임을 STA의 그룹에 전송할 수 있다. 이 폴 프레임은 이 프로토콜을 위한 새로운 폴 프레임 또는 이 프로토콜에 재사용되는 기존의 802.11 PS-Poll 프레임일 수 있지만, 사용자의 그룹에 브로드캐스트 또는 멀티캐스트된다. 새로운 폴 프레임은 상술한 것과 동일할 수 있다. AP로부터의 폴 프레임에 응답하여, 폴링된 STA의 그룹운 자신의 할당된 백오프 값에 따라 송신할 수 있다. 각각의 폴링된 STA는 기존의 802.11 PS-Poll 프레임, ACK 프레임 또는 쇼트 ACK 프레임 중의 어느 하나일 수 있는 폴 응답 프레임을 송신한다.
AP가 단일 STA를 폴링하고 STA의 그룹을 폴링하는 경우, 현재의 비콘 구간에서 AP가 PS-Poll을 수신하지 못한 STA는 다음의 규칙 중의 하나 이상에 따라 처리될 수 있다.
1. AP는 다음 또는 후속의 비콘 구간 중의 하나에서 이들 STA의 백오프 번호를 재스케줄링하거나 재할당한다.
2. 이들 STA는 다음 또는 후속의 비콘 구간 중의 하나에서 버퍼링된 데이터/트래픽의 표시를 수신하는 STA보다 높은 우선순위를 받는다.
3. 이들 STA는 (예를 들어, 더 작은 결정론적 백오프 오프셋을 가짐으로써) 동일한 비콘 구간에서 버퍼링된 데이터/트래픽의 표시를 수신한 STA에 관하여 자신의 할당된 우선순위를 유지한다.
일 실시예에서, AP는 TIM 브로드캐스트에서 포지티브 버퍼링 데이터/트래픽 표시의 수에 기초하여 결정론적인 백오프 오프셋을 조절할 수 있다. 예를 들어, 표시의 수가 작으면, 매체 액세스에 대하여 경쟁하는 STA가 더 적기 때문에 백오프 오프셋은 더 작다. 표시의 수가 크면 매체 액세스에 대하여 경쟁하는 STA가 더 많고 충돌 또는 혼잡을 줄일 필요가 있기 때문에 백오프 오프셋은 더 크다.
AP는 또한 관리, 제어 또는 다른 타입의 프레임 내의 스케줄 IE, 필드, 서브필드 또는 MAC/PLCP 헤더를 이용하여 제어된 경쟁 기간 후의 정상 경쟁 구간의 시작을 표시할 수 있다. STA는 또한 초기 매체 액세스를 따르는 임의의 송신 및 재송신에서 이 초기 백오프 번호를 유지할 것을 선택할 수 있다. STA는 또한 초기 CW 사이즈에 기초하여 적응적인 초기 CW 사이즈 및 임의의 CW 사이즈를 이용하여 표준 채널 경쟁 규칙을 따르도록 선택할 수 있다.
대안으로, 각각의 STA에 대한 백오프 번호는 그 TIM 표시의 순서에 의해 묵시적으로 결정될 수 있다. TIM 내에 포지티브 표시를 갖는 각각의 STA에 대하여, 그 STA에 할당된 백오프 번호는 STA의 포지티브 TIM 표시의 순서의 함수에 의해 정의될 수 있다. 예를 들어, STA의 포지티브 표시가 TIM 내에서 k번째 포지티브 표시이면, 그 STA에 대하여 할당된 백오프 번호는 f(k)일 수 있다. 다른 변형에서, AP는 백오프 번호의 시퀀스(Backoff_Seq(n, t)(t≥0))를 결정할 수 있다. m번째 백오프 번호 시퀀스에 할당된 STA는 L번째 시간 간격 동안 backoff_number=Backoff_seq(m, L)을 이용할 수 있고, 여기서, 시간 간격은 비콘 구간, 비콘 서브구간, 웨이크업 시간 간격, 청취 구간, 초, 밀리초, 100 밀리초 등의 기간을 갖는 구간 등의 임의의 시간 간격을 지칭할 수 있다. 초기 백오프 번호 "m"의 할당은 STA가 후속의 채널 액세스 동안 m번째 Backoff_seq(m, t)를 이용할 수 있다는 것을 묵시적으로 표시할 수 있다. 상이한 채널 액세스 구간에 대한 상이한 백오프 번호 할당은 STA에 대한 공정한 전력 소비 및 채널 액세스를 유발한다.
할당된 초기 백오프 번호/값은 또한 스케줄에 따라 동적으로 또는 정적으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 초기 백오프 번호/값의 각각은 채널 액세스를 시도하기 전에 STA가 기다릴 수 있는 시간으로서 정의된 실제 백오프 시간을 포함하도록 묵시적인 연관된 시간 유닛(TU)을 가질 수 있다. TU는 슬롯 시간 또는 임의의 다른 시간 유닛으로서 구현될 수 있다. 예를 들어, TU가 K ms이고 STA1 내지 STA10에 백오프 번호(n+1... n+10)가 할당되면, STA1 내지 STA10의 실제 백오프 시간은 각각 (n+1)×K, ...(n+10)×K ms이다. TIM 기반 DL 데이터 검색 시나리오의 경우, 백오프 번호가 할당된 STA의 시퀀스는 TIM 비트맵 내의 STA의 위치에 기초하여 TIM 비트맵에 의해 묵시적으로 시그널링된다. 각각의 STA 또는 각각의 백오프 번호에 대한 묵시적인 TU의 값은 예를 들어 설명서에서 고정되거나 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답, 연관 응답, FILS 탐색 프레임 또는 다른 새로운 또는 기준 관리 또는 제어 프레임의 일부로서 시그널링된다.
다른 실시예는 STA 특정 및 AP/BSS 특정 파라미터를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 TIM 내의 포지티브 표시를 갖는 각각의 STA에 대한 백오프 시간을 결정하는 것이다. 해시 함수를 이용하면 중복 BSS(OBSS) 내의 상이한 AP에 걸쳐 백오프 시간을 다르게 하고 상이한 비콘 구간 내의 STA에 대하여 상이하게 하여 AP에 걸쳐 DL 데이터 검색 레이턴시에서 약간의 공정성을 갖는다. 백오프 시간을 결정하는데 사용되는 STA 특정 및 AP/BSS 특정 파라미터는 TIM을 송신하는 BSS/AP의 BSSID(또는 MAC 어드레스); 포지티브 TIM 표시를 갖는 STA의 AID/MAC 어드레스; TIM 내의 비트맵 위치; STA가 연관된 AP의 TSF 값; STA가 연관된 AP의 TSF에 대하여 OBSS/이웃 AP TSF 오프셋; 슬롯 시간 또는 BSS 또는 OBSS의 포지티브 TIM 표시의 총수를 포함하는 몇 개의 파라미터 중의 하나 또는 그 조합일 수 있다.
예를 들어, TBO(i)로 표시되는 포지티브 TIM 표시를 갖는 각각의 STA(i)의 백오프 시간은 다음과 같이 주어질 수 있다.
[수학식 1]
TBO(i)=해쉬(비트맵 위치, BSSID, AID, TSF)
양 방법(순차적 할당 및 해쉬 함수)에서, 산출된 백오프 시간이 사용이 허용되지 않는 제한된 액세스 윈도우(RAW) 또는 비콘 송신 시간에 들어가면, 산출된 백오프 시간이 조절된다. 하나의 방법은 충돌하는 비콘 송신 시간(TBeacon으로 표시)의 양만큼 백오프 시간을 연기하거나 (TRAW로 표시된) RAW 기간이 허용되지 않는다.
[수학식 2]
Figure pct00001
또는
Figure pct00002
몇 개의 시나리오에서, 최대 백오프 시간, 예를 들어, Tmax에 대한 제한이 존재할 수 있다. 그러면, TBO(i)는 다음과 같이 주어진다.
[수학식 3]
TBO(i)=max(Tmax, 해쉬(비트맵 위치, BSSID, AID, TSF))
Tmax의 값은 DL 데이터 검색 시간 윈도우 또는 비콘 구간 등의 인자를 고려하여 AP에 의해 선택될 수 있다. 예를 들어, 비콘 구간이 500ms이면, AP는 하나의 비콘 구간 내로 백오프 시간을 제한하기를 원하고, 비콘 송신 시간은 50ms이고, 시간 유닛(20ms)(즉, K=20)이다. 그러면, Tmax는 450ms(500ms-50ms) 또는 430ms(500ms-50ms-20ms)로 선택될 수 있다. 또는, AP는 DL 데이터 검색 및 UL PS-Poll/트리거 프레임을 위해 450m 중에서 250ms를 예약하도록 선택할 수 있고, 그러면, Tmax는 250ms 또는 230ms로 선택될 수 있다.
대안으로, 효율을 증대시키기 위하여, 특히, STA가 UL에서 PS-Poll를 전송하여 DL 데이터를 검색하는 경우, 연관된 TU의 동적 값은 TIM에서 포지티브 데이터 표시를 수신하는 각각의 STA에 사용될 수 있다. TIM 내의 각각의 포지티브 표시에 대하여, M 비트를 갖는 연관된 동적 TU의 정보 필드가 또한 동일한 프레임에 실리고, 여기서, TIM은 연관된 TU 또는 TIM을 포함하는 프레임 직후의 프레임의 동적 값을 나타내기 위하여 송신된다. 도 6에 도시된 바와 같이, TIM(600) 내의 포지티브 표시 및 연관된 TU 간의 묵시적인 일대일 맵핑은 TIM 내의 포지티브 표시의 순서 및 TU 필드의 순서에 의해 결정된다. 예를 들어, 제1 비트 위치 내의 포지티브 표시(602)는 제1 비트 위치와 연관된 TU(604)에 대응한다.
실제 백오프 시간은 각 STA에 대한 동적 TU 값을 이용하여 산출될 수 있다. 하나의 옵션에서, 실제 백오프 시간은 연관된 TU에 의해 곱해진 STA의 백오프 값이다. 예를 들어, STA1 내지 STA10에 백오프 번호(n=1... n+10) 및 연관된 TU1, ..., TU10가 할당된다. 그러면, STA1 내지 STA10의 실제 백오프 값은 각각 (n+1)×TU1, (n+2)×TU2, ..., (n+10)×TU(10)ms이다.
두번째 옵션에서, 실제 백오프 시간은 제1 백오프 시간(연관된 TU에 의해 곱해진 백오프 값) + 관심있는 STA까지의 다른 후속의 연관된 TU이다. 예를 들어, STA1 내지 STA10에 백오프 번호(n=1... n+10) 및 연관된 TU1, ..., TU10가 할당된다. 그러면, STA1 내지 STA10의 실제 백오프 값은 각각 (n+1)×TU1, (n+1)×TU1+TU2, ..., (n+1)×TU1+합(TU2, ..., TU10)ms이다.
STA의 산출된 백오프 시간이, 이용이 허용되지 않는 RAW 또는 비콘 송신 시간에 들어가면, 상술한 고정 TU의 경우에서처럼, 산출된 백오프 시간이 조절된다.
연관된 TU의 값이 PS-Poll+SIFS+DATA+SIFS+ACK(또는 쇼트 ACK)의 프레임을 커버하기에 충분히 크도록 선택된다. 상이한 TU가 이용될 수 있는 이유는, 각각의 STA가 상이한 양의 데이터 및 상이한 ACK 폴리시(예를 들어, 쇼트 ACK 대 고정(regular) ACK)를 가질 수 있기 때문이다. 소정 범위의 연관된 TU(Kmin 내지 Kmax ms)가 이용될 수 있고, M 비트 값은 균일하게 양자화된 TU를 나타낸다. 즉, 2M 레벨의 균일한 양자화가 Kmin 내지 Kmax ms에 적용된다.
AP는 TIM 비트맵을 이용하여 AP에서 버퍼링된 하향링크 데이터를 갖는 STA에 대한 포지티브 데이터 표시를 시그널링할 수 있다. 그 후, AP는 초기 백오프 번호를 STA에 할당하고 이들 할당을 TIM 운송 프레임, 연관 응답 또는 다른 관리 또는 제어 프레임 등의 유니캐스트, 브로드캐스트 관리 또는 제어 프레임에 포함시킨다. TIM 기반 DL 데이터 검색 시나리오에서, 백오프 번호가 할당된 STA의 시퀀스는 TIM 비트맵에 의해 묵시적으로 시그널링된다. 동적 TU의 경우, AP는 TIM 비트맵에 포지티브 데이터 표시를 갖는 각각의 STA에 대하여 연관된 TU의 적절한 값을 산출할 수 있다.
그 후, AP는 TIM에 더하여 비콘 내의 다음의 정보(필드), 즉, TIM 비트맵에 포지티브 데이터 표시를 갖는 각각의 STA에 대한 연관된 TU 값을 송신할 수 있고, 제어된 경쟁 기간, 무경쟁 기간, 경쟁 기반 기간 등에 대한 스케줄을 포함할 수 있다. TIM 기반 DL 데이터 검색 시나리오에서, AP는 STA가 PS-Poll 또는 다른 트리거 패킷/프레임 등의 UL 패킷을 송신할 때 STA에 버퍼링된 하향링크 패킷을 송신하도록 선택할 수 있다.
도 7은 STA가 패킷을 송신하는 방법(700)의 플로우챠트이다. STA는 제어된 경쟁 기간, 비콘 구간 또는 비콘 서브구간의 시작시 깨어날 수 있다(단계 702). STA는 송신할 임의의 UL 데이터 패킷이 있는지를 체크한다(단계 704). 송신할 UL 데이터 패킷이 없으면, STA는 슬리프로 되돌아가고(단계 706) 방법은 종료한다(단계(708).
STA가 송신할 UL 데이터 패킷을 가지면(단계 704), STA의 백오프 시간이 만료되었는지를 결정한다(단계 710). 그렇지 않으면, STA는 백오프 시간이 만료될때까지 슬리프한다(단계 712). STA의 백오프 시간이 만료된 후(단계 710 또는 712), STA은 채널 액세스를 시작하여 자신의 UL 데이터 패킷을 송신한다(단계 714). 그 후, STA는 슬리프로 되돌아가고(단계 706) 방법은 종료한다(단계 708).
도 8은 STA가 기다리는 패킷을 검색하는 방법(800)의 플로우챠트이다. STA가 깨어나(단계 802) 비콘 내의 TIM을 청취한다(단계 804). TIM에 STA에 대한 포지티브 트래픽 표시가 있는지를 결정한다(단계 806). TIM에 STA에 대한 포지티브 트래픽 표시가 없으면, STA는 슬리프로 되돌아가고(단계 808) 방법은 종료한다(단계 810).
TIM에 STA에 대한 포지티브 트래픽 표시가 있으면 (단계 806), STA가 연관된 TU를 고정했는지를 결정한다(단계 812). STA가 고정된 연관된 TU를 이용하지 않으면, STA가 동적인 연관된 TU를 이용한다는 것을 의미하고, STA는 그 연관된 TU의 값(또는 TIM 비트맵 순서 내의 STA의 모든 연관된 TU)을 얻는다(단계 814). STA가 고정된 연관된 TU를 갖거나(단계 812) STA가 TU의 값을 얻은 후(단계 814), STA는 그 백오프 시간을 산출한다(단계 816).
그 후, STA는 백오프 시간을 만료할 때까지 슬리프한다(단계 818). 그 후, STA는 깨어나서 자신의 DL 데이터를 검색한다(단계 820). DL 데이터를 검색하기 위하여, STA는 PS-Poll 또는 다른 트리거링 프레임을 AP로 전송할 수 있다. DL 데이터를 검색한 후, STA는 슬리프로 되돌아가고(단계 808) 방법은 종료한다(단계 810).
AP와 연관되지 않은 STA에 대하여, STA 및 AP 사이에 링크가 확립되지 않았기 때문에, 초기 백오프 할당은 더 어렵다. AP는 자신의 비콘, 프로브 응답 또는 다른 브로드캐스트, 멀티캐스트 또는 유니캐스트 프레임에 다음의 정보, 즉, 초기 CW 사이즈 및 AP에 의해 AP와 이미 연관된 STA에 할당되지 않은 초기 백오프 범위를 포함할 수 있다. 연관되지 않은 STA는 초기 CW 사이즈를 적응시키고 초기 백오프 번호를 랜덤하게 선택하고, 이들 파라미터를 이용하여 매체에 액세스하여 AP와 연관된다.
제어된 경쟁 기간은 비콘 또는 다른 관리/제어 프레임에 포함되는 스케줄 IE에 의해 선험적으로 스케줄링될 수 있다. 제어된 경쟁 기간의 스케줄링을 모르는 새롭게 도달된 STA에 의해 또는 OBSS 내의 STA에 의해 유발되는 충돌을 줄이기 위하여, 추가의 매체 예약이 다음의 방법을 이용하여 AP에 의해 수행된다.
방법 1: AP는 특정 BSS에 대하여 합의된 브로드캐스트/멀티캐스트 어드레스로 설정된 수신기 어드레스(RA)를 갖는 표준 CTS(clear to send) 프레임인 CTS-대-BSS를 송신함으로써 제어된 경쟁 기간의 시작을 시그널링한다. CTS 프레임의 지속 기간 필드는 제어된 경쟁 기간과 동일하도록 설정된다. BSS의 일부가 아닌 모든 STA는 경쟁 기간의 끝까지 자신의 NAV(network allocation vector)를 설정하지만, 동일한 BSS 내의 STA는 매체에 대한 제어된 경쟁 액세스를 수행할 수 있다.
방법 2: AP는 비콘, 쇼트 비콘 또는 다른 타입의 관리 또는 제어 프레임 직후에 시작할 제어된 경쟁 기간을 할당한다. 비콘, 쇼트 비콘 또는 다른 타입의 관리 또는 제어 프레임의 지속기간 필드는 제어된 경쟁 기간에 대한 NAV를 설정하는데 사용될 수 있다. 비콘, 쇼트 비콘 또는 다른 타입의 관리 또는 제어 프레임은 또한 비콘 직후에 제어된 경쟁 기간이 시작된다는 것을 BSS 내의 모든 STA에 알리는 IE, 필드 또는 서브필드 등의 스케줄 정보를 포함한다. STA가 BSS 내의 AP로부터 비콘을 수신할 때, 비콘이 또한 비콘 직후의 제어된 경쟁 기간에 대한 스케줄 IE를 포함하면 비콘의 NAV 설정을 무시한다.
AP/STA 거동, 절차 및 연관된 시그널링은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 시그널링은 관리, 제어 또는 다른 타입의 프레임 중의 임의의 타입의 MAC/PLCP 헤드의 일부인 새로운 또느 기존의 IE, 필드 또는 서브필드로서 구현될 수 있다. 할당된 초기 백오프 번호 뿐만 아니라 초기 CW 사이즈는, 비콘, 연관 응답 및 다른 브로드캐스트, 멀티캐스트 또는 유니캐스트 관리 또는 제어 프레임에 포함될 수 있는 백오프 IE 등의 시그널링을 이용하여 하나 이상의 STA로 전달될 수 있다.
백오프 IE 포맷의 예가 도 9에 도시된다. 백오프 IE(900)는 다음의 필드, 즉, 엘리먼트 ID(902), 길이(904), MAP(906), 초기 CW_사이즈(908), 최대 CW_사이즈(910), 초기 백오프 번호(912) 및 다른 선택적 정보(914)를 포함할 수 있다. 엘리먼트 ID 필드(902)는 백오프 IE인 것을 식별하는 ID를 포함한다. 길이 필드(904)는 IE의 나머지의 옥텟 길이이다. MAP 필드(906)는 IE에 포함되는 필수 및 선택 정보를 나타낸다. 초기 CW_사이즈 필드(908)는 STA가 적응해야 하는 초기 CW의 사이즈이고 필수 필드이다. 최대 CW_사이즈 필드(910)는 STA가 적응해야 하는 CW의 최대 사이즈이고 선택 필드이다.
초기 백오프 번호 필드(912)는 특정 STA에 할당된 하나 또는 다수의 초기 백오프 번호(들)를 포함한다. 이 필드는 선택적이고 하나의 특정한 STA로 어드레싱되는 유니캐스트 프레임, 예를 들어, 연관 응답 프레임 또는 유니캐스트 관리 또는 제어 프레임에만 포함된다. 대안으로, 할당된 초기 백오프 번호를 포함하는 하나 이상의 STA에 대한 필드가 또한 포함될 수 있다. 필드는 AID, MAC 어드레스 등의 STA에 대한 ID를 포함할 수 있다. 필드는 STA의 ID가 묵시적으로 결정되면 STA의 그룹에 대한 할당된 초기 백오프 번호를 포함할 수 있다. 예를 들어, STA의 미리 결정된 그룹에 대하여 할당된 초기 백오프 번호가 제공되고 그룹 내의 STA의 순서가 미리 결정되면, 각각의 STA는 그룹 내의 자신의 순서에 따라 할당된 초기 백오프 번호를 얻을 수 있다.
다른 선택적 정보 필드(914)는 다른 선택적 정보, 예를 들어, 구간[Start_value, End_value]의 형태 또는 다른 형태의 할당되지 않은(및 따라서 여전히 이용가능한) 백오프 번호의 범위, 초기 백오프 번호 할당의 다수의 엘리먼트의 임의의 어나운스먼트 또는 백오프 IE(900)가 유효한 지속 기간을 포함한다.
제어된 경쟁 기간을 포함하는 다양한 기간의 스케줄은 비콘, 연관 응답 또는 다른 관리 또는 제어 프레임에 포함될 수 있는 구간 스케줄 IE를 이용하여 AP에 의해 STA에 전달될 수 있다. 구간 스케줄 IE 포맷의 예는 도 10에 도시된다.
구간 스케줄 IE(1000)는 다음의 필드, 즉, 엘리먼트 ID(1002), 길이(1004), MAP(1006), 스케줄 타입(1008), 시작 시간(1010), 종료 시간(1012) 및 다른 선택적 정보(1014)를 포함할 수 있다. 엘리먼트 ID 필드(1002)는 구간 스케줄 IE이라는 것을 식별하는 ID를 포함한다. 길이 필드(1004)는 IE의 나머지의 옥텟 길이이다. MAP 필드(1006)는 IE에 포함된 필수 또는 선택 정보를 나타낸다. 스케줄 타입 필드(1008)는 무경쟁 구간, 제어된 경쟁 구간, 경쟁 기반 구간 등에 대한 스케줄이다. 시작 시간 필드(1010)는 현재의 프레임의 끝으로부터 카운트하여 스케줄링된 구간의 시작 시간이다. 종료 시간 필드(1012)는 현재 프레임의 끝으로부터 카운트하여 스케줄링된 구간의 종료 시간이다.
다른 선택적 정보 필드(1014)는 예를 들어 반복 빈도, 추후 통보까지 다음의 모든 비콘 구간에 적용하는지 및 CW 사이즈, 초기 백오프 번호 또는 스케줄링된 구간에 대하여 적용되는 비할당 백오프 번호 범위 중의 임의의 하나 이상을 포함한다.
CTS-대-BSS는 AP에 의해 사용되어 매체 예약을 수행하여 제어된 경쟁 기간의 시작을 시그널링할 수 있다. CTS-대-BSS는 특정 BSS에 대하여 협의된 임의의 브로드캐스트/멀티캐스트/유니캐스트 어드레스로 설정된 RA 세트를 갖는 표준 CTS 프레임이다. CTS 프레임의 지속 기간 필드는 제어된 경쟁 기간과 동일하게 설정되어야 한다. BSS의 일부가 아닌 모든 STA는 자신의 NAV를 경쟁 기간의 끝으로 설정하지만, 동일한 BSS 내의 STA는 매체로의 제어된 경쟁 액세스를 수행할 수 있다.
AP는 특정 비콘 구간 등의 특정 구간 또는 BSS에서 지원될 필요가 있는 STA의 예상수에 기초하여 초기 CW 사이즈를 산출한다. AP는 초기 백오프 번호를 STA에 할당하고 이들 할당을 연관 응답 또는 다른 관리 또는 제어 프레임 등의 유니캐스트, 브로드캐스트 관리 또는 제어 프레임에 포함시킨다. AP는 DL 송신을 위해 하나 이상의 초기 백오프 번호를 할당한다.
AP는 비콘 또는 쇼트 비콘에서 다음의 정보(필드), 즉, 사용될 초기 CW 사이즈, 초기 CW 사이즈가 유효한 지속 기간, 연관되지 않은 STA에 대한 비할당 백오프 값 구간, 연관된 STA에 대한 새롭게 할당 또는 변경된 백오프 번호를 송신한다. 비콘은 선택적으로 제어된 경쟁 기간, 무경쟁 기간, 경쟁 기반 기간 등에 대한 스케줄을 포함한다. AP는 또한 선택적으로 CTS-대-BSS를 송신하여 제어된 경쟁 기간의 시작을 나타내고 매체를 예약(reserve)할 수 있다. AP는 STA가 UL 패킷을 송신할 때 버퍼링된 DL 패킷을 STA로 송신하도록 선택할 수 있다.
제어된 경쟁 기간 동안의 STA의 거동은 제어된 경쟁 기간의 시작시 깨어나는 것을 포함할 수 있다. STA가 송신할 패킷을 갖지 않으면, STA는 슬리프로 되돌아간다. 대안으로, STA는 또한 제어된 경쟁 기간 동안 송신될 패킷이 도달하면 정상 경쟁 기간 동안 깨어나도록 선택할 수 있다. 정상 경쟁 기간에, STA는 적응적인 CW 사이즈를 사용하고 자신의 할당된 초기 백오프 번호를 유지하거나 정상 랜덤 백오프 절차를 따르도록 선택할 수 있다. 매체 상에서 송신이 검출되지 않으면, STA는 DIFS 시간을 기다리고, 그 후, AP에 의해 자신에게 할당된 초기 백오프 번호(들)를 이용하여 카운트다운을 시작한다.
STA가 제로로 카운트 다운하고 매체 상에서 송신이 검출되지 않으면, STA는 패킷을 송신한다. 송신이 성공적이고 송신할 패킷이 더 이상 없으면, STA는 다음에 스케줄링된 웨이크업 구간까지 또는 다음에 스케줄링된 경쟁 기간 까지 슬리프로 되돌아간다. 송신이 성공적이지 않거나 송신될 패킷이 더 있으면, STA는 제어된 경쟁 기간에서 추가의 할당된 백오프 번호를 사용한다. 대안으로, STA는 패킷을 송신하는 다음의 제어된 경쟁 기간 또는 정상 경쟁 기간까지 슬리프하도록 선택할 수 있다.
STA가 제로로 카운트 다운하지 않고 송신이 매체 상에서 검출되고 프리엠블이 검출될 수 있으면, STA는 패킷의 길이를 산출하고 진행중인 패킷의 끝에서 깨어날때까지 슬리프로 되돌아간다. 프리엠블이 디코딩될 수 없으면, STA는 가능한 가장 짧은 패킷의 지속기간 동안 슬리프하고 다시 CCA를 수행하기 위하여 깨어난다. 매체가 유휴되면, STA는 DIFS 시간을 기다리고 다시 카운트 다운을 시작한다.
제어된 경쟁 구간 동안, AP 및 STA의 거동은 예로서 도 11에 도시된다. 도 11에서, AP는 CTS-대-BS(1102) 또는 제어된 경쟁 기간의 지속 기간 동안 매체를 예약할 수 있는 다른 타입의 관리 또는 제어 프레임을 전송함으로써 제어된 경쟁 기간의 시작을 표시한다. STA1, STA2, STA3, STA5는 이미 AP와 연관되어 있고, STA4는 BSS에서 방금 도달하여 AP와의 연관을 고려중이다. STA1, STA2, STA3, STA5에 대한 백오프 번호 할당은 제어된 경쟁 기간 동안 매체에 대한 더 빈번한 액세스를 위한 2개의 백오프 번호인 STA1:1; STA2:[2, 4]; STA3:4; 및 STA5:5이다. 할당되지 않은 백오프 번호(4)는 비콘에서 알려지고 STA4는 자신의 백오프 번호로서 랜덤하게 4를 선택한다.
도 11에 도시된 제어된 경쟁은 다음과 같이 동작한다. STA5는 이 제어된 경쟁 기간 동안 송신할 임의의 패킷을 갖지 않아, 즉시 슬리프로 간다(1104). 송신할 패킷을 갖는 모든 STA는 DIFS 기간을 기다리고(1106) 카운트 다운을 시작한다.
STA1는 하나의 슬롯을 카운트 다운하고 자신의 패킷을 송신하기 시작한다(1108). 다른 모든 STA는 STA1에 의해 송신된 프레임의 프리엠블을 디코딩한 후 슬리프한다(1110). STA1은 다음의 스케줄링된 구간까지 자신의 프레임 송신 후에 슬리프로 간다(1112).
STA2는 하나의 슬롯을 카운트 다운하고 자신의 패킷을 송신하기 시작한다(1114). 다른 모든 STA는 STA2에 의해 송신된 프레임의 프리엠블을 디코딩한 후에 슬리프한다(1116). STA2에 2개의 백오프 번호를 할당하고 송신할 패킷을 갖기 때문에, 제어된 경쟁 프로세스에 계속 참여할 것이다.
STA4는 하나의 슬롯을 카운트 다운하고 자신의 패킷을 송신하기 시작한다(1118). 다른 모든 STA는 STA4에 의해 송신된 프레임의 프리엠블을 디코딩한 후에 슬리프한다(1120). STA4는 다음의 스케줄링된 구간까지 자신의 프레임 송신을 완료(1122)한 후에 슬리프로 간다.
STA3는 하나의 슬롯을 카운트 다운하고 자신의 패킷을 송신하기 시작한다(1124). 다른 모든 STA는 STA3에 의해 송신된 프레임의 프리엠블을 디코딩한 후에 슬리프한다(1126). STA3는 다음의 스케줄링된 구간까지 자신의 프레임 송신을 완료(1128)한 후에 슬리프로 간다.
STA2는 2개의 슬롯을 카운트 다운하고 자신의 나머지 패킷을 송신하기 시작한다(1130). 다른 모든 STA는 STA2에 의해 송신된 프레임의 프리엠블을 디코딩한 후에 슬리프한다.
많은 수의 장치가 등록 상태 기반 전력 절약 모드를 통해 지원된다. AP에 버퍼링된 데이터를 갖는다는 것을 많은 수의 장치/STA에 알리는 효율적인 방법인 새로운 전력 절약 모드, 등록 상태 기반(RSB; registered-state based) 전력 절약(PS) 모드가 정의된다.
다수의 STA(예를 들어, 2007의 현재 AID 제한이 지원할 수 있는 것보다 많은 6000개의 STA)가 존재하면, 새로운 상태("등록 상태")가 BSS에서 지원된다. 논리적으로, 등록 상태의 STA는 AP와 연관되고 허가되고, 즉, 프레임의 3개의 클래스 모두를 허용한다. 그러나, AID를 가질 수도 있지만, AID를 할당할 필요는 없다. 전력 절약 모드이면, 등록 상태의 STA는 보안 키 업데이트를 수행할 필요가 없다. 등록 상태로 들어가는 STA에 대하여, MAC 관리 프레임, 예를 들어, 공공 관리 프레임을 이용하여 AP와 등록 정보를 교환한다(예를 들어, STA는 RSB-PS 동작 파라미터, 예를 들어, 슬리프 사이클을 AP로 전송하고 등록 식별자(RID) 할당을 수신한다). AP는 RSB-PS 모드의 지원에 있어서 AP에 등록할 것을 요청하는 STA에 RID를 관리 및 할당한다. RID의 사이즈는 AP에 의해 등록 상태에서 지원될 필요가 있는 STA의 수에 의해 결정된다.
등록 상태의 STA에 대한 데이터가 있으면, AP는 RID에 대응하는 STA 트래픽 표시를 전송하여 버퍼링된 BU가 있는지를 표시한다. 데이터의 트래픽 표시를 수신하면, 등록 상태의 STA는 AP로부터 데이터를 수신하는 동작을 취한다. 등록 상태의 STA가 송신할 데이터를 가지면, 데이터를 전송하는 액션을 취한다.
AP는 또한 상태 변화 절차를 개시하여 연관된 모드의 STA가 등록 상태로 변경되도록 요청할 수 있다. 이것은 STA에 의해 나타나는 트래픽 거동에 기초하여 AP에 의해 개시되어 시스템 자원을 관리한다. AP는 예를 들어 이러한 STA 상태를 변경할 것을 결정하여 AID가 수에 있어서 제한되는 경우 AID를 해제할 수 있다. AP는 관리 프레임 등의 임의의 프레임에서 STA에 상태 변경 요청을 전송할 수 있다. 예를 들어, 기존의 관리 프레임이 이 요청을 포함하도록 변경되거나 새로운 관리 프레임이 이 목적을 위해 사용될 수 있다. 이러한 STA 상태 변경이 성공적으로 협상되면, STA는 AP와 등록 정보를 교환한다(예를 들어, STA는 RSB-PS 동작 파라미터, 예를 들어, 슬리프 사이클을 AP로 전송하고 RID 할당을 수신한다).
등록 상태의 STA는 전력 절약 동작에 있을 때 트래픽 표시 그룹(TIG; traffic indication group)으로 조직된다. 동일한 TIF 내의 STA는 동일한 트래픽 표시 IE 내의 자신의 트래픽 표시로 시그널링된다. 각각의 TIG에는 BSS 도메인 내에서 트래픽 표시 그룹 ID(TIG-ID)라는 고유 식별자가 할당된다. TIG의 사이즈, 즉, 그룹 내의 STA의 수 및 TIG-ID의 길이, 즉 그룹의 수는 그룹핑 기준, 트래픽 표시 구간, 트래픽 표시 구간 내의 BU 전달의 능력 및 시스템에 의해 지원되는 STA의 총수에 의존한다. 이들은 관리 정보 베이스(MIB)를 통해 관리되는 구성가능한 시스템 파라미터 또는 고정 값을 갖는 시스템 파라미터로서 특정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 정보는 비콘 및 프로브 응답 등의 프레임에서 AP에 의해 구성되고 브로드캐스팅될 수 있다.
그룹핑 기준은 슬리프 사이클, 지연 허용오차, 트래픽 패턴, 장치 소유권, STA 타입(예를 들어, 미터/센서), 애플리케이션, 위치 등에 기초할 수 있다.
하나의 STA는 하나의 TIG 또는 다수의 TIG에 할당될 수 있다. 예를 들어, 트래픽 패턴이 그룹핑 기준으로서 사용되고 STA가 상이한 트래픽 특성을 갖는 다수의 애플리케이션을 지원하면, STA는 각 애플리케이션에 하나씩 2개의 상이한 TIG에 할당된다.
설명의 편의를 위하여, 하나의 등록된 STA가 단 하나의 그룹에 할당된 경우가 예로서 사용된다.
RSB-PS 모드에 있으면, STA는 BSS 도메인 내에서 고유 RID에 의해 식별된다. STA의 RID는 TIG-ID 및 TIG 내의 식별 정보, 즉, IG-SID(In-Group STA ID)으로 구성된다. TIG-ID와 유사하게, RID의 사이즈 및 IG-SID의 사이즈는 MIB를 통해 관리되는 구성가능한 시스템 파라미터 또는 고정값을 갖는 시스템 파라미터로서 특정될 수 있다. 예를 들어, 이러한 정보는 비콘 및 프로브 응답 등의 프레임에서 AP에 의해 구성 및 브로드캐스팅될 수 있다. (AID 대신) RID는 RSB-PS 모드에서 등록된 STA에 대한 트래픽 표시를 인코딩/디코딩하는데 사용된다. 등록 상태의 STA는 할당된 AID를 갖지 않을 수 있다.
도 12는 RID 포맷(1200)의 예를 나타내고, 여기서, RID는 2바이트이고, 10개의 MSB가 TIG-ID(1202)이고 6개의 LSB가 IG-SID(1204)이다. RID 포맷(1200)의 다른 길이(및 TIG-ID(1202) 및 IG-SID(1204) 길이의 해당 조합)이 가능하다. RID는 BSS 도메인 내의 고유 STA를 식별한다. 16비트 RID의 예로, 64K 스테이션의 최대수는 BSS 마다 지원될 수 있다.
RSB-PS 모드를 지원하기 위하여, RID-TIM IE라 불리우는 새로운 트래픽 표시 IE는 RID를 이용하여 AP에서 버퍼링된 BU를 갖는 STA에 대한 트래픽 표시를 시그널링하도록 정의된다. RID 기반 TIM 엘리먼트 설계는 하나의 TIG에 대한 하나의 RID 기반 TIM 엘리먼트; TIG_ID를 시그널링하는 정보 필드; TIG 내의 STA에 대한 트래픽 표시를 시그널링하는 부분 가상 비트맵; 및 부분 가상 비트맵 내의 비트맵 바이트의 존재를 식별하는 표시 정보를 포함하여, RID-TIM 엘리먼트의 사이즈를 최소화한다.
도 13은 RID 기반 TIM 엘리먼트 포맷(1300)의 예를 나타내고, RID(1302)는 10비트 TIG-ID 필드(1304) 및 6비트 IG-SID(1306)를 갖는 16비트이다. 도 13에 도시된 RID 기반 TIM 엘리먼트에서, 새로운 엘리먼트 ID 값이 할당되어 RID 기반 TIM 엘리먼트를 식별하는 것을 제외하고, 정보 필드, 엘리먼트 ID, 길이, DTIM 카운트 및 DTIM 기간은 802.11 표준에 의해 특정된 현재 TIM 엘리먼트와 동일하게 유지된다. 10비트 TIG-ID 필드(1304)는 RID-TIM 엘리먼트가 의도하는 TIG를 식별하는데 사용된다. 6비트 IG-SID(1306)에 대하여, TIG 내에 최대 64개의 STA가 존재한다. 이것은 64개의 STA에 대한 전체 비트맵이 64비트, 즉, 8바이트를 갖는 것으로 결정한다. RID-TIM 엘리먼트의 효율을 개선하기 위하여, 전체 비트맵 내의 8 바이트 모두가 RID-TIM에 포함되지 않는다. 대신, 0 내지 8바이트의 길이를 갖는 부분 가상 비트맵 필드가 사용된다. 이러한 부분 가상 비트맵 필드 구조는 RID-TIM 엘리먼트 내의 다른 정보 필드(들)에 의해 특정된다. 예를 들어, 도 13에 도시된 바와 같이, 제1 비트맵 바이트 인덱스(FBBI)(1308) 및 마지막 비트맵 바이트 인덱스(LBBI)(1310)이라 불리우는 2개의 인덱스 필드는 부분 가상 비트맵 필드(1312) 내의 제1 및 마지막 비트맵 바이트를 각각 나타낸다. FBBI(1308) 전의 비트맵 바이트는 모두 제로 값이고, LBBI(1310) 후의 비트 맵 바이트도 모두 제로 값이다. 예를 들어, 다음의 주어진 전체 비트맵에 대하여,
Figure pct00003
FBBI, LBBI 및 부분 가상 비트 맵의 값은
FBBI=0b010
LBBI=0b101
부분 가상 비트 맵=0xA1 0x00 0x58 0xF3
이다.
대안으로, 부분 가상 비트맵의 구조를 식별하기 위하여 RID 기반 TIM 엘리먼트 내의 2 바이트-인덱스 필드를 이용하는 대신, 비트맵 제어 필드가 부분 가상 비트맵 필드 내의 트래픽 표시 비트맵 바이트의 존재를 표시하는데 사용될 수 있다. 제어 필드 내의 각각의 비트는 전체 TIM 비트맵 내의 비트맵 바이트 인덱스에 대응한다. 1의 값은 TIM 비트맵 바이트 내의 적어도 하나의 비트가 제로가 아님에 따라 "존재"를 나타내고 제로의 값은 해당 비트맵 바이트 내의 모든 비트가 제로임에 따라 "존재하지 않음"을 나타낸다. 이 방식으로, 부분 가상 비트맵 필드는 제로가 아닌 값을 갖는 비트맵 바이트만을 포함한다.
도 14는 부분 가상 비트맵(1404)에 대한 비트맵 제어 필드(1402)를 갖는 RID 기반 TIM 엘리먼트(1400)의 예를 나타낸다. 주어진 전체 비트맵의 동일한 예를 이용하여, 즉,
Figure pct00004
비트맵 제어 필드(1402) 및 부분 가상 비트맵(1404)의 값은
비트맵 제어=0b00101100
부분 가상 비트맵=0xA1 0x58 0xF3
이다.
또한, RID 기반 TIM 엘리먼트는, 모두 "1"인 전체 비트맵을 포함하는 대신, 빈 부분 가상 비트맵(즉, 제로 바이트)를 갖고 그룹 내의 멀티캐스트 트래픽을 표시하는 하나의 제어 비트를 이용함으로써, 멀티캐스트 트래픽 표시에 기초하여 TIG에 대하여 더 향상될 수 있다.
RID 기반 TIM 엘리먼트는 64K개까지의 STA를 지원한다. 이것은 STA를 그룹핑함으로써 AP에서 버퍼링된 데이터를 갖는다는 것을 STA에게 알리는 효율적인 방법을 제공한다. STA는 예를 들어 트래픽 패턴, 트래픽 표시 구간 내의 BU 전달 능력 등에 기초하여 그룹핑된다. RID 기반 TIM 엘리먼트는 후술하는 바와 같이 STA 상태 기반 RID-TIM 방식에 적용될 때 성능 향상을 달성한다.
RID 기반 TIM 엘리먼트는 예를 들어 현재의 TIM 엘리먼트가 나타날 수 있는 관리 프레임, 비콘 프레임, TIM 브로드캐스트 프레임 등에 사용될 수 있다. BSS 내의 STA 및 그 애플리케이션에 따라, RID 기반 TIM 엘리먼트는 동일한 관리 프레임에서 현재의 TIM 엘리먼트와 공존하거나 관리 프레임에서 단독으로 사용될 수 있다. 또한, 현재의 관리 프레임에 더하여, RID 기반 TIM 엘리먼트는 또한 새로운 관리 프레임에 이용될 수 있다.
RID 기반 TIM 엘리먼트는 개별적으로 어드레싱된 트래픽 표시 및 TIG 기반 멀티캐스트 트래픽 표시를 위한 것이다. 브로드캐스트 트래픽 및 넌-TIG 기반 멀티캐스트 트래픽 표시 및 전달을 지원하기 위하여, 하나의 방법은, 현재의 802.11 표준에 특정된 바와 같이, 현재의 브로드캐스트/멀티캐스트 트래픽 표시/전달 방식, 예를 들어, DTIM 방식을 이용하는 것이다. 대안으로, 새로운 방법은 RID에 기초하여 RSB-PS 모드에서 브로드캐스트 트래픽 및 넌-TIG 기반 멀티캐스트 트래픽 표시 및 전달을 지원할 수 있다.
특별 TIG ID는 브로드캐스트 트래픽 및 넌-TIG 기반 멀티캐스트 트래픽을 표시하도록 예약된다. 표 1은 10비트 TIG-ID 및 6비트 IG-SID를 갖는 16비트 RID를 이용한 예를 나타낸다.
RID 기반 브로드캐스트/멀티캐스트 식별
등록 ID(RID)
 설명
TIG IG-SID
0b0000 0000 00 내지 0b1111 1111 01 임의 DL 트래픽 표시를 위해 개별적으로 어드레싱된 STA를 식별하는데 사용되는 유니캐스트 RID
0b1111 1111 10 멀티캐스트 ID DL 멀티캐스트 트래픽 표시를 위해 멀티캐스트 그룹을 식별하는데 사용되는 멀티캐스트 RID(MRID)
0b1111 1111 11 사용하지 않음, 모두 0으로 설정 브로드캐스트 트래픽 표시에 사용되는 브로드캐스트 RID(BRID)
멀티캐스트 그룹은 멀티캐스트 데이터 전달을 위해 사용되지만 TIG는 트래픽 전달이 아닌 트래픽 표시를 위해 사용됨에 따라, 멀티캐스트 그룹은 TID와 다르다. 멀티캐스트 그룹은 임의의 수의 STA를 포함할 수 있고 해당 절차 및 규칙을 통해 형성 및 유지된다. 다수의 멀티캐스트 그룹이 존재할 수 있고, 이들 각각은 BSS 도메인 내에서 고유 멀티캐스트 ID(MID)에 의해 식별된다.
STA 상태 정보가 또한 이용되어 STA 상태 기반 RID-TIM이라 불리우는 RID-TIM의 효율을 더 향상시킬 수 있다. 등록된 STA는 자신의 청취 윈도우에 기초하여 그룹핑될 수 있고, 여기서 청취 윈도우는 STA가 청취 상태에 있는 기간을 의미한다. AP가 STA 상태 정보를 이용하여 RSB-PS 모드의 STA에 대한 RID-TIM 엘리먼트에 부분 가상 비트멥을 어셈블링하여, 부분 가상 비트맵은 단지 RID-TIM 엘리먼트를 포함하는 프레임이 송신될 때 청취 상태의 STA에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다. STA 상태 정보가 이용되어 RSB-PS 모드의 STA를 그룹핑하면, 주어진 시간에 포지티브 트래픽 표시를 갖는 STA는 동일한 TIG 하에서 클러스터되어, RID-TIM 방식을 효율적으로 사용할 수 있다.
현재의 802.11 전력 절약 모드 동작과 유사하게, DL BU 전달 요청 신호는 STA에 대한 RSB-PS 모드에 사용되어 RID-TIM 내의 포지티브 트래픽 표시를 수신한 후에 버퍼링된 BU의 전달을 요청한다. 현재의 PS-Poll 제어 프레임은, 자신의 MAC 헤더에 AID를 이용하지만 RSB-PS 모드의 STA가 AID를 갖지 않을 수 있기 때문에, RSB-PS 모드에 사용될 수 없다. RSB-PS 모드에서 이 DL BU 전달 요청 시그널링 문제를 처리하는 2개의 솔루션이 제안된다.
새로운 제어 프레임, 즉, RSB-PS 폴 프레임은, RSB-PS 모드의 STA가 예약된 제어 프레임 서브타입 값 중의 하나를 이용하여 RID-TIM 내의 포지티브 트래픽 표시를 수신한 후에 DL BU 전달을 요청하도록 정의된다. RSB-PS-Poll 프레임은, MAC 헤더 내의 ID 필드가 AID 대신 송신 STA의 RID로 설정되는 것을 제외하고, PS-Poll 프레임과 동일한 포맷을 가질 수 있다.
RSB-PS 모드의 STA는 현재의 PS-Poll 제어 프레임을 이용하여 MAC 내의 ID 필드를 무효 AID 값으로 설정함으로써 RID-TIM 내의 포지티브 표시를 수신한 후에 DL BU 전달을 요청한다. AP가 ID 필드 내에 무효 값을 갖는 PS-Poll 프레임을 수신하면, ID 필드를 무시하고 소스 MAC 어드레스 필드를 이용하여 PS-Poll 프레임의 송신 STA를 식별한다.
다음의 솔루션은, 802.11 표준에서 특정된 현재의 PSMP 방식이 AID를 이용하여 DTT(downlink transmission time) 및 UTT(uplink transmission time) 할당을 위해 STA를 식별함에 따라, RSB-PS 모드의 STA에 대한 PSMP(power saving multi-poll) 방식을 이용할 때의 어드레스 문제에 관한 것이다. 그러나, RSB-PS 모드의 STA는 할당된 AID를 갖지 않을 수 있다.
새로운 PSMP 프레임, 즉, RSB-PSMP 프레임은 새로운 HT 액션 코드 포인트를 할당함으로써 정의된다. RSB-PSMP 프레임은, 16비트 STA-ID 필드가 AID 대신 RID로 설정되는 것을 제외하고, 현재의 802.11 표준에 특정된 PSMP 프레임과 동일한 포맷을 가질 수 있다. 대안으로, 현재의 PSMP 프레임은, 새로운 STA_Info Type 값을 할당하여 RSB-PS 모드의 STA를 식별하고 STA-ID 필드를 AID가 아닌 RID를 설정함으로써 사용된다.
RSB-PS 모드의 인증/연관된 STA에는 BSS에서 AP에 의해 RID가 할당되고, STA가 AP에 "등록"된다. RID 할당은, 연관 응답 관리 프레임 또는 새로운 MAC 관리 프레임에 새로운 IE, 즉, RID 할당 엘리먼트를 포함시킴으로써 수행될 수 있다.
RSB-PS 모드는, 현재의 802.11 표준에서 특정되고 시그널링된 바와 같이, 동일한 동작 파라미터, 예를 들어, ListenInterval, ReceiveDTIM 등을 이용할 수 있다. 대안으로, RSB-PS 모드 동작 파라미터는 RID가 할당될 때 기존 또는 새로운 관리 프레임에 포함되는 MAC 서브층 관리 엔티티(MLME) 프리미티브 및 IE에 의해 구성되고 시그널링될 수 있다. 이러한 새로운 전력 절약 파라미터 세트는 상이한 범위의 값, 예를 들어, 더 긴 슬리프 구간을 허용할 수 있다.
등록전 또는 등록시, RSB-PS 능력은 명시적 RSB-PS 능력 표시 또는 묵시적 시그널링 메카니즘, 예를 들어, RSB-PS 파라미터 협상(negotiation) 및 인정(acknowledgement)을 통해 AP 및 STA 사이에서 전달될 수 있다. 등록 후에, STA는 RSB-PS 모드 동작에 대해 준비되어 있다.
등록된 STA는 입장 RSB-PS 모드 절차를 따라 RSB-PS 모드 동작에 들어갈 필요가 있다. 등록된 STA가 전력 절약 모드에 들어가기 위한 현재의 절차를 이용하여, 즉, MAC 헤더 내의 프레임 제어 필드 내의 전력 관리 서브필드를 이용하여 RSB-PS 모드에 들어갈 수 있다.
대안으로, RSB-PS 모드에 들어가는 것은 명시적 핸드쉐이킹(handshaking) 절차에 기초할 수 있다. 예를 들어, 새로운 MAC 관리 프레임의 세트가 도입되어 RSB-PS 모드 동작의 입장을 요청/응답 또는 명령/인정(command/acknowledge)할 수 있다. 핸드쉐이킹 절차는 RID 할당 및 RSB-PS 동작 파라미터 셋업을 포함하여, RSB-PS 모드 동작을 개시하는 모든 단계가 동일한 절차에서 수행될 수 있다.
RSBPS 모드 동작은 AID를 필요로 하지 않는다. RSB-PS 모드에 들어가면, STA의 AID가 해제되거나 유지될 수 있다. 유지되면, AID에 대하여 어떤 것도 수행할 필요가 없다. AID가 해제되면, RSB-PS 모드에 들어갈 때 RSB-PS 모드가 AID를 항상 해제하도록 구성되면 RSB-PS 모드로의 성공적인 입장에 의해 묵시적으로 해제될 수 있다. 대안으로, AID를 해제하는 것은 RSB-PS 모드 절차에 들어가는 것의 시그널링에 AID 해제 표시기를 포함함으로써 명시적으로 수행될 수 있다. 해제된 AID가 다른 STA에 재할당될 수 있다.
현재의 PS(전력 절약) 모드 동작과 유사하게, RSB-PS 모드의 STA는 이용가능한(또한 청취 또는 어웨이크라 불리움) 상태 및 이용불가능(또한 비청취 또는 도즈) 상태 사이에서 교번한다. 이용불가능 상태에 있을 때, STA는 전력을 절약하기 위하여 자신의 송신기 및 수신기를 부분적으로 또는 전체적으로 오프할 수 있다. RSB-PS 모드의 STA가 할당된 AID를 갖지 않지만 AID가 현재의 PS 모드 동작에 이용되기 때문에, RSB-PS 모드 및 현재의 PS 모드의 동작 절차는 몇 개의 차이를 갖는다. 또한, PS 모드와 비교하여 더 긴 도즈 구간이 RSB-PS 모드에 의해 지원될 수 있다.
다음은 PS 모드 동작으로부터 RSB-PS 모드 동작의 차를 설명한다.
DL 트래픽 표시: RID-TIM 엘리먼트는 RSB-PS 모드의 STA에 사용된다.
DL 버퍼링 BU 전달: RID 기반 PS-Poll 제어 프레임, 예를 들어, RID-PS-Poll은, RSB-PS 모드의 STA가 포지티브 트래픽 표시를 수신한 후에 AP에게 버퍼링 BU 전달을 요청하는데 사용된다. 대안으로, AP는 트래픽 표시를 전송한 직후에, 특히, STA 상태 기반 트래픽 표시 방식을 이용할 때, STA로부터의 요청, 예를 들어, RID-PS-Poll을 기다리지 않고, DL 버퍼링 BU를 전달할 수 있다.
DL 버퍼링 브로드캐스트/멀티캐스느 BU 전달: 긴 도즈 구간을 허용함으로써 더 효율적인 전력 절약을 지원하기 위하여, RSB-PS 모드의 STA는 시그널링된 브로드캐스트/멀티캐스트 트래픽 표시/전달 구간, 예를 들어, DTIM 구간에 기초하여 깨어날 필요가 없을 수 있다. 대신, 버퍼링된 브로드캐스트/멀티캐스트 BU는 STA가 자신의 청취 윈도우 내에 있을 때에만 TIG에 기초하여 전달될 수 있다. 대안으로, 이는 브로드캐스트/멀티캐스트 데이터 통신에 필요한 동기화를 처리하기 위하여 브로드캐스트/멀티캐스트 BU의 상위층 또는 애플리케이션에 의존할 수 있다.
UL 트래픽 송신: RSB-PS 모드의 STA는 송신할 UL 데이터가 있으면 자신의 도즈 구간 동안 임의의 시간에 깨어날 수 있다. 대안으로, 다음의 주기적 청취 윈도우까지 UL BU를 버퍼링할 수 있다.
보안 키 업데이트: 긴 도즈 구간, 특히, (만약에 있다면) 임의의 보안 키 리프레쉬 구간보다 기간을 지원하기 위하여, RSB-PS 모드의 STA가 키 리프레쉬를 위해 깨어날 필요 없을 수 있다. 대신에, STA가 자신의 청취 윈도우에 들어간 후 또는 UL 데이터 송신을 위해 깨어난 후에 키 업데이트가 수행될 수 있다. 이 경우, 미리 결정된 시그널링 지원이 예를 들어 DL 트래픽 표시 또는 PS-Poll 제어 신호 내의 키 업데이트 정보를 포함하는 키 리프레쉬를 가속화하는데 사용될 수 있다.
PSMP(power saving multi-poll) 방식을 RSB-PS 모드에 적용할 때, RID 기반 PSMP 방식이 사용된다.
RSB-PS 모드의 STA는 현재 종료 PS 동작 절차를 이용하여, 즉, MAC 헤더 내의 프레임 제어 필드 내의 전력 관리 서브필드를 이용하여 RSB-PS 모드를 종료할 수 있다. 대안으로, RSB-PS 모드의 종료는 명시적 핸드쉐이킹 절차에 기초할 수 있고, 예를 들어, 새로운 MAC 관리 프레임의 세트가 도입되어 RSB-PS 모드 동작의 종료를 요청/응답 또는 명령/인정한다.
RSB-PS 모드의 STA가 AID를 갖지 않으면(즉, RSB-PS 모드에 들어갈 때 AID를 해제하면), RSB-PS 모드 종료 프로세스의 일부로서 또는 그 직후에 할당된 AID를 가질 것이다. 또한, RSB-PS 모드 종료 프로세스의 일부로서, 보안 키를 포함하는 시스템 구성을 위한 시스템 파라미터가 또한 체크되어 STA가 AP와 함께 동기화된 시스템 설정을 갖는지를 확인할 수 있다.
상기에서 특징부 및 엘리먼트가 특정한 조합으로 설명하였지만, 당업자는 각 특징부 또는 엘리먼트가 단독으로 사용되거나 다른 특징부 또는 엘리먼트와 결합하여 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 또한, 여기에 기재된 방법은 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 실행되는 컴퓨터 판독가능 매체에 포함되는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어 내에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 (유선 또는 무선 접속을 통해 송신되는) 전자 신호 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예는, 제한되지 않지만, 판독 전용 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 장치, 내부 하드 디스크 및 분리형 디스크 등의 자기 매체, 광자기 매체 및 CD-ROM 디스크 및 DVD(digital versatile disk) 등의 광 매체를 포함한다. 소프트웨어와 연관된 프로세서는 WTRU, UE, 단말, 기지국, Node-B, eNB, HNB, HeNB, AP, RNC 또는 임의의 호스트 컴퓨터에 사용되는 무선 주파수 트랜시버를 구현하는데 사용될 수 있다.
실시예
1. 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법으로서, 상기 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신하는 단계 - 백오프 번호가 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당됨 -; 및 상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 백오프 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
2. 실시예 1에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 방법.
3. 실시예 1에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 비콘, 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나를 통해 상기 스테이션에서 수신되는 방법.
4. 실시예 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 스테이션에서 백오프 타이머를 상기 결정된 백오프 값으로 설정하는 단계; 및 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션에 의해 통신신호(communication)를 전송하도록 시도하는 단계를 더 포함하는 방법.
5. 트래픽 표시 맵을 수신하도록 구성되는 트랜시버 - 백오프 번호가 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 스테이션에 묵시적으로 할당됨 -; 및 상기 트랜시버와 통신하고 상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 스테이션에 대한 상기 백오프 값을 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 무선 스테이션.
6. 실시예 5에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 무선 스테이션.
7. 실시예 5에 있어서, 상기 트랜시버는 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 고속 초기 링크 셋업 탐색 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나를 통해 상기 미리 결정된 시간 값을 수신하도록 구성되는 무선 스테이션.
8. 실시예 5 내지 7 중 어느 하나에 있어서, 상기 프로세서와 통신하고 상기 결정된 백오프 값으로 설정된 백오프 타이머를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 통신신호를 전송하도록 시도하는 무선 스테이션.
9. 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법으로서, 트래픽 표시 맵을 상기 스테이션에 전송하는 단계 - 백오프 번호가 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당됨 -; 및 상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 백오프 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
10. 실시예 9에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 방법.
11. 실시예 9에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 고속 초기 링크 셋업 탐색 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나를 통해 상기 스테이션으로 전송되는 방법.
12. 실시예 9 내지 11 중의 어느 하나에 있어서, 상기 결정된 백오프 값이 만료된 후에 상기 스테이션으로부터 통신신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
13. 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법으로서, 상기 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신하는 단계; 및 상기 트래픽 표시 맵(TIM)이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
14. 실시예 13에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 스테이션의 비트맵 위치 또는 상기 TIM 내의 i번째 포지티브 표시를 포함하는 방법.
15. 실시예 14에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자; 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋; 슬롯 시간; 또는 기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수 중의 임의의 하나 이상을 더 포함하는 방법.
16. 실시예 13 내지 15 중 어느 하나에 있어서, 상기 스테이션에서 백오프 타이머를 상기 결정된 백오프 값으로 결정하는 단계; 및 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션에 의해 통신신호를 전송하도록 시도하는 단계를 더 포함하는 방법.
17. 트래픽 표시 맵(TIM)을 수신하도록 구성되는 트랜시버; 및 상기 트랜시버와 통신하고, 상기 TIM이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는 무선 스테이션.
18. 실시예 17에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 스테이션의 비트맵 위치를 포함하는 무선 스테이션.
19. 실시예 18에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자; 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋; 슬롯 시간; 또는 기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수 중의 임의의 하나 이상을 포함하는 무선 스테이션.
20. 실시예 17 내지 19 중의 어느 하나에 있어서, 상기 프로세서와 통신하고 상기 결정된 백오프 값으로 설정된 백오프 타이머를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 통신신호를 전송하도록 시도하는 무선 스테이션.
21. 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법으로서, 트래픽 표시 맵(TIM)을 상기 스테이션으로 전송하는 단계; 및 상기 TIM이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
22. 실시예 21에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 스테이션의 비트맵 위치 또는 상기 TIM 내의 i번째 포지티브 표시를 포함하는 방법.
23. 실시예 22에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자; 상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값; 상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋; 슬롯 시간; 또는 기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수 중의 임의의 하나 이상을 더 포함하는 방법.
24. 실시예 21 내지 23 중 어느 하나에 있어서, 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션으로부터 통신신호를 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
25. 무선 매체에 대한 경쟁을 제어하는 방법으로서, 경쟁 윈도우 사이즈를 적응시키는 단계 및 초기 경쟁 윈도우 사이즈를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
26. 실시예 25에 있어서, 초기 경쟁 윈도우 사이즈는 상기 경쟁 윈도우 사이즈가 유효한 시간 간격 내에서 동작할 것으로 예상되는 모든 스테이션을 수용하기에 충분히 큰 방법.
27. 실시예 25 또는 26에 있어서, 비콘 프레임, 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 어느 하나에 의해 상기 초기 윈도우 사이즈를 알리는(announce) 단계를 더 포함하는 방법.
28. 실시예 25 내지 27 중 어느 하나에 있어서, 송신이 실패한 조건 하에서 상기 경쟁 윈도우 사이즈를 두배로 하는 단계를 더 포함하는 방법.
29. 실시예25 내지 28 중 어느 하나에 있어서, 송신이 성공한 조건 하에서 상기 경쟁 윈도우 사이즈를 초기 경쟁 윈도우 사이즈로 복귀하는 단계를 더 포함하는 방법.
30. 실시예 25 내지 29 중 어느 하나에 있어서, 연관된 스테이션 및 연관되지 않은 스테이션에 대한 랜덤 백오프 프로세스를 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
31. 실시예 25 내지 30 중 어느 하나에 있어서, 상기 연관된 스테이션이 제어 프레임 또는 폴 프레임에서 상기 랜덤 백오프 프로세스를 이용하여 상기 매체를 액세스하려고 시도할 때 상기 연관된 스테이션에 표시를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
32. 실시예 31에 있어서, 상기 폴 프레임의 수신에 응답하여 상기 스테이션에 의해 폴 응답 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
33. 실시예 32에 있어서, 현재 비콘 구간에서 스테이션으로부터 폴 응답 프레임이 수신되지 않는 조건 하에서, 다음의 비콘 구간 또는 후속의 비콘 구간에서 상기 스테이션에 백오프 값을 재스케줄링 또는 재할당하는 단계; 상기 스테이션이 상기 다음의 비콘 구간 또는 후속의 비콘 구간에서 버퍼링된 데이터 또는 트래픽의 표시를 수신한 다른 스테이션보다 높은 우선순위를 수신하는 단계; 또는 상기 스테이션이 동일한 비콘 구간에서 버퍼링된 데이터 또는 트래픽의 표시를 수신한 다른 스테이션에 관하여 할당된 우선순위를 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
34. 실시예 25 내지 33 중 어느 하나에 있어서, 스테이션이 제어된 경쟁 기간, 비콘 구간 또는 비콘 서브구간 중의 임의의 하나의 시작시 깨어나는 단계; 상기 스케이션이 송신할 임의의 상향링크 패킷을 갖지 않는 조건 하에서, 상기 스테이션이 슬리프로 되돌아가는 단계; 상기 스테이션이 송신할 상향링크 패킷을 갖는 조건 하에서, 상기 스테이션이 백오프 시간이 만료할 때까지 슬리프한 후에 상기 상향링크 패킷을 송신하기 위하여 깨어나는 단계; 상기 스테이션에 의해 상기 비콘 내의 트래픽 표시 맵(TIM)을 청취하는 단계; 상기 TIM에 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시가 존재하고 고정된 연관 시간 유닛이 사용되는 조건 하에서 상기 스테이션에 의해 상기 백오프 시간을 산출하는 단계; 및 상기 TIM에 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시가 존재하고 동적 연관 시간 유닛이 사용되는 조건 하에서 상기 스테이션에 의해 상기 시간 유닛의 값을 얻는 단계를 더 포함하는 방법.
35. 실시예 35 내지 34 중 어느 하나에 있어서, 상기 연관되지 않은 스테이션에 대하여, 액세스 포인트는 초기 경쟁 윈도우 사이즈 및 초기 백오프 값 범위를 상기 연관되지 않은 스테이션으로 전송하는 방법.
36. 실시예 35에 있어서, 상기 연관되지 않은 스테이션에 의해 상기 초기 경쟁 윈도우 사이즈를 조정하는 단계; 및 상기 초기 백오프 값 범위로부터 상기 연관되지 않은 스테이션에 의해 초기 백오프 값을 랜덤하게 선택하는 단계를 더 포함하는 방법.
37. 실시예 25 내지 36 중 어느 하나에 있어서, 상기 초기 경쟁 윈도우 사이즈 및 초기 백오프 값은 백오프 IE에서 송신되는 방법.
38. 실시예 38에 있어서, 상기 백오프 IE는 최대 경쟁 윈도우 사이즈, 할당되지 않은 백오프 값의 범위, 다수의 초기 백오프 값 또는 백오프 IE가 유효한 지속 기간 중의 하나 이상을 더 포함하는 방법.
39. 실시예 25 내지 38 중 어느 하나에 있어서, 제어된 경쟁 구간이 구간 스케줄 IE에서 송신되는 방법.
40. 실시예 39에 있어서, 상기 구간 스케줄 IE는 스케줄 타입의 표시 - 상기 스케줄 타입은 무경쟁 구간, 제어된 경쟁 구간 또는 경쟁 기반 구간 중의 임의의 하나임 -; 스케줄링된 구간의 시작 시간; 상기 스케줄링된 구간의 종료 시간; 상기 스케줄링된 구간의 반복 빈도; 또는 경쟁 윈도우 사이즈, 초기 백오프 값 또는 상기 스케줄링된 구간에 적용된 할당되지 않은 백오프 값 범위 중의 하나 이상을 포함하는 방법.
41. 실시예 37 내지 40 중 어느 하나에 있어서, 상기 백오프 IE 또는 구간 스케줄 IE는 비콘 프레임, 연관 응답 프레임, 브로드캐스트 프레임, 멀티캐스트 프레임, 유니캐스트 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나에 포함되는 방법.
42. 실시예 25 내지 41 중 어느 하나에 있어서, 상기 매체 상에서 송신이 검출되지 않는 조건 하에서, 상기 스테이션은 DCF(distributed coordination function) 프레임간 공간을 기다린 후 상기 초기 백오프 값을 이용하여 카운트 다운하기 시작하는 방법.
43. 실시예 42에 있어서, 상기 스테이션이 제로로 카운트 다운하지 않고 상기 매체 상에서 송신이 검출된 조건 하에서, 프리엠블이 검출될 수 있는 조건 하에서, 상기 스테이션은 패킷의 길이를 산출하고 진행중인 패킷의 종료시 깨어날 때까지 슬리프 모드로 복귀하고, 상기 프리엠블이 검출될 수 없는 조건 하에서, 상기 스테이션은 가능한 가장 짧은 패킷의 지속 기간 동안 슬리프 모드로 복귀하고 제어된 경쟁 액세스를 수행하기 위하여 깨어나는 방법.
44. 무선 스테이션의 그룹에서의 전력 절약 방법으로서, 스테이션이 전력 절약 모드에 들어간 조건 하에서 상기 스테이션을 등록 상태로 배치하여 상기 스테이션이 RSB-PS(register-state based power saving) 모드에 들어가도록 하는 단계를 포함하는 방법.
45. 실시예 44에 있어서, 상기 등록 상태의 스테이션을 트래픽 표시 그룹(TIG)으로 그룹핑하는 단계를 더 포함하는 방법.
46. 실시예 46에 있어서, 등록 식별자(RID)에 의해 RSB-PS 모드의 각각의 스테이션을 식별하는 단계를 더 포함하고, 상기 등록 식별자는 스테이션의 TIG 식별자(TIG-ID) 및 IG-SID(in-group station identifier)를 포함하는 방법.
47. 실시예 46에 있어서, RSB-PS 모드의 스테이션에 대한 버퍼링된 버퍼링 유닛이 액세스 포인트에 존재하는 조건 하에서 상기 RID에 대응하는 트래픽 표시를 시그널링하는 단계를 더 포함하고, 상기 시그널링은 트래픽 표시 정보 엘리먼트를 통하여 이루어지는 방법.
48. 실시예 44 내지 47 중 어느 하나에 있어서, 청취 윈도우에 기초하여 등록 상태의 스테이션을 그룹핑하는 단계를 더 포함하고, 상기 청취 윈도우는 스테이션이 청취 상태에 있는 시간 간격인 방법.
49. 실시예 44 내지 48 중 어느 하나에 있어서, 상기 RSB-PS 모드의 스테이션에 대하여 전력 절약 멀티폴 방식을 이용하는 단계를 더 포함하는 방법.
50. 실시예 44 내지 49 중 어느 하나에 있어서, RSB-PS 능력을 표시하는 단계를 더 포함하고, 상기 RSB-PS 능력은 다음 중의 임의의 하나에서, 즉, 등록전, 등록시, 명시적 표시를 통해 또는 묵시적 시그널링 메카니즘을 통해 표시되는 방법.
51. 초기 백오프 할당을 결정하는 방법으로서, 액세스 포인트(AP)가 트래픽 표시 맵(TIM)을 이용하여 상기 AP에서 버퍼링된 하향링크 데이터를 갖는 스테이션에 대한 포지티브 데이터 표시를 시그널링하는 단계; 초기 백오프 번호를 스테이션에 할당하는 단계; 상기 초기 백오프 번호를 상기 스테이션으로 전송하는 단계; 동적 시간 유닛(TU)이 사용되는 조건 하에서, 상기 TIM에 포지티브 데이터 표시를 갖는 각각의 스테이션에 대한 연관된 TU의 값을 산출하는 단계; 제어된 경쟁 기간, 무경쟁 기간 또는 경쟁 기반 기간에 대한 스케줄 및 상기 TIM에 포지티브 데이터 표시를 갖는 각각의 스테이션에 대한 연관된 TU 값을 송신하는 단계를 포함하는 방법.
52. 초기 백오프 할당을 이용하는 방법으로서, 스테이션이 제어된 경쟁 기간, 비콘 구간 또는 비콘 서브구간 중의 임의의 하나의 시작시 깨어나는 단계; 상기 스테이션이 송신할 임의의 상향링크 패킷을 갖지 않는 조건 하에서, 상기 스테이션이 슬리프로 되돌아가는 단계; 상기 스테이션이 송신할 상향링크 패킷을 갖는 조건 하에서, 상기 스테이션이 백오프 시간이 만료할 때까지 슬리프한 후에 상기 상향링크 패킷을 송신하기 위하여 깨어나는 단계; 상기 스테이션에 의해 상기 비콘 내의 트래픽 표시 맵(TIM)을 청취하는 단계; 상기 TIM에 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시가 존재하고 고정된 연관 시간 유닛이 사용되는 조건 하에서 상기 스테이션에 의해 상기 백오프 시간을 산출하는 단계; 및 상기 TIM에 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시가 존재하고 동적 연관 시간 유닛이 사용되는 조건 하에서 상기 스테이션에 의해 상기 시간 유닛의 값을 얻는 단계를 포함하는 방법.
406: 코어 네트워크 410: 인터넷
412: 다른 네트워크들 418: 프로세서
420: 트랜시버 424: 스피커/마이크로폰
426: 키패드 428: 디스플레이/터치패드
430: 비분리형 메모리 432: 분리형 메모리
434: 전원 436: GPS 칩셋
438: 주변 장치들 440a, 440b, 440c: 기지국
442: ASN 게이트웨이 448: 게이트웨이
465: 액세스 라우터 470a, 470b: 액세스 포인트

Claims (24)

  1. 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법에 있어서,
    상기 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신하는 단계 - 백오프 번호는 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로(implicitly) 할당(assign)됨 -; 및
    상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 백오프 값을 결정하는 단계를
    포함하는, 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 것인, 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 비콘, 프로브(probe) 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나를 통해 상기 스테이션에서 수신되는 것인, 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스테이션에서 백오프 타이머를 상기 결정된 백오프 값으로 설정하는 단계; 및
    상기 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션에 의해 통신신호(communication)를 전송하도록 시도하는 단계를
    더 포함하는, 무선 스테이션에서 백오프 값을 결정하는 방법.
  5. 무선 스테이션에 있어서,
    트래픽 표시 맵을 수신하도록 구성되는 트랜시버 - 백오프 번호는 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당됨 -; 및
    상기 트랜시버와 통신하고 상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하도록 구성되는 프로세서를
    포함하는, 무선 스테이션.
  6. 제5항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 것인, 무선 스테이션.
  7. 제5항에 있어서, 상기 트랜시버는 비콘, 쇼트 비콘(short beacon), 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 고속 초기 링크 셋업 탐색(Fast Initial Link Setup discovery) 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 임의의 하나를 통해 상기 미리 결정된 시간 값을 수신하도록 구성되는 것인, 무선 스테이션.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 프로세서와 통신하고 상기 결정된 백오프 값을 이용하여 설정된 백오프 타이머를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 통신신호를 전송하도록 시도하는 것인, 무선 스테이션.
  9. 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법에 있어서,
    트래픽 표시 맵을 상기 스테이션에 전송하는 단계 - 백오프 번호는 상기 트래픽 표시 맵 내의 상기 스테이션의 위치에 기초하여 상기 스테이션에 묵시적으로 할당됨 -; 및
    상기 백오프 번호에 미리 결정된 시간 값을 곱함으로써 상기 백오프 값을 결정하는 단계를
    포함하는, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 고정값인 것인, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 미리 결정된 시간 값은 비콘, 쇼트 비콘, 프로브 응답 프레임, 연관 응답 프레임, 고속 초기 링크 셋업 탐색 프레임, 관리 프레임 또는 제어 프레임 중의 하나를 통해 상기 스테이션으로 전송되는 것인, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 결정된 백오프 값이 만료된 후에 상기 스테이션으로부터 통신신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  13. 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법에 있어서,
    상기 스테이션에서 트래픽 표시 맵을 수신하는 단계; 및
    상기 트래픽 표시 맵(traffic indication map; TIM)이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 상기 백오프 값을 결정하는 단계를
    포함하는, 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 스테이션의 비트맵 위치 또는 상기 TIM 내의 i번째 포지티브 표시를 포함하는 것인, 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는,
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자;
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스;
    상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값;
    상기 스테이션이 연관된 상기 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋;
    슬롯 시간; 또는
    기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수
    중의 임의의 하나 이상을 더 포함하는 것인, 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 스테이션에서 백오프 타이머를 상기 결정된 백오프 값으로 결정하는 단계; 및
    상기 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션에 의해 통신신호를 전송하도록 시도하는 단계를
    더 포함하는, 무선 스테이션에서 백오프 값을 수신하는 방법.
  17. 무선 스테이션에 있어서,
    트래픽 표시 맵(traffic indication map; TIM)을 수신하도록 구성되는 트랜시버; 및
    상기 트랜시버와 통신하고, 상기 TIM이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하도록 구성되는 프로세서를
    포함하는, 무선 스테이션.
  18. 제17항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 상기 스테이션의 비트맵 위치를 포함하는 것인, 무선 스테이션.
  19. 제18항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는,
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자;
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스;
    상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값;
    상기 스테이션이 연관된 상기 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋;
    슬롯 시간; 또는
    기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수
    중의 임의의 하나 이상을 포함하는 것인, 무선 스테이션.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 프로세서와 통신하고 상기 결정된 백오프 값으로 설정된 백오프 타이머를 더 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 백오프 타이머가 만료된 후에 통신신호를 전송하도록 시도하는 것인, 무선 스테이션.
  21. 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법에 있어서,
    트래픽 표시 맵(traffic indication map; TIM)을 상기 스테이션으로 전송하는 단계; 및
    상기 TIM이 상기 스테이션에 대한 포지티브 트래픽 표시를 포함한다는 조건하에서, 미리 결정된 파라미터 세트를 갖는 해쉬 함수를 이용하여 상기 스테이션에 대한 백오프 값을 결정하는 단계를
    포함하는, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는 상기 스테이션의 연관 식별자 및 상기 TIM 내의 스테이션의 비트맵 위치 또는 상기 TIM 내의 i번째 포지티브 표시를 포함하는 것인, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 미리 결정된 파라미터 세트는,
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 기본 서비스 세트의 기본 서비스 세트 식별자;
    상기 트래픽 표시 맵을 송신한 액세스 포인트의 매체 액세스 제어 어드레스;
    상기 스테이션이 연관된 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수 값;
    상기 스테이션이 연관된 상기 액세스 포인트의 타이밍 동기화 함수에 대하여 이웃 액세스 포인트 타이밍 동기화 함수 오프셋;
    슬롯 시간; 또는
    기본 서비스 세트 또는 중복 기본 서비스 세트의 포지티브 트래픽 표시 맵 표시의 총수
    중의 임의의 하나 이상을 더 포함하는 것인, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 결정된 백오프 타이머가 만료된 후에 상기 스테이션으로부터 통신신호를 수신하는 단계를 더 포함하는, 백오프 값을 무선 스테이션에 할당하는 방법.
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