KR20160055136A - 무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법 및 장치가 개시되어 있다. 무선랜에서 멀티캐스트 프레임의 수신 방법은 STA이 프라이머리 채널을 통해 AP에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 AP와 결합하는 단계, STA이 제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하되, 제1 시간 자원 및 프라이머리 채널은 초기 액세스 프레임을 기반으로 지시되는, 단계, STA이 제1 시간 자원 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하는 단계, STA이 제2 시간 자원 상에서 동작 채널을 프라이머리 채널로 설정하는 단계와 STA이 제2 시간 자원 상에서 프라이머리 채널을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR RECEIVING MULTICAST FRAME IN WIRELESS LAN}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선랜(wireless local area network, WLAN)에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11의 WNG SC(Wireless Next Generation Standing Committee)는 차세대 WLAN(wireless local area network)을 중장기적으로 고민하는 애드혹 위원회(committee)이다.
2013년 3월 IEEE 회의에서 브로드컴은 WLAN 표준화 히스토리를 기반으로, IEEE 802.11ac 표준이 마무리되는 2013년 상반기가 IEEE 802.11ac 이후의 차세대 WLAN에 대한 논의의 필요성을 제시하였다. 기술적 필요성 및 표준화의 필요성을 기반으로 2013년 3월 IEEE 회의에서 차세대 WLAN을 위한 스터디그룹 창설에 대한 모션이 통과되었다.
일명 IEEE 802.11ax 또는 HEW(High Efficiency WLAN)라고 불리는 차세대 WLAN 스터디 그룹에서 주로 논의되는 IEEE 802.11ax의 범위(scope)는 1) 2.4GHz 및 5GHz 등의 대역에서 802.11 PHY(physical) 계층과 MAC(medium access control) 계층의 향상, 2) 스펙트럼 효율성(spectrum efficiency)과 영역 쓰루풋(area throughput)을 높이는 것, 3) 간섭 소스가 존재하는 환경, 밀집한 이종 네트워크(heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상시키는 것 등이 있다. IEEE 802.11ax에서 주로 고려되는 시나리오는 AP(access point)와 STA(station)이 많은 밀집 환경이며, IEEE 802.11ax는 이러한 상황에서 스펙트럼 효율(spectrum efficiency)과 공간 전송률(area throughput) 개선에 대해 논의한다. 특히, 실내 환경뿐만 아니라, 기존 WLAN에서 많이 고려되지 않던 실외 환경에서의 실질적 성능 개선에 관심을 가진다.
IEEE 802.11ax에서는 무선 오피스(wireless office), 스마트 홈(smart home), 스타디움(Stadium), 핫스팟(Hotspot), 빌딩/아파트(building/apartment)와 같은 시나리오에 관심이 크며, 해당 시나리오 기반으로 AP와 STA가 많은 밀집 환경에서의 시스템 성능 향상에 대한 논의가 수행되고 있다.
앞으로 IEEE 802.11ax에서는 하나의 BSS(basic service set)에서의 단일 링크 성능 향상보다는, OBSS(overlapping basic service set) 환경에서의 시스템 성능 향상 및 실외 환경 성능 개선, 그리고 셀룰러 오프로딩 등에 대한 논의가 활발할 것으로 예상된다. 이러한 IEEE 802.11ax의 방향성은 차세대 WLAN이 점점 이동 통신과 유사한 기술 범위를 갖게 됨을 의미한다. 최근 스몰 셀 및 D2D(Direct-to-Direct) 통신 영역에서 이동 통신과 WLAN 기술이 함께 논의되고 있는 상황을 고려해 볼 때, IEEE 802.11ax를 기반한 차세대 WLAN과 이동 통신의 기술적 및 사업적 융합은 더욱 활발해질 것으로 예측된다.
본 발명의 목적은 무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선랜에서 멀티캐스트 프레임의 수신 방법은 STA(station)이 프라이머리 채널을 통해 AP(access point)에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 상기 AP와 결합하는 단계, 상기 STA이 제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하되, 상기 제1 시간 자원 및 상기 프라이머리 채널은 상기 초기 액세스 프레임을 기반으로 지시되는, 단계, 상기 STA이 상기 제1 시간 자원 상에서 상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 상기 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하는 단계, 상기 STA이 제2 시간 자원 상에서 상기 동작 채널을 상기 프라이머리 채널로 설정하는 단계와 상기 STA이 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 전용 멀티캐스트 채널은 상기 AP의 멀티캐스트만을 위한 채널이고, 상기 프라이머리 채널은 상기 AP의 상기 멀티캐스트를 제외한 전송을 위한 채널이고, 상기 제1 시간 자원과 상기 제2 시간 자원은 중첩되지 않을 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무선 신호를 송신 또는 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부와 상기 RF부와 동작 가능하도록(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 프라이머리 채널을 통해 AP(access point)에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 상기 AP와 결합하고, 제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하되, 상기 제1 시간 자원 상에서 상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 상기 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하고, 제2 시간 자원 상에서 상기 동작 채널을 상기 프라이머리 채널로 설정하고, 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하도록 구현될 수 있되, 상기 제1 시간 자원 및 상기 프라이머리 채널은 상기 초기 액세스 프레임을 기반으로 지시되고, 상기 전용 멀티캐스트 채널은 상기 AP의 멀티캐스트만을 위한 채널이고, 상기 프라이머리 채널은 상기 AP의 상기 멀티캐스트를 제외한 전송을 위한 채널이고, 상기 제1 시간 자원과 상기 제2 시간 자원은 중첩되지 않을 수 있다.
별도의 멀티캐스트를 위한 채널을 설정함으로써 멀티캐스트 프레임을 전송하고자 하는 AP는 유니캐스트 프레임을 전송하고자 하는 STA과의 경쟁을 피할 수 있다. 따라서, 멀티캐스트의 QoS(quality of service)를 향상시킬 수 있다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 IEEE 802.11에 의해 지원되는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 3은 GCR-SP 상에서 AP의 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 4는 GCR-SP 상에서 AP의 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전용 멀티캐스트 채널을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AP의 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 AP의 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비콘 프레임을 나타낸 개념도이다.
도 10은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 1의 상단은 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11의 인프라스트럭쳐 BSS(Basic Service Set)의 구조를 나타낸다.
도 1의 상단을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 인프라스트럭쳐 BSS(100, 105)(이하, BSS)를 포함할 수 있다. BSS(100, 105)는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 AP(access point, 125) 및 STA1(Station, 100-1)과 같은 AP와 STA의 집합으로서, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. BSS(105)는 하나의 AP(130)에 하나 이상의 결합 가능한 STA(105-1, 105-2)을 포함할 수도 있다.
BSS는 적어도 하나의 STA, 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(125, 130) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS, 110)을 포함할 수 있다.
분산 시스템(110)는 여러 BSS(100, 105)를 연결하여 확장된 서비스 셋인 ESS(extended service set, 140)를 구현할 수 있다. ESS(140)는 하나 또는 여러 개의 AP(125, 230)가 분산 시스템(110)을 통해 연결되어 이루어진 하나의 네트워크를 지시하는 용어로 사용될 수 있다. 하나의 ESS(140)에 포함되는 AP는 동일한 SSID(service set identification)를 가질 수 있다.
포털(portal, 120)은 무선랜 네트워크(IEEE 802.11)와 다른 네트워크(예를 들어, 802.X)와의 연결을 수행하는 브리지 역할을 수행할 수 있다.
도 1의 상단과 같은 BSS에서는 AP(125, 130) 사이의 네트워크 및 AP(125, 130)와 STA(100-1, 105-1, 105-2) 사이의 네트워크가 구현될 수 있다. 하지만, AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 것도 가능할 수 있다. AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 네트워크를 애드-혹 네트워크(Ad-Hoc network) 또는 독립 BSS(independent basic service set, IBSS)라고 정의한다.
도 1의 하단은 IBSS를 나타낸 개념도이다.
도 1의 하단을 참조하면, IBSS는 애드-혹 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 없다. 즉, IBSS에서 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, 분산 시스템으로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비-AP STA(Non-AP Station)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 유저(user) 등의 다양한 명칭으로도 불릴 수 있다.
도 2는 IEEE 802.11에 의해 지원되는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2에서는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처(PHY architecture)를 개념적으로 도시하였다.
무선랜 시스템의 계층 아키텍처는 MAC(medium access control) 부계층 (sublayer)(220)과 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 부계층(210) 및 PMD(Physical Medium Dependent) 부계층(200)을 포함할 수 있다. PLCP 부계층(210)은 MAC 부계층(220)이 PMD 부계층(200)에 최소한의 종속성을 가지고 동작할 수 있도록 구현된다. PMD 부계층(200)는 복수의 STA 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 전송 인터페이스 역할을 수행할 수 있다.
MAC 부계층(220)과 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)은 개념적으로 관리부(management entity)를 포함할 수 있다.
MAC 부계층(220)의 관리부는 MLME(MAC Layer Management Entity, 225), 물리 계층의 관리부는 PLME(PHY Layer Management Entity, 215)라고 한다. 이러한 관리부들은 계층 관리 동작이 수행되는 인터페이스를 제공할 수 있다. PLME(215)는 MLME(225)와 연결되어 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있고 MLME(225)도 PLME(215)와 연결되어 MAC 부계층(220)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있다.
올바른 MAC 계층 동작이 수행되기 위해서 SME(STA management entity, 250)가 존재할 수 있다. SME(250)는 계층에 독립적인 구성부로 운용될 수 있다. MLME, PLME 및 SME는 프리미티브(primitive)를 기반으로 상호 구성부 간에 정보를 송신 및 수신할 수 있다.
각 부계층에서의 동작을 간략하게 설명하면 아래와 같다. PLCP 부계층(110)은 MAC 부계층(220)과 PMD 부계층(200) 사이에서 MAC 계층의 지시에 따라 MAC 부계층(220)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 PMD 부계층(200)에 전달하거나, PMD 부계층(200)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(220)에 전달한다. PMD 부계층(200)은 PLCP 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 복수의 STA 사이에서의 데이터 송신 및 수신을 수행할 수 있다. MAC 부계층(220)이 전달한 MPDU(MAC protocol data unit)는 PLCP 부계층(210)에서 PSDU(Physical Service Data Unit)이라 칭한다. MPDU는 PSDU와 유사하나 복수의 MPDU를 어그리게이션(aggregation)한 A-MPDU(aggregated MPDU)가 전달된 경우 개개의 MPDU와 PSDU는 서로 상이할 수 있다.
PLCP 부계층(210)은 PSDU를 MAC 부계층(220)으로부터 받아 PMD 부계층(200)으로 전달하는 과정에서 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙인다. 이때 부가되는 필드는 PSDU에 PLCP 프리앰블(preamble), PLCP 헤더(header), 컨볼루션 인코더를 영상태(zero state)로 되돌리는데 필요한 꼬리 비트(Tail Bits) 등을 포함할 수 있다. PLCP 프리앰블은 PSDU이 전송되기 전에 수신기로 하여금 동기화 기능과 안테나 다이버시티를 준비하도록 하는 역할을 할 수 있다. 데이터 필드는 PSDU에 패딩 비트들, 스크랩블러를 초기화 하기 위한 비트 시퀀스를 포함하는 서비스 필드 및 꼬리 비트들이 덧붙여진 비트 시퀀스가 인코딩된 코드화 시퀀스(coded sequence)를 포함할 수 있다. 이 때, 인코딩 방식은 PPDU를 수신하는 STA에서 지원되는 인코딩 방식에 따라 BCC(Binary Convolutional Coding) 인코딩 또는 LDPC(Low Density Parity Check) 인코딩 중 하나로 선택될 수 있다. PLCP 헤더에는 전송할 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)에 대한 정보를 포함하는 필드가 포함될 수 있다.
PLCP 부계층(210)에서는 PSDU에 상술한 필드를 부가하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 생성하여 PMD 부계층(200)을 거쳐 수신 스테이션으로 전송하고, 수신 스테이션은 PPDU를 수신하여 PLCP 프리앰블, PLCP 헤더로부터 데이터 복원에 필요한 정보를 얻어 복원한다.
GCR(groupcast with retries)은 무선랜의 멀티캐스트 서비스에 대한 신뢰성을 향상시키기 위한 멀티캐스트 전송 방법이다.
IEEE 802.11aa 표준 이전의 멀티캐스트 전송에서 AP는 순차적으로 멀티캐스트 프레임을 복수의 STA으로 전송한 후 멀티캐스트 프레임을 수신한 STA으로부터 ACK(Acknowledgment) 프레임을 수신하지 않았다. AP가 멀티캐스트 프레임에 대한 ACK 프레임을 별도로 수신하지 않기 때문에 전송률은 다른 전송 방식보다 높을 수 있다. 하지만, 서비스에 대한 신뢰성이 확보되지 않을 수 있다. 따라서, 사용자의 증가에 따라 FER(Frame Error Rate)이 증가되고, 품질의 저하가 초래되었다.
IEEE 802.11aa 표준에서는 멀티캐스트 서비스에 대한 신뢰성을 향상시키고자 GATS(Group Address Transmission Service)로 정의되는 그룹 캐스트(Group Cast) 프로토콜에 대한 개발이 진행되었다. IEEE 802.11aa 표준에서는 IEEE802.1v에서 정의되었던 DMS(Directed Multicast Service) 방식을 포함하여 GCR-Unsolicited Retry 및 GCR with BA(Block ACK) 방식이 추가로 정의되었다.
DMS 방식에서는 전송 STA은 프레임을 수신하는 수신 STA 수만큼 유니캐스트(Unicast) 전송을 반복하여 수행할 수 있다. DMS 방식에서 전송 STA은 전송 프레임 각각에 대한 ACK 프레임을 수신 STA 각각으로부터 수신할 수 있다. 따라서, DMS 방식은 신뢰성이 높다는 장점을 가진 대신, 프레임의 전송 시간이 길다는 단점이 있다.
GCR-Unsolicited Retry 방식에서는 복수의 수신 STA에게 동시에 같은 프레임이 사전에 정의된 횟수만큼 반복 전송되고 반복 전송된 프레임에 대한 ACK 프레임이 수신 STA으로부터 전송 STA으로 전송되지 않을 수 있다. GCR-Unsolicited Retry 방식이 사용되는 경우, 프레임의 반복 전송 횟수에 따른 신뢰도가 증가하나 그만큼 전송 시간이 길어질 수 있다.
마지막으로 GCR-BA 방식에서는 사전에 정의된 사이즈만큼의 연속적인 프레임이 전송 STA으로부터 수신 STA으로 전송되고 블록 ACK 프레임이 각 수신 STA에 의해 1대1로 전송 STA으로 전송될 수 있다. GCR-BA 방식이 사용될 경우, 멀티캐스트 전송의 전송 시간이 줄어들고 및 신뢰성이 모두 확보될 수 있다. 하지만, 다수의 수신자에 의한 ACK 프레임의 전송 구간에서 TXOP(Transmission Opportunity) 구간이 종료되면 신뢰성의 저하 문제가 발생할 수 있다. 따라서, TXOP 구간에 대한 세밀한 설정이 필요하다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 유니캐스트되는 프레임을 유니캐스트 프레임, 멀티캐스트되는 프레임을 멀티캐스트 프레임, 브로드캐스트되는 프레임을 브로드캐스트 프레임이라는 용어로 표현할 수 있다. 또한, AP로부터 STA으로의 전송을 하향링크 전송, 하향링크 전송되는 프레임을 하향링크 프레임이라는 용어로 표현할 수 있다. 반대로 STA으로부터 AP로의 전송을 상향링크 전송, 상향링크 전송되는 프레임을 상향링크 프레임이라는 용어로 표현할 수 있다.
도 3은 GCR-SP 상에서 AP의 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, GCR-SP(service period)는 GCR 기반의 멀티캐스트를 수행하는 서비스 구간(또는 시간 자원)일 수 있다. 스케줄링된 GCR-SP는 비콘 인터벌보다 작은 구간이고, 스케줄링된 GCR-SP에서는 GA BUs(group addressed bufferable units)가 멀티캐스트될 수 있다.
AP(300)가 스케줄링된 GCR-SP 상에서 GA BUs를 멀티캐스트하기 전, 특정 STA(320)이 프레임을 유니캐스트할 수 있다. 이러한 경우, 특정 STA(320)의 유니캐스트 프레임의 전송 구간과 스케줄링된 GCR-SP 간의 중첩이 발생할 수 있다. 이러한 경우, AP(300)는 스케줄링된 GCR-SP에도 불구하고 STA(320)의 유니캐스트 프레임의 전송 완료 시점까지 GA BUs의 전송을 연기할 수 있다. 즉, AP(300)는 STA(320)의 유니캐스트 프레임의 전송 완료 후까지 스케줄링된 GCR-SP을 연기하고, 연기된 GCR-SP 상에서 GA BUs를 멀티캐스트할 수 있다.
구체적으로 파워 세이빙 STA(320)은 AP(300)로 전송할 데이터를 가진 경우, CCA(clear channel assessment)를 수행할 수 있다. 채널이 아이들(idle)한 경우, STA(320)은 유니캐스트 프레임을 AP(300)로 전송할 수 있다. 특정 STA(320)의 유니캐스트 프레임의 전송을 위한 시간 자원과 AP(300)의 GA BUs의 멀티캐스트를 위한 스케줄링된 GCR-SP가 중첩되는 경우, AP(300)는 스케줄링된 GCR-SP 상에서 GA BUs를 멀티캐스트할 수 없다. GA BUs의 멀티캐스트는 특정 STA(320)의 유니캐스트 프레임의 전송 이후로 연기되고, 연기된 GCR-SP 상에서 수행될 수 있다.
결국, AP(300)의 GA BUs의 멀티캐스트가 지연되고, GA BUs의 멀티캐스트 지연은 멀티캐스트의 QoS(quality of service)를 열화시킬 수 있다.
또한, AP(300)의 GA BUs의 멀티캐스트 지연은 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA(340)(이하, 멀티캐스트 수신 STA(340))의 GA BUs의 수신 시간을 지연시킨다. 따라서, 멀티캐스트 수신 STA(340)에서 불필요한 파워 소모가 발생될 수 있다.
도 4는 GCR-SP 상에서 AP의 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 스케줄링된 GCR-SP 상에서 AP(400)에 의한 GA BUs의 전송이 수행되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 멀티캐스트 수신 STA(420)은 스케줄링된 GCR-SP 상에서 AP(400)에 의해 전송될 멀티캐스트 프레임이 존재하지 않는 것인지, 스케줄링된 GCR-SP의 연기로 인해 멀티캐스트 프레임이 전송되지 않는 것인지 여부에 대해 알 수 없을 수 있다.
예를 들어, 멀티캐스트 수신 STA(420)은 스케줄링된 GCR-SP 상에서 AP(400)에 의한 멀티캐스트 프레임의 전송을 기다리고, 스케줄링된 GCR-SP 상에서 멀티캐스트 프레임이 AP(400)로부터 전송되지 않는 경우, CCA의 수행하여 AP(400)로 유니캐스트 프레임의 전송을 시도할 수 있다.
만약, 히든 STA(440)의 유니캐스트 프레임의 전송으로 인해 스케줄링된 GCR-SP가 연기된 경우, 히든 STA(440)에 의해 유니캐스트된 프레임과 멀티캐스트 STA에 의해 유니캐스트된 프레임 간의 충돌이 발생하고, 시스템 성능이 저하될 수 있다.
또한, AP에서 STA으로 데이터를 전송하는 하향링크 전송에서, 스케줄링된 GCR-SP와 비콘 프레임의 TIM을 기반으로 스케줄링된 STA으로의 하향링크 전송을 위한 시간 자원이 중첩될 수 있다. 이러한 경우, TIM 기반의 하향링크 전송을 위한 시간 자원을 통해 모든 버퍼된 프레임들이 전송될 때까지 AP는 스케줄링된 GCR-SP를 연기할 수 있다. 이러한 스케줄링된 GCR-SP의 연기는 멀티캐스트의 QoS를 저하시킬 수 있다.
기존의 무선랜의 멀티캐스트에서는 멀티캐스트 프레임과 유니캐스트 프레임이 동일한 채널 상에서의 경쟁을 통해 전송되었다. 즉, 멀티캐스트 프레임을 전송하고자 하는 AP는 유니캐스트 프레임을 전송하고자 하는 STA과의 경쟁을 피할 수 없었다. 이러한 경쟁은 멀티캐스트의 QoS에 영향을 미칠 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 기존의 무선랜의 멀티캐스트의 문제점을 해결하기 위한 전용 멀티캐스트 채널(dedicated multicast channel)을 사용한 멀티캐스트 방법이 개시된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전용 멀티캐스트 채널을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하면, 전용 멀티캐스트 채널(500)은 AP에 의한 멀티캐스트 프레임의 전송을 위해 사용될 수 있다. STA 및 AP는 멀티 채널 상에서 동작하고, 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널 각각은 멀티 채널 중 적어도 하나의 채널일 수 있다.
전용 멀티캐스트 채널(500)에서는 AP에 의한 멀티캐스트 프레임의 전송만이 허용될 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA은 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 AP로부터 멀티캐스트 프레임만을 수신할 수 있다. 즉, 전용 멀티캐스트 채널(500)에서는 STA의 AP로의 프레임 전송(상향링크 전송)뿐만 아니라 STA의 AP로의 채널 액세스가 허용되지 않는다. 전용 멀티캐스트 채널(500) 상에서는 AP의 멀티캐스트 프레임의 전송 및 멀티캐스트 수신 STA의 멀티캐스트 프레임의 수신만이 허용될 수 있다.
AP에 의해 전송되는 유니캐스트 프레임은 전용 멀티캐스트 채널(500)을 제외한 프라이머리 채널(550)을 포함하는 일반 채널을 통해 STA으로 전송될 수 있다. 또한, STA은 전용 멀티캐스트 채널(500)을 제외한 일반 채널을 통해 AP로 상향링크 프레임을 전송(브로드캐스트/멀티캐스트/유니캐스트)할 수 있다.
예를 들어, 도 5와 같이 4개의 채널(Ch1, Ch2, Ch3, Ch4)이 가용한 경우, AP는 4개의 채널 중 채널 1(Ch1)을 전용 멀티캐스트 채널로 사용하고 채널 2(Ch2)를 프라이머리 채널(550)로 사용할 수 있다.
STA의 전용 멀티캐스트 채널(500)로의 채널 액세스를 막기 위해 AP에 의해 전송되는 비콘 프레임은 전용 멀티캐스트 채널(500)을 지시하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 비콘 프레임에 포함된 전용 멀티캐스트 채널(500)을 지시하기 위한 정보는 전용 멀티캐스트 채널 지시자라는 용어로 표현될 수 있다. 예를 들어, 전용 멀티캐스트 채널 지시자가 0인 경우, 별도의 전용 멀티캐스트 채널(500)이 사용되지 않음을 지시할 수 있고, 전용 멀티캐스트 채널 지시자가 1인 경우, 전용 멀티캐스트 채널(500)이 사용됨을 지시할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, BSS 부하 요소(BSS Load element)를 기반으로 STA의 전용 멀티캐스트 채널(500)로의 채널 액세스가 제한될 수도 있다. 예를 들어, 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 전송되는 비콘 프레임의 BSS 부하 요소의 STA 카운트(Station Count) 필드의 모든 비트가 1로 설정되고, 채널 활용(Channel Utilization) 필드가 255로 설정될 수 있다. STA 카운트는 현재 BSS에 액세스된 STA의 개수이고, 채널 활용 필드는 채널의 비지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. STA에 의해 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 수신된 비콘 프레임의 BSS 부하 요소의 STA 카운트 필드의 모든 비트가 1이고 채널 활용 필드가 255인 경우, STA은 전용 멀티캐스트 채널(500)의 상태를 비지 상태로 판단하고, 전용 멀티캐스트 채널(500)에 채널 액세스하지 않을 수 있다.
또는, AP는 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 초기 액세스 절차(예를 들어, 스캐닝 절차, 인증 절차, 결합 절차)를 수행하고자 하는 STA에 대해 초기 액세스를 위한 응답 프레임을 전송하지 않을 수 있다. 예를 들어, STA이 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 프로브 요청 프레임을 AP로 전송하는 경우, AP는 프로브 요청 프레임에 대한 응답 프레임인 프로브 응답 프레임을 STA으로 전송하지 않을 수 있다.
AP에 의해 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 전송되는 비콘 프레임은 프라이머리 채널을 통한 STA과 AP의 결합을 위한 프라이머리 채널(550)에 대한 정보(예를 들어, 프라이머리 채널에 대한 정보, 프라이머리 채널의 채널 대역폭 정보, 전체 대역폭에 대한 정보)를 더 포함할 수 있다.
만약, 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 비콘 프레임을 수신한 STA은 프라이머리 채널(550)에 대한 정보를 기반으로 AP와 결합하기 위해 동작 채널을 프라이머리 채널(550)로 변경할 수 있다. 프라이머리 채널(550)로 이동한 STA은 프라이머리 채널(550)을 통해 스캐닝 절차, 인증 절차(인증 요청 프레임 전송, 인증 응답 프레임 수신) 및/또는 결합 절차(결합 요청 프레임 전송, 결합 응답 프레임 수신)를 수행할 수 있다. 스캐닝 절차는 STA에 의해 프라이머리 채널(550)을 통해 전송된 프로브 요청 프레임을 기반으로 수행되거나, 프라이머리 채널(550)을 통해 AP에 의해 전송된 비콘 프레임을 기반으로 수행될 수 있다.
AP에 의해 프라이머리 채널(550)을 통해 전송되는 비콘 프레임은 전용 멀티캐스트 채널(500)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 전용 멀티캐스트 채널(500)에 대한 정보는 전용 멀티캐스트 채널(500)의 채널 인덱스, 전용 멀티캐스트 채널(500)의 대역폭 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
전용 멀티캐스트 채널(500)에 대한 정보는 비콘 프레임뿐만 아니라 이후 인증 절차 및/또는 결합 절차에서 전송되는 인증 응답 프레임 및/또는 결합 응답 프레임 등에 포함될 수도 있다. 또는 서비스 탐색(discovery) 과정에서 AP에 의해 전송되는 GAS(generic advertisement service) 프레임(예를 들어, GAS 초기 응답 프레임(GAS Initial Response frame), GAS 컴백 응답 프레임(GAS Comeback Response frame)을 통해 전용 멀티캐스트 채널(500)에 대한 정보가 전송될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따르면 위와 같은 전용 멀티캐스트 채널(500) 및/또는 프라이머리 채널(550)에 대한 정보를 기반으로 STA은 프라이머리 채널(550)을 통해서 AP와 결합할 수 있다. STA은 AP와 결합 후, 프라이머리 채널(550)을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하고 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 또한, AP는 전용 멀티캐스트 채널(500)을 통해 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AP의 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널 각각을 통한 AP의 유니캐스트 프레임, 멀티캐스트 프레임 각각의 전송이 개시된다.
STA이 하나의 RF(radio frequency) 부를 가지고 있는 경우, STA은 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널을 통해 동시에 AP에 의해 전송되는 하향링크 프레임을 수신할 수 없다. STA이 하나의 RF(radio frequency) 부를 가지고 있는 경우, STA은 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널 중 하나의 채널을 통해 하향링크 프레임을 수신할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, STA은 유니캐스트 채널을 통해 유니캐스트 프레임을 수신하거나 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 이하, 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA을 멀티캐스트 수신 STA, 멀티캐스트 프레임을 수신하지 않는 STA을 멀티캐스트 비수신 STA이라는 용어로 표현할 수 있다.
멀티캐스트 수신 STA 및 멀티캐스트 비수신 STA은 프라이머리 채널을 통한 초기 액세스를 기반으로 AP와 결합할 수 있다.
우선 전용 멀티캐스트 채널을 기준으로 AP는 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다. AP는 전체 시간 자원 중 설정된 시간 자원 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA으로 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있다. 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 프레임이 전송되는 시간 자원은 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)이라는 용어로 표현될 수 있다.
다음으로 프라이머리 채널을 기준으로 AP는 아래와 같은 동작을 수행할 수 있다. AP는 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA 및 멀티캐스트 비수신 STA으로 유니캐스트 프레임 및/또는 브로드캐스트 프레임을 전송할 수도 있다. 이하, 설명의 편의상 AP가 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA 및 멀티캐스트 비수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송하는 경우를 가정하여 설명한다.
AP는 프라이머리 채널 상에서 멀티캐스트 수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송하기 위한 시간 자원(620) 및 멀티캐스트 비수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송하기 위한 시간 자원(600)을 구분하여 유니캐스트 프레임을 전송할 수 있다.
예를 들어, 프라이머리 채널 상에서 유니캐스트 프레임의 전송을 위한 시간 자원은 멀티캐스트 수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송하기 위한 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620), 멀티캐스트 비수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송하기 위한 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)은 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)과 중첩되고 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)은 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)과 중첩되지 않도록 설정될 수 있다.
AP는 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600) 상에서 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 비수신 STA로 유니캐스트 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620) 상에서 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이 AP는 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)과 중첩되는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640) 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA으로 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 멀티캐스트 비수신 STA이 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)을 사용할 수도 있다. 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640) 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 전송되는 데이터의 양 또는 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA 수 등을 기반으로 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용 가능 여부가 결정될 수 있다.
예를 들어, 데이터의 양 또는 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA 수가 임계치를 넘는 경우, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620) 상에서 AP에 액세스하여 상향링크 프레임을 전송할 멀티캐스트 수신 STA 의 수가 증가할 수 있다. 따라서, 데이터의 양 또는 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA 수가 임계치 이상인 경우, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)에서 채널 액세스를 위한 혼잡을 줄이기 위해 멀티캐스트 수신 STA의 채널 액세스만이 허용될 수 있다.
프라이머리 채널에서 동작하는 멀티캐스트 수신 STA은 동작 채널을 프라이머리 채널에서 전용 멀티캐스트 채널로 전환(또는 스위칭)하여 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640) 상에서 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA은 전용 멀티캐스트 채널로 스위칭한 후 AP로부터 전송되는 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 스케줄링된 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)이 만료된 경우, 멀티캐스트 수신 STA은 전용 멀티캐스트 채널에서 프라이머리 채널로 동작 채널을 스위칭할 수 있다. STA은 스위칭된 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620) 상에서 AP로부터 전송되는 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 멀티캐스트 수신 STA은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620) 상에서 프라이머리 채널을 통해서 AP로 상향링크 프레임을 전송할 수 있다.
멀티캐스트 비수신 STA은 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600) 상에서 프라이머리 채널을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 또한, 멀티캐스트 비수신 STA은 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600) 상에서 프라이머리 채널을 통해서 AP로 상향링크 프레임을 전송할 수 있다. 전술한 바와 같이 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용이 허용되는 경우, 멀티캐스트 비수신 STA은 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)뿐만 아니라 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)을 통해서도 AP로 상향링크 프레임을 전송하고 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)에 대한 정보, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)에 대한 정보, 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)에 대한 정보 중 적어도 하나는 비콘 프레임을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 비콘 프레임이 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)에 대한 정보를 포함하는 경우, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620) 및 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(600)이 결정될 수 있다. 구체적으로 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)과 대응되는 시간 자원이 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(600)이고, 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)과 대응되는 시간 자원을 제외한 시간 자원이 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원(620)일 수 있다.
또한, 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용 여부에 대한 정보도 또한 비콘 프레임을 통해 전송될 수 있다.
예를 들어, 비콘 프레임의 자원 공유 지시 필드는 자원 공유 지시자를 포함할 수 있다. 자원 공유 지시자는 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. 자원 공유 지시자가 0인 경우, 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용이 허용될 수 있다. 반대로 자원 공유 지시자가 1인 경우, 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원(620)의 사용이 제한될 수 있다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송이 멀티캐스트 수신 STA 그룹 기반으로 수행될 수 있다. 복수의 멀티캐스트 수신 STA은 복수의 멀티캐스트 수신 STA 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원(640)은 멀티캐스트 수신 STA 그룹 각각에 대하여 할당될 수 있다.
예를 들어, 복수의 멀티캐스트 수신 STA이 멀티캐스트 수신 STA 그룹 1, 멀티캐스트 수신 STA 그룹 2으로 그룹핑된 경우를 가정할 수 있다.
AP는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원1 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA 그룹 1으로 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA 그룹 1에 포함되는 멀티캐스트 수신 STA는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원1을 제외한 시간 자원 상에서는 프라이머리 채널을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
또한, AP는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원2 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA 그룹 2로 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA 그룹 2에 포함되는 멀티캐스트 수신 STA는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원2를 제외한 시간 자원 상에서는 프라이머리 채널을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원1 및 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원2는 불연속적인 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원 각각에 대응되거나, 연속적인 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원 내에서 구분된 자원일 수 있다.
즉, 멀티캐스트 수신 STA은 전체 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원 중 멀티캐스트 수신 STA 위한 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에서만 전용 멀티캐스트 채널에서 동작할 수 있다.
멀티캐스트 프레임이 멀티캐스트 수신 STA으로 전송되지 않은 경우, 멀티캐스트 수신 STA은 취침 모드로 전환될 수 있다. 멀티캐스트 프레임이 멀티캐스트 수신 STA으로 전송되지 않는 경우는 AP에 의해 멀티캐스트 수신 STA이 포함되지 않은 다른 멀티캐스트 수신 STA 그룹으로 멀티캐스트 프레임이 전송되는 경우, AP에 의해 멀티캐스트 수신 STA이 포함된 멀티캐스트 수신 STA 그룹으로 멀티캐스트 프레임의 전송이 완료된 경우 등을 포함할 수 있다. 즉, 멀티캐스트 수신 STA으로 멀티캐스트 프레임의 전송이 수행되지 않는 시간 자원 상에서 멀티캐스트 수신 STA은 취침 모드로 동작할 수 있다.
비콘 프레임은 위와 같은 멀티캐스트 수신 STA 그룹 기반의 멀티캐스트 프레임의 전송을 위한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송이 멀티캐스트 수신 STA 그룹 기반으로 수행될지 여부에 대한 정보, 멀티캐스트 수신 STA 그룹 및 멀티캐스트 수신 STA 그룹 각각에 할당된 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에 대한 정보 중 적어도 하나의 정보가 비콘 프레임에 포함되어 전송될 수 있다.
AP는 EDCA(enhanced distributed channel access)를 기반으로 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 프레임을 멀티캐스트 수신 STA으로 전송할 수 있다. 즉, AP는 CCA를 수행한 후, 채널이 아이들(idle)한 경우에만 멀티캐스트 프레임을 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 7에서는 멀티캐스트 수신 STA은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 동안 파워 절약 모드(power saving mode)로 동작할 수 있다. 따라서, AP는 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 동안 특정 멀티캐스트 수신 STA을 액티브 모드로 동작시키기 위한 TIM(700)을 멀티캐스트 수신 STA으로 전송할 수 있다. TIM(700)은 유니캐스트 프레임을 수신할 특정 멀티캐스트 수신 STA을 지시할 수 있다.
즉, TIM(700)은 복수의 멀티캐스트 수신 STA 중 유니캐스트 프레임을 수신할 멀티캐스트 수신 STA을 지시할 수 있다. 복수의 멀티캐스트 수신 STA 중 TIM(700)을 기반으로 지시된 멀티캐스트 수신 STA은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 동안 액티브 모드를 유지하여 AP에 의해 전송되는 유니캐스트 프레임을 수신할 수 있다. 이 때, TIM(700)을 기반으로 지시된 멀티캐스트 수신 STA은 TIM(700)의 수신을 AP에게 알리기 위한 프레임(예를 들어, PS poll 프레임)을 AP로 전송할 수 있다. 예를 들어 TIM(700)을 기반으로 지시된 멀티캐스트 수신 STA은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 상에서 프라이머리 채널을 통해 PS poll 프레임을 AP로 전송하고, AP는 PS poll 프레임을 전송한 STA으로 유니캐스트 프레임을 전송할 수 있다.
이 때, TIM(700)을 기반으로 지시되지 않은 멀티캐스트 수신 STA은, AP로 전송할 상향링크 프레임이 없는 경우, 멀티캐스트 수신 시간 자원 동안 취침 상태(Doze state)로 전환 또는 유지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 AP의 전용 멀티캐스트 채널을 통한 멀티캐스트 프레임의 전송을 나타낸 개념도이다.
도 8에서는 멀티캐스트 수신 STA이 전용 멀티캐스트 채널을 통해 TIM(800)을 수신하고, TIM(800)에 의해 지시된 멀티캐스트 수신 STA이 전용 멀티캐스트 채널에서 프라이머리 채널로 동작 채널을 스위칭하는 방법이 개시된다.
멀티캐스트 수신 STA은 프라이머리 채널을 통해 AP와 결합한 이후, 멀티캐스트 전송 시간 자원 상에서 전용 멀티캐스트 채널로 동작 채널을 이동하여 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
멀티캐스트 수신 STA에 AP로 전송할 상향링크 프레임이 있다면(또는 상향링크 데이터가 팬딩되었다면), 멀티캐스트 수신 STA은 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널에서 프라이머리 채널로 스위치하고, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 상에서 상향링크 프레임을 전송할 수 있다.
또한, AP에 멀티캐스트 수신 STA으로 유니캐스트할 하향링크 프레임이 있다면(또는 하향링크 데이터이 팬딩되었다면), AP는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 TIM(800)을 멀티캐스트 수신 STA으로 전송할 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA은 TIM(800)을 기반으로 AP에 멀티캐스트 수신 STA에 대해 버퍼링된(또는 팬딩된) 데이터가 있음을 확인할 수 있다. TIM(800)에 의해 지시된 멀티캐스트 수신 STA은 동작 채널을 프라이머리 채널로 스위칭하고 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 동안 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하거나, AP로 상향링크 프레임을 전송할 수 있다.
구체적으로 TIM(800)에 의해 지시된 멀티캐스트 수신 STA은 AP로부터 TIM(800)의 수신을 AP로 알리고 유니캐스트 프레임의 전송을 요청하기 위한 프레임(PS-Poll 프레임)(810)을 AP로 전송할 수 있다. 예를 들어, AP는 프라이머리 채널을 통해 멀티캐스트 수신 STA에 의해 전송되는 PS-poll 프레임(810)을 수신하고, 멀티캐스트 수신 STA으로 유니캐스트 프레임(820)을 전송할 수 있다.
TIM(800)에 의해 지시되지 않고. AP로 전송할 상향링크 데이터가 펜딩되지 않은 STA은 멀티캐스트 수신 STA은 전용 멀티캐스트 채널을 동작 채널로 유지하고, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 이후, 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에서 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신할 수 있다.
도 8을 참조하면, AP는 전용 멀티캐스트 채널을 통해 전송된 TIM(800)을 기반으로 멀티캐스트 수신 STA으로 펜딩된 데이터의 존재를 알릴 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 동안 프라이머리 채널을 통해 AP로 PS-Poll 프레임(810)을 전송한 후, AP로부터 하향링크 프레임(820)을 수신할 수 있다.
멀티캐스트 수신 STA은 AP로부터 하향링크 프레임(820)의 수신이 완료되면, 다음 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원을 통해 멀티캐스트 프레임이 전송되기 전까지 전력 절약을 위한 취침 모드로 전환될 수 있다. 멀티캐스트 수신 STA은 TIM(800)을 기반으로 AP로부터 하향링크 프레임(820)의 수신을 완료한 경우, 다음 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원 상에서는 취침 모드로 유지 또는 전환될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 비콘 프레임을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 비콘 프레임은 전용 멀티캐스트 지시자 필드(900), 전용 멀티캐스트 채널 정보 필드(910), 프라이머리 채널 정보 필드(920), 시간 자원 할당 필드(930), 자원 공유 지시 필드(940) 중 적어도 하나의 필드를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이 전용 멀티캐스트 지시자 필드(900), 전용 멀티캐스트 채널 정보 필드(910), 프라이머리 채널 정보 필드(920), 시간 자원 할당 필드(930), 자원 공유 지시 필드(940) 중 적어도 하나의 필드에 포함되는 정보는 비콘 프레임이 아닌 다른 다양한 프레임을 통해 전송될 수도 있다.
전용 멀티캐스트 지시자 필드(900)는 전용 멀티캐스트의 지원 여부를 지시할 수 있다. 예를 들어, 전용 멀티캐스트 지시자 필드(900)의 값이 0인 경우, 별도의 전용 멀티캐스트 채널을 기반으로 한 멀티캐스트가 지원되지 않음을 지시하고, 전용 멀티캐스트 지시자 필드(900)의 값이 1인 경우, 별도의 전용 멀티캐스트 채널을 기반으로 한 멀티캐스트가 지원됨을 지시할 수 있다. 전용 멀티캐스트 지시자 필드(900)는 별도로 비콘 프레임에 포함되지 않고 후술할 전용 멀티캐스트 채널 정보 필드(900)를 기반으로 전용 멀티캐스트 채널의 사용 여부를 지시할 수도 있다.
전용 멀티캐스트 채널 정보 필드(910)는 전용 멀티캐스트 채널로 설정된 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전용 멀티캐스트 채널 정보 필드(910)는 전용 멀티캐스트 채널을 지시하기 위한 채널 인덱스, 전용 멀티캐스트 채널의 채널 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.
프라이머리 채널 정보 필드(920)는 프라이머리 채널로 설정된 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프라이머리 채널 정보 필드(920)는 프라이머리 채널을 지시하기 위한 채널 인덱스, 프라이머리 채널의 채널 대역폭에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 비콘 프레임은 시간 자원 할당 필드(930)를 포함할 수 있다. 시간 자원 할당 필드(930)는 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에 대한 정보, 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원에 대한 정보, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원에 대한 정보를 결정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 도 9에서는 비콘 프레임이 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에 대한 정보를 포함하고 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원을 기반으로 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원 및 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원을 결정하는 방법이 개시된다.
예를 들어, 비콘 프레임이 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다. STA은 비콘 프레임에 포함된 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원에 대한 정보를 기반으로 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원 및 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원을 결정할 수 있다. 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원은 멀티캐스트 프레임 전송 시간 자원과 대응되는 시간 자원으로 결정될 수 있고, 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원은 전체 시간 자원 중 멀티캐스트 비수신 STA 시간 자원을 제외한 나머지 시간 자원일 수 있다.
또한 전용 멀티캐스트 채널을 통해 전송되는 비콘 프레임의 TIM은 AP에 의해 유니캐스트 프레임을 통해 전송될 펜딩 데이터의 존재를 멀티캐스트 수신 STA으로 알려주기 위한 정보를 포함할 수 있다.
또한 비콘 프레임은 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원이 멀티캐스트 비수신 STA에 의해 공유되는지 여부에 대한 정보를 포함하는 자원 공유 지시 필드(940)를 포함할 수 있다. 자원 공유 지시 필드(940)가 0인 경우, 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원의 사용이 허용될 수 있다. 반대로 자원 공유 지시 필드(940)가 1인 경우, 멀티캐스트 비수신 STA의 멀티캐스트 수신 STA 시간 자원의 사용이 제한될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 10을 참조하면, 무선 장치(1000)는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 STA로서, AP(1000) 또는 비 AP STA(non-AP station)(또는 STA)(1050)일 수 있다.
AP(1000)는 프로세서(1010), 메모리(1020) 및 RF부(radio frequency unit, 1030)를 포함한다.
RF부(1030)는 프로세서(1010)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(1010)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1010)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서는 도 5 내지 도 9의 실시예에서 개시한 무선 장치의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1010)는 STA와 통신을 위한 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널을 별도로 설정하고 멀티캐스트 프레임은 전용 멀티캐스트 채널을 통해 전송하도록 구현될 수 있다. 또한 프로세서(1010)는 STA으로 프라이머리 채널을 통해 유니캐스트 프레임을 전송하는 시간 자원 및 전용 멀티캐스트 채널을 통해 멀티캐스트 프레임을 전송하는 시간 자원을 설정할 수 있다.
STA와 결합을 위해 프로세서(1010)에 의해 생성되는 초기 액세스 프레임은 제1 시간 자원, 프라이머리 채널에 대한 정보, 전용 멀티캐스트 채널의 사용 여부에 대한 정보, 제2 시간 자원에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또는 프로세서(1010)는 다른 STA으로부터 논 타겟 RTS 프레임을 수신하되, 일정 시간 후 논 타겟 CTS 프레임을 수신하지 못하고, STA으로 RTS 프레임을 수신한 경우, RTS 프레임에 대한 응답으로 CTS 프레임을 전송하고 STA으로부터 데이터 프레임을 수신할 수 있다. 데이터 프레임의 전송 듀레이션을 결정하기 위한 CTS 프레임에 포함된 제1 듀레이션 값은 논 타겟 RTS 프레임에 포함된 제2 듀레이션 값을 기반으로 결정될 수 있다.
STA(1050)는 프로세서(1060), 메모리(1070) 및 RF부(radio frequency unit, 1080)를 포함한다.
RF부(1080)는 프로세서(1060)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(1060)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(1020)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다. 프로세서는 도 5 내지 9의 실시예에서 STA의 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1060)는 프라이머리 채널을 통해 AP(access point)에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 AP와 결합하고, 제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하도록 구현될 수 있다. 초기 액세스 프레임은 제1 시간 자원 및 프라이머리 채널에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한 프로세서(1060)는 제1 시간 자원 상에서 전용 멀티캐스트 채널을 통해 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하고, 제2 시간 자원 상에서 동작 채널을 프라이머리 채널로 설정하고, 제2 시간 자원 상에서 프라이머리 채널을 통해 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하도록 구현될 수 있다.
전용 멀티캐스트 채널은 AP의 멀티캐스트만을 위한 채널이고, 프라이머리 채널은 AP의 멀티캐스트를 제외한 전송을 위한 채널이고, 제1 시간 자원과 제2 시간 자원은 중첩되지 않을 수 있다.
프로세서(1010, 1060)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(1020, 1070)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1030, 1080)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1020, 1070)에 저장되고, 프로세서(1010, 1060)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1020, 1570)는 프로세서(1010, 1060) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1010, 1060)와 연결될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선랜에서 멀티캐스트 프레임의 수신 방법에 있어서,
    STA(station)이 프라이머리 채널을 통해 AP(access point)에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 상기 AP와 결합하는 단계;
    상기 STA이 제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하는 단계;
    상기 STA이 상기 제1 시간 자원 상에서 상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 상기 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하는 단계;
    상기 STA이 제2 시간 자원 상에서 상기 동작 채널을 상기 프라이머리 채널로 설정하는 단계; 및
    상기 STA이 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 전용 멀티캐스트 채널은 상기 AP의 멀티캐스트만을 위한 채널이고,
    상기 프라이머리 채널은 상기 AP의 상기 멀티캐스트를 제외한 전송을 위한 채널이고,
    상기 제1 시간 자원과 상기 제2 시간 자원은 중첩되지 않는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 제1 시간 자원 및 상기 프라이머리 채널에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 전용 멀티캐스트 채널의 사용 여부에 대한 정보, 상기 제2 시간 자원에 대한 정보 및 상기 프라이머리 채널에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 초기 액세스 프레임은 비콘 프레임인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 제2 시간 자원의 다른 STA과의 공유 여부에 대한 정보를 포함하고,
    상기 초기 엑세스 프레임에 의해 상기 제2 시간 자원의 상기 다른 STA과의 공유가 지시되는 경우, 상기 다른 STA은 상기 제1 시간 자원 및 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP에 의해 서비스되고,
    상기 초기 엑세스 프레임에 의해 상기 제2 시간 자원의 상기 다른 STA과의 비공유가 지시되는 경우, 상기 다른 STA은 상기 제1 시간 자원 상에서만 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP에 의해 서비스되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 동작 채널을 상기 전용 멀티캐스트 채널에서 상기 프라이머리 채널로 변경하는 단계는,
    상기 STA이 상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 비콘 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 비콘 프레임의 TIM(traffic indication map)에 의해 상기 STA이 지시되는 경우, 상기 STA이 상기 동작 채널을 상기 전용 멀티캐스트 채널에서 상기 프라이머리 채널로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 STA은 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 멀티캐스트 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 AP로 전송하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 STA 및 상기 AP는 멀티 채널 상에서 동작하고,
    상기 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널 각각은 상기 멀티 채널 중 적어도 하나의 채널인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 무선랜에서 멀티캐스트 프레임을 수신하는 STA(station)에 있어서, 상기 STA은,
    무선 신호를 송신 또는 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부; 및
    상기 RF부와 동작 가능하도록(operatively) 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    프라이머리 채널을 통해 AP(access point)에 의해 전송된 초기 액세스 프레임을 기반으로 상기 AP와 결합하고,
    제1 시간 자원 상에서 동작 채널을 전용 멀티캐스트 채널로 설정하되,
    상기 제1 시간 자원 상에서 상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 상기 AP로부터 멀티캐스트 프레임을 수신하고,
    제2 시간 자원 상에서 상기 동작 채널을 상기 프라이머리 채널로 설정하고,
    상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP로부터 유니캐스트 프레임을 수신하도록 구현되되,
    상기 전용 멀티캐스트 채널은 상기 AP의 멀티캐스트만을 위한 채널이고,
    상기 프라이머리 채널은 상기 AP의 상기 멀티캐스트를 제외한 전송을 위한 채널이고,
    상기 제1 시간 자원과 상기 제2 시간 자원은 중첩되지 않는 STA.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 제1 시간 자원 및 상기 프라이머리 채널에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 STA.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 전용 멀티캐스트 채널의 사용 여부에 대한 정보, 상기 제2 시간에 대한 정보 및 상기 프라이머리 채널에 대한 정보를 더 포함하고,
    상기 초기 액세스 프레임은 비콘 프레임인 것을 특징으로 하는 STA.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 초기 액세스 프레임은 상기 제2 시간 자원의 다른 STA과의 공유 여부에 대한 정보를 포함하고,
    상기 초기 엑세스 프레임에 의해 상기 제2 시간 자원의 상기 다른 STA과의 공유가 지시되는 경우, 상기 다른 STA은 상기 제1 시간 자원 및 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP에 의해 서비스되고,
    상기 초기 엑세스 프레임에 의해 상기 제2 시간 자원의 상기 다른 STA과의 비공유가 지시되는 경우, 상기 다른 STA은 상기 제1 시간 자원 상에서만 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 AP에 의해 서비스되는 것을 특징으로 하는 STA.
  12. 제8항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 전용 멀티캐스트 채널을 통해 비콘 프레임을 수신하고,
    상기 비콘 프레임의 TIM(traffic indication map)에 의해 상기 STA이 지시되는 경우, 상기 동작 채널을 상기 전용 멀티캐스트 채널에서 상기 프라이머리 채널로 변경하도록 구현되는 STA.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 시간 자원 상에서 상기 프라이머리 채널을 통해 상기 멀티캐스트 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 AP로 전송하는 것을 특징으로 하는 STA.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 STA 및 상기 AP는 멀티 채널 상에서 동작하고,
    상기 프라이머리 채널 및 전용 멀티캐스트 채널 각각은 상기 멀티 채널 중 적어도 하나의 채널인 것을 특징으로 하는 STA.
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