KR20220093384A

KR20220093384A - 송신 장치 및 송신 방법

Info

Publication number: KR20220093384A
Application number: KR1020227020976A
Authority: KR
Inventors: 로잔 치트라카르; 레이 후앙; 요시오 우라베
Original assignee: 파나소닉 인텔렉츄얼 프로퍼티 코포레이션 오브 아메리카
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2022-07-05
Also published as: US20240348386A1; BR112018074524A2; KR102653421B1; EP4167682A1; US20220407643A1; CN109315013B; KR102412704B1; EP3488659B8; US20220166573A1; RU2771290C2; KR20240045378A; SG11201810184QA; RU2021117525A3; JP2024026177A; CN115118391A; CN115118390A; CN109315013A; US12052188B2; RU2751081C2; WO2018016313A1

Abstract

본 발명의 송신 장치는 업링크 다중 사용자(UL MU) 송신용 리소스를 할당하기 위한 트리거 프레임을 송신하는 송신기 - 상기 트리거 프레임은 복수의 트리거 타입들 중 하나를 나타내는 타입 서브필드를 포함하는 공통 정보 필드를 포함하고, 상기 복수의 트리거 타입들은 수신자 단말 스테이션으로부터 임의의 타입의 응답 프레임을 요청하기 위해 사용되는 기본 트리거를 나타내는 제 1 트리거 타입, 및 복수의 단말 스테이션들로부터 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 요청하기 위해 사용되는 특정 트리거를 나타내는 제 2 트리거 타입을 포함함 - ; 및 타입 서브필드가 제 2 트리거 타입을 나타내는 경우, 복수의 단말 스테이션들로부터 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 수신하는 수신기를 포함한다.

Description

송신 장치 및 송신 방법{TRANSMISSION APPRATUS AND TRANSMISSION METHOD}

본 발명은 일반적으로 다중 사용자 관리 프레임 교환을 위한 송신 장치 및 송신 방법에 관한 것이다.

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 워킹 그룹은 현재 802.11ax 작업 그룹 하에서 차세대 WLAN(Wireless Local Area Network) 기술을 표준화하는 과정에 있다. 작업 그룹의 주요 목표는 액세스 포인트(AP) 및/또는 단말 스테이션("비-AP STA" 또는 명세서의 나머지 부분에서 단순히 STA)의 고밀도 시나리오에서 시스템 스루풋/영역을 향상시키기 위한 스펙트럼 효율성의 개선이다. IEEE 802.11ax 사양을 기반으로 하는 디바이스는 일반적으로 HF(High Efficiency) 디바이스로 명명된다. 제안되고 있는 다양한 기술 중에서, OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access) 및 업링크 다중 사용자 송신은 IEEE 802.11ax 작업 그룹이 스루풋 개선 목표를 달성하기 위해 채택한 2개의 중요한 기술이다. 도 1은 AP(190) 및 AP(190)와 연관된 다수의 STA를 갖는 예시적인 802.11ax WLAN 네트워크(100)를 도시한다.

IEEE 802.11 사양은 IEEE 802.11 기반의 무선 네트워크 내에서 교환될 수 있는 다양한 타입의 프레임들을 정의한다. 관리 프레임들은 무선 네트워크 내에서 무선 통신을 가능하게 하고 또한 유지하는 데 사용된다. 이들 프레임은 IEEE 802.11 디바이스의 MAC(Medium Access Control) 계층 내에서 생성되고, 또한 일반적으로 이들의 올바른 수신을 확실히 하기 위해 보다 견고한 MCS(Modulation and Coding Scheme)로 전송된다. 관리 프레임들 중 일부는 무선 BSS(Basic Service Set) 내의 AP(Access Point)에 의해 브로드캐스트된다. 브로드캐스트 관리 프레임들은, BSS의 존재뿐만 아니라 그것이 동작하고 있는 무선 채널, SSID(Service Set Identifier) 등과 같은 다양한 특성을 광고하는 비콘 프레임을 포함한다. AP의 통신 범위 내에 있는 STA는, BSS에 아직 가입하지 않았으면 BSS에 처음 가입하기 위해, 또는 BSS에 이미 가입했으면 BSS의 기록을 업데이트하기 위해, 비콘 프레임으로부터 획득된 정보를 사용할 수 있다. 그러나, 대부분의 관리 프레임들은 유니캐스트 방식(즉, 특정한 STA 또는 AP로 어드레스됨)으로 사용된다.

일부 경우에, AP는 관리 프레임들을 특정한 STA로 전송하여 특정 동작을 수행할 것을 요청할 수 있다(예를 들면, BSS를 떠날 것을 STA에게 요청하는 연관 해제 프레임(Disassociate frame)). 그러나, 대부분의 경우에 AP와 STA 사이에서 관련 관리 프레임들의 교환이 이루어질 것이다. 예로서, 연관 요청 프레임이 AP에 의해 STA로 전송되고, STA는 BSS에 가입하기 위해 연관 응답을 AP로 다시 전송한다. 다른 예로서, ADDBA(Add Block Acknowledgment) 요청이 AP에 의해 STA로 전송되고, STA는 2개의 디바이스 간에 블록 Ack 메카니즘의 사용을 셋업하기 위해 AP로 다시 ADDBA 응답 프레임을 전송한다.

비특허문헌 1 : IEEE 802.11-15/0132r17, Specification Framework for TGax, 2015년 5월 비특허문헌 2 : IEEE 802.11-16/0024r1, Proposed TGax draft specification 비특허문헌 3 : IEEE Std 802.11-2012

비록 다운링크(DL) 및 업링크(UL)의 양쪽에서 사용될 수 있는 MU-MIMO(Multi-user Multiple Input Multiple Output) 및 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)를 사용하여 다운링크에서 다중 사용자 전송이 가능하지만, 효율적인 방식으로 다중 사용자 전송에서의 관리 프레임 교환을 수행하는 것은 어렵다.

따라서, 본 발명의 비제한적인 실시예는, 동작시에, 업링크 다중 사용자(UL MU) 송신용 리소스를 할당하기 위한 트리거 프레임을 송신하는 송신기 - 상기 트리거 프레임은 복수의 트리거 타입들 중 하나를 표시하는 타입 서브필드를 갖는 공통 정보 필드를 포함하고, 상기 복수의 트리거 타입들은 수신자 단말 스테이션으로부터 임의의 타입의 응답 프레임을 요청하기 위해 사용되는 기본 트리거를 나타내는 제 1 트리거 타입, 및 복수의 단말 스테이션들로부터 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 요청하기 위해 사용되는 특정 트리거를 나타내는 제 2 트리거 타입을 포함함 - ; 및 동작시에, 타입 서브필드가 제 2 트리거 타입을 나타내는 경우, 복수의 단말 스테이션들로부터 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 수신하는 수신기를 구비하는 송신 장치를 제공한다.

이러한 일반적 및 특정적인 측면들은 디바이스, 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램, 또한 디바이스들, 시스템들, 방법들, 및 컴퓨터 프로그램들의 임의의 조합을 사용하여 구현될 수 있다.

본 명세서에서 설명되는 방법들에 의해 효율적인 방식으로 다중 사용자 관리 프레임 교환이 가능해진다.

개시되는 실시예들의 추가적인 혜택들 및 이점들은 명세서 및 도면들로부터 명백해질 것이다. 이러한 혜택들 및/또는 이점들 중 하나 이상을 얻기 위해 모두 제공될 필요는 없는 명세서 및 도면들의 다양한 실시예들 및 특징들에 의해 혜택들 및/또는 이점들이 개별적으로 얻어질 수 있다.

도 1은 다중 사용자 관리 프레임 교환을 이용하는 시스템에 대한 특정 실시예의 도면이다.
도 2는 블록 Ack 메카니즘의 셋업 및 해제(Teardown)를 포함하는 예시적인 프레임 교환 시퀀스의 도면이다.
도 3은 AP와 다수의 STA들 사이에서 블록 Ack 셋업을 위한 예시적인 프레임 교환 시퀀스의 도면이다.
도 4a는 제 1 실시예에서 사용되는 "TF 타임아웃" 필드를 운반하는 데 사용되는 요소의 구조를 도시한다.
도 4b는 제 1 실시예에서 "TF 타임아웃" 필드의 의미를 나타내는 테이블을 도시한다.
도 5는 AP에 의해 개시되는 본 발명에 따른 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환의 도면이다.
도 6은 AP에 의해 개시되는 본 발명에 따른 다른 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환의 도면이다.
도 7은 STA에 의해 개시되는 본 발명에 따른 다른 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환의 도면이다.
도 8은 STA에 의해 개시되는 본 발명에 따른 또 다른 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환의 도면이다.
도 9a는 제 1 실시예에 따른 트리거 프레임의 구조를 도시한다.
도 9b는 제 1 실시예에 따른 공통 정보 필드의 구조를 도시한다.
도 9c는 제 1 실시예에 따른 타입 의존형 공통 정보 필드의 구조를 도시한다.
도 9d는 제 1 실시예에 따른 여러 프레임 타입들의 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 9e는 제 1 실시예에 따른 서브타입 특정 서브필드의 구조를 도시한다.
도 9f는 제 1 실시예에 따른 액션 카테고리 서브필드에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 9g는 제 1 실시예에 따른 액션 필드 서브필드에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 10a는 제 2 실시예에서 사용되는 바와 같이 "TF 타임아웃" 필드를 운반하는 데 사용되는 HE 변형 집성된 제어(A-Control) 서브필드의 구조를 도시한다.
도 10b는 제 2 실시예에 따른 제어 서브필드의 포맷을 도시한다.
도 10c는 제 2 실시예에 따른 제어 ID 서브필드 값들에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 11a는 제 2 실시예에 따른 다양한 트리거 타입들에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 11b는 제 2 실시예에 따른 바람직한 응답 타입 서브필드의 포맷을 도시한다.
도 11c는 제 2 실시예에 따른 프레임 서브타입에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 11d는 제 2 실시예에 따른 다양한 액션 필드 값들에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 11e는 제 2 실시예에 따른 사용자 정보 필드의 포맷을 도시한다.
도 12a는 제 3 실시예에 따른 ADDBA 확장 요소 필드의 포맷을 도시한다.
도 12b는 제 3 실시예에 따른 ADDBA 성능 필드의 포맷을 도시한다.
도 12c는 제 3 실시예에 따른 다양한 TF 타임아웃 값들에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 13a는 제 3 실시예에 따른 바람직한 응답 타입 서브필드의 구조를 도시한다.
도 13b는 제 3 실시예에 따른 다양한 프레임 타입 값들에 대한 설명을 보여주는 테이블을 도시한다.
도 14는 제 4 실시예에서 사용되는 바와 같이 TF 타임아웃을 운반하는 데 사용되는 UL MU 응답 스케쥴링 제어 서브필드의 구조에 대한 도면이다.
도 15는 제 4 실시예에 따라 AP에 의해 개시되는 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환에 대한 도면이다.
도 16은 본 발명에 따라 다중 사용자 관리 프레임 교환을 개시하기 위해 AP에 의해 수행되는 동작들에 대한 흐름도이다.
도 17은 본 발명에 따라 AP에 의해 개시되는 다중 사용자 관리 프레임 교환에 참여하기 위해 STA에 의해 수행되는 동작들에 대한 흐름도이다.
도 18은 예시적인 AP의 블록도이다.
도 19는 예시적인 STA의 블록도이다.

본 발명은 이하의 도면들 및 실시예들의 도움으로 보다 잘 이해될 수 있다. 여기서 설명되는 실시예들은 단지 본질적으로 예시적인 것으로, 본 발명의 가능한 적용예들 및 사용예들 중 일부를 설명하는 데 사용되며 또한 여기서 명시적으로 설명되지 않은 대안 실시예들과 관련해서 본 발명을 제한하는 것으로 취해지지 않아야 한다.

도 2는 블록 Ack 파라미터의 협상을 목적으로 관리 프레임의 교환에 관여하는 2개의 802.11 디바이스들 간의 프레임 교환의 예시적인 시퀀스(200)를 나타낸다. 인프라스트럭처 BSS에서, 802.11 디바이스들 중 하나는 AP일 것이고, 다른 하나는 STA일 것이다. 시퀀스(200)는 3개의 분명한 단계:(a) 블록 Ack 셋업 단계(210), (b) 하나 이상의 데이터 교환 단계(220) 및 (c) 블록 Ack 해제 단계(230)로 이루어진다. 블록 Ack는 IEEE 802.11e 개정안에서 소개되었던 특징으로, 802.11 디바이스로 하여금, 즉각적인 Ack 프레임들을 각각의 수신된 프레임으로 되돌려 보내는 것을 수신기에게 요구하지 않고서, 다른 802.11 디바이스로 프레임 버스트를 전송하도록 하게 한다.

버스트 전송을 개시하는 802.11 디바이스는 발신자(Originator)로 알려져 있는 반면에, 수신자 802.11 디바이스는 수신자(Recipient)로 알려져 있다. 버스트를 완료한 후에, 발신자는 블록 Ack 요청 프레임을 송신함으로써 수신 프레임들의 비트맵을 포함하는 블록 Ack를 전송할 것을 수신자에게 요청할 수 있다. 이러한 교환은 도 2의 단계 220에 도시되어 있다. IEEE 802.11n 개정안은 A-MPDU로 불리는 단일의 MPDU(Management Protocol Data Unit)에서 데이터의 버스트가 집성되도록 하게 함으로써 이 특징을 더욱 개선하였다. 비록 블록 Ack가 유용한 특징이지만, 이러한 특징이 사용될 수 있기 전에, 발신자 및 수신자 양쪽은 추가적인 리소스를 준비해야 한다. 수신자는 프레임들의 버스트를 수신할 추가적인 버퍼들을 할당해야 할 뿐만 아니라, 프레임들의 수신 상태를 기록할 스코어보드를 유지해야 한다. 마찬가지로 발신자 역시 전송된 프레임들의 기록을 유지해야 한다. 이러한 준비는 블록 Ack 셋업 단계 210에서 행해진다. 이 단계에서, 2개의 802.11 디바이스는 버퍼 사이즈, 관련 프레임들의 트래픽 식별자(TID; Traffic Identifier), 협상의 유효 기간, 등을 협상할 수 있다. 데이터 교환 단계가 완료된 경우, 각 당사자는 해제 단계 230에서 블록 Ack 협의를 해제할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 대부분의 관리 프레임 교환은 2개의 802.11 디바이스들 사이에서, 일반적으로 AP와 STA 사이에서 발생한다. 예로서, 블록 Ack 셋업 단계 210에 관련된 관리 프레임 교환은 도 3에서 보다 상세하게 도시되어 있다. 이 예에서, AP는 발신자이고 STA는 수신자이다. AP가 블록 Ack 특징을 사용할 수 있게 되기 전에, 블록 Ack 특징을 사용하고자 하는 각 STA와 함께, 즉 한번에 하나의 STA와 함께, 블록 Ack 특징을 셋업해야 한다. 프레임 교환 시퀀스들(300, 310, 320)은 STA1, STA2, 및 STAn과 함께 각각 블록 Ack 특징을 셋업하도록 AP에 의해 개시된다. 이들 각각은 AP와 각각의 STA 사이에서 ADDBA 블록 Ack 동작 관리 프레임들의 교환을 포함한다. 예컨대, 시퀀스 300에서, AP는 무선 매체를 위해 경합 - 이 경합 시도는 본 명세서 전체에 걸친 도면들에서 기호 302로 표현됨 - 함으로써 교환을 개시한다.

AP가 경합권을 얻으면, STA1에게 고유하게 어드레스된 ADDBA 요청 프레임(304)을 송신한다. ADDBA 요청 프레임(304)의 수신시에, STA1은 ADDBA 요청 프레임의 종료 후 SIFS(Short Interframe Space)의 지속 기간(duration)에 Ack 프레임(306)을 다시 AP로 송신한다. Ack 프레임의 송신은 무선 매체를 위한 경합을 필요로 하지 않는다. STA가 ADDBA 요청 프레임을 처리했고 그 요청을 받아들이면, STA는 경합하여 무선 매체를 획득한 후에 ADDBA 응답 프레임(308)을 되돌려 보낸다. AP는 Ack 프레임을 송신함으로써 ADDBA 프레임의 수신을 확인 응답한다. STA가 블록 Ack 특징을 사용하려고 하면, 역방향으로도 유사한 프레임 교환이 요구되고, 즉 STA에 의해 개시된다. 관련된 다수의 STA가 존재하는 경우, 이러한 셋업 프로세스가 많은 시간을 차지할 것은 명백하다.

비록 MU-MIMO(Multi-user Multiple Input Multiple Output)를 사용하는 다운링크(DL)에서, 또한 OFDMA(Orthogonal Frequency-Division Multiple Access)를 사용하는 DL 및 업링크(UP)의 양쪽에서 다중 사용자 송신이 가능하지만, 관리 프레임 교환에 관한 한, 특히 UL 방향에서 효율적인 다중 사용자 통신을 방해하는 문제점이 여전히 몇가지 있다. 문제점은 이하의 2개의 문제들로서 요약될 수 있다: 1) 대부분의 관리 프레임들이 최고의 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 액세스 카테고리(AC; Access Category) AC_VO를 사용하여 송신됨. AP가 DL 다중 사용자 PPDU(PHY Protocol Data Unit) 내에서 다수의 STA로 다수의 관리 프레임들을 송신하면, 프레임들을 성공적으로 수신한 STA는 STA가 되돌려 보낼 준비가 되자마자 각각의 응답 관리 프레임을 AP에게 되돌려 보내도록 시도할 것이다. 동시에, 다중 사용자 방식으로 STA로부터 다수의 응답 관리 프레임을 요청하기 위해, AP는 트리거 프레임으로 불리는 새롭게 정의된 제어 프레임의 기본 변형(Basic variant)을 송신하도록 시도할 것이다.

기본 트리거 프레임은 UL 송신에 사용되는 RU(Resource Unit) 할당, PPDU 길이, MCS 등과 같은 정보를 포함한다. 트리거 프레임의 수신시에, 트리거 프레임에서 RU를 할당받은 STA는 UL 다중 사용자 PPDU에서 각각의 UL 프레임을 되돌려 보낸다. 이로 인해 STA의 응답 관리 프레임들이 그들 사이에서 무선 매체를 위해 경합하게 될 뿐만 아니라 AP의 트리거 프레임과 경합하게 된다. 트리거 프레임이 매체로의 액세스를 얻을 수 없거나 그 송신이 지연되는 경우, STA는 그들의 UL 프레임들에 대한 다중 사용자 송신의 사용을 할 수 없게 될 것이다. 2) 트리거 프레임의 기본 변형은 STA가 UL 다중 사용자 PPDU에서 되돌려 보낼 수 있는 프레임 타입을 특정하지 못한다. 이는 몇몇의 STA로 하여금 응답 관리 프레임 이외의 프레임들을 되돌려 보내게 할 수 있어, AP가 하나 이상의 트리거 프레임을 그 STA로 보내어야 하는 상황을 초래한다. 이러한 요인들 모두에 의해 비효율성을 야기할 뿐만 아니라, 응답 프레임들을 되돌려 받을 때의 지연 때문에 요청 프레임들의 일부가 타임아웃 문제에 의해 재발행되어야 할 필요가 있을 수도 있다.

비록 본 명세서에서 설명되는 기술들이 다수의 무선 통신 시스템에 적용될 수 있지만, 예를 위해서, 본 명세서에서의 나머지 설명들은 IEEE 802.11 WLAN 시스템 및 관련 용어들과 관련해서 설명된다. 이는 대안의 무선 통신 시스템들과 관련해서 본 발명을 제한하는 것으로 취해지지 않아야 한다.

도 1을 다시 참조하면, 예시적인 무선 네트워크(100)는 AP(190) 및 다수의 연관된 STA를 포함할 수 있다. STA2(120) 및 STA6(160)은 높은 프로세싱 능력, 및 가능하게는 높은 QoS 요구조건 및 절전에 대한 비교적 낮은 요구조건을 갖는 디바이스 클래스를 나타낸다. STA1(110) 및 STA4(140)는 또한 높은 프로세싱 능력 및 가능하게는 높은 QoS 요구조건을 가질 수 있지만 전력 소비에 대해 비교적 더 관심이 있는 다른 디바이스 크래스를 나타낸다. 반대로, STA3(130) 및 STA5(150)는 낮은 프로세싱 능력을 가질 수 있고 전력 소비에 매우 민감할 수 있는 다른 클래스의 디바이스를 나타낸다. IEEE 802.11ax 용어들에서, STA1(110), STA2(120), STA4(140) 및 STA6(160)은 고성능 디바이스인 클래스 A 디바이스로 간주될 수 있는 반면에, STA3(130) 및 STA5(150)는 저성능 디바이스인 클래스 B 디바이스로 간주된다.

임의의 무선 통신에서의 근본적인 문제는 무선 트랜시버가 어느 한 시점에서 송신 상태 또는 수신 상태에 있을 수 있다는 사실이다. 무선 디바이스가 다수의 트랜시버를 포함하더라도, 트랜시버가 특정 주파수 상에서 송신하고 있는 동안에 송신 신호는 수신 신호보다 몇 배 더 강하기 때문에, 동일한 주파수 상에서 어떠한 신호도 수신할 수 없다. 이로 인해, 사실상 모든 무선 디바이스는 반이중(half-duplex) 통신으로 동작한다. 이러한 사실은 또한 다음의 문제를 초래한다: 송신기가 스스로 송신 신호에 대해 발생할 수 있는 어떠한 충돌도 검출할 수 없음.

IEEE 802.11에서, 이는 수신 디바이스로부터의 포지티브 확인 응답의 사용에 의해 해결된다. 송신기에 의해 요청되면, 수신자는 송신기의 프레임에 대한 성공적인 수신을 확인 응답하기 위해 일종의 확인 응답 프레임(Ack/블록 Ack, 등)을 되돌려 보낼 것이다. 송신기가 자신의 송신에 대한 어떠한 확인 응답도 수신하지 못하면, 송신이 실패했다고 추정하여 프레임 재송신 등과 같은 복구 동작을 수행할 수 있다. 방지 수단과 관련해서, IEEE 802.11은 주요 채널 액세스 메카니즘으로서 CSMA/CA(Channel Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 사용한다. 충돌 회피(Collision Avoidance)는 랜덤 백오프(backoffs)의 사용을 통해 달성되는 반면에, CSMA(Channel Sense Multiple Access)는 물리적 CS(Channel Sense) 메카니즘 및 가상 CS 메카니즘을 사용한다. 물리적 CS 메카니즘은 PHY 계층에 의해 제공되고, 무선 매체의 실제 감지(프리앰블 검출 또는 에너지 검출, 혹은 둘 다)를 포함한다. 가상 CS 메카니즘은 MAC 계층에 의해 제공되고, NAV(Network Allocation Vector)를 사용한다. NAV는 대부분의 IEEE 802.11 프레임에서 발표된 지속 기간 정보를 기반으로 매체에 대한 향후 트래픽의 예측을 유지한다. 이 지속 기간은 MAC 헤더에 포함될 수 있고 및/또는 존재한다면 PHY 헤더에서의 TXOP(Transmit Opportunity) 지속 기간으로부터 획득될 수도 있다. 매체가 사용중임을 물리적 CS 또는 가상 CS가 나타내는 경우, 디바이스는 Ack 프레임 또는 블록 Ack 프레임과 같은 일부 특정 프레임을 제외하고는 어떠한 신호도 전송할 수 없게 된다. 비록 NAV는 디바이스의 송신을 그 통신 범위에 있는 제3자 디바이스로부터 보호하는 데 유용하지만, NAV는 NAV를 설정하는 프레임의 수신자인 STA들로부터의 경합을 방지하도록 설계되지 않는다.

다중 사용자 송신은 MU-MIMO 기술을 통한 IEEE 802.11ac 개정안에서 소개되었지만 다운링크에서만 가능하다. AP는 상이한 공간 스트림(spatial streams)을 사용하여 상이한 STA로 어드레스되는 상이한 유니캐스트 프레임을 송신할 수 있다. 그러나, 추가적인 안테나들 및 기타 복잡성에 대한 요구사항으로 인해, 그 특징은 업링크 방향에 도입되지 않았다. 앞서 설명한 바와 같이, 다운링크 및 업링크 방향의 양쪽에서 OFDMA를 사용하는 다중 사용자 송신은 IEEE 802.11ax 작업그룹이 스루풋 개선 목표를 달성하기 위해 채택한 주요 기술이다. 다운링크 방향에서, 모든 다중 사용자 프레임을 송신하는 것은 AP이기 때문에, 다중 사용자 송신은 비교적 간단하다. DL 다중 사용자 PPDU는 각각의 개별 PHY 서비스 데이터 단위(PSDU)가 운반되는 협대역 채널(리소스 단위 또는 RU로 알려짐)에 관한 정보를 운반하는 와이드 채널 PHY 헤더로 구성된다. 이론적으로, 하나의 20MHz 채널 내에서, 최대 37번의 독립적인 송신이 다중 사용자 PPDU에서 37개의 별개의 STA들로 운반될 수 있다.

다수의 STA들로부터의 송신들 간의 시간 동기화를 필요로 하고 또한 상이한 STA들로부터의 송신들이 서로 간섭하지 않는 것, 즉 각각의 STA가 고유한 RU를 할당받아야 하는 것을 확실히 해야 되기 때문에, 업링크 방향에서의 송신은 더욱 복잡하다. 이는 AP에 의해 송신되는 트리거 프레임이라는 특별한 제어 프레임을 통해 IEEE 802.11ax에서 달성된다. 트리거 프레임은 UL 송신에 사용되는 리소스 유닛(RU) 할당, PPDU 길이, MCS 등과 같은 정보를 포함한다. 트리거 프레임의 수신시에, 트리거 프레임에서의 RU를 할당받은 STA는 무선 매체에 대해 경합할 필요 없이 트리거 프레임의 종료로부터 SIFS 후에 UL 다중 사용자 PPDU에서 각각의 UL 프레임을 송신할 수 있다. 임의의 타입의 프레임을 요청하는 데 사용할 수 있는 기본 트리거 프레임 외에도, 특정 타입의 프레임을 요청하는 데 트리거 프레임의 다양한 변형이 정의되었다. 예컨대, MU-RTS 변형은 다수의 STA로부터 CTS 프레임을 요청하는 데 사용되는 반면에, MU-BAR는 다수의 STA로부터 블록 Ack 프레임을 요청하는 데 사용된다.

상기한 바에 기초하여, 본 출원의 발명자는 본 발명에 도달하였다. 다중 사용자 관리 프레임 교환의 효율적이고 시기 적절한 교환을 가능하게 하는 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 하나 이상의 프레임을 운반하는 DL PPDU에서, AP는, 다시 송신하기 위한 승인을 STA에게 명시적으로 부여하는 다른 프레임을 STA가 수신할 때까지, DL PPDU에 포함된 프레임에서 어드레스된 수신자 STA가 이전 DL PPDU에 대해 즉각적인 확인 응답 이외에 어떠한 프레임도 송신할 수 없게 되는 시간의 지속 기간을 표시한다. 이는, 송신기가 초기 송신의 수신자인 하나 이상의 STA로부터 향후 송신을 보호하는 것으로 여겨질 수 있다. 제3자 STA로부터의 보호는 통상의 NAV 보호 메카니즘을 사용함으로써 보장될 수 있다. 이에 의해 AP가 시기 적절한 방식으로 UL 다중 사용자 PPDU를 요청하는 트리거 프레임을 송신할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 제 2 측면은, UL PPDU에서 요청되는 프레임 타입을 AP에 의해 선호되는 타입으로 제한하도록 트리거 프레임을 커스터마이징하는 것을 포함한다. 다중 사용자 관리 프레임 교환의 경우, 이는 특정 트리거 프레임 타입을 사용하거나 기본 트리거 프레임의 새로운 변형을 사용하여, 어드레스된 STA로 하여금, UL PPDU에 포함되는 AP에 의해 선호되는 정확한 관리 프레임 타입을 모호하지 않게 식별할 수 있게 하는 정확한 관리 프레임 타입 및 서브-타입, 및 기타 세부 사항을 트리거 프레임에서 표시하는 것을 포함한다.

본 발명에서 제안되는 다중 사용자 관리 프레임 교환에 대한 다양한 실시예가 이하의 부분들에서 상세하게 설명된다.

<제 1 실시예>

앞서 언급한 바와 같이, 다중 사용자 관리 프레임 교환의 문제들 중 하나는, 다수의 STA로 어드레스된 관리 요청 프레임을 포함하는 DL 다중 사용자 PPDU를 송신함으로써 AP에 의해 교환이 개시될 때에, 각각의 STA로부터의 대응하는 단일 사용자 관리 응답/보고 프레임이 AP의 트리거 프레임과 함께 매체에 대해 경합할 것이고 트리거 프레임의 송신에 대한 지연을 야기할 수 있다는 점이다. 다수의 관리 응답 프레임을 운반하는 UL 다중 사용자 PPDU가 AP로부터의 트리거 프레임의 수신 없이 송신될 수 없게 되기 때문에, 이는 다중 사용자 관리 프레임 교환의 중단을 야기할 것이다.

AP가 프레임 교환을 개시하여 제3자 STA의 NAV를 설정하는 DL PPDU에서 보다 긴 TXOP 지속 기간을 포함시킴으로써 STA로부터 후속 응답 프레임을 보호하려고 시도하는 것이 가능하다. 이와 달리, AP는 관리 프레임 교환 이전에 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 및 CTS 프레임의 교환과 같은 보호 메카니즘을 사용할 수도 있다. 그러나, 이는 NAV 설정 규칙이 STA에 적용되지 않기 때문에 DL PPDU의 수신자인 STA로부터의 경합으로 인해 지연되는 트리거 프레임의 문제를 해결하지 못한다. AP가 STA의 Ack 프레임을 운반하는 UL PPDU의 종료로부터 SIFS(Short Interframe Space) 후에 트리거 프레임을 DL PPDU로 전송함으로써 DL PPDU의 수신자인 STA로부터 상기한 경합을 피하려고 시도하는 것이 가능하고, 그에 따라 STA의 단일 사용자 관리 응답/보고 프레임이 매체에 대해 경합하는 것을 방지한다. 그러나, STA가 이 지속 기간 내에 관리 응답/보고 프레임을 준비하지 못할 수 있기 때문에, 이 방법은 항상 작동하지 않을 수 있다. 이는 몇 가지 요인, 예를 들면 STA의 프로세싱 능력, 또는 교환되는 관리 프레임의 특성, 또는 STA가 관리 요청 프레임의 수신시에 다른 프로세스들로 분주한 것 등으로 인해 발생할 수 있다. 이는 사용되지 않는 UL PPDU의 RU를 초래하게 되어, 매체의 비효율적인 사용을 야기할 뿐만 아니라, 극단적인 경우에는 제3자 STA가 매체가 유휴 상태임을 감지하여 송신하는 것으로 이어질 수도 있어서 AP에서 충돌을 야기한다.

이 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 새로운 보호 메카니즘이 도입된다. 이는 다운링크 유니캐스트 프레임에서 TF 타임아웃이라고 불리는 트리거 프레임 타임아웃을 나타내는 지속 기간을 포함하는 AP와 관련이 있다. TF 타임아웃을 프레임에 포함시키는 것은, 업링크 프레임을 전송하기 위해 RU를 수신자 STA에 할당하는 타임아웃 지속 기간 내에서 트리거 프레임을, 다음의 다운링크 프레임으로서, 송신하려는 AP의 의도를 나타낸다. TF 타임아웃은 TF 타임아웃을 운반할 분명한 목적을 위해 정의된 새로운 요소에서 별도의 필드로서 운반될 수 있거나 혹은 기존 요소에서 운반될 수도 있다.

도 4a는 제 1 실시예에 따라 TF 타임아웃 지속 기간을 운반하는 요소(400)의 구성을 도시한다. 요소(400)는 요소 ID(410), 길이 필드(420) 및 TF 타임아웃 필드(430)를 포함한다. 요소를 고유하게 식별하는 요소 ID(410)는 길이가 1옥텟이며, IEEE 802.11 사양에 의해 정의된다. 길이 필드(420) 또한 1옥텟 길이이며, 길이 필드 다음의 옥텟들의 수를 특정한다. 이 예에서, 길이 필드는 1옥텟을 나타낸다.

TF 타임아웃 필드(430) 또한 1옥텟 길이이고, 그 인코딩은 도 4b의 테이블(450)에 도시된 바와 같다. TF 타임아웃이 0으로 설정되면, 이는 타임아웃이 설정되지 않았음을 나타내고, 또는 이전에 0이 아닌 값으로 설정된 경우에는 TF 타임아웃을 재설정할 것이다. 0이 아닌 값으로 설정되면, TF 타임아웃은 TU(Time Units, 1TU=1024㎲)의 단위로 타임아웃 지속 기간을 나타낸다.

도 5는 본 발명에 의해 가능하게 되는 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환(500)을 도시한다. 이 예에서 프레임 교환 시퀀스는 도 3에서 언급한 블록 Ack 셋업 프로세스의 다중 사용자 버전으로, AP(발신자)로부터의 ADDBA 요청 프레임과 STA(수신자)로부터의 ADDBA 응답 프레임의 교환을 포함한다. 프레임 교환은 매체에 대해 경합하고, 경합의 승리시에 STA1, STA2, …, STAn으로 어드레스된 하나 이상의 유니캐스트 ADDBA 요청 프레임(504, 506, …, 508)을 운반하는 OFDMA DL 다중 사용자 PPDU(502)를 송신함으로써, AP에 의해 개시된다. 여기서 및 다음 본문에서의 구절 "X, …, Y"는 X부터 Y까지 오름차순으로 번호가 매겨진 객체를 나타낸다. STAn의 문자 'n'은 2보다 크고, 다중 사용자 PPDU에서 어드레스될 수 있는 STA의 최대 수보다 작은 번호를 나타낸다.

제 1 실시예에 따라, ADDBA 요청 프레임들(504, 506, …, 508)의 각각은 또한 TF 타임아웃 필드(430)를 포함하는 요소(400)를 운반한다. TF 타임아웃 필드(430)는, STA가 그들 각각의 UL 프레임을 송신하기 위해 STA에 RU를 할당하는 트리거 프레임(510)을 수신할 때까지, 각각의 ADDBA 요청 프레임들(504, 506, …, 508)의 수신기 어드레스 필드와 일치하는 어드레스들을 갖는 STA(STA1, STA2, …, STAn)가 이전의 DL PPDU로 즉각 응답 확인 이외에 어떠한 프레임도 송신하도록 허용되지 않는 지속 기간을 518로 보여지는 바와 같이 표시한다. TF 타임아웃 지속 기간에 사용되기에 적절한 값을 결정하기 위해, AP는 교환되는 관리 프레임의 타입 또는 STA의 프로세싱 능력 등과 같은 몇 가지 요인을 고려할 수 있다. 예컨대, AP는, ADDTS 프레임이 다수의 파라미터를 포함하고, STA가 ADDTS 프레임을 준비하는 데 보다 긴 시간을 필요로 할 수 있기 때문에, ADDTS 관리 프레임의 교환을 위해 보다 긴 TF 타임아웃 지속 기간을 설정할 수 있다. 마찬가지로, AP는 교환에 관련된 모든 STA가 보다 높은 성능 클래스 A 디바이스인 경우에는 보다 짧은 TF 타임아웃 지속 기간을 설정할 수 있고, STA가 보다 낮은 성능 클래스 B 디바이스인 경우에는 보다 긴 TF 타임아웃 지속 기간을 설정할 수 있다.

또한, TF 타임아웃 지속 기간의 AP의 선택은 STA와의 이전 블록 Ack 셋업 시도들에 대한 AP의 인지를 기반으로 할 수 있다. 예를 들면, STA가 ADDBA 응답 프레임을 제시간에 송신할 수 없는 것으로 인해 STA와의 이전 블록 Ack 셋업 시도가 실패한 경우, AP는 후속 블록 Ack 셋업 시도에서 STA에 대한 보다 긴 TF 타임아웃 지속 기간을 선택할 수 있다. 동일한 프레임 교환에 참여하는 STA 그룹에 대한 TF 타임아웃 지속 기간은 동일한 값으로 설정되어야 한다. TF 타임아웃 지속 기간 계산은 AP의 MAC 계층에서 전용 모듈(1854)에 의해 행해질 수 있거나, 혹은 MAC 내에서 소프트웨어 기능으로서 구현될 수 있다. TF 타임아웃 지속 기간을 수신하는 STA는 MAC 계층 내에서 별도의 타이머(TF 타임아웃 타이머(1954))를 구현하여 이 지속 기간을 카운트다운 할 수 있고, 또한 타이머 값이 0이 아닐 때에 임의의 송신을 제한하는 TX 제한 플래그(1958)를 설정할 수 있다. AP로부터 유효한 트리거 프레임을 수신하고, UL 프레임을 송신하기 위해 RU를 STA에 할당하면, TF 타임아웃 타이머(1954)는 0으로 리셋될 것이며, TX 제한 플래그(1958)는 클리어될 것이다.

AP가 ADDBA 요청 프레임에 대한 Ack 프레임을 수신한 후, Ack 프레임을 되돌려 보낸 STA로부터 ADDBA 응답 프레임을 요청하기 위해 STA에 트리거 프레임(510)을 송신할 것이다. 앞서 언급된 다른 정보와는 별도로, 트리거 프레임(510)은 STA가 바로 다음의 UL PPDU에서 ADDBA 응답 프레임으로 전송할 수 있는 프레임 타입을 제한하는 정보를 포함할 것이다. 예시적인 시퀀스(500)에서, 트리거 프레임(510)은 RU(512, 514, …, 516)를 각각 STA1, STA2, …, STAn에 할당한다. 트리거 프레임은 단일 사용자 PPDU 포맷의 브로드캐스트 트리거 프레임으로서 송신될 수 있거나, 혹은 다중 사용자 PPDU 포맷의 다중 유니캐스트 트리거 프레임으로서 송신될 수도 있다.

STA가 ADDBA 응답 프레임을 제시간에 준비할 수 있을 것이라고 AP가 확신하면, AP는 STA로부터 Ack 프레임을 수신한 직후에 트리거 프레임(510)을 송신하려고 시도하며 매체에 대해 경합할 수 있다. 이와 달리, ADDBA 응답 프레임을 준비하는 데 STA에게 더 많은 시간을 제공하기 위해 다소 나중에 송신을 시도하도록 선택할 수 있지만, 이는 다른 제3자 STA가 트리거 프레임의 송신을 선점할 수 있는 위험을 포함한다. 이 위험은 관리 프레임 교환 이전에 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 및 CTS 프레임의 교환과 같은 보호 메카니즘을 사용함으로써 최소화될 수 있다. AP가 다중 사용자 관리 프레임 교환을 보호하기 위해 MU-RTS/CTS 교환 또는 초기 다운링크 MU PPDU에서 사용되는 TXOP 지속 기간을 선택하는 방법은 또한 TF 타임아웃 지속 기간에 의존적일 수 있다. 이상적으로, 전체 관리 프레임 교환을 커버하는 TXOP 지속 기간은 관리 프레임 교환을 제3자 STA로부터 보호하는 데 바람직하지만, 이러한 보호가 제3자 스테이션에 불공평한 것으로 간주될 수 있기 때문에 TF 타임아웃 지속 기간이 비교적 길 때에 이는 바람직하지 않을 수 있다.

보다 합리적인 방안은 AP가 응답 관리 프레임을 요청하는 트리거 프레임(510)을 보호하기에 충분히 긴 TXOP 지속 기간을 설정하는 것일 수 있고, 트리거 프레임(510)은 후속 프레임 교환을 보호하기에 충분히 긴 TXOP 지속 기간을 갖고서 다음 TXOP를 시작한다. 더욱 보수적인 방안은 Ack 프레임이 다운링크 MU PPDU(502)를 확인 응답할 때까지만 TXOP 지속 기간을 설정하는 것일 수 있고, 이 경우에 제3자 STA에 대한 보호는 없을 것이다. 관리 프레임 교환에 관련된 AP 또는 STA가 트리거 프레임 또는 단일 사용자 응답 관리 프레임을 송신하기 위해 매체에 대해 경합하는 방법은 또한 TXOP 지속 기간의 길이에 의존적일 수 있다. TXOP 지속 기간 내에서, 경합은 랜덤 백오프를 수행하지 않고서 고정된 지속 기간, 예를 들면 PIFS 동안에 매체를 감지하는 것만을 포함할 수 있는 반면, TXOP 지속 기간 외에서 매체 경합은 또한 랜덤 백오프를 포함한다.

트리거 프레임(510)의 수신시에, 각각의 STA(STA1, STA2, …, STAn)는 UL 다중 사용자 PPDU(520), 전체의 완전한 대역을 차지하는 PHY 헤더, 및 각각의 할당된 RU(512, 514, …, 516) 상의 협대역을 차지하는 각각의 ADDBA 응답 프레임(522, 524, …, 526)을 송신할 것이다. UL 다중 사용자 PPDU(520)의 수신시에, AP는 별도의 RU 상에서 개개의 Ack 프레임(532, 543, …, 536)을 운반하는 DL 다중 사용자 PPDU로서 확인 응답 프레임(530)을 송신함으로써 프레임 교환을 완료한다.

도 6은 프레임 교환 시퀀스(500)와 매우 유사한 프레임 교환 시퀀스(600)를 도시하지만, 하나 이상의 STA가 제시간에 요청된 관리 프레임, 즉 이 예에서는 ADDBA 응답 프레임을 준비할 수 없는 경우에 대한 예를 제공한다. 여기서, STA1은 ADDBA 응답 프레임을 되돌려 보낼 수 없고, STA1에 할당된 RU는 612로 표시된 바와 같이 비어 있다. 이러한 경우에, AP는 STA1이 이전에 ADDBA 요청 프레임을 확인했다는 지식을 사용하여, STA1이 나중에 ADDBA 응답 프레임을 송신하려고 시도할 것이라는 교육화된 가정을 형성할 것이다.

EDCA 채널 액세스의 비효율성을 피하기 위해, AP는 Ack 프레임(624, …, 626)을 STAs2, …, STAn으로 운반하는 동일한 DL 다중 사용자 PPDU에서 또 다른 트리거 프레임(622)을 STA1로 전송할 수 있고, 여기서 각 Ack 프레임은 하나의 RU를 점유한다. 트리거 프레임(622)은 Ack 프레임보다 길기 때문에, AP는 패딩(padding)을 최소화하기 위해 Ack 프레임을 운반하는 RU와 비교해서 트리거 프레임에 대해 더 큰 RU를 할당할 수 있다. 또한, 트리거 프레임(622)은 하나의 STA, 즉 STA1에 대해서만 RU를 할당하기 때문에, AP는 그 주파수 대역에서 가장 큰 RU, 예를 들어 20MHz의 동작 대역에서 242톤의 RU를 할당할 가능성이 가장 높다. 다수의 사용자로부터의 다수의 PSDU라는 보다 일반적인 경우 대신에 요청된 업링크 PPDU가 단일 사용자로부터의 PSDU를 운반하기 때문에, 이는 트리거 프레임의 특수한 사용으로 간주될 것이다.

ADDBA 프레임 교환 이외의 관리 프레임 교환에 있어서, AP 및 STA가 블록 Ack 셋업을 이미 수행한 경우, AP는 또한 STA2, …, STAn의 ADDBA 요청 프레임을 확인 응답하는 데 개개의 Ack 프레임(624, …, 626) 대신에 단일의 Multi-STA 블록 Ack 변형 프레임을 사용할 수 있다. 또한, 이는 트리거 프레임(622)과 Ack 프레임 사이의 RU 크기의 균형을 맞추는 데 도움이 될 것이다. 트리거 프레임(620)의 종료 후에 SIFS 지속 기간 동안, STA1은 트리거 프레임(622)에 의해 할당된 RU 상의 AP로 ADDBA 응답 프레임(630)을 다시 송신한다. 마지막으로, AP는 Ack 프레임(640)을 송신함으로써 프레임 교환을 종결한다. 비록 이 예에서는 STA1만이 ADDBA 응답 프레임을 처음으로 송신하는 데 실패하지만, 다른 STA들이 또한 각각의 ADDBA 응답 프레임을 송신하지 못하거나 혹은 STA가 두 번째 또는 후속 트리거 프레임 이후에도 ADDBA 응답 시간을 송신하지 못하는 다수의 다른 시나리오가 가능하다. 또한 여기서 설명된 복구 동작, 즉 Ack 프레임과 동일한 PPDU에서 또 다른 트리거 프레임을 송신하는 것이 이러한 경우에 프레임 교환 시퀀스를 복구하도록 작동할 것이라는 것은 당업자에게 있어서 명백해야 한다. ADDBA 응답 프레임을 송신하지 못한 STA의 개수가 사전 설정된 값보다 적거나, 복구 시도가 다중 사용자 프레임 교환을 위해 AP에 의해 결정된 사전 설정된 타임아웃 지속 기간을 초과할 때까지, AP는 프로세스를 반복할 수 있다.

도 7은 STA와 연관된 AP(수신자)와 STA1, STA2, …, STAn(발신자) 사이에서 블록 Ack 메카니즘을 셋업하는 데 사용되는 다른 예시적인 다중 사용자 관리 프레임 교환 시퀀스(700)를 도시한다. 단일 사용자의 경우, STA는 ADDBA 요청을 AP에 송신함으로써 ADDBA 프레임 교환을 개시할 것이다. 다수의 STA로부터 다수의 이러한 많은 요청을 대기하고 DL 다중 사용자 PPDU에서 ADDBA 응답 프레임을 통합하는 것은 AP에게 있어서 항상 가능하다. 그러나, 보다 효율적인 방법은 STA로부터의 ADDBA 요청들을 동기화하는 것이다.

블록 Ack 셋업을 요청할 가능성이 가장 높은 STA에 관한 충분한 정보를 AP가 갖고 있다고 가정한다. AP는 요청하지 않은 버퍼 상태 보고를 STA로부터 수동적으로 수집함으로써 사전에 그러한 정보를 수집할 수 있고, 또는 AP는 BSRP(Buffer Status Report Poll) 변형 트리거 프레임을 사용하여 STA에게 그 버퍼 상태 보고를 적극적으로 폴링할 수도 있다. 소정의 임계값 이상의 버퍼 부하를 나타내는 STA는 다중 사용자 블록 Ack 셋업을 위한 후보로 간주될 수 있다. 또한, AP는 다중 사용자 블록 Ack 셋업을 위한 후보 STA를 결정하기 위해 STA가 AP와 셋업할 수 있는 기존의 트래픽 스트림(TS)의 정보를 사용할 수 있다. AP는 후보 STA STA1, STA2, …, STAn으로부터 ADDBA 요청 프레임을 요청하는 트리거 프레임(710)을 송신함으로써 프레임 교환 시퀀스를 개시한다.

트리거 프레임(710)의 수신시에, 각 어드레스된 STA는 각각의 ADDBA 요청 프레임(722, 724, …, 726)을 준비하고, UL 다중 사용자 PPDU(720)에서의 각각의 할당된 RU에서 이들을 송신한다. AP는 각 Ack 프레임을 운반하는 DL 다중 사용자 PPDU(730)를 송신함으로써 UL 다중 사용자 PPDU(720)의 수신을 확인 응답한다. 일단 AP가 모든 ADDBA 응답 프레임의 준비를 완료했으면, 매체에 대해 경합하고, 경합에서 승리하면, ADDBA 응답 프레임을 운반하는 DL 다중 사용자 PPDU(740)를 STA로 송신한다. 마지막으로, 프레임 교환 시퀀스는 각 Ack 프레임을 운반하는 UL 다중 사용자 PPDU를 송신함으로써 STA에 의해 종결된다.

도 8은 프레임 교환 시퀀스(700)와 매우 유사한 다른 관리 프레임 교환 시퀀스(800)를 도시한다. AP는 후보 STA STA1, STA2, …, STAn으로부터 ADDBA 요청 프레임을 요청하는 트리거 프레임(810)을 송신함으로써 프레임 교환 시퀀스를 개시한다. 트리거 프레임의 수신시에, 각 어드레스된 STA는 각각의 ADDBA 요청 프레임을 준비하고, UL 다중 사용자 PPDU(820)에서의 각각의 할당된 RU에서 이들을 송신한다. 이 예에서, AP는 ADDBA 요청 프레임을 수신하는 SIFS 지속 기간 내에서 ADDBA 응답 프레임을 준비할 만큼 충분히 빠르다. EDCA 경합의 비효율성을 피하기 위해, AP는 Ack 프레임을 ADDBA 요청 프레임 및 각 ADDBA 응답 프레임에 대해 집성하고, UL PPDU(820)의 종료 후에 SIFS 동안에 DL 다중 사용자 PPDU(830)에서 이들을 송신한다. 마지막으로, 프레임 교환 시퀀스는 각각의 Ack 프레임을 운반하는 UL 다중 사용자 PPDU를 송신함으로써 STA에 의해 종결된다. 이 예에서, 전체 프레임 교환 시퀀스(800)를 완료할 만큼 충분히 길게 트리거 프레임(810)에서의 TXOP 지속 기간을 AP가 설정한다고 가정한다.

도 9a는 본 발명에 따라 특정 타입의 프레임을 요청하도록 커스터마이징될 수 있는 트리거 프레임의 구조를 도시한다. 프레임 구조(900)는 UL 다중 사용자 송신을 위해 리소스를 요청 및 할당하는 데 사용되는 트리거 프레임이라고 불리는 특수 제어 프레임으로서 IEEE 802.11ax에서 제안되었다. 프레임 제어(902), 지속 기간(904), 수신기 어드레스(RA)(906), 송신기 어드레스(TA)(908) 및 프레임 체크 시퀀스(FCS)(918)와 같은 공통의 MAC 프레임 필드와는 별도로, 트리거 프레임은 이하의 필드를 또한 포함한다:

- 트리거 프레임에 의해 RU를 할당받은 모든 STA에게 공통인 정보를 표시하는 데 사용되는 공통 정보 필드(910),

- 특정 사용자에 대해 고유한 정보를 표시하는 데 사용되는 하나 이상의 사용자 정보 필드(912, …, 914). 브로드캐스트 트리거 프레임은 다수의 사용자 정보 필드를 운반하는 반면, 유니캐스트 트리거 프레임은 단일 사용자 정보 필드만을 운반함,

- 선택적으로 트리거 프레임은 또한, 트리거 프레임을 확장하고 STA가 UL 다중 사용자 PPDU를 준비하는 데 더 많은 시간을 제공하기 위해 패딩 필드(916)를 포함할 수 있음.

도 9b는 공통 정보 필드(910)의 구조를 도시하고, 이하의 서브필드를 포함한다:

- 트리거 타입 서브필드(922)는 트리거 프레임의 타입을 표시함. 제 1 실시예에서, 트리거 타입 서브필드는 값 0(제로)으로 설정되고, 기본 트리거 프레임을 표시함,

- 길이 서브필드(924)는 요청된 UL PPDU의 길이를 표시함,

- 캐스케이드 정보 서브필드(926)는 1인 경우 후속 트리거 프레임이 현재의 트리거 프레임에 뒤따를 것임을 표시함,

- CS 요구(Required) 필드(928)는 STA가 응답 프레임을 송신하기 전에 물리적 및 가상의 캐리어 감지를 행하도록 요구되는지를 표시함,

- BW 필드(930)는 채널 대역폭을 표시함,

- 서브필드 CP 및 LTF 타입(932), MU MIMO LTF 모드(934), LTF의 #(936), STBC(938), LDPC 엑스트라 심볼(940), AP TX 파워(942) 및 패킷 확장(944)은 PHY 계층이 UL PPDU를 준비하고 전송하는 데 필요한 정보를 표시함,

- 공간적 재사용(Spatial Reuse) 서브필드(946)는 매체의 공간적 재사용에 대한 정보를 표시함,

- HE-SIGA 예약(Reserved) 서브필드(948)는 UL PPDU의 SIGA 내의 예약된 비트가 어떻게 설정되어야 하는지를 표시함,

- 타입 의존형 공통 정보 서브필드(950)는 그 특정 트리거 프레임 타입에 대해 특정한 정보를 표시한다. IEEE 802.11ax에서 제안된 현재의 기본 트리거 프레임은 타입 의존형 공통 정보 서브필드를 포함하지 않는다.

도 9c는 사용자 정보 필드에 표시된 STA가 트리거 프레임을 따르는 UL PPDU에 포함시킬 수 있는 프레임 타입을 제한하도록 제 1 실시예에서 제안된 타입 의존형 공통 정보 필드(950)의 구조를 도시한다. 기본 트리거 프레임은 현재의 UL PPDU에 포함될 수 있는 응답 프레임 타입에 대한 어떠한 제한도 부여하지 않고 있다. 제 1 실시예에 따라, 2옥텟 길이의 바람직한 응답 타입 서브필드(952)는 타입- 종속형의 공통 정보 필드(950)에 포함되며 다음의 서브필드를 포함한다:

- 1비트 길이의 프레임 타입 서브필드(954)는 UL PPDU에서 요청된 프레임 타입을 표시한다. 값 0은 데이터 프레임을 표시하는 반면에, 값 1은 관리 프레임을 표시한다.

- 4비트 길이의 TID/프레임 서브타입 서브필드(956)는, 프레임 타입 서브필드(954)가 데이터 프레임을 표시하는 경우에는 데이터 프레임의 TID를 표시하고, 또는 프레임 타입 서브필드(954)가 관리 프레임을 표시하는 경우에는 관리 프레임 서브타입을 표시한다. IEEE 802.11 사양에서 프레임 제어 필드에 대해 정의된 서브타입 서브필드와 동일한 프레임 서브타입 인코딩으로서 예를 들어 연관 요청(Association Request) 프레임에 대해서는 0, 액션 프레임에 대해서는 13, 등이 사용될 수 있다.

- 1옥텟 길이의 서브타입 특정 서브필드(958)는, 프레임 타입 서브필드(954)가 데이터 프레임을 표시하는 경우에 예약되고, 프레임 타입 서브필드(954)가 관리 프레임을 표시하는 경우에는 프레임 타입에 관한 추가적인 세부 사항을 표시한다. 서브타입 특정 서브필드(958)의 인코딩은 상이한 관리 프레임들에 대해 상이할 수 있다. 예를 들면, 프레임 서브타입 서브필드(956)가 13, 즉 관리 액션 프레임을 표시하는 경우, 서브타입 특정 서브필드(958)는 5비트 길이의 액션 카테고리 서브필드(972) 및 3비트 길이의 액션 필드 서브필드(974)로 추가로 분할된다. 액션 카테고리 서브필드(972)의 인코딩은 도 9f의 테이블(980)에 상세히 도시되어 있으며, 값 0 내지 21은 예를 들어 스펙트럼 관리 액션 프레임에 대해서는 0, 블록 Ack 액션 프레임에 대해서는 3, 등의 IEEE 802.11 사양에서 정의된 바와 같이 액션 프레임 카테고리를 특정하는데 사용된다. 액션 필드 서브필드(974)는 액션 프레임 카테고리 내의 프레임 포맷을 특정하는 것으로, 액션 카테고리가 블록 Ack 액션 프레임을 표시하는 경우에서의 예는 도 9g의 테이블(990)에 상세히 도시되어 있다. 값 0 내지 7의 의미는 예를 들어 0이 ADDBA 요청을 표시하고, 1이 ADDBA 응답을 표시하는 등의 IEEE 802.11 사양의 관련 부분에서 정의된 것과 동일하다.

바람직한 응답 타입의 인코딩은 도 9d의 테이블(960)에 요약되어 있다.

<제 2 실시예>

제 2 실시예에 따라, AP는 HE 변형 HT 제어 필드의 집성된 제어(A-Control) 서브필드 내의 제어 서브필드들 중 하나를 사용하여 TF 타임아웃을 나타낸다.

도 10a는 IEEE 802.11ax에서 정의된 바와 같이 HE 변형 HT 제어 필드(1000)의 A-Control 서브필드의 포맷을 도시한다. A-Control 서브필드는 하나 이상의 제어 서브필드(1010, …, 1020)의 시퀀스를 포함하고, 뒤따르는 선택형 패딩 서브필드(1030)는 A-Control 서브필드의 길이가 30비트로 되도록 제로의 시퀀스로 설정된다. 각 제어 서브필드는 4비트 길이의 제어 ID 서브필드 및 가변 길이 제어 정보 서브필드로 구성된다. 제어 ID 서브필드는 제어 정보 서브필드에서 운반되는 정보의 타입을 나타내지만, 제어 정보 서브필드의 길이는 예약되지 않은 제어 ID 서브필드의 각 값에 대해 고정된다. 제어 ID 0 내지 3은 802.11ax에서 정의되었으며, 그 세부 사항은 도 10c의 테이블(1060)에 도시된 바와 같다. 도 10b는 제 2 실시예에 따라 TF 타임아웃을 운반하는 데 사용되는 제어 서브필드(1050)의 포맷을 도시한다. 제어 ID 서브필드(1052)와는 별도로, 8비트 길이의 TF 타임아웃 서브필드(1054)를 운반한다. 서브필드의 잠재적인 인코딩은 테이블(1060)의 행(1062)에 상세히 도시되어 있다. 다운링크 프레임의 MAC 헤더에서의 A-Control 서브필드 내에서 TF 타임아웃을 운반하는 것은, TF 타임아웃을 시그널링하는 효율적인 방법일 수 있다.

제 2 실시예에 따라, 관리 프레임을 요청하는 데 사용되는 트리거 프레임에 대해 새로운 트리거 타입이 정의된다. 도 11a의 테이블(1100)은 제 2 실시예에서 제안된 바와 같이 관리 프레임을 요청하는 데 사용되는 트리거 타입에 대한 예시적인 인코딩을 나타내는 행(1102)과 함께, 802.11ax에 정의된 다양한 트리거 타입을 상술한다. 관리 프레임을 요청하는 데 사용되는 경우, 트리거 타입 서브필드(922)는 관리 프레임 트리거를 나타내는 값으로 설정될 것이다.

도 11b는 타입 의존형 공통 정보 필드(950)에 포함되도록 제안된 2옥텟 길이의 바람직한 응답 타입 서브필드(1100)의 구조를 도시하고 있으며, 이는 AP에 의해 선호되는 특정 관리 프레임을 더욱 좁히기 위해 사용되고, 또한 4비트 길이의 프레임 서브타입 서브필드(1112) 및 8비트 길이의 서브타입 특정 서브필드(1114)를 포함하는 반면 나머지 4비트는 예약되어 있다. 프레임 서브타입 서브필드(1112)는 요청되고 있는 관리 프레임 서브타입을 나타내고, IEEE 802.11 사양의 프레임 제어 필드에 대해 정의된 서브타입 서브필드와 동일한 프레임 서브타입 인코딩이 사용될 수 있다. 서브타입 특정 서브필드(1114)의 인코딩은 상이한 관리 프레임에 대해 상이할 수 있으며, 프레임 서브타입 서브필드(1112)가 관리 액션 프레임을 나타낼 때의 예시적인 인코딩은 도 9e에 도시되어 있다.

도 11d의 테이블(1140)은 액션 카테고리가 QoS 액션 프레임에 대해 1을 나타낼 때의 액션 필드 서브필드(974)에 대한 예시적인 인코딩을 도시한다. 0 내지 6의 값의 의미는 IEEE 802.11 사양의 관련 부분에서 정의된 것과 동일하다: 예를 들면, 1은 ADDTS 응답을 나타냄, 4는 QoS 맵 구성을 나타냄, 등.

도 11e는 사용자 정보 필드들(912, …, 914) 중 하나의 구조(1150)를 도시하고 이하의 서브필드들을 포함한다:

- 사용자 정보 필드가 의도하는 STA의 AID를 운반하는 AID 12 서브필드(1152),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 할당되는 RU를 나타내는 RU 할당 서브필드(1154),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 의해 응답으로서 전송되는 업링크 PPDU의 코드 타입을 나타내는 코딩 타입 서브필드(1156),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 의해 응답으로서 전송되는 업링크 PPDU의 MCS를 나타내는 MCS 서브필드(1158),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 의해 응답으로서 전송되는 업링크 PPDU에 의해 듀얼 캐리어 변조(DCM)가 사용되는 것인지 여부를 나타내는 DCM 서브필드(1160),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 의해 응답으로서 전송되는 업링크 PPDU의 공간 스트림을 나타내는 SS 할당 서브필드(1162),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 의해 응답으로서 전송되는 업링크 PPDU에 대한 AP의 예상 RSSI를 나타내는 타겟 RSSI 서브필드(1164),

- 1비트의 예약 필드(1165),

- 사용자 식별자 서브필드(1152)에 의해 식별된 STA에 대해 특정된 정보를 나타내는 타입 의존형 사용자 정보 서브필드(1166). 제 2 실시예에 따라, 트리거 타입 서브필드(922)가 관리 프레임 트리거를 나타내는 값으로 설정되는 경우, 타입 의존형 사용자 정보 서브필드(1166)는 관리 프레임 교환과 관련된 사용자 특정 추가 정보를 운반한다. 예로서, ADDTS QoS 액션 프레임의 교환시에 사용될 때에는 TSID(Traffic Stream ID) 값을 포함할 수 있고, 또는 블록 Ack 액션 프레임의 교환시에 사용될 때에는 TID 값을 포함할 수 있다; 상이한 사용자 정보 필드는 상이한 값을 운반할 수 있다.

<제 3 실시예>

제 3 실시예에 따라, TF 타임아웃을 운반하는 다른 방법이 제안된다. 새로운 요소를 정의하는 대신에, 관리 프레임에 의해 이미 운반된 기존 요소가 TF 타임아웃을 수행하는 데 AP에 의해 사용될 수 있다.

블록 Ack 액션 프레임의 경우에서의 예가 도 12a에 도시되어 있다. TF 타임아웃은 ADDBA 확장 요소(1200)에서 운반된다. 요소 ID(1202)는 802.11 사양에 의해 특정되는 바와 같이 설정된다; 길이 필드(1204)는 1옥텟을 나타내는 반면 ADDBA 성능 필드(1206)는 도 12b에 도시된 바와 같이 커스터마이징된다. 기존의 비단편화(No-Fragmentation) 서브필드(1212)와는 별도로, 나머지 7비트는 현재 예약되어 있다. 제 3 실시예에 따라, 예약 비트들 중 일부, 예를 들어 6비트는 TF 타임아웃(1224)을 나타내는 데 사용되는 반면 나머지 1비트는 예약된다. TF 타임아웃의 인코딩은 도 12c의 테이블(1230)에 상술되어 있다: 0의 값은 TF 타임아웃이 설정되지 않았음을 표시하거나 또는 이전에 설정된 TF 타임아웃을 리셋하는 데 사용되는 반면, 1 내지 63의 값은 1 내지 63 TU의 타임아웃 값들을 각각 표시한다. 제 1 실시예와 비교하여, 제 2 실시예에서 제안된 방법에 의해 설정될 수 있는 TF 타임아웃 범위는 TF 타임아웃을 나타내기 위해 기존의 요소들에서 얼마나 많은 비트들이 이용 가능한지에 따라 보다 짧을 수 있지만, 보다 짧은 범위를 갖고 있더라도 실제 구현에서 TF 타임아웃 지속 기간이 매우 클 것으로 예상되지 않기 때문에 AP의 송신을 보호하는 목표가 충족될 수 있다.

제 3 실시예에 따라, 제 1 실시예에서 제안된 트리거 프레임의 변형인 트리거 프레임의 다른 변형이 제안된다. 도 13a는 제 3 실시예에 따라 타입 의존형 공통 정보 필드(950)에 포함되도록 제안된 2옥텟 길이의 바람직한 응답 타입 서브필드(1300)의 구조를 도시한다. 바람직한 응답 타입 서브필드(1300)는 2비트 프레임 타입 서브필드(1310), 4비트 TID/프레임 서브타입 서브필드(1320) 및 8비트 서브타입 특정 서브필드(1330)를 포함하는 반면, 나머지 2비트는 예약된다.

나머지 서브필드는 제 1 실시예에서 정의된 것과 동일하지만, 프레임 타입 서브필드(1310)의 인코딩은 도 13b의 테이블(1340)에 상술되어 있으며, 802.11 사양에서의 프레임 제어 필드에 대해 정의된 타입 서브필드의 정의와 일치한다. TID/프레임 서브타입 서브필드(1320)는, 프레임 타입 서브필드(1310)가 데이터 프레임을 나타내는 경우에는 데이터 프레임의 TID를 표시하고, 프레임 타입 서브필드(1310)가 관리 프레임을 나타내는 경우에는 관리 프레임 서브타입을 표시하고, 프레임 타입 서브필드(1310)가 제어 프레임을 나타내는 경우에는 제어 프레임 서브타입을 표시한다. 서브 타입 특정 서브필드(1330)는 프레임 타입 서브필드(1310)가 관리 프레임을 나타내는 경우에는 프레임 타입에 관한 추가적인 세부 사항을 표시하고, 그렇지 않으면 데이터 및 제어 프레임을 위해 예약된다. 서브타입 특정 서브필드(1330)의 인코딩은 상이한 관리 프레임에 대해 상이할 수 있고, 프레임 서브타입 서브필드(1320)가 관리 액션 프레임을 나타낼 때의 예시적인 인코딩은 도 9e에 도시되어 있다.

<제 4 실시예>

제 4 실시예에 따라, 다중 사용자 관리 프레임 교환을 개시하는 DL 다중 사용자 PPDU에서, DL 다중 사용자 PPDU에 후속하는 다음 프레임으로서, RU를 STA에 할당하는 트리거 프레임을 송신하려는 AP의 의도를 수신자 STA에게 나타내기 위해, AP는 TF 플래그라고 불리는 하나 이상의 플래그를 포함한다. TF 플래그는 HE 변형 HT 제어 필드(1000)의 A-Control 서브필드의 제어 서브필드들 중 하나에서 운반될 수 있다.

도 14는 제어 ID 서브필드가 0인 경우에 제어 서브필드(1450)의 구조를 도시하며, 이 경우에 제어 정보 서브필드는 제어 서브필드를 포함하는 프레임으로 즉각적인 확인 응답을 운반하는 UL 다중 사용자 PPDU에 대한 스케줄링 정보를 운반한다. 제어 서브필드(1450)는 이하의 서브필드를 포함한다:

- 업링크 응답 PPDU의 길이를 나타내는 UL PPDU 길이 서브필드(1452),

- 업링크 응답 PPDU를 송신하기 위해 할당된 RU를 나타내는 RU 할당 서브필드(1454),

- AP의 송신 전력을 나타내는 DL TX 전력 서브필드(1456),

- AP의 타겟 수신 파워를 나타내는 UL 타겟 RSSI 서브필드(1458),

- 업링크 응답 PPDU에 사용될 MCS를 나타내는 UL MCS 서브필드(1460),

- 제어 서브필드(1450)를 포함하는 프레임에 후속하는 다음 프레임으로서, 후속 업링크 응답 PPDU를 송신하기 위해 RU를 STA에 할당하는 트리거 프레임을 송신하려는 AP의 의도를 나타내는 제 4 실시예에서 제안된 TF 플래그(1462).

TF 플래그(1462)가 1로 설정되면, 이는 송신 제한을 나타내고, TF 플래그(1462)를 운반하는 프레임의 수신자인 STA는, 자신에게 RU를 할당하는 AP로부터 트리거 프레임을 수신할 때까지 또는 TF 플래그(1462)를 운반하는 프레임에 의해 표시되는 TXOP 지속 기간이 만료될 때까지, 즉각적인 확인 응답 프레임을 제외하고는 매체 상에서 어떤 것도 송신하지 못하게 된다. 즉, 제 4 실시예에 따라, TF 플래그(1462)를 운반하는 프레임에 의해 표시되는 TXOP 지속 기간은 다른 실시예에서 제안되었던 암시적인 TF 타임아웃으로서 기능한다. STA가 트리거 프레임을 수신하지 못하는 경우, STA는 TXOP가 만료되면 정상적인 송신을 재개할 수 있다.

도 15에서의 프레임 교환 시퀀스(1500)는 제 4 실시예에 따른 다중 사용자 관리 프레임 교환의 예를 도시한다. 블록 Ack 셋업을 위한 관리 프레임 교환을 예로 한다. 다운링크 다중 사용자 PPDU(1510)는 STA STA1, …, STAn으로 어드레스된 다수의 유니캐스트 ADDBA 요청 프레임들(1512, …, 1516)을 운반한다. 또한, 각각의 ADDBA 요청 프레임은, 1로 설정된 TF 플래그(1462)와 함께, Ack 프레임에 대한 RU를 ADDBA 요청 프레임에 할당하는 제어 서브필드(1450)를 운반한다. 또한, PPDU(1510)는 STA로부터 ADDBA 응답 프레임을 요청하는 트리거 프레임(1530)의 송신을 AP가 예상하는 시간을 커버하기에 충분히 긴 TXP 지속 기간(1520)만을 설정한다. TXOP 지속 기간(1520)은 제3자 STA에 대한 트리거 프레임(1520)에 대한 보호로서 기능한다. TF 플래그(1462)가 1로 설정되기 때문에, STA는 트리거 프레임(1530)이 수신될 때까지 각각의 단일 사용자 ADDBA 응답 프레임을 송신하지 못하게 된다.

TF 플래그를 운반하는 또 다른 방법은 다중 사용자 관리 프레임 교환을 개시하는 DL 다중 사용자 PPDU의 PHY 헤더에서 하나의 비트, 예를 들어 HE SIG-B의 공통 블록 필드에서 하나의 비트를 사용하는 것이다. 비트가 설정되면, 송신 제한은 SIG-B 사용자 필드에서 할당된 비-브로드캐스트 RU를 갖는 모든 STA에 대해 적용한다.

<무선 통신 시스템>

도 16은 AP에 의해 개시된 다중 사용자 관리 프레임 교환을 용이하게 하기 위해 AP에 의해 구현되는 예시적인 방법(1600)을 도시한다. 또한, STA에 의해 개시된 프레임 교환의 경우에 대한 예는 유사하므로 설명되지 않는다. 1610에서, 상위층 애플리케이션으로부터의 정보에 기초하거나, 또는 AP의 버퍼 등의 기존 데이터 프레임에 기초하여, AP는 AP가 관리 프레임 교환을 개시하고자 하는 STA 그룹을 선택한다. 또한, AP는 그룹의 선택시에 STA의 능력, 예를 들어 하나의 그룹에서 높은 성능의 클래스 A STA를 그룹화하고, 또 다른 그룹에서 낮은 성능의 클래스 B STA를 그룹화하는 등과 같이 다른 요인을 고려할 수 있다.

1620에서, 유사한 정보에 기초하여, AP는 또한 TF 타임아웃에 사용될 값, 또는 TF 플래그 방법이 사용되는 경우에 사용될 적절한 TXOP 지속 기간을 결정한다. 1630에서, AP는 유니캐스트 관리 프레임을 운반하기 위해 다중 사용자 PPDU를 구성하고, TF 타임아웃 또는 TF 플래그를 포함한다. 1640에서, 매체에 대해 경합한 후에, AP는 다중 사용자 PPDU를 송신한다. 1650에서, AP는 각각의 응답 관리 프레임을 되돌려 보내기 위해 RU를 STA에 할당하는 트리거 프레임을 구성하고, 적절한 시간 동안 대기한 후에, AP는 트리거 프레임을 송신한다. 1660에서, STA로부터 응답 관리 프레임을 수신하면, AP는 각각의 Ack 프레임을 운반하는 다중 사용자 PPDU를 송신한다. 임의의 STA가 응답 관리 프레임을 되돌려 보내지 못하게 되면, AP는 또한 이러한 각 STA에 대해 RU를 할당하는 브로드캐스트 또는 단일/다중의 유니캐스트 트리거 프레임을 다중 사용자 PPDU에 포함시킨다. TXOP 지속 기간이 만료될 때까지 또는 AP가 관련된 모든 STA로부터 응답 관리 프레임을 수신하면, 이 단계는 필요에 따라 반복될 수 있다.

도 17은 AP에 의해 개시된 다중 사용자 관리 프레임 교환에 참여하기 위해 STA에 의해 구현되는 예시적인 방법(1700)을 도시한다. 또한, STA에 의해 개시된 프레임 교환의 경우에 대한 예는 유사하므로 설명되지 않는다. 1710에서, STA는 AP에 의해 송신된 다중 사용자 PPDU를 수신하고, PHY 헤더로부터의 관련 정보에 기초하여, STA로 어드레스된 관리 프레임을 추출한다. 1720에서, 수신된 관리 프레임을 처리하는 것과는 별도로, STA는 또한 TF 타임아웃 필드 또는 TF 플래그를 추출하고, TF 타임아웃 지속 기간으로 초기화되거나 또는 TF 플래그 방법이 사용될 때에는 남아 있는 TXOP 지속 기간으로 초기화되는 타이머를 시작한다. 상기 타이머가 0이 아닌 동안에, STA는 수신된 관리 프레임에 대한 즉각적인 확인 응답 이외의 임의의 프레임을 송신하는 것을 억제한다.

1730에서, AP로부터 요청을 수용하고 트리거 프레임을 대기하는 경우에 STA는 응답 관리 프레임을 준비한다. 1740에서, AP로부터 트리거 프레임을 수신하면, 상기 타이머는 리셋되고 STA는 트리거 프레임에 의해 STA에 할당된 RU 상에서 준비된 응답 관리 프레임을 송신한다. 한편, STA가 AP로부터 트리거 프레임을 수신하기 전에 상기 타이머가 만료되면, 송신 제한이 제거되어 STA는 자유롭게 경합하고 응답 관리 프레임을 단일 사용자 PPDU 포맷으로 송신한다.

<액세스 포인트 구성>

도 18은 도 1의 AP(190)일 수 있는 예시적인 AP(1800)의 블록도이다. AP(1800)는 메모리(1820), 2차 저장 장치(1840), 하나 이상의 무선 통신 인터페이스(1850)뿐만 아니라 다른 유선 통신 인터페이스(1880)에 연결된 CPU(1830)를 포함한다. 2차 저장 장치(1840)는 관련 인스트럭션 코드, 데이터 등을 영구적으로 저장하는 데 사용되는 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 시작할 때에, CPU(1830)는 실행을 위해 휘발성 메모리(1820)에 인스트럭션 코드뿐만 아니라 관련 데이터를 복사할 수 있다. 인스트럭션 코드는 AP(1800)의 동작에 요구되는 오퍼레이팅 시스템, 사용자 애플리케이션, 디바이스 드라이버, 실행 코드, 등일 수 있다. 인스트럭션 코드의 크기, 그에 따라 2차 저장 장치(1840) 및 메모리(1820)의 양쪽에 대한 저장 용량은 STA(1700)보다 실질적으로 더 클 수 있다.

또한, STA(1800)는 대부분의 경우에 전력 공급선(power mains)일 수 있는 전원(1810)을 포함할 수 있지만, 일부 경우에는 일종의 고용량 배터리 예를 들어 자동차 배터리일 수도 있다. 유선 통신 인터페이스(1880)는 이더넷 인터페이스, 또는 전력선 인터페이스, 또는 전화선 인터페이스 등일 수 있다. 무선 통신 인터페이스(1850)는 셀룰러 통신용 인터페이스, 또는 지그비와 같은 단거리 통신 프로토콜용 인터페이스를 포함할 수 있거나, 혹은 WLAN 인터페이스일 수 있다.

무선 인터페이스(1850)는 MAC 모듈(1852) 및 PHY 모듈(1860)을 더 포함할 수 있다. AP의 MAC 모듈(1852)은 STA(1900)의 것보다 실질적으로 더욱 복잡할 수 있고, 또한 다수의 서브 모듈을 포함할 수 있다. 다른 서브 모듈들 중에서, MAC 모듈(1852)은 방법(1600)의 단계(1620)를 수행하는 것을 담당하는 TF 타임아웃 계산기(1854)를 포함할 수 있다. 또한, MAC 모듈(1852)은 트리거 프레임에서 바람직한 응답 타입을 표현하는 데 사용되는 인코딩의 테이블(1856)을 저장할 수 있다. PHY 모듈은 MAC 모듈 데이터를 송신/수신 신호로/로부터 변환하는 것을 담당한다. 또한, 무선 인터페이스는 무선 매체 상에서/로부터 무선 통신 신호의 실제 송신/수신을 담당하는 하나 이상의 안테나(1870)에 PHY 모듈을 거쳐서 연결될 수 있다.

특정 실시예에서, 오퍼레이팅 시스템은 실시간 오퍼레이팅 시스템(RTOS; Real Time Operating System)을 포함하고, 사용자 애플리케이션은 웹 브라우저 또는 스마트폰 애플리케이션을 포함하고, 디바이스 드라이버는 WLAN 드라이버를 포함하고, 실행 코드는 CPU(1830)에 의한 실행시에 방법(1600)이 실행되게 하는 코드를 포함할 수 있다. 구현에 따라, 바람직한 응답 타입 인코딩 테이블(1856)은 바람직한 응답 타입 인코딩(960)을 나타낼 수 있거나, 바람직한 응답 타입 인코딩(1130)을 나타낼 수 있거나, 바람직한 응답 타입 인코딩(1340)을 나타낼 수 있다. 바람직한 응답 타입 인코딩 테이블(1856)은 제작시에 디폴트값으로 저장될 수 있지만, AP(1800)는 또한 일반적인 네트워크 상태에 따라 필요한 경우 이들을 수정할 수 있고, 예를 들어 연관 프로세스 동안에 새로운 테이블 콘텐츠를 구성원 STA과 통신할 수 있거나, 혹은 AP(1800)는 비콘 프레임과 같은 몇몇의 주기적 프레임에서 정보 요소로 새로운 테이블 콘텐츠를 광고하도록 선택할 수도 있다.

AP(1800)는 도 18에서 명확성을 위해 도시되지 않은 다수의 기타 구성요소를 포함할 수 있다. 본 발명과 가장 관련되어 있는 구성요소들만이 도시되어 있다.

<STA의 구성>

도 19는 도 1의 STA들 중 임의의 하나일 수 있는 예시적인 STA(1900)의 블록도이다. STA(1900)는 메모리(1920), 2차 저장 장치(1940) 및 하나 이상의 무선 통신 인터페이스(1950)에 연결된 CPU(1930)를 포함한다.

2차 저장 장치(1940)는 관련 인스트럭션 코드, 데이터 등을 영구적으로 저장하는 데 사용되는 비휘발성 컴퓨터 판독 가능 저장 매체일 수 있다. 시작할 때에, CPU(1930)는 실행을 위해 휘발성 메모리(1920)에 인스트럭션 코드뿐만 아니라 관련 데이터를 복사할 수 있다. 인스트럭션 코드는 STA(1900)의 동작에 요구되는 오퍼레이팅 시스템, 사용자 애플리케이션, 디바이스 드라이버, 실행 코드, 등일 수 있다. 또한, STA(1900)는 전원(1910), 예를 들어 리튬 이온 배터리 또는 코인 셀 배터리, 등을 포함할 수 있다. 무선 통신 인터페이스(1950)는 셀룰러 통신용 인터페이스, 또는 지그비와 같은 근거리 통신 프로토콜용 인터페이스를 포함할 수 있거나, 혹은 WLAN 인터페이스일 수 있다.

무선 인터페이스(1950)는 MAC 모듈(1952) 및 PHY 모듈(1960)을 더 포함할 수 있다. 다른 서브 모듈들 중에서, MAC 모듈(1952)은 TF 플래그 방법이 사용되는 경우에 TXOP 지속 기간, 또는 TF 타임아웃 필드에 기초하여, 송신 제한 기간을 계속해서 추적하기 위해 TF 타임아웃 타이머(1954)를 포함할 수 있다. MAC 모듈(1952)은 송신 제한 상태를 기록하기 위해 TX 제한 플래그(1958)를 유지할 수 있다: 플래그가 설정되면, STA는 즉각적인 확인 응답 이외의 프레임 송신을 억제한다. 또한, MAC 모듈(1952)은 바람직한 응답 타입 인코딩을 나타내는 데 사용되는 비트 인코딩의 테이블(1956)을 저장할 수 있다. PHY 모듈은 MAC 모듈 데이터를 송신/수신 신호로/로부터 변환하는 것을 담당한다. 또한, 무선 인터페이스는 무선 매체 상에서/로부터 무선 통신 신호의 실제 송신/수신을 담당하는 하나 이상의 안테나(1970)에 PHY 모듈을 거쳐서 연결될 수 있다.

특정 실시예에서, 오퍼레이팅 시스템은 실시간 오퍼레이팅 시스템(RTOS)을 포함하고, 사용자 애플리케이션은 웹 브라우저 또는 스마트폰 애플리케이션을 포함하고, 디바이스 드라이버는 WLAN 드라이버를 포함하고, 실행 코드는 CPU(1930)에 의한 실행시에 방법(1700)이 실행되게 하는 코드를 포함할 수 있다. TF 타임아웃 타이머(1954)는 TF 타임아웃을 계속해서 추적하기 위해 1720에서 사용된다. 구현에 따라, 바람직한 응답 타입 인코딩 테이블(1956)은 바람직한 응답 타입 인코딩(960)을 나타낼 수 있거나, 바람직한 응답 타입 인코딩(1130)을 나타낼 수 있거나, 바람직한 응답 타입 인코딩(1340)을 나타낼 수 있다. 바람직한 응답 타입 인코딩 테이블(1956)은 제작시에 디폴트값으로 저장될 수 있다. 또한, 바람직한 응답 타입 인코딩 테이블(1956)은 연관 프로세스 동안에 AP에 의해 통신되는 값에 따라, 또는 비콘 프레임과 같은 주기적인 프레임에서 AP에 의해 정기적으로 광고되는 값에 기초하여 업데이트될 수 있다.

STA(1900)는 도 19에서 명확성을 위해 도시되지 않은 다수의 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 본 발명과 가장 관련되어 있는 구성요소들만이 도시된다.

전술한 실시예에서, 본 발명은 예를 들어 하드웨어로 구성되지만, 하드웨어와 협력하여 소프트웨어에 의해 제공될 수도 있다.

또한, 실시예의 설명에서 사용된 기능 블록은, 통상, 집적 회로인 LSI 디바이스로서 구현된다. 기능 블록은 개개의 칩으로서 형성될 수 있거나, 기능 블록의 일부 또는 전부는 단일 칩에 집적될 수 있다. "LSI"의 용어가 본 명세서에서 사용되지만, 집적도에 따라 "IC", "시스템 LSI", "슈퍼 LSI", "울트라 LSI"의 용어도 사용될 수 있다.

또한, 회로 집적은 LSI에 한정되지 않으며, 전용 회로 또는 LSI 이외의 범용 프로세서에 의해 달성될 수 있다. LSI의 제조 후에, 프로그래밍 가능한 FPGA, 또는 LSI에서 회로 셀의 접속 및 설정을 재구성할 수 있게 하는 재구성 가능 프로세서가 사용될 수 있다.

LSI를 대체하는 회로 집적 기술이 반도체 기술 또는 그 기술로부터 도출된 다른 기술에서의 발전의 결과로서 나타나면, 기능 블록들은 이러한 기술을 사용하여 통합될 수 있다. 또 다른 가능성은 생명 공학 등의 응용이다.

(산업상 이용가능성)

본 발명은 효율적인 방식으로 다수의 무선 디바이스들 간의 관리 프레임 교환을 가능하게 하는 데 사용될 수 있다.

100: 무선 네트워크
110, 120, 130, 140, 150, 160, 1900: STA
190, 1800: AP
1810, 1910: 전원
1820, 1920: 메모리
1830, 1930: CPU
1840, 1940: 2차 저장 장치
1850, 1950: 무선 인터페이스
1852, 1952: MAC 모듈
1854: TF 타임아웃 계산기
1856, 1956: 바람직한 응답 타입 테이블
1860, 1960: PHY 모듈
1870, 1970: 안테나
1880: 유선 통신 인터페이스
1954: TF 타임아웃 타이머
1958: TX 제한 플래그

Claims

송신 장치에 있어서,
동작시에, 업링크 다중 사용자(UL MU; Uplink Multi User) 송신을 위한 리소스를 할당하기 위한 트리거 프레임을 송신하는 송신기 - 상기 트리거 프레임은 복수의 트리거 타입들 중 하나를 나타내는 타입 서브필드를 포함하는 공통 정보 필드를 포함하고, 상기 복수의 트리거 타입들은 제 1 트리거 타입을 포함함 - 와,
동작시에, 상기 UL MU 송신의 데이터를 수신하는 수신기를 포함하며,
상기 타입 서브필드가 상기 제 1 트리거 타입을 나타내는 것에 응답하여, 상기 트리거 프레임은 제 1 타입 의존 필드를 포함하고, 상기 제 1 타입 의존 필드는 상기 UL MU 송신의 데이터를 위하여 사용되는 트래픽 식별자(TID; Traffic Identifier)를 나타내는 정보를 포함하는
송신 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 정보는 상기 UL MU 송신의 데이터를 위한 사용에 선호되는 트래픽 카테고리인
송신 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 트리거 타입들은 제 2 트리거 타입과 제 3 트리거 타입을 포함하고, 상기 제 1 트리거 타입은 기본 트리거를 나타내며, 상기 제 2 트리거 타입은 다중 사용자 블록 Ack 요청을 나타내고, 상기 제 3 트리거 타입은 복수의 단말 스테이션들로부터 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 요청하기 위해 사용되는 특정 트리거를 나타내며,
상기 타입 서브필드가 상기 제 3 트리거 타입을 나타내는 경우, 상기 수신기는 상기 복수의 단말 스테이션들로부터 상기 특정 타입의 UL MU 응답 프레임을 수신하고,
상기 타입 서브 필드가 상기 제 3 트리거 타입을 나타내는 것에 응답하여, 상기 트리거 프레임은 상기 복수의 단말 스테이션 각각에 요구된 피드백 타입을 포함하는 피드백 타입 서브 필드를 포함하고, 상기 트리거 프레임은 피드백 보고를 요청하는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 기본 트리거는 단말 스테이션으로부터 복수 개의 타입의 응답 프레임을 요청하기 위하여 사용되는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 특정 타입의 UL MU 응답 프레임은 다중 사용자 관리 프레임 교환을 위한 복수의 관리 프레임 타입들 중 하나인
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 트리거 프레임은, 상기 복수의 단말 스테이션들 각각에 대한 사용자 정보 필드를 포함하고, 상기 사용자 정보 필드는 상기 복수의 단말 스테이션들 중 대응하는 하나의 단말 스테이션에 의해 사용되는 하나 이상의 RU를 나타내는 리소스 유닛(RU) 할당 서브필드를 포함하는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 트리거 프레임은 상기 복수의 단말 스테이션들 중 하나를 연관시키기 위한 복수의 비트를 운반하는 AID 서브 필드, 및 상기 복수의 단말 스테이션들 각각에 대한 사용자 정보 필드를 포함하고,
상기 사용자 정보 필드는 상기 AID 서브필드에 의해 표시되는 상기 복수의 단말 스테이션들 중 대응하는 하나의 단말 스테이션에 의해 사용되는 하나 이상의 RU를 나타내는 리소스 유닛(RU) 할당 서브필드를 포함하는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 트리거 프레임은 상기 복수의 단말 스테이션들이 확인 응답(ACK) 프레임 이외의 어떠한 프레임도 송신하지 못하게 되는 송신 제한 지속 기간을 나타내는 타임아웃 서브필드를 포함하는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 트리거 프레임은 상기 트리거 프레임의 종료 후 SIFS(Short Interframe Space)의 지속 기간 이후에 상기 단말 스테이션으로부터의 상기 UL MU 응답 프레임을 요청하는
송신 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 타입 서브 필드가 상기 제 3 트리거 타입을 나타내는 것에 응답하여, 상기 트리거 프레임은 상기 제 3 트리거 타입에 특정되는 정보를 포함하는 제 2 타입 의존 필드를 포함하는
송신 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 피드백 타입 서브 필드는 상기 타입 의존 필드 내에 포함되는
송신 장치.
송신 방법에 있어서,
업링크 다중 사용자(UL MU) 송신용 리소스를 할당하기 위한 트리거 프레임을 송신하는 단계 - 상기 트리거 프레임은 복수의 트리거 타입들 중 하나를 나타내는 타입 서브필드를 포함하는 공통 정보 필드를 포함하고, 상기 복수의 트리거 타입들은 제 1 트리거 타입을 포함함 - 와,
상기 UL MU 송신의 데이터를 수신하는 단계를 포함하며,
상기 타입 서브필드가 상기 제 1 트리거 타입을 나타내는 것에 응답하여, 상기 트리거 프레임은 제 1 타입 의존 필드를 포함하고, 상기 제 1 타입 의존 필드는 상기 UL MU 송신의 데이터를 위하여 사용되는 트래픽 식별자(TID; Traffic Identifier)를 나타내는 정보를 포함하는
송신 방법.
수신 장치에 있어서,
동작시에, 업링크 다중 사용자(UL MU; Uplink Multi User) 송신을 위한 리소스를 할당하기 위한 트리거 프레임을 수신하는 수신기 - 상기 트리거 프레임은 복수의 트리거 타입들 중 하나를 나타내는 타입 서브필드를 포함하는 공통 정보 필드를 포함하고, 상기 복수의 트리거 타입들은 제 1 트리거 타입을 포함함 - 와,
동작시에, 상기 UL MU 송신의 데이터를 송신하는 송신기를 포함하며,
상기 타입 서브필드가 상기 제 1 트리거 타입을 나타내는 것에 응답하여, 상기 트리거 프레임은 제 1 타입 의존 필드를 포함하고, 상기 제 1 타입 의존 필드는 상기 UL MU 송신의 데이터를 위하여 사용되는 트래픽 식별자(TID; Traffic Identifier)를 나타내는 정보를 포함하는
수신 장치.