WO2013077692A1 - 무선랜 시스템에서 그룹핑을 기반으로 한 데이터 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 그룹핑을 기반으로 한 데이터 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치 Download PDF

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WO2013077692A1
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sta
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frame
channel access
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PCT/KR2012/010042
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석용호
박종현
유향선
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to wireless communication, and more particularly, to a method for transmitting and receiving data based on station (STA) grouping in a WLAN system and an apparatus for supporting the same.
  • STA station
  • Wireless Local Area Network is based on radio frequency technology and uses portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs). This is a technology that allows users to access the Internet wirelessly at home, business, or specific service area.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • WLAN systems that support HT (High Throughput) and VHT (High Throughput) may operate in sub-1 GHz bands, unlike the 20/40/80/160/80 + 80 MHz bandwidths of 2 GHz and / or 5 GHz bands.
  • Wireless LAN system has been proposed. When the WLAN system is operated in a band below 1 GHz, service coverage by an access point (AP) may be more extended than before, and thus one AP manages more STAs.
  • AP access point
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a method for transmitting and receiving data based on grouping in a WLAN system and an apparatus supporting the same.
  • a method for transmitting and receiving data performed by a station (STA) in a WLAN system receives subgrouping parameter information from the access point (AP), determines whether a frame buffered in the STA subgroup including the STA is based on the subgrouping parameter information, and the buffer And if there is a specified frame, receiving a TIM element from the AP in a channel access period for the STA subgroup and exchanging a frame with the AP within the channel access period based on the TIM element.
  • the subgrouping parameter information may include a group ID field indicating a STA group to which the subgrouping parameter information is applied.
  • the method may further include determining whether a STA group including the STA is indicated by the group ID field of the subgrouping parameter information.
  • the STA group may be grouped based on an association ID (AID) assigned by the STA when the STA associates with the AP. Determining whether there is a buffered frame included in the STA subgroup may be performed when the STA group including the STA is indicated by the group ID field.
  • AID association ID
  • the subgrouping parameter information indicates whether a subgroup number field indicating the number of a plurality of STA subgroups included in the STA group indicated by the group ID field and whether a buffered frame exists for each of the plurality of STA subgroups. It may further include a indicating subgroup index bitmap field.
  • Determining whether a frame buffered in the STA subgroup including the STA is based on the subgrouping parameter information determines the STA subgroup of the STA based on the subgroup number field of the subgrouping parameter information. And determining whether a buffered frame for the STA subgroup is present based on the subgroup index bitmap field.
  • the group index bitmap field may include a bitmap sequence indicating whether a buffered group exists for each of the plurality of STA subgroups included in the STA group.
  • the TIM element is indicated by a STA group ID field indicating a STA group to which the TIM element is applied, a subgroup index field indicating a STA subgroup of the STA group to which the TIM element is applied, and the subgroup index field. It may include a bitmap field indicating whether a buffered frame exists for each of the STAs in the STA subgroup.
  • Exchanging a frame with the AP within the channel access period based on the TIM element determines whether the TIM element is for the STA subgroup of the STA, and if the bit is for the STA subgroup of the STA Determining whether the buffered frame exists for the STA based on a map field, and if the buffered frame exists, receiving the buffered frame from the AP within the access period.
  • the STA group of the STA is the STA group indicated by the group ID field of the TIM element and the subgroup of the STA is the STA subgroup indicated by the subgroup index field of the TIM element, It may be determined that a TIM element is for the STA subgroup of the STA.
  • a station (STA) operating in a WLAN system includes a transceiver for transmitting and receiving radio signals and a processor operatively coupled with the transceiver.
  • the processor receives subgrouping parameter information from an access point (AP), determines whether a frame buffered in an STA subgroup including the STA is based on the subgrouping parameter information, and the buffered If there is a frame, it is configured to receive a TIM element from the AP in a channel access period for the STA subgroup and exchange a frame with the AP within the channel access period based on the TIM element.
  • AP access point
  • a channel access method based on station (STA) grouping may perform STA grouping based on an association ID (AID) of the STA, and may allocate channel access intervals for each STA group.
  • STA group or each STA subgroup may exchange data with an access point (AP) during a channel access period allocated to the STA group or each STA subgroup. Therefore, in a WLAN system in which a large number of STAs coexist, data may be efficiently exchanged with an AP per STA group.
  • TIM Traffic Indicatino Map
  • STAs in the corresponding STA group and / or STA subgroup access the channel and request the transmission of the buffered frame to the AP during the corresponding channel access period, the efficiency of channel access can be increased and the data throughput can be improved. have.
  • the remaining STAs may not operate in an awake state unnecessarily, thereby improving power saving efficiency.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general wireless local area network (WLAN) system to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • WLAN wireless local area network
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a power management operation.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a TIM element format.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a bitmap control field and a partial virtual bitmap field according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a response procedure of an AP in a TIM protocol.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of a response procedure of an AP in a TIM protocol.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the TIM protocol by DTIM.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a signaling procedure for establishing a TDLS direct link.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a STA grouping method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates another example of a STA grouping method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 11 illustrates another example of STA grouping according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a STA grouping-based channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a group assignment information element format according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating another example of a group assignment information element format according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of a channel access information element format according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating another example of a channel access information element format according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • 21 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • 22 is a block diagram illustrating an example of a grouping parameter information element format according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of a format of a subgrouping parameter information element according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a block diagram illustrating a wireless device in which an embodiment of the present invention may be implemented.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a general wireless local area network (WLAN) system to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • WLAN wireless local area network
  • a WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • the BSS is a set of stations (STAs) that can successfully communicate with each other by synchronizing, and is not a concept indicating a specific area.
  • Infrastructure BSS may include one or more non-AP stations (non-AP STA1 (21), non-AP STA2 (22), non-AP STA3 (23), non-AP STA4 (24), non-AP).
  • STAa 30 an access point (AP) 10 for providing a distribution service, and a distribution system (DS) for connecting a plurality of APs.
  • the AP manages non-AP STAs of the BSS.
  • IBSS Independent BSS
  • AP an AP
  • IBSS Independent BSS
  • non-AP STAs are managed in a distributed manner.
  • all STAs may be mobile STAs, and access to the DS is not allowed to form a self-contained network.
  • a STA is any functional medium that includes a medium access control (MAC) compliant with the IEEE of the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard and a physical layer interface to a wireless medium. It includes both AP and Non-AP Stations.
  • MAC medium access control
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • a non-AP STA is an STA, not an AP, and a non-AP STA is a mobile terminal, a wireless device, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), It may also be called a mobile station (MS), mobile subscriber unit, or simply another name such as user.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • STA mobile subscriber unit
  • An AP is a functional entity that provides access to a DS via a wireless medium for an associated STA to that AP.
  • communication between STAs is performed via an AP.
  • the AP may also be called a central controller, a base station (BS), a node-B, a base transceiver system (BTS), a site controller, or a management STA.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • site controller or a management STA.
  • a plurality of infrastructure BSSs including the BSS shown in FIG. 1 may be interconnected through a distribution system (DS).
  • DS distribution system
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • the AP and / or STA included in the ESS may communicate with each other, and in the same ESS, the STA may move from one BSS to another BSS while communicating seamlessly.
  • a basic access mechanism of MAC is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC, and basically employs a “listen before talk” access mechanism.
  • DCF Distributed Coordination Function
  • the AP and / or STA senses a radio channel or medium prior to initiating transmission. As a result of sensing, if it is determined that the medium is in an idle state, frame transmission is started through the medium. On the other hand, if the medium is detected as occupied status (occupied status), the AP and / or STA does not start the transmission of its own, but waits by setting a delay period for access to the medium.
  • the CSMA / CA mechanism also includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system uses a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value that indicates to the other AP and / or STA how long the AP and / or STA currently using or authorized to use the medium remain until the medium becomes available. Therefore, the value set to NAV corresponds to a period during which the use of the medium is scheduled by the AP and / or STA transmitting the frame.
  • the IEEE 802.11 MAC protocol along with DCF, is an HCF based on Point Coordination Function (PCF) that periodically polls all receiving APs and / or STAs to receive data packets with a DCF and pollilng-based synchronous access. It provides (Hybrid Coordination Function).
  • HCF uses HCCA Controlled Channel, which uses an enhanced distributed channel access (EDCA) and non-competition-based channel approach that uses polling mechanisms to provide providers with access to data packets to multiple users. Access)
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period (CP) and a contention free period (CFP).
  • QoS quality of service
  • CP contention period
  • CCP contention free period
  • the existence of the network may not be immediately known when the STA is powered on and starts operation due to the characteristics of the wireless medium. Therefore, any type of STA must perform a network discovery process in order to access the network.
  • the STA that discovers the network through the network discovery process selects a network to join through the network selection process. Thereafter, it joins the selected network and performs a data exchange operation performed at the transmitting end / receiving end.
  • the network discovery process in a WLAN system is implemented by a scanning procedure.
  • the scanning procedure is divided into passive scanning and active scanning. Passive scanning is performed based on a beacon frame that the AP broadcasts periodically.
  • the AP of a WLAN broadcasts a beacon frame at a specific interval (for example, 100 msec).
  • the beacon frame contains information about the BSS it manages.
  • the STA passively waits for reception of a beacon frame on a particular channel.
  • the STA acquiring information about the network through reception of a beacon frame ends the scanning procedure on a specific channel.
  • Manual scanning is advantageous because the STA does not need to transmit a separate frame, but only receives a beacon frame, thereby reducing the overall overhead.
  • the scanning execution time increases in proportion to the transmission period of the beacon frame.
  • an STA In active scanning, an STA actively broadcasts a probe request frame on a specific channel and requests network information from all APs receiving the probe request frame.
  • the AP receiving the probe request frame transmits the network information to the corresponding STA by including the network information in the probe response frame after waiting for a random time to prevent frame collision.
  • the STA terminates the scanning procedure by receiving the probe response frame to obtain network information.
  • Active scanning has the advantage of being able to finish scanning in a relatively fast time. On the other hand, the overall network overhead is increased because a frame sequence based on request-response is required.
  • the STA After completing the scanning procedure, the STA selects a network according to its specific criteria and performs an authentication procedure with the AP.
  • the authentication process consists of a two-way handshake. After completing the authentication procedure, the STA proceeds with association with the AP.
  • the joining procedure consists of a two-way handshake.
  • the STA transmits an association request frame to the AP.
  • the association request frame includes capability information of the STA.
  • the AP determines whether to allow association with the corresponding STA.
  • the AP transmits an association response frame to the corresponding STA.
  • the association response frame includes information indicating whether to allow the association and information indicating the reason when the association is allowed / failed.
  • the association response frame further includes information on capabilities that the AP can support. If the association is successfully completed, normal frame exchange is performed between the AP and the STA. If the association fails, the association procedure is attempted again based on the information on the failure reason included in the association response frame, or the STA may request the association from another AP.
  • IEEE 802.11n In order to overcome the limitation of communication speed, which has been pointed out as a weak point in WLAN, IEEE 802.11n is a relatively recent technical standard. IEEE 802.11n aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11n supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) technology.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • the WLAN system that supports Very High Throughput (VHT) is the next version of the IEEE 802.11n WLAN system, and the data processing speed of 1Gbps or more for multiple users at the MAC Service Access Point (SAP), and It is one of the recently proposed IEEE 802.11 WLAN system to support the throughput of 500Mbps or more for a single user.
  • VHT Very High Throughput
  • the VHT wireless LAN system supports 80MHz, continuous 160MHz (contiguous 160MHz), continuous 160MHz (non-contiguous 160MHz) bandwidth transmission and / or more bandwidth transmission. do.
  • the existing WLAN system that supports up to 64QAM (Quadrature Amplitude Modulation), it supports 256QAM.
  • the AP may simultaneously transmit data frames to at least one or more STAs paired with MIMO.
  • the number of paired STAs may be up to four, and when the maximum number of spatial streams is eight, up to four spatial streams may be allocated to each STA.
  • the AP 10 includes at least one or more STAs among a plurality of STAs 21, 22, 23, 24, and 30 that are associated with themselves. Data may be simultaneously transmitted to the STA group.
  • an AP transmits MU-MIMO to STAs, but transmits data in a WLAN system supporting Tunneled Direct Link Setup (TDLS), Direct Link Setup (DLS), and a mesh network.
  • a desired STA may transmit a PPDU to a plurality of STAs using a MU-MIMO transmission technique.
  • an AP transmits a PPDU to a plurality of STAs according to an MU-MIMO transmission scheme.
  • Data transmitted to each STA may be transmitted through different spatial streams.
  • the data packet transmitted by the AP 10 may be referred to as a frame as a PPDU or a data field included in the PPDU transmitted in the physical layer of the WLAN system. That is, a PPDU or a data field included in the PPDU for single user (SU) -MIMO and / or MU-MIMO may be referred to as a MIMO packet.
  • the PPDU for the MU may be referred to as an MU packet.
  • the transmission target STA group paired with the AP 10 and the MU-MIMO are STA1 21, STA2 22, STA3 23, and STA4 24.
  • the STAa 30 is an STA coupled with the AP but not included in the transmission target STA group.
  • an identifier may be allocated to a transmission target STA group, which is called a group ID.
  • the AP transmits a group ID management frame including group definition information to STAs supporting MU-MIMO transmission for group ID assignment, thereby transmitting the group ID before PPDU transmission.
  • group ID management frame including group definition information to STAs supporting MU-MIMO transmission for group ID assignment, thereby transmitting the group ID before PPDU transmission.
  • STAs One STA may be assigned a plurality of group IDs.
  • Table 1 below shows information elements included in the group ID management frame.
  • the category field and the VHT action field are set to identify that the frame corresponds to a management frame and is a group ID management frame used in a next generation WLAN system supporting MU-MIMO.
  • the group definition information includes membership status information indicating whether it belongs to a specific group ID, and if it belongs to the group ID, the set of spatial streams of the STA is located at a position in the total spatial stream according to MU-MIMO transmission Spatial stream location information indicating whether this is included is included.
  • membership status information provided to one STA needs to indicate whether the STA belongs to each group ID managed by the AP. Accordingly, the membership status information may exist in the form of an array of subfields indicating whether the membership state information belongs to each group ID. Since the spatial stream position information indicates a position for each group ID, the spatial stream position information may exist in the form of an array of subfields indicating the position of the spatial stream set occupied by the STA for each group ID. In addition, membership state information and spatial stream position information for one group ID may be implemented in one subfield.
  • the AP When the AP transmits the PPDU to the plurality of STAs through the MU-MIMO transmission scheme, the AP includes information indicating a group ID in the PPDU as control information.
  • the STA receives the PPDU, the STA checks the group ID field to determine whether the STA is a member STA of the transmission target STA group. If it is confirmed that the user is a member of the transmission target STA group, it is possible to check how many positions of the spatial stream set transmitted to the user are located. Since the PPDU includes information on the number of spatial streams allocated to the receiving STA, the STA may find the spatial streams allocated to the STA and receive data.
  • TV WS White Space
  • TV WS refers to the idle frequency band left by the digitization of analog TV in the United States, for example, the 54 to 698 MHz band.
  • TV WS may be referred to as a licensed band that can be preferentially used by a licensed user.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may also be called other names such as a licensed device, a primary user, an incumbent user, and the like.
  • APs and / or STAs operating in the TV WS must provide protection for the authorized user, since the authorized user takes precedence in the use of the TV WS band. For example, if an authorized user, such as a microphone, is already using a specific WS channel, a frequency band that is protocolally divided to have a specific bandwidth in the TV WS band, the AP and / or Alternatively, the STA cannot use a frequency band corresponding to the corresponding WS channel. In addition, the AP and / or STA should stop using the frequency band when the authorized user uses the frequency band currently used for frame transmission and / or reception.
  • the AP and / or STA should be preceded by a procedure for determining whether a specific frequency band in the TV WS band is available, that is, whether there is an authorized user in the frequency band. Knowing whether there is an authorized user in a specific frequency band is called spectrum sensing. As the spectrum sensing mechanism, energy detection, signal detection, and the like are used. If the strength of the received signal is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that the authorized user is in use, or if the DTV preamble is detected, it may be determined that the authorized user is in use.
  • Sensing the channel at all times for frame transmission and reception causes a constant power consumption of the STA. Since the power consumption in the reception state does not differ significantly from the power consumption in the transmission state, maintaining the reception state causes a relatively high power consumption for the battery operated STA. Therefore, in the WLAN system, the STA continuously maintains a reception state and senses a channel, which may cause inefficient power consumption without a special synergistic effect in terms of WLAN throughput, and thus is not suitable for power management. You may not.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state. That is, a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel sensing is possible is maintained.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a doze state and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power and does not receive the radio signal transmitted from the AP including the data frame.
  • the STA operating in the doze state does not perform channel sensing.
  • the STA may switch to the awake state and transmit the frame.
  • the STA cannot receive it and does not know that the frame to receive exists. Accordingly, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to receive the presence or absence of a frame to be transmitted to the STA. The AP may thus transmit the frame to the STA. This will be described with reference to FIG. 2.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a power management operation.
  • the AP 210 transmits a beacon frame to STAs in the BSS at regular intervals (S210).
  • the beacon frame includes a traffic indication map information element.
  • the TIM element includes information indicating that the AP 210 buffers a bufferable frame (BU) for STAs associated with the AP 210 and transmits the frame.
  • the TIM element includes a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • the AP 210 transmits the DTIM one time every three beacon frames.
  • STA1 221 and STA2 222 are STAs operating in a PS mode.
  • the STA1 221 and the STA2 222 may be configured to receive the TIM element transmitted by the AP 210 by switching from the sleep state to the awake state at every wakeup interval of a specific period.
  • a specific wakeup interval may be set such that the STA1 221 may switch to the awake state at every beacon interval to receive the TIM element. Therefore, the STA1 221 switches to the awake state when the AP 210 first transmits the beacon frame (S211) (S221). STA1 221 receives the beacon frame and obtains a TIM element. When the acquired TIM element indicates to the STA1 221 that the bufferable frame to be transmitted is buffered, the STA1 221 receives a PS poll frame requesting the AP 210 to transmit a frame. S210a is transmitted to (210). The AP 210 transmits the frame to the STA1 221 in response to the PS-pole frame (S231). Upon completion of the frame reception, the STA1 221 switches to the sleep state to operate.
  • the AP 210 may select the beacon frame at the correct beacon interval. Transmission may be performed at a delayed time without transmission (S212). In this case, the STA1 221 switches the operation mode to the awake state in accordance with the beacon interval, but does not receive the beacon frame transmitted in a delayed state and switches back to the sleep state (S222).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM.
  • the AP 210 delays transmission of the beacon frame (S213).
  • the STA1 221 may operate by switching to an awake state according to the beacon interval, and may obtain a DTIM through a beacon frame transmitted by the AP 210. Since the DTIM acquired by the STA1 221 indicates that there is no frame to be transmitted to the STA1 221 and that there is a frame for another STA, the STA1 221 switches to a sleep state and operates.
  • the AP 210 transmits the frame to the STA after transmitting the beacon frame (S232).
  • the AP 210 transmits a beacon frame fourthly (S214).
  • the STA1 221 may not obtain information that the bufferable frame for itself is buffered through the previous two times of TIM element reception, and thus may adjust the wakeup interval for TIM element reception.
  • the wakeup interval value of the STA1 221 may be adjusted.
  • the STA1 221 may be configured to switch the operating state once every three beacon intervals to switch the operating state for TIM element reception every beacon interval. Accordingly, the STA1 221 may not acquire the corresponding TIM element because the AP 210 maintains the sleep state at the time when the AP 210 transmits the fourth beacon frame (S214) and transmits the fifth beacon frame (S215).
  • the STA1 221 When the AP 210 transmits the beacon frame for the sixth time (S216), the STA1 221 operates by switching to an awake state and acquires a TIM element included in the beacon frame (S224). Since the TIM element is a DTIM indicating that a broadcast frame exists, the STA1 221 receives a broadcast frame transmitted by the AP 210 without transmitting a PS-poll frame to the AP 210 (S234). ).
  • the wakeup interval set in the STA2 222 may be set in a longer period than the STA1 221. Accordingly, the STA2 222 may switch to the awake state at the time S215 when the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time (S225) and receive the TIM element (S225). The STA2 222 knows that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and transmits a PS-pole frame to the AP 210 to request transmission (S225a). The AP 210 transmits the frame to the STA2 222 in response to the PS-pole frame (S233).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether a frame to be transmitted to the STA exists or a DTIM indicating whether a broadcast / multicast frame exists.
  • DTIM may be implemented through field setting of a TIM element.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a TIM element format.
  • the TIM element 300 includes an element ID field 310, a length field 320, a DTIM count field 330, a DTIM period field 340, and a bitmap.
  • a bitmap control field 350 and a partial virtual bitmap field 360 are included.
  • the element ID field 310 is a field indicating that the corresponding information element is a TIM element.
  • the length field 320 indicates the total length including the fields that follow, including itself.
  • the maximum value may be 255 and the unit may be set as an octet value.
  • the DTIM count field 330 indicates whether the current TIM element is DTIM. If not, the DTIM count field 330 indicates the number of remaining TIMs until the DTIM is transmitted.
  • the DTIM period field 340 indicates a period for transmitting the DTIM, and the period for transmitting the DTIM may be set to a multiple of the number of times the beacon frame is transmitted.
  • the bitmap control field 350 and the partial virtual bitmap field 360 indicate whether a bufferable frame is buffered in a specific STA.
  • the first bit of the bitmap control field 350 indicates whether there is a multicast / broadcast frame to be transmitted.
  • the remaining bits are set to indicate an offset value for interpreting the partial virtual bitmap field 360 that follows.
  • the partial virtual bitmap field 360 is set to a value indicating whether there is a bufferable frame to send to each STA. This may be set in a bitmap format in which a bit value corresponding to an AID value of a specific STA is set to one.
  • the AIDs may be allocated in order from 1 to 2007. For example, if the fourth bit is set to 1, it means that the traffic to be sent to the STA having the AID of 4 is buffered in the AP.
  • the bitmap control field 350 may include offset information for the partial virtual bitmap field 360.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a bitmap control field and a partial virtual bitmap field according to an embodiment of the present invention.
  • the bitmap sequence constituting the partial virtual bitmap field 360 indicates whether there is a buffered frame in the STA having the AID corresponding to the corresponding bitmap index.
  • the bitmap sequence constitutes indication information for AIDs from 0 to 2007.
  • a zero value may be continuously set from the first bit to the kth bit.
  • a value 0 may be continuously set from another l th bit to the last bit. This indicates that a buffered frame does not exist in each of the STAs assigned 0 to k as AIDs and the respective STAs assigned 1 to 2007.
  • the continuous 0 sequence from the 0 th to the k th front end of the bitmap sequence is provided with offset information, and thus, the size of the TIM element can be reduced by omitting the subsequent continuous 0 sequence.
  • the bitmap control field 350 may include a bitmap offset subfield 351 including offset information of consecutive zero sequences of the bitmap sequence.
  • the bitmap offset subfield 351 may be set to point to k, and the partial virtual bitmap field 360 may be set to include k + 1 th bits to l-1 th bits of the original bitmap sequence. Can be.
  • a detailed response procedure of the STA that has received the TIM element may refer to FIGS. 5 to 7 below.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a response procedure of an AP in a TIM protocol.
  • the STA 520 switches an operation state from a sleep state to an awake state in order to receive a beacon frame including a TIM from the AP 510 (S510).
  • the STA 520 may interpret the received TIM element to know that there is a buffered frame to be transmitted to the STA.
  • the STA 520 contends with other STAs to access a medium for PS-poll frame transmission (S520), and transmits a PS-poll frame to request the AP 510 to transmit a data frame (S520). S530).
  • the AP 510 that receives the PS-poll frame transmitted by the STA 520 transmits the frame to the STA 520 (S540).
  • the STA2 520 receives the data frame and transmits an acknowledgment (ACK) frame to the AP 510 in response thereto (S550). Thereafter, the STA2 520 switches the operation mode to the sleep state again (S560).
  • ACK acknowledgment
  • the AP may transmit data at a specific time point after receiving the PS-pole frame, unlike the immediate response of transmitting the data frame immediately after receiving the PS-pole frame from the STA.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating another example of a response procedure of an AP in a TIM protocol.
  • the STA 620 switches an operation state from a sleep state to an awake state in order to receive a beacon frame including a TIM from the AP 610 (S610).
  • the STA 620 may interpret the received TIM element to know that there is a buffered frame to be transmitted to the STA.
  • the STA 620 competes with other STAs for media access for PS-poll frame transmission (S620), and transmits a PS-poll frame to request the AP 610 to transmit a data frame (S630).
  • the AP 610 fails to prepare a data frame during a specific temporal interval such as a short interframe space (SIFS) even after receiving the PS-poll frame, the AP 610 does not transmit the data frame directly but instead sends an ACK frame to the ACK frame. (S640). This is a characteristic of a delayed response different from step S540 in which the AP 510 of FIG. 5 transmits a data frame directly to the STA 520 in response to the PS-poll frame.
  • a specific temporal interval such as a short interframe space (SIFS) even after receiving the PS-poll frame
  • the AP 610 When the data frame is ready after the ACK frame is transmitted, the AP 610 performs competition (S650), and transmits the data frame to the STA 620 (S660).
  • the STA 620 transmits the ACK frame to the AP 610 in response to the reception of the data frame (S670), and switches the operation mode to the sleep state (S680).
  • the procedure of the TIM protocol that proceeds later may be different.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the TIM protocol by DTIM.
  • the STAs 720 switch an operation state from a sleep state to an awake state in order to receive a beacon frame including a TIM element from the AP 710 (S710).
  • the STAs 720 may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP 710 transmits a multicast / broadcast frame after transmitting the beacon frame including the DTIM (S720).
  • the STAs 720 switch the operational state back to the sleep state after receiving the multicast / broadcast frame transmitted by the AP 710 (S730).
  • STAs may check whether there is a buffered frame to be transmitted due to the buffered traffic through STA identification information included in the TIM element.
  • the STA identification information may be information related to an association identifier (AID) that is an identifier assigned when the STA associates with the AP.
  • the STA identification information may be set to directly indicate AIDs of STAs having a buffered frame or may be set to a bitmap type in which a bit order corresponding to an AID value is set to a specific value. STAs may know that there is a buffered frame when the STA identification information indicates their AID.
  • TDLS Tunneled Direct Link Setup
  • TDLS is a protocol that allows STAs to negotiate and decide between themselves in order to avoid or reduce network congestion.
  • management frames such as DLS Setup request, DLS setup response, and DLS teardown are not supported by the STA. It must be able to be communicated.
  • the TDLS protocol is based on encapsulating and transmitting management frames such as DLS setup request, DLS setup response, and DLS release into data frames.
  • the procedure for establishing a TDLS direct link may be performed through signaling between two STAs as shown in FIG. 8.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a signaling procedure for establishing a TDLS direct link.
  • TDLS initiating STA for establishing a TDLS direct link and a TDLS peer STA (TDLS peer STA) that is a target of establishing a TDLS direct link may be formed.
  • the TDLS initiating STA transmits a TDLS setup request frame to the TDLS peer STA through the AP, and the TDLS peer STA transmits a TDLS setup response frame through the AP in response to the request.
  • the TDLS initiating STA may be performed by transmitting a TDLS configuration confirmation frame to the TDLS peer STA through the AP.
  • the TDLS initiating STA and the TDLS peer STA may transmit and receive frames directly without passing through the AP.
  • M2M Machine to Machine
  • Number of STAs In the next generation WLAN system supporting M2M, the number of STAs coupled to one AP may be much larger than before. That is, more than 2007 STAs, which are the maximum number of AIDs that can be allocated to STAs in the existing WLAN system, may be combined with the AP. In this case, when the reserved AID is used, an AID may be allocated to up to 16383 STAs.
  • a use case of a next generation WLAN system supporting M2M considers a case in which 6000 or more STAs are coupled to an AP.
  • next-generation WLAN system it may be proposed in a method of compressing the format of the bitmap type information when the size of the bitmap type information is large but most are zero.
  • the existing TIM element cannot be applied as it is. This is because the size of the bitmap type information is so large that the existing frame format cannot support it.
  • An information implementation method as shown in FIG. 4 may be applied as a method of compressing a format of information of a bitmap type.
  • the sequence consisting of the actual bitmap information is omitted by omitting a sequence of zeros in front of the entire bitmap sequence indicating whether a buffered frame exists in each STA and providing offset information.
  • the remaining bitmap sequence of the sequence may be implemented. In this case, although the number of STAs in which the buffered frame exists is small, it may be inefficient when the difference in the AIDs allocated between the STAs is large.
  • the length of the bitmap type information is 1990, but the values in between are zero except for both ends. That is, if the number of STAs associated with the AP is small, this may not be a big problem. However, if the number of STAs increases and the value of the allocated AID becomes larger, the information size is greatly increased even by the compression of the bitmap type information as described above. It can be hard to get a diminishing effect.
  • the STA grouping proposed in the present invention may be based on grouping AIDs of STAs.
  • Each group may be given identification information for identifying the group.
  • information for identifying a group will be referred to as a group ID.
  • the group ID provided below is identification information separate from the aforementioned group ID for MU-MIMO.
  • STAs may be grouped based on AIDs in various ways.
  • the specific number of bits of the AID assigned to the STA is used as the group ID. This may be implemented as shown in FIG. 9.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a STA grouping method according to an embodiment of the present invention.
  • the first two bits (B1, B2) of the AID allocated to the STA may be configured to indicate the group ID of the STA.
  • the group ID since the group ID is implemented with 2 bits, a total of 4 group IDs may be implemented. All STAs combined with an AP may be grouped into a total of four groups. Meanwhile, the number of groups in which the STAs are grouped may be set differently by adjusting the number of bits for indicating the group ID.
  • a specific range of various AIDs is allocated to a specific STA group. For example, when group ID 1 is represented by an offset A and a length B, STAs assigned an AID of A to A + B-1 are included in the STA group identified by group ID 1. Such an STA grouping example may be implemented as shown in FIG. 10.
  • FIG. 10 illustrates another example of a STA grouping method according to an embodiment of the present invention.
  • total AIDs are 1 to N4, and STAs are grouped into a total of 4 STA groups.
  • AIDs belonging to group ID 1 are 1 to N1, which means that STAs assigned AID 1 to N1 are grouped into STA groups according to group ID 1.
  • the corresponding AIDs may be represented by an offset 1 and a length N1.
  • AIDs belonging to group ID 2 are N1 + 1 to N2, which means that STAs assigned AID N1 + 1 to N2 are grouped into STA groups according to group ID 2.
  • the corresponding AIDs may be represented by an offset N1 + 1 and a length N2-N1.
  • AIDs belonging to group ID 3 are N2 + 1 to N3, which means that STAs assigned AID N2 + 1 to N3 are grouped into STA groups according to group ID 3.
  • the AIDs may be represented by an offset N2 + 1 and a length N3-N2.
  • AIDs belonging to group ID 4 are N2 + 1 to N3, which means that STAs assigned AID N2 + 1 to N3 are grouped into STA groups according to group ID 3.
  • the corresponding AIDs may be represented by an offset N3 + 1 and a length N4-N3.
  • STAs assigned the same group ID may be represented by an offset and a length of the AID.
  • the grouping of STAs may be performed through one step. However, grouping of STAs may be performed through a plurality of steps. For example, all STAs may be grouped into STA groups, and STAs included in a specific STA group may be grouped into STA subgroups. In this case, the first specific bits of the bit sequence constituting the AID may be used as a group ID for identifying the STA group, and the subsequent specific bits may be used as a subgroup index for identifying the STA subgroup. This may be implemented as shown in FIG.
  • FIG 11 illustrates another example of STA grouping according to an embodiment of the present invention.
  • the first two bits (B1, B2) are set to indicate the group ID of the STA, and the following three bits (B3, B4, B5) are the subs of the STA. It may be set to indicate a group index.
  • the group ID is implemented with 2 bits
  • a total of four group IDs may be implemented, and all STAs may be grouped into a total of four groups.
  • the subgroup index is implemented with 3 bits
  • a total of 8 subgroup indexes may be implemented, and STAs included in a specific STA group may be grouped into a total of 8 STA subgroups.
  • a specific STA group may be indicated based on the group ID, and a specific subgroup belonging to the specific STA may be indicated based on the group ID and the subgroup index.
  • At least one STA subgroup may be indicated based on the group ID, subgroup offset, and subgroup length.
  • the subgroup offset indicates an STA subgroup having the smallest subgroup index in any one or more STA subgroups among the plurality of STA subgroups of the STA group indicated by the group ID.
  • the subgroup length indicates the number of STA subgroups of the continuous index including the STA subgroup indicated by the subgroup offset. For example, when grouping is performed as shown in FIG. 11B, the STA subgroups 3 to 5 of the STA group 1 have a group ID 1 (00), a subgroup offset 3 (010), and a subgroup length 3. Can be indicated.
  • the number of specific bits described above in FIG. 11 is merely an example, and a group ID and a subgroup index may be implemented through bits of various lengths, and the scope of the present invention is an example of the simple change of the number of bits. It may also include.
  • the STAs When the STAs are grouped, the STAs can access the channel at different time intervals according to the group ID and / or subgroup index. When the STAs operate in the power save mode, the STAs may enter the awake state to access the channel according to the channel access period for themselves, and enter the sleep state when the channel access period ends. Through this, problems related to overload and channel access due to the increased TIM size that may occur due to a large number of STAs are solved, and efficient data transmission and reception can be achieved. In addition, the efficiency of the power save mode can be increased. An example of channel access according to STA group is shown in FIG. 12.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a STA grouping-based channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates an example of a channel access method in which a channel access interval is differently set for each STA group.
  • the first beacon interval is a first channel access period for STA group 1 according to group ID 1.
  • the beacon frame of this section may include a channel access information element indicating that the STAs included in the STA group indicated by the group ID 1 can access the channel. The STAs can determine whether they can access the channel during the corresponding period through the channel access information element.
  • the beacon frame may include a TIM element for STAs included in the corresponding STA group. The TIM element may include bitmap information implemented to indicate whether there is a frame buffered through AIDs associated with the corresponding STA group. Accordingly, the STAs included in the STA group 1 may access the channel and transmit / receive data with the AP during the first channel access period.
  • the second beacon interval is a second channel access period for STA group 2 according to group ID 2.
  • the beacon frame of this section may include a channel access information element indicating that STAs included in the STA group indicated by the group ID 2 can access the channel. The STAs can determine whether they can access the channel during the corresponding period through the channel access information element.
  • the beacon frame may include a TIM element for STAs included in the corresponding STA group. The TIM element may include bitmap information implemented to indicate whether there is a frame buffered through AIDs associated with the corresponding STA group. Through this, STAs included in STA group 2 may access a channel during a second channel access period and transmit and receive data with the AP.
  • the third beacon interval is a third channel access period for the STA group 3 according to the group ID 3, and operations of the STAs in the corresponding period may be performed as above.
  • the fourth beacon interval is the first channel access interval for STA group 1 according to group ID 1
  • the fifth beacon interval is the second channel access interval for STA group 2 according to group ID 2
  • the sixth beacon interval is group A third channel access period for STA group 3 according to ID 3. That is, when all STAs are grouped into three STA groups, channel access periods for the three STA groups may be periodically repeated.
  • the AP may generate bitmap information that may indicate whether there is a buffered frame for the STA group that may access the corresponding channel access period.
  • the grouping of STAs is a specific STA group, which is a set of STAs to which an AID is allocated within a specific AID range, so that bitmap information is reduced in size along with offset information, and whether a buffered frame is present Efficient information construction that can indicate may be possible.
  • the grouping of STAs can be performed based on the AIDs, so that an efficient TIM element can be generated. Through this, efficient data transmission and reception based on the TIM protocol may be possible.
  • a channel access method may also allocate a channel access interval for an STA subgroup according to a grouping step of the STA, wherein at least one STA group and / or at least one STA subgroup are assigned during one beacon interval. Each channel access interval may be allocated.
  • the channel access method proposed by the present invention will be described later in more detail.
  • the AP may indicate the AID of the STA through the AID field of the association response frame and / or the reassociation response frame to allocate the AID of the STA.
  • the AP may provide grouping-related information while allocating the AID to the STA. If the STA is grouped in one step, the AP may inform the STA of the AID and group ID. If the STA is grouped in two or more steps, the AP provides more detailed grouping related identification information along with the AID, the group ID, and the subgroup index. I can do it.
  • a group assignment information element may be defined to inform the STA of grouping related information, and the group assignment information element may be included in the association response frame and / or the reassociation response frame and transmitted.
  • FIG. 13 is a block diagram illustrating an example of a group assignment information element format according to an embodiment of the present invention.
  • the group assignment information element 1300 includes an element ID field 1310, a length field 1320, a group information field 1330, a current group ID field 1340, and a number of group IDs. (Number of Group ID) field 1350.
  • the element ID field 1310 may be set to indicate that the corresponding information element is the group assignment information element 1300.
  • the length field 1320 may be set to indicate the length of the entire bit sequence constituting other fields included in the group assignment information element 1300 following the length field 1320.
  • the group information field 1330 includes grouping information for the STA that receives the group assignment information element.
  • the group information field 1330 may include a group ID subfield 1331, a current number of AID subfield 1332, and a total number of AID subfield 1333.
  • the group ID subfield 1331 may be set to indicate a group ID for identifying an STA group including an STA.
  • the current AID number subfield 1332 may indicate the number of AIDs included in the STA group according to the group ID indicated by the group ID subfield 1331, which is included in the STA group according to the group ID. The number of STAs may be indicated.
  • the total AID number subfield 1333 may indicate the total number of AIDs that can be included in the STA group according to the group ID indicated by the group ID subfield 1331. This may indicate the total number of STAs that may be included in the STA group according to the group ID.
  • the current group ID field 1340 may indicate a group ID of the STA group allowed to access the channel at the time when the corresponding information is transmitted to the STA.
  • the group ID number field 1350 may indicate the total number of STA groups.
  • the STA In a channel access method in which a channel access interval for an STA group according to a specific group ID is allocated for each beacon interval, the STA identifies the STA group to which it belongs through the current group ID field 1340 and the group ID number field 1350. It is possible to determine the channel access interval for. Through this, the STA may receive a beacon frame according to the corresponding channel access period and may receive from the AP if a frame buffered through the TIM element exists, and may transmit / receive data with the AP during the corresponding channel access period.
  • the AID may be allocated according to the device type of the STA.
  • the STA which is a specific device type, may be implemented to receive an AID within a specific AID range.
  • STA grouping may be performed according to the device type.
  • two STA groups may be set and accordingly, AIDs may be divided into two groups.
  • the AID belonging to the first STA group may be allocated to the STA used for offloading.
  • the AID belonging to the second STA group may be assigned to the STA used for the sensor / meter.
  • the maximum transmission power limit value may be set differently to reduce power consumption according to the device type. Accordingly, in allocating a group of STAs, information indicating the maximum transmit power value may be provided together. This may be done through the provision of FIG. 14 and the group assignment information element.
  • FIG. 14 is a block diagram illustrating another example of a group assignment information element format according to an embodiment of the present invention.
  • the group assignment information element 1400 includes an element ID field 1410, a length field 1420, a group information field 1430, a current group ID field 1440, and a group ID number field 1450. Include. However, the element ID field 1410, the length field 1420, the current group ID field 1440, and the group ID number field 1450 of the group assignment information element 1400 are assigned to the group assignment information element 1330 of FIG. 13. Since the corresponding fields are the same as those included, a detailed description thereof will be omitted.
  • the group information field 1430 of the group allocation information element 1400 includes a group ID subfield 1431, a maximum transmit power subfield 1432, a current AID number subfield 1433, and a total AID number subfield 1434. Include. Since the group ID subfield 1431, the current AID number subfield 1433, and the total AID number subfield 1434 are the same as the corresponding subfields shown in FIG. 13, a detailed description thereof will be omitted.
  • the maximum transmit power subfield 1432 may indicate a limit value of the maximum transmit power that can be used by STAs included in the STA group according to the group ID indicated by the group ID subfield 1431.
  • An STA of a specific device type may be included in an STA group to which a specific AID included in a specific AID range is allocated and a maximum transmission power is limited.
  • data transmission and reception with the AP may be performed during a channel access period using transmission power within the limit value indicated by the maximum transmission power subfield 1432.
  • channel access method has been described with reference to FIG. 12, the following describes a variety of channel access methods based on STA grouping.
  • 15 is a diagram illustrating an example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • three channel access periods may be included in one beacon interval.
  • Each channel access period may be configured for each STA.
  • STAs belonging to STA group 1 during a first beacon interval may access a channel during a first channel access period to transmit and receive data with the AP.
  • STAs belonging to STA group 2 access and transmit data with the AP during the second channel access period
  • STAs belonging to STA group 3 access the channel during the third channel access period and transmit and receive data with the AP.
  • a channel access period according to the first beacon interval period may be repeatedly formed.
  • the channel access period is equally allocated to the total number of STA groups within one beacon interval, and the channel access periods are sequentially allocated according to the order of the STA groups. Therefore, without knowing the specific information in the beacon frame, STAs that know the total number of STA groups and the STA group to which they belong can determine when the channel access interval for them is started and when.
  • the same channel access period is not allocated to each STA group within one beacon interval, and the allocation order of the channel access period may be allocated regardless of the STA group order.
  • Such a channel access method may refer to FIG. 16.
  • FIG. 16 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • the beacon frame may include a channel access information element (channel access information element).
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating an example of a channel access information element format according to an embodiment of the present invention.
  • the channel access information element 1700 includes an element ID field 1710, a length field 1720, a group ID field 1731, a channel access period start field 1732, and a channel access.
  • the element ID field 1710 may be set to indicate that the corresponding information element is the channel access information element 1700.
  • the length field 1720 may be set to indicate the length of the entire bit sequence constituting the fields included after the length field 1720 in the channel access information element 1700.
  • the group ID field 1731, the channel access period start field 1732, and the channel access period duration field 1733 implement information about the channel access period for a specific STA group.
  • the group ID field 1731 may include a group ID associated with a STA group that can access the channel during the channel access period specified by the channel access period start field 1732 and the channel access period duration field 1735 that follow. have.
  • the channel access period start field 1732 indicates a point in time at which a channel access period for the STA group indicated by the group ID field 1731 starts.
  • the value indicated by the channel access period start field 1732 may indicate a time interval from the start of the beacon frame transmission including the channel access information element 1700 to the time when the channel access period starts. .
  • the channel access period duration field 1732 may be set to indicate the duration of the channel access period for the STA group indicated by the group ID field 1731.
  • the group ID field 1731, the channel access interval start field 1732, and the channel access interval duration field 1733 include a channel access allocated within a beacon frame related beacon interval including the channel access information element 1700. As many times as the number of intervals can be included. Accordingly, when the STA interprets the channel access information element 1700 of the beacon frame, it may be known how many fields for the channel access period are repeated in the information element through the value of the length field 1720.
  • the channel access interval information element including information about the channel access interval in the first beacon interval and the channel access interval information element including information about the channel access interval in the second beacon interval are fields for the first channel access interval. For example, it may include fields for a second channel access period and fields for a third channel access period.
  • the STAs may determine an interval in which they can access the channel based on the channel access interval information element of the beacon frame. Each STA may exchange data with the AP by accessing the channel in a channel access period for the STA.
  • the STA operating in the power save mode may operate in a sleep state if it is not a channel access period for itself, and enter and operate in an awake state when the channel access period for the STA is started.
  • a specific section called an all channel access section may be set, and all STAs may access the channel and exchange data with the AP during the section.
  • only certain STAs that are not combined with the AP may transmit a frame to the AP through channel access during a specific period of all channel access periods.
  • the channel access method may be performed as shown in FIG. 18.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • the specific beacon interval may be set to all channel access sections. This may be seen as an example of the case in which all channel access periods are added in the channel access method as illustrated in FIG. 12.
  • the beacon frame may be transmitted including a TIM for the corresponding STA group.
  • the STA group may perform an operation for receiving a buffered frame based on the TIM during the channel access period for the STA group.
  • the channel access period for all channel access periods and a specific STA group may be allocated within the beacon interval.
  • durations of all channel access sections and channel access sections for a specific STA group are the same, and all channel access sections are set following beacon frame transmission. .
  • the STA may distinguish all channel access sections and channel access sections for a specific STA group without explicitly receiving the information on the channel access section set in the corresponding beacon interval. This is because the STA knows that the channel access period is sequentially set for each STA group and that the channel access period for the specific STA group is started after half of the beacon interval. Therefore, during the channel access period for a specific STA group, it may be determined whether the user has the channel access authority and operate.
  • all channel access periods are started before the channel access period for a specific STA group within the beacon interval, but this is merely an example, and all channel access periods start after the channel access period for a specific STA group.
  • the method of becoming may be considered.
  • all channel access sections and channel access sections for each STA group may be set to have an equal duration within the beacon interval. Since the STA knows that all the channel access periods and the channel access periods for each STA group are sequentially set within the beacon interval, the STA may access the channel and exchange data with the AP during the channel access period for the STA group including the STA. have. Meanwhile, all channel access periods may be implemented such that all STAs may access the channel or STAs that are not coupled to the AP may access the channel, as set.
  • channel access periods are disclosed before the channel access periods for the STA group, but this is merely an example, and a method may be considered following the channel access periods for the STA group.
  • all channel access periods for the STA group may be set within the beacon interval, and all channel access periods may be set before the channel access period for each STA group.
  • Scheduling of the various channel access intervals shown in FIG. 18 is transmitted to the STA because the information on at least one channel access interval allocated in the beacon interval is included in the beacon frame transmitted by the AP, thereby being transmitted to the STA, thereby causing a channel between the AP and the STA.
  • Information about the access period may be shared.
  • the information on the channel access period may be the above-described channel access information element.
  • signaling for scheduling of a channel access interval may be performed in advance between the STA and the AP so that information about the channel access interval may be shared.
  • a channel access period is set for each group of STAs, and a method of exchanging data with an AP by accessing a channel according to the channel access period has been proposed.
  • STAs may be grouped into STA subgroups.
  • the channel access period is set for the STA group and / or the STA subgroup, and each STA may exchange data with the AP by accessing the channel according to the set channel access period.
  • FIG. 19 is a block diagram illustrating another example of a channel access information element format according to an embodiment of the present invention.
  • the channel access interval information element 1900 includes an element ID field 1910, a length field 1920, a group ID field 1930, a subgroup identification field 1940, and a channel access period start field 1950. ) And a channel access interval duration field 1960.
  • the element ID field 1910 may be set to indicate that the corresponding information element is the channel access interval information element 1900.
  • the length field 1920 may be set to indicate the length of the entire bit sequence constituting the fields included after the length field 1920 in the channel access interval information element 1900.
  • the group ID field 1930 and the subgroup identification field 1940 include an STA group capable of accessing the channel during the channel access period specified by the channel access period start field 1950 and the channel access period duration field 1960. Implement information indicating at least one STA subgroup.
  • the group ID field 1930 includes a group ID associated with the STA group, and the subgroup identification field 1940 indicates a value not specified (eg. Null value).
  • the channel access period start field 1950 and the channel access period duration field 1960 specify a channel access period for the corresponding STA group.
  • the group ID field 1930 may be set to include a group ID associated with an STA group including the at least one STA subgroup.
  • the subgroup identification field 1940 may be implemented in two ways.
  • the subgroup identification field includes a subgroup index subfield 1940a.
  • the subgroup index subfield 1940a is a subgroup associated with one STA subgroup that is able to access the channel during the channel access period specified by the channel access period duration start field 1950 and the channel access period duration field 1960. It can indicate an index.
  • the subgroup identification field 1940b includes a subgroup offset subfield 1941b and a subgroup length 1942b field.
  • the subgroup offset subfield 1941b indicates the STA subgroup with the smallest subgroup index in any one or more STA subgroups among the plurality of STA subgroups of the STA group indicated by the group ID field 1930.
  • the subgroup length subfield 1941b indicates the number of STA subgroups of consecutive indexes including the STA subgroup indicated by the subgroup offset subfield 194b. Accordingly, at least one STA subgroup may be indicated by the group ID field 1930, the subgroup offset subfield 194b, and the subgroup length subfield 1942b.
  • the channel access period start field 1950 indicates when the channel access period for at least one STA subgroup indicated by the group ID 1930 and the subgroup identification field 1940 starts.
  • the channel access interval duration field 1960 may be set to indicate the duration of the channel access interval for at least one STA subgroup indicated by the group ID 1930 and the subgroup identification field 1940. .
  • FIG. 20 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • STA1 is included in a STA subgroup indicated by group ID 2 and subgroup index 4.
  • STA2 is included in the STA subgroup indicated by group ID 1 and subgroup index 3.
  • STA3 is included in the STA subgroup indicated by group ID 1 and subgroup index 1.
  • STA1, STA2, and STA3 enter the awake state at the time when the beacon frame is transmitted and receive the beacon frame.
  • the beacon frame includes a channel access information element of the format shown in FIG. 19 and is transmitted. STA1 to STA3 obtain information on the channel access period through the channel access information element.
  • the STA1 to STA3 may determine whether a channel access period for itself is started through the group ID field and the subgroup identification field of the channel access information element.
  • the STA1 confirms that the group ID field indicates group ID 1, so that the group ID field is not information on a channel access interval for itself. Accordingly, the STA1 may operate while remaining in the sleep state after receiving the beacon frame.
  • the STA2 may determine that the information on the channel access interval is information for itself because the group ID field indicates group ID 1 and the subgroup identification field indicates subgroup index 3. Accordingly, the STA2 enters the awake state at the time indicated by the channel access period start time field and exchanges data with the AP for the duration indicated by the channel access period duration field. When the channel access period ends, it goes back to sleep.
  • the STA3 confirms that the group ID field indicates the group ID 1, but the subgroup identification field indicates the subgroup index 1, so that it is not information about the channel access interval for itself. Accordingly, the STA3 may operate while remaining in the sleep state after receiving the beacon frame.
  • 21 illustrates another example of a channel access method according to an embodiment of the present invention.
  • STAs 1 is at least one STA included in STA subgroups indicated by group ID 2 and subgroup index 2 and subgroup index 3.
  • STAs 2 are at least one STA included in the STA subgroups indicated by and subgroup indexes 5 and 6.
  • STAs 3 is at least one STA included in the STA subgroups indicated by the group ID 3 and the subgroup indexes 1 and 2.
  • the beacon frame includes a channel access information element of the format shown in FIG. 19 and is transmitted.
  • the STAs 1 to STAs 3 obtain information about the channel access period through the channel access information element.
  • the STAs 1 to STAs 3 may determine whether a channel access period for itself is started through the group ID field and the subgroup identification field of the channel access information element.
  • the group ID field of the channel access information element indicates group ID 3
  • the subgroup offset subfield indicates subgroup index 4
  • the subgroup length subfield indicates 3. Accordingly, it can be seen that the corresponding channel access period is for the STA subgroups indicated by the subgroup indexes 4, 5, and 6 of the STA group indicated by the group ID 3.
  • STAs 1 confirms that the group ID field indicates group ID 3 and thus is not information on a channel access interval for itself. Accordingly, the STA1 may operate while remaining in the sleep state after receiving the beacon frame.
  • the STA2 enters the awake state at the time indicated by the channel access period start time field and exchanges data with the AP for the duration indicated by the channel access period duration field. When the channel access period ends, it goes back to sleep.
  • STAs 3 is a channel for itself because the group ID field indicates group ID 3, but the subgroup offset and subgroup length subfields of the subgroup identification field indicate STA subgroups according to subgroup indexes 4, 5, and 6 Check that the information is not about the access section. Accordingly, the STA3 may operate while remaining in the sleep state after receiving the beacon frame.
  • STA grouping based on the AID of the STA may be performed to divide and allocate a channel access interval for each STA group.
  • Each STA group or each STA subgroup may perform data exchange with the AP during the channel access interval allocated thereto. Therefore, in a WLAN system in which a large number of STAs coexist, data may be efficiently exchanged with an AP per STA group.
  • the AP may dynamically modify the number of STA groups and the number of STAs belonging to each STA group. As such, it may be desired to operate a more efficient TIM protocol by dynamically adjusting the STA group and the number of STAs included in each group. To this end, it is necessary to effectively update the variable grouping parameters to the STAs.
  • the AP delivers the grouping parameter information to the STAs at predetermined time intervals, and the STAs synchronize the grouping parameter information with the AP through the corresponding grouping parameter.
  • the STAs may receive the first beacon frame to start grouping to hear the grouping parameter from the AP.
  • the first beacon frame that starts grouping that is, the beacon frame including the grouping parameter
  • the DTIM beacon may include the group assignment information element of FIGS. 13 and 14 described above.
  • STAs may be indicated in the form of a bitmap for each group ID whether a buffered frame for the UEs belonging to each STA group exists.
  • 22 is a block diagram illustrating an example of a grouping parameter information element format according to an embodiment of the present invention.
  • the grouping parameter information element 2200 includes an element ID field 2210, a length field 2220, a current group ID field 2230, a group ID number field 2240, and a total AID number field for each STA group. 2250 and a group ID bitmap field 2260.
  • the element ID field 2210 may be set to indicate that the corresponding information element is a grouping parameter information element 2200.
  • the length field 2220 may be set to indicate the length of the grouping parameter information element 2200 and / or the length of the bit sequence constituting the fields included in the grouping parameter information element 2200 following the length field 2220. . Meanwhile, the length field 2220 may be set to indicate the length of the group ID bitmap field 2260.
  • the STA that receives the grouping parameter information element 2200 may calculate a length of the group ID bitmap field 2260 having a variable size based on the information indicated by the length field 2220.
  • the current group ID field 2230 may indicate a group ID that the AP wants to update the group ID related information through via the grouping parameter information element 2200.
  • the group ID indicated by the current group ID field 2230 may be interpreted as indicating the first group ID among the plurality of group IDs updated. For example, when updating a grouping parameter associated with group IDs 1, 2, and 3, the current group ID field 2230 may indicate group ID 1.
  • the format for expressing the group ID may refer to the above-described FIGS. 9 to 11.
  • the AP may dynamically modify the number of STA groups and the number of STAs included in each STA group. To this end, the AP may set the group ID number field 2240 and the total AID number field 2250 for each STA group and include the group ID parameter 2200 in the grouping parameter information element 2200 for transmission.
  • the group ID number field 2240 may indicate the number of STA groups whose grouping information is to be updated through the grouping parameter information element 2200.
  • the TIM element may be provided for each STA group.
  • the total AID number field 2250 for each STA group may indicate the total number of AIDs belonging to the STA group, that is, it may be interpreted as indicating the number of STAs belonging to each STA group. In another meaning, it may be a range of AID covered by the TIM element of each STA group.
  • the group ID bitmap field 2260 indicates whether a buffered frame exists for each STA group and may be implemented as a bitmap sequence.
  • STAs belonging to STA group 3 according to group ID 3 mean that there is a buffered frame. Accordingly, STAs belonging to STA group 3 may enter an awake state in a channel access period for STA group 3 and receive a TIM element from the AP to determine whether there is a buffered frame.
  • the bitmap information of the TIM element may be implemented to indicate whether a buffered frame for each of the STAs included in the specific STA group exists. That is, the existing TIM element includes bitmap type information indicating whether a buffered frame exists for all STAs. In contrast, in the WLAN system to which the grouping parameter information element is applied, the TIM element is transmitted in a channel access interval for a specific STA group.
  • the TIM element may include bitmap type information about the corresponding STA group.
  • the TIM element may further include a group ID field to indicate a STA group to which the included bitmap type information is to be applied.
  • the STA which has confirmed that there is a buffered frame for the STA group to which it belongs through the grouping parameter information element 2200, receives a TIM element during a channel access period for the STA group, and the TIM element identifies the STA group. You can see that it contains information for.
  • the STA which has confirmed that the TIM element is information for the corresponding STA group, may determine whether a buffered frame exists for itself based on the included bitmap type information. Request transmission and obtain buffered frames.
  • TIM element when the TIM element is implemented, overhead due to bitmap type information included in the TIM element may be reduced, and more efficient TIM protocol-based buffered traffic processing may be possible.
  • the STA that has received the grouping parameter information element 2200 through the beacon frame carrying the DTIM and / or the beacon frame carrying the TIM may operate according to a channel access interval for itself according to the newly grouped STA group. That is, it may enter into the awake state in the channel access section for its STA group to exchange data with the AP, and enter the sleep state in other sections.
  • the grouping parameter information element related to the updating of the above-described grouping parameters and the operation of the STA according to this may also be applied in relation to the STA subgroups.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating an example of a format of a subgrouping parameter information element according to an embodiment of the present invention.
  • the subgrouping parameter information element 2300 includes an element ID field 2310, a length field 2320, a group ID field 2330, a subgroup number field 2340, and a subgroup index bitmap field ( 2350).
  • the element ID field 2310 may be set to indicate that the corresponding information element is the subgrouping parameter information element 2300.
  • the length field 2320 may be set to indicate the length of the grouping parameter information element 2300 and / or the length of the bit sequence constituting the fields included following the length field 2320 in the subgrouping parameter information element 2300. have. Meanwhile, the length field 2320 may be set to indicate the length of the subgroup index bitmap field 2350.
  • the STA that receives the grouping parameter information element 2300 may calculate the length of the subgroup index bitmap field 2350 having a variable size based on the information indicated by the length field 2320.
  • the group ID field 2330 may include a group ID identifying a group STA associated with the current subgrouping parameter information element 2300. That is, the AP may indicate a group ID for identifying an STA group for updating subgroup related information through the subgrouping parameter information element 2300.
  • the subgroup number field 2340 may indicate the number of STA subgroups in which the STA group indicated by the group ID field 2330 is divided.
  • the subgroup index bitmap field 2350 indicates whether there is a buffered frame for each STA subgroup.
  • the subgroup index bitmap field 2350 may indicate whether a buffered frame for 4 STA subgroups exists in a bitmap type. If the subgroup index bitmap field 2350 indicates 0, 0, 0, 1, it means that there are no buffered frames for STAs belonging to the STA subgroups 1 to 3 according to the subgroup indexes 1 to 3. Therefore, STAs belonging to STA subgroups 1 to 3 of the STA group know that there is no buffered frame for themselves even if they receive a TIM element within a channel access period for the STA subgroup. You may not request the transfer.
  • STAs belonging to the STA subgroup 4 may enter an awake state in a channel access period for the STA subgroup 4 of the corresponding STA group and receive a TIM element from the AP to determine whether there is a buffered frame therein. .
  • the TIM element includes bitmap type information indicating whether a buffered frame exists for STAs included in a specific STA subgroup of a specific STA group. Accordingly, the TIM element may include information indicating the STA group and the STA subgroup to which the included bitmap type information corresponds. To this end, the TIM element may further include a group ID identifier field and a subgroup index identifier field. Receiving the TIM element, the STA may determine whether the corresponding TIM element includes bitmap type information indicating whether or not the corresponding TIM element is buffered for itself based on the group ID field and the subgroup index field.
  • bitmap type information may be implemented as a bitmap sequence mapped to each STA belonging to at least one STA subgroup indicated by the group ID field and the subgroup index field. Accordingly, the STA may check whether the buffered frame exists for itself by receiving the bitmap type information, and request the AP to transmit the existence of the buffered frame for the STA.
  • the STAs receiving the subgrouping parameter information element 2300 When the STAs receiving the subgrouping parameter information element 2300 operate in the power save mode, the STAs enter an awake state in the channel access period for the STA subgroup to which they belong, and exchange data with the AP, and other periods. In the sleep state can be operated.
  • the aforementioned subgrouping parameter information element may be transmitted in a beacon frame in which DTIM is transmitted and / or in a beacon frame in which TIM is transmitted.
  • a TIM element including more compressed bitmap type information may be possible. This can significantly reduce the overhead of the existing TIM element to provide efficient TIM element-based data transmission and reception.
  • STAs may request transmission of a buffered frame to the AP, thereby improving data throughput, and remaining STAs may operate in a sleep state to increase power save efficiency.
  • 24 is a block diagram illustrating a wireless device in which an embodiment of the present invention may be implemented.
  • the wireless device 2400 includes a processor 2410, a memory 2420, and a transceiver 2430.
  • the transceiver 2430 transmits and / or receives a radio signal, but implements a physical layer of IEEE 802.11.
  • the processor 2410 may be configured to be functionally connected to and operate with the transceiver 2430.
  • the processor 2410 may be configured to implement the STA grouping-based data transmission / reception method according to FIGS. 9 to 23.
  • Processor 2410 and / or transceiver 2430 may include an Application-Specific Integrated Circuit (ASIC), other chipsets, logic circuits, and / or data processing devices.
  • ASIC Application-Specific Integrated Circuit
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 2420 and executed by the processor 2410.
  • the memory 2420 may be included in the processor 2410 and may be functionally connected to the processor 2410 through various known means that are separately located outside.

Landscapes

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Abstract

무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)에 의해 수행되는 데이터 송수신 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 서브 그룹핑 파라미터 정보를 수신하고, 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고, 상기 버퍼된 프레임이 존재하면, 상기 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 상기 AP로부터 TIM 요소를 수신하고 및 상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하는 것을 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서 그룹핑을 기반으로 한 데이터 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 무선랜 시스템에서 스테이션(station; STA) 그룹핑(grouping)을 기반으로 한 데이터 송수신 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
HT(High Throughput) 및 VHT(High Throughput)을 지원하는 기존 무선랜 시스템은 2GHz 및/또는 5GHz 대역의 20/40/80/160/80+80 MHz 대역폭을 사용한 것과 달리 1GHz 이하 대역에서 운용될 수 있는 무선랜 시스템이 제안되고 있다. 1GHz 이하 대역에서 무선랜 시스템이 운용되면, 액세스 포인트(Access Point; AP)에 의한 서비스 커버리지(service coverage)는 기존에 비하여 보다 확장될 수 있으며, 이로 인하여 한 AP가 보다 많은 STA을 관리하게 된다.
AP에 결합(association)하는 STA의 수가 매우 많아지면 파워 세이브 모드로 동작하는 STA을 위한 송수신 프로토콜인 TIM(Traffic Indication Map) 프로토콜을 비롯하여, STA의 채널 액세스 동작상에 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 매우 많은 STA들이 공존하는 무선랜 시스템에서 효율적으로 채널에 접근하여 프레임을 송수신할 수 있도록 하는 방법이 제안될 것이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 무선랜 시스템에서 그룹핑을 기반으로 한 데이터 송수신 하는 방법과 이를 지원하는 장치를 제공하는 것이다.
일 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)에 의해 수행되는 데이터 송수신 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 서브 그룹핑 파라미터 정보를 수신하고, 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고, 상기 버퍼된 프레임이 존재하면, 상기 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 상기 AP로부터 TIM 요소를 수신하고 및 상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하는 것을 포함한다.
상기 서브 그룹핑 파라미터 정보는 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보가 적용되는 STA 그룹을 지시하는 그룹 ID 필드를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 STA이 포함된 STA 그룹이 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보의 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는지 여부를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다. 상기 STA 그룹은 상기 STA이 상기 AP와 결합시에 할당 받은 결합 식별자(Association ID; AID)를 기반으로 그룹핑될 수 있다. 상기 STA 서브 그룹에 포함된 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것은 상기 STA이 포함된 STA 그룹이 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되면 수행할 수 있다.
상기 서브 그룹핑 파라미터 정보는 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는 STA 그룹에 포함된 복수의 STA 서브 그룹의 개수를 지시하는 서브 그룹 개수 필드 및 상기 복수의 STA 서브 그룹 각각에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드를 더 포함할 수 있다.
상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것은 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보의 상기 서브 그룹 개수 필드를 기반으로 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 결정하고 및 상기 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드를 기반으로 상기 STA 서브 그룹을 위한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
상기 그룹 인덱스 비트맵 필드는 상기 STA 그룹에 포함된 상기 복수의 STA 서브 그룹 각각에 대한 버퍼된 그룹의 존재 여부를 지시하는 비트맵 시퀀스를 포함할 수 있다.
상기 TIM 요소는 상기 TIM 요소가 적용되는 STA 그룹을 지시하는 STA 그룹 ID필드, 상기 TIM 요소가 적용되는 상기 STA 그룹의 STA 서브 그룹을 지시하는 서브 그룹 인덱스 필드 및 상기 서브 그룹 인덱스 필드에 의해 지시되는 STA 서브 그룹의 STA들 각각에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 비트맵 필드를 포함할 수 있다.
상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하는 것은 상기 TIM 요소가 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것인지 여부를 결정하고, 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것이면 상기 비트맵 필드를 기반으로 상기 STA을 위한 상기 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고 및 상기 버퍼된 프레임이 존재하면 상기 AP로부터 버퍼된 프레임을 상기 액세스 구간 내에 수신하는 것을 포함할 수 있다.
상기 STA의 STA 그룹이 상기 TIM 요소의 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는 상기 STA 그룹이고 및 상기 STA의 상기 서브 그룹이 상기 TIM 요소의 상기 서브 그룹 인덱스 필드에 의해 지시되는 상기 STA 서브 그룹이면, 상기 TIM 요소가 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것으로 결정될 수 있다.
다른 양태에 있어서, 무선랜 시스템에서 동작하는 스테이션(Station; STA)이 제공된다. 상기 STA은 무선 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver) 및 상기 트랜시버와 기능적으로 결합하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로세서는 액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 서브 그룹핑 파라미터 정보를 수신하고, 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고, 상기 버퍼된 프레임이 존재하면, 상기 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 상기 AP로부터 TIM 요소를 수신하고 및 상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하도록 설정된다.
스테이션(station; STA) 그룹핑을 기반으로한 채널 액세스 방법은 STA의 결합 식별자(association ID; AID)를 기반으로 한 STA 그룹핑을 수행하여, STA 그룹별로 채널 액세스 구간을 나누어 할당할 수 있다. 각 STA 그룹 또는 각 STA 서브 그룹은 자신에게 할당된 채널 액세스 구간동안 액세스 포인트(access point; AP)와 데이터 교환을 수행할 수 있다. 따라서, 매우 많은 STA들이 공존하는 무선랜 시스템에서 STA 그룹 별로 효율적으로 데이터를 AP와 교환할 수 있다.
STA 그룹핑을 기반으로 한 TIM(Traffic Indicatino Map) 프로토콜 기반 데이터 송수신이 가능할 수 있다. TIM 요소의 오버헤드가 줄어들어 효율적인 TIM 요소 기반 데이터 송수신이 제공될 수 있다. 해당되는 채널 액세스 구간 동안 해당되는 STA 그룹 및/또는 STA 서브 그룹의 STA들이 채널에 액세스 하여 버퍼된 프레임의 전송을 AP에 요청하므로, 기존에 비해 채널 접근의 효율성이 증가하여 데이터 처리율이 향상될 수 있다. 또한 나머지 STA들은 불필요하게 어웨이크 상태로 동작하지 않을 수 있어 파워 세이브 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 일반적인 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 파워 관리 운영(power management operation)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은 TIM 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비트맵 제어 필드와 부분 가상 비트맵 필드의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6은 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 DTIM에 의한 TIM 프로토콜의 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 TDLS 다이렉트 링크 설립을 위한 시그널링 절차를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 기반 채널 액세스 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 그룹 할당 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 그룹 할당 정보 요소 포맷의 다른 일례를 나타내는 블록도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 정보 요소 포맷의 다른 예시를 나타내는 블록도이다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 그룹핑 파라미터 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 일반적인 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다
인프라스트럭쳐(infrastructure) BSS는 하나 또는 그 이상의 비AP 스테이션(non-AP STA1(21), non-AP STA2(22), non-AP STA3(23), non-AP STA4(24), non-AP STAa(30)), 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(Access Point, 10) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 인프라스트럭쳐 BSS에서는 AP가 BSS의 비AP STA들을 관리한다.
반면, 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)는 애드-혹(Ad-Hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 비AP STA들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, DS에로의 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 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다.
비AP STA는 AP가 아닌 STA로, 비 AP 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 user 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 비 AP STA을 STA으로 지칭하도록 한다.
AP는 해당 AP에게 결합된(Associated) STA을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 집중 제어기(central controller), 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 사이트 제어기 또는 관리 STA 등으로 불릴 수도 있다.
도 1에 도시된 BSS를 포함하는 복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분산 시스템(Distribution System; DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set; ESS)라 한다. ESS에 포함되는 AP 및/또는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS에서 STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 접속 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능(Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 “listen before talk” 접속 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 접속 메커니즘 따르면, AP 및/또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서 무선 채널 또는 매체(medium)를 센싱(sensing)한다. 센싱 결과, 만일 매체가 휴지 상태(idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태(occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및/또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 접근을 위한 지연 기간을 설정하여 기다린다.
CSMA/CA 메커니즘은 AP 및/또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 히든 노드 문제(hidden node problem) 등과 같이 매체 접근상 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector, NAV)를 이용한다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및/또는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및/또는 STA에게 지시하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및/또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.
DCF와 함께 IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 DCF와 폴링(pollilng) 기반의 동기식 접속 방식으로 모든 수신 AP 및/또는 STA이 데이터 패킷을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 하는 HCF(Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 패킷을 제공하기 위한 접속 방식을 경쟁 기반으로 하는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 폴링(polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 접근 방식을 사용하는 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. HCF는 무선랜의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 접근 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기(Contention Period; CP)와 비경쟁 주기(Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
무선 통신 시스템에서는 무선 매체의 특성 상 STA의 전원이 켜지고 동작을 시작할 때 네트워크의 존재를 바로 알 수 없다. 따라서, 어떠한 타입의 STA이든 네트워크에 접속을 하기 위해서는 네트워크 발견(network discovery) 과정을 수행하여야 한다. 네트워크 발견 과정을 통하여 네트워크를 발견한 STA은 네트워크 선택 과정을 통하여 가입할 네트워크를 선택한다. 그 후, 선택한 네트워크에 가입하여 전송단/수신단에서 이루어지는 데이터 교환 동작을 수행한다.
무선랜 시스템에서 네트워크 발견 과정은 스캐닝 절차(scanning procedure)로 구현된다. 스캐닝 절차는 수동 스캐닝(passive scanning) 및 능동 스캐닝(active scanning)으로 나뉘어진다. 수동 스캐닝은 AP가 주기적으로 브로드캐스트(broadcast)하는 비콘 프레임(beacon frame)을 기반으로 이루어 진다. 일반적으로 무선랜의 AP는 비콘 프레임을 특정 인터벌(interval)(예를 들어 100msec)마다 브로드캐스트한다. 비콘 프레임은 자신이 관리하는 BSS에 관한 정보를 포함한다. STA은 수동적으로 특정 채널에서 비콘 프레임의 수신을 위해 대기한다. 비콘 프레임의 수신을 통하여 네트워크에 대한 정보를 획득한 STA은 특정 채널에서의 스캐닝 절차를 종료한다. 수동 스캐닝은 STA이 별도의 프레임을 전송할 필요 없이 비콘 프레임을 수신하기만 하면 이루어지므로 전체적인 오버헤드가 적다는 장점이 있다. 하지만 비콘 프레임의 전송 주기에 비례하여 스캐닝 수행 시간이 늘어난다는 단점이 있다.
능동 스캐닝은 STA이 능동적으로 특정 채널에서 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스트 하여 이를 수신한 모든 AP로부터 네트워크 정보를 요구하는 것이다. 프로브 요청 프레임을 수신한 AP는 프레임 충돌을 방지하기 위해 랜덤 시간 동안 대기 후 프로브 응답 프레임에 네트워크 정보를 포함시켜 해당 STA에게 전송한다. STA은 프로브 응답 프레임을 수신하여 네트워크 정보를 획득함을 통하여 스캐닝 절차를 종료한다. 능동 스캐닝은 상대적으로 빠른 시간 내에 스캐닝을 마칠 수 있다는 장점을 가진다. 반면, 요청 – 응답에 따른 프레임 시퀀스가 필요하므로 전체적인 네트워크 오버헤드는 증가하게 된다.
스캐닝 절차를 마친 STA은 자신에 대한 특정 기준에 따라 네트워크를 선택한 후 AP와 인증(authentication) 절차를 수행한다. 인증 절차는 2방향 핸드쉐이크(2-way handshake)로 이루어 진다. 인증 절차를 마친 STA은 AP와 결합(association) 절차를 진행한다.
결합 절차는 2방향 핸드쉐이크로 이루어 진다. 먼저 STA이 AP에게 결합 요청 프레임(association request frame)을 전송한다. 결합 요청 프레임에는 STA의 능력치(capabilities) 정보가 포함된다. 이를 기반으로 AP는 해당 STA에 대한 결합 허용 여부를 결정한다. 결합 허용 여부를 결정한 AP는 해당 STA에게 결합 응답 프레임(association response frame)을 전송한다. 결합 응답 프레임은 결합 허용 여부를 지시하는 정보 및 결합 허용/실패 시 이유를 지시하는 정보를 포함한다. 결합 응답 프레임은 AP가 지원 가능한 능력치에 대한 정보를 더 포함한다. 결합이 성공적으로 완료된 경우 AP 및 STA간 정상적인 프레임 교환이 이루어진다. 결합이 실패한 경우 결합 응답 프레임에 포함된 실패 이유에 대한 정보를 기반으로 결합 절차가 다시 시도되거나 또는 STA은 다른 AP에게 결합을 요청할 수 있다.
무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율(Very High Throughput, VHT)를 지원하는 무선랜 시스템은 IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 멀티 유저에 대하여 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도, 그리고 단일 유저에 대해서는 500Mbps 이상의 처리율을 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다.
20MHz, 40MHz를 지원하던 기존 무선랜 시스템보다 더 나아가 VHT무선랜 시스템에서는 80MHz, 연속적인 160MHz(contiguous 160MHz), 불 연속적인 160MHz(non-contiguous 160MHz) 대역폭 전송 및/또는 그 이상의 대역폭 전송을 지원하고자 한다. 이에 더하여 최대 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)을 지원하는 기존 무선랜 시스템보다 더 나아가 256QAM을 지원한다.
VHT 무선랜 시스템은 보다 높은 처리율을 위하여 MU-MIMO(Multi User-Multiple Input Multiple Output) 전송 방법을 지원하므로, AP는 MIMO 페어링된 적어도 하나 이상의 STA에게 동시에 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 페어링된 STA의 수는 최대 4개일 수 있으며, 최대 공간 스트림 수가 8개일 때 각 STA에는 최대 4개의 공간 스트림이 할당될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 도면과 같이 주어진 무선랜 시스템에서 AP(10)는 자신과 결합(association)되어 있는 복수의 STA들(21, 22, 23, 24, 30) 중 적어도 하나 이상의 STA을 포함하는 STA 그룹에게 데이터를 동시에 전송할 수 있다. 도 1에서는 AP가 STA들에게 MU-MIMO 전송하는 것을 예시로 하고 있으나, TDLS(Tunneled Direct Link Setup) 이나 DLS(Direct Link Setup), 메쉬 네트워크(mesh network)를 지원하는 무선랜 시스템에서는 데이터를 전송하고자 하는 STA이 MU-MIMO 전송기법을 사용하여 PPDU를 복수의 STA들에게 전송할 수 있다. 이하에서는 AP가 복수의 STA에게 MU-MIMO 전송 기법에 따라 PPDU를 전송하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다.
각각의 STA으로 전송 되는 데이터는 서로 다른 공간 스트림(spatial stream)을 통하여 전송될 수 있다. AP(10)가 전송하는 데이터 패킷은 무선랜 시스템의 물리 계층에서 생성되어 전송되는 PPDU 또는 PPDU에 포함된 데이터 필드로써 프레임이라고 언급될 수 있다. 즉, SU(single user)-MIMO 및/또는 MU-MIMO를 위한 PPDU또는 PPDU에 포함된 데이터 필드를 MIMO 패킷이라고 할 수 있다. 그 중 MU를 위한 PPDU를 MU 패킷이라고 할 수 있다. 본 발명의 예시에서 AP(10)와 MU-MIMO 페어링 된 전송 대상 STA 그룹은 STA1(21), STA2(22), STA3(23) 및 STA4(24)라고 가정한다. 이 때 전송 대상 STA그룹의 특정 STA에게는 공간 스트림이 할당되지 않아 데이터가 전송되지 않을 수 있다. 한편, STAa(30)는 AP와 결합되어 있으나 전송 대상 STA 그룹에는 포함되지 않는 STA이라고 가정한다.
무선랜 시스템에서 MU-MIMO 전송을 지원하기 위해 전송 대상 STA 그룹에 대하여 식별자가 할당될 수 있으며, 이를 그룹 식별자(Group ID)라 한다. AP는 MU-MIMO 전송을 지원하는 STA들에게 그룹 ID 할당을 위하여 그룹 정의 정보(group definition information)을 포함하는 그룹 ID 관리 프레임(Group ID management frame)을 전송하고, 이를 통해 그룹 ID는 PPDU 전송 이전에 STA들에게 할당된다. 하나의 STA은 복수개의 그룹 ID를 할당 받을 수 있다.
하기 표 1은 그룹 ID 관리 프레임에 포함된 정보 요소를 나타낸다.
순서(order) 정보(information)
1 카테고리(category)
2 VHT 액션
3 멤버십 상태(membership status)
4 공간 스트림 위치(spatial stream position)
카테고리 필드 및 VHT 액션 필드는 해당 프레임이 관리 프레임에 해당하며, MU-MIMO를 지원하는 차세대 무선랜 시스템에서 사용되는 그룹 ID 관리 프레임임을 식별할 수 있도록 설정된다.
표 1과 같이, 그룹 정의 정보는 특정 그룹 ID에 속해있는지 여부를 지시하는 멤버십 상태 정보 및 해당 그룹 ID에 속한 경우 해당 STA의 공간 스트림 세트가 MU-MIMO 전송에 따른 전체 공간 스트림에서 몇 번째 위치에 해당하는지를 지시하는 공간 스트림 위치 정보를 포함한다.
하나의 AP가 관리하는 그룹 ID는 복수개이므로 하나의 STA에게 제공되는 멤버십 상태 정보는 AP에 의하여 관리되는 그룹 ID 각각에 STA이 속해있는지 여부를 지시할 필요가 있다. 따라서, 멤버십 상태 정보는 각 그룹 ID에 속해 있는지를 지시하는 서브 필드들의 어레이(array) 형태로 존재할 수 있다. 공간 스트림 위치 정보는 그룹 ID 각각에 대한 위치를 지시하므로 각 그룹 ID에 대하여 STA이 차지하는 공간 스트림 세트의 위치를 지시하는 서브 필드들의 어레이 형태로 존재할 수 있다. 또한, 하나의 그룹 ID에 대한 멤버십 상태 정보와 공간 스트림 위치 정보는 하나의 서브 필드 내에서 구현이 가능할 수 있다.
AP는 MU-MIMO 전송 기법을 통해 PPDU를 복수의 STA으로 전송하는 경우, PPDU 내에 그룹 식별자(Group ID)를 지시하는 정보를 제어정보로서 포함하여 전송한다. STA이 PPDU 수신하면, STA은 그룹 ID 필드를 확인하여 자신이 전송 대상 STA 그룹의 멤버 STA인지를 확인한다. 자신이 전송 대상 STA 그룹의 멤버임이 확인되면, 자신에게 전송되는 공간 스트림 세트가 전체 공간 스트림 중 몇 번째 위치하는지를 확인할 수 있다. PPDU는 수신 STA에 할당된 공간 스트림의 개수 정보를 포함하므로, STA은 자신에게 할당된 공간 스트림들을 찾아 데이터를 수신할 수 있다.
한편, 무선랜 시스템에서 새로이 사용 할 수 있는 주파수 대역으로 TV WS(White Space)가 주목받고 있다. TV WS는 미국의 아날로그 TV의 디지털화로 인해 남게 된 휴지 상태의 주파수 대역을 말하며, 예를 들어, 54~698MHz 대역을 말한다. 하지만, 이는 예시에 불과하고, TV WS는 허가된 유저(licensed user)가 우선적으로 사용할 수 있는 허가된 대역이라 할 수 있다. 허가된 유저는 허가된 대역의 사용을 허가 받은 유저를 의미하며, 허가된 장치(licensed device), 제1 유저(primary user), 주사용자(incumbent user) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
TV WS에서 동작하는 AP 및/또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호(protection) 기능을 제공하여야 하는데, TV WS 대역의 사용에 있어서 허가된 유저가 우선하기 때문이다. 예를 들어 TV WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약상 분할되어 있는 주파수 대역인 특정 WS 채널을 마이크로폰(microphone)과 같은 허가된 유저가 이미 사용하고 있는 경우, 허가된 유저를 보호하기 위하여 AP 및/또는 STA은 해당 WS 채널에 해당하는 주파수 대역은 사용할 수 없다. 또한, AP 및/또는 STA은 현재 프레임 전송 및/또는 수신을 위해 사용하고 있는 주파수 대역을 허가된 유저가 사용하게 되면 해당 주파수 대역의 사용을 중지해야 한다.
따라서 AP 및/또는STA은 TV WS 대역 내 특정 주파수 대역의 사용이 가능한지, 다시 말해서 상기 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절차가 선행되어야 한다. 특정 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 것을 스펙트럼 센싱(spectrum sensing)이라 한다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 탐지(energy detection) 방식, 신호 탐지(signature detection) 방식 등이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나, DTV 프리앰블(preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단할 수 있다.
프레임 송수신을 위하여 항상 채널을 센싱하는 것은STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않기 때문에 수신 상태를 계속 유지하는 것은 배터리로 동작하는 STA에게 상대적으로 많은 전력 소모를 발생시킨다. 따라서, 무선랜 시스템에서 STA이 지속적으로 수신 대기 상태를 유지하며 채널을 센싱하는 것은 무선랜 처리율 측면에서 특별한 상승 효과 없이 비효율적은 파워 소모를 야기할 수 있으므로, 파워 관리(power management) 측면에서 적합하지 않을 수 있다.
위와 같은 문제점을 보완하기 위해 무선랜 시스템에서는 STA의 파워 관리(power management; PM) 모드를 지원한다. STA의 파워 관리 모드는 액티브 모드(active mode) 및 파워 세이브(power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태(awake state)를 유지한다. 즉, 프레임 송수신이나 채널 센싱 등 정상적인 동작이 가능한 상태를 유지한다.
PS 모드로 동작하는 STA은 취침 상태(doze state)와 어웨이크 상태(awake state)를 전환해가며 동작한다. 취침 상태로 동작하는 STA은 최소한의 파워로 동작하며 데이터 프레임을 포함하여 AP로부터 전송되는 무선 신호를 수신하지 않는다. 또한 취침 상태로 동작하는 STA은 채널 센싱을 수행하지 않는다.
STA이 취침 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 취침 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 취침 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 다만, AP가 취침 상태로 동작하는 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우, STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부, 존재한다면 이를 수신하기 위하여 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다. AP는 이에 따라 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. 이는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 2는 파워 관리 운영(power management operation)의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, AP(210)는 일정한 주기로 비콘 프레임(beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다(S210). 비콘 프레임에는 TIM 정보 요소(traffic indication map information element)가 포함된다. TIM 요소는 AP(210)가 자신과 결합된 STA들에 대한 버퍼가능한 프레임(Bufferable frame 또는 Bufferable Unit; BU)이 버퍼되어 있으며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TIM 요소에는 유니캐스트(unicast) 프레임을 알려주는데 사용되는 TIM과 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송한다.
STA1(221) 및 STA2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다. STA1(221) 및 STA2(222)는 특정 주기의 웨이크업 인터벌(wakeup interval) 마다 취침 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다.
STA1(221)이 비콘 인터벌(beacon interval) 마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 특정 웨이크업 인터벌이 설정될 수 있다. 따라서, STA1(221)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S211) 어웨이크 상태로 전환한다(S221). STA1(221)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득한다. 획득된 TIM 요소가 STA1(221)에게 전송될 버퍼가능한 프레임이 버퍼되어 있음을 지시하는 경우, STA1(221)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-폴(PS poll)프레임을 AP(210)에게 전송한다(S221a). AP(210)는 PS-폴 프레임에 대응하여 프레임을 STA1(221)에게 전송한다(S231). 프레임 수신을 완료한 STA1(221)은 다시 취침 상태로 전환하여 동작한다.
AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서, 다른 장치가 매체에 접근해 있는 등 매체(medium)가 점유된(busy) 상태이므로, AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다(S212). 이 경우 STA1(221)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만 지연되어 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 취침 상태로 전환한다(S222).
AP(210)가 세 번째로 비콘 프레임을 전송할 때, 해당 비콘 프레임에는 DTIM으로 설정된 TIM 요소가 포함될 수 있다. 다만, 매체가 점유된 상태이므로 AP(210)는 비콘 프레임을 지연 전송한다(S213). STA1(221)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM을 획득할 수 있다. STA1(221)이 획득한 DTIM은 STA1(221)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA을 위한 프레임이 존재함을 지시하므로, STA1(221)은 다시 취침 상태로 전환하여 동작한다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다(S232).
AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다(S214). 다만, STA1(221)은 이 전 2회에 걸친 TIM 요소 수신을 통해 자신에 대한 버퍼가능한 프레임이 버퍼되어 있다는 정보를 획득할 수 없었으므로, TIM 요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정할 수 있다. 또는, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STA1(221)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STA1(221)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STA1(221)은 비콘 인터벌마다 TIM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한번 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서, STA1(221)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고(S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에(S215) 취침 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다.
AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때(S216), STA1(221)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM 요소를 획득한다(S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로, STA1(221)은 PS-폴 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고, AP(210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신한다(S234).
한편 STA2(222)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STA1(221)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서, STA2(222)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점(S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다(S225). STA2(222)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고 전송을 요청하기 위해 AP(210)에게 PS-폴 프레임을 전송한다(S225a). AP(210)는 PS-폴 프레임에 대응하여 STA2(222)에게 프레임을 전송한다(S233).
도 2와 같은 파워 세이브 모드 운영을 위해 TIM 요소에는 STA이 자신에게 전송될 프레임이 존재하는지를 지시하는 TIM 또는 브로드캐스트/멀티캐스트 프레임이 존재하는지를 지시하는 DTIM이 포함된다. DTIM은 TIM 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다.
도 3은 TIM 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3을 참조하면 TIM 요소(300)는 요소 ID(element ID) 필드(310), 길이 필드(320), DTIM 카운트(count) 필드(330), DTIM 주기(period) 필드(340), 비트맵 제어(bitmap control) 필드(350) 및 부분 가상 비트맵(partial virtual bitmap) 필드(360)를 포함한다.
요소 ID 필드(310)는 해당 정보 요소가 TIM 요소임을 지시하는 필드이다. 길이 필드(320)는 자신을 포함하여 뒤에 이어지는 필드들을 포함한 전체 길이를 지시한다. 최대 값은 255일 수 있으며 단위는 옥테트 값으로 설정될 수 있다.
DTIM 카운트 필드(330)는 현재의 TIM 요소가 DTIM 인지를 알려주며, DTIM 이 아닐 경우에는 DTIM이 전송될 때까지 남은 TIM의 개수를 지시한다. DTIM 주기 필드(340)는 DTIM이 전송되는 주기를 지시하며, DTIM이 전송되는 주기는 비콘 프레임이 전송되는 횟수의 배수로 설정될 수 있다.
비트맵 제어 필드(350) 및 부분 가상 비트맵 필드(360)는 특정 STA에 버퍼가능한 프레임이 버퍼되어 있는지 여부를 지시한다. 비트맵 제어 필드(350)의 첫 번째 비트는 전송될 멀티 캐스트/브로드 캐스트 프레임이 존재하는지 여부를 지시한다. 나머지 비트들은 뒤에 이어지는 부분 가상 비트맵 필드(360)를 해석하기 위한 오프셋 값을 지시하도록 설정된다.
부분 가상 비트맵 필드 (360)는 각 STA에게 보낼 버퍼가능한 프레임이 있는지 여부를 지시하는 값으로 설정된다. 이는 특정 STA의 AID값에 해당하는 비트값을 1로 설정하는 비트맵 형식으로 설정될 수 있다. AID 순서에 따라 1부터 2007까지 순서대로 할당될 수 있으며, 일례로 4번째 비트가 1로 설정되면 AID가 4인 STA에게 보낼 트래픽이 AP에 버퍼되어 있음을 의미한다.
한편, 부분 가상 비트맵 필드 (360)의 비트 시퀀스를 설정함에 있어 0으로 설정된 비트가 연속으로 이어지는 경우가 많은 상황에는 비트맵을 구성하는 모든 비트 시퀀스를 사용하는 것은 비효율적일 수 있다. 이를 위해 비트맵 제어 필드(350)에 부분 가상 비트맵 필드 (360)를 위한 오프셋 정보가 포함될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비트맵 제어 필드와 부분 가상 비트맵 필드의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 부분 가상 비트맵 필드(360)를 구성하는 비트맵 시퀀스는 해당 비트맵 인덱스에 해당하는 AID를 가지는 STA에 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 지시한다. 비트맵 시퀀스는 0부터 2007까지의 AID에 대한 지시 정보를 구성한다.
비트맵 시퀀스는 최초의 비트부터 k번째 비트까지 0값이 연속적으로 설정될 수 있다. 또한, 또 다른 l 번째 비트부터 마지막 비트까지 0 값이 연속적으로 설정될 수 있다. 이는 AID로 0부터 k를 할당 받은 각각의 STA들과 l부터 2007을 할당 받은 각각의 STA들에게는 버퍼된 프레임이 존재하지 않음을 지시한다. 이와 같이 비트맵 시퀀스의 전단의 0 부터 k번째 까지의 연속적인 0 시퀀스는 오프셋 정보의 제공으로, 후단의 연속적인 0 시퀀스는 생략하면 TIM 요소의 크기를 줄일 수 있다.
이를 위하여 비트맵 제어 필드(350)에는 비트맵 시퀀스의 연속적인 0 시퀀스의 오프셋 정보를 포함하는 비트맵 오프셋(bitmap offset) 서브 필드(351)가 포함될 수 있다. 비트맵 오프셋 서브 필드(351)는 k를 가리키도록 설정될 수 있으며, 부분 가상 비트맵 필드(360)는 원래 비트맵 시퀀스의 k+1번째 비트부터 l-1번째 비트 까지를 포함하도록 설정될 수 있다.
TIM 요소를 수신한 STA의 상세한 응답 절차는 이하 도5 내지 도 7을 참조할 수 있다.
도 5는 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, STA(520)은 AP(510)로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S510). STA(520)은 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 프레임이 있음을 알 수 있다.
STA(520)은 PS-폴 프레임 전송을 위한 매체 접근을 위해 다른 STA들과 경쟁(contending)을 하고(S520), AP(510)에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-폴 프레임을 전송한다(S530).
STA(520)에 의해 전송된 PS-폴 프레임을 수신한 AP(510)는 STA(520)에게 프레임을 전송한다(S540). STA2(520)는 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 수신 응답으로 ACK(acknowledgement) 프레임을 AP(510)에게 전송한다(S550). 이후 STA2(520)는 다시 취침 상태로 운영 모드를 전환한다(S560).
도 5와 같이 AP는 STA으로부터 PS-폴 프레임을 수신한 즉시 데이터 프레임을 전송하는 즉시 응답과 달리 PS-폴 프레임 수신 이후 특정 시점에 데이터를 전송할 수도 있다.
도 6은 TIM 프로토콜에서 AP의 응답 절차의 다른 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, STA(620)은 AP(610)로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S610). STA(620)은 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 프레임이 있음을 알 수 있다.
STA(620)은 PS-폴 프레임 전송을 위한 매체 접근을 위해 다른 STA들과 경쟁을 하고(S620), AP(610)에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-폴 프레임을 전송한다(S630).
AP(610)가 PS-폴 프레임을 수신하고도 SIFS(short interframe space)와 같이 특정 시간적 인터벌 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우, 데이터 프레임을 바로 전송하지 않고 대신 ACK 프레임을 ACK 프레임을 STA(620)에게 전송한다(S640). 이는 도 5의 AP(510)가 PS-폴 프레임에 대응하여 데이터 프레임을 바로 STA(520)에게 전송하는 S540 단계와 다른 지연된 응답(deferred response)의 특징이다.
AP(610)는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면 경쟁을 수행한 후(S650), 데이터 프레임을 STA(620)에게 전송한다(S660).
STA(620)은 데이터 프레임에 대한 수신 응답으로 ACK 프레임을 AP(610)에게 전송하고(S670), 취침 상태로 운영 모드를 전환한다(S680).
AP가 DTIM을 STA으로 전송하면 이후 진행되는 TIM 프로토콜의 절차는 다를 수 있다.
도 7은 DTIM에 의한 TIM 프로토콜의 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면 STA들(720)은 AP(710)로부터 TIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 취침 상태에서 어웨이크 상태로 운영 상태를 전환한다(S710). STA들(720)은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다.
AP(710)는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임을 전송한다(S720). STA들(720)은 AP(710)에 의하여 전송된 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임을 수신한 후 다시 취침 상태로 운영 상태를 전환한다(S730).
도 2 내지 도 7을 참조한 TIM 프로토콜을 기반으로 한 파워 세이브 모드 운영 방법에 있어서, STA들은 TIM 요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 버퍼된 트래픽으로 인해 전송될 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 확인할 수 있다. STA 식별 정보는 STA이 AP와 결합시에 할당 받는 식별자인 AID(Association Identifier)와 관련된 정보일 수 있다. STA 식별 정보는 버퍼된 프레임이 있는 STA들의 AID들을 직접 지시하도록 설정되거나, AID 값에 해당하는 비트 오더가 특정 값으로 설정 되는 비트맵 타입으로 설정될 수 있다. STA들은 STA 식별 정보가 자신의 AID를 지시하면 자신에게 버퍼된 프레임이 있음을 알 수 있다.
이하에서는 TDLS(Tunneled Direct Link Setup)에 대하여 설명하도록 한다.
TDLS는 네트워크 혼잡(network congestion)을 회피하거나 줄이기 위해 STA들이 자신들간 협상 및 방법을 결정하도록 하는 프로토콜이다. QoS(Quality of Service)를 지원하는 STA들간 DLS를 지원하기 위해서는 DLS 설정 요청(DLS Setup request), DLS 설정 응답(DLS setup response), 및 DLS 해제(DLS teardown)과 같은 관리 프레임들이 AP 도움 없이 STA간 전달될 수 있어야 한다. TDLS 프로토콜은 DLS 설정 요청, DLS 설정 응답 및 DLS 해제와 같은 관리 프레임을 데이터 프레임으로 캡슐화(encapsulation)하여 전송하는 것을 기반으로 한다.
TDLS 다이렉트 링크 설립을 위한 절차는 도 8과 같은 두 STA간 시그널링을 통해 수행될 수 있다.
도 8은 TDLS 다이렉트 링크 설립을 위한 시그널링 절차를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, TDLS 다이렉트 링크를 설립하고자 하는 TDLS 개시 STA(TDLS initiating STA) 및 TDLS 다이렉트 링크 설립의 대상인 TDLS 피어 STA(TDLS peer STA)간 프레임 송수신을 통해 이루어질 수 있다.
TDLS 다이렉트 링크 설립은 TDLS 개시 STA이 TDLS 설정 요청 프레임을 AP를 통해 TDLS 피어 STA으로 전송하고, 요청에 대한 응답으로 상기 TDLS 피어 STA이 TDLS 설정 응답 프레임을 상기 AP를 통해 전송하고, 상기 응답 프레임의 수신하였음을 확인하기 위해 TDLS 개시 STA은 TDLS 설정 확인 프레임을 상기 AP를 통해 TDLS 피어 STA으로 전송하는 것을 통하여 수행될 수 있다.
TDLS 다이렉트 링크가 설립되면 TDLS 개시 STA 및 TDLS 피어 STA은 AP를 경유하지 않고 직접 프레임을 송수신할 수 있다.
최근 차세대 통신 기술로 M2M(Machine to Machine)이 주목 받고있으며, 차세대 무선랜 시스템은 이와 같은 M2M을 지원하고자 한다. 한편, 현재 무선랜 시스템에서 파워 세이브 모드로 동작하는 STA의 데이터 프레임 송수신을 위한 TIM 프로토콜이 M2M을 지원하기 위해서는 이하와 같은 M2M 관련 특징을 고려할 필요가 있다.
1. 많은 STA의 수: M2M을 지원하는 차세대 무선랜 시스템에서는 한 AP에 결합되어 있는 STA의 수가 기존에 비하여 매우 많아질 수 있다. 즉, 기존 무선랜 시스템에서 STA에게 할당될 수 있는 AID의 최대 개수인 2007개 보다 많은 STA이 AP와 결합할 수 있다. 이 경우, 예약된 AID를 사용하면 최대 16383개의 STA에게 AID를 할당해줄 수 있다. M2M을 지원하는 차세대 무선랜 시스템의 사용예(use case)는 6000개 이상의 STA이 AP에 결합되는 경우를 고려하고 있다.
2. 낮은 전송 속도: M2M을 지원하는 무선랜 시스템에서는 낮은 전송 속도를 지원하는 어플리케이션(application)이 많다. 따라서 TIM요소에 포함된 비트맵 타입 정보의 사이즈가 큰데 반하여 TIM 요소가 낮은 속도로 전송되는 것은 STA이 자신을 위한 버퍼된 프레임이 존재하는지 결정하기 까지 소모되는 시간을 기존에 비해 증가시키게 된다. 이 경우 파워 세이브 모드로 동작하는 STA이 불필요하게 파워를 소모하게 할 수 있다. 따라서, TIM 요소의 비트맵 타입 정보의 크기를 줄일 수 있는 방법이 요구된다.
3. 간격이 매우 긴 트래픽: M2M을 지원하는 STA들은 대부분 주기적으로 적은 양의 데이터를 주고 받는 트래픽을 가지고 있다. 트래픽의 전송 주기가 매우 긴 편이기 때문에, 한 비콘 주기동안 AP로부터 수신할 수 있는 프레임이 존재하는 STA의 수는 기존 무선랜 시스템의 경우보다 적다.
상기에 나열된 차세대 무선랜 시스템 관련 특징을 고려해보면, 비트맵 타입 정보의 크기가 크지만 대부분이 0인 경우에 비트맵 타입 정보의 포맷을 압축하는 방법에 제안될 수 있다. 다만, 현재 무선랜 시스템 표준에 따르면 STA의 개수가 2008개를 넘는 경우 기존 TIM 요소가 그대로 적용될 수가 없다. 비트맵 타입 정보의 크기가 너무 커져서 기존 프레임 포맷이 이를 지원할 수 없기 때문이다.
비트맵 타입의 정보의 포맷을 압축하는 방법으로 도 4와 같은 정보 구현 방법이 적용될 수 있다. 이에 따르면, 각 STA에 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 지시하는 전체 비트맵 시퀀스의 앞부분의 연속하는 0으로 이뤄진 시퀀스를 생략하고 오프셋 정보를 제공하여, 실제 비트맵 정보를 구성하는 시퀀스는 전체 비트맵 시퀀스 중 나머지 비트맵 시퀀스로 구현될 수 있다. 이 경우, 버퍼된 프레임이 존재하는 STA들의 수는 적지만 각 STA들간 할당된 AID의 차이가 클 경우에는 비효율적일 수 있다. 예를 들어 AID가 10과 2000을 할당 받은 두 STA에 대한 프레임이 버퍼되어 있다면, 비트맵 타입 정보의 길이는 1990이지만 양 끝을 제외하고 그 사이 값은 모두 0이다. 즉, AP와 결합되어 있는 STA의 수가 적은 경우에는 큰 문제가 되지 않을 수 있지만, STA의 수가 증가하여 할당되는 AID의 값이 보다 커지는 경우, 위와 같이 비트맵 타입 정보의 압축에 의해서도 크게 정보 크기가 줄어드는 효과를 얻기 어려울 수 있다.
현재 무선랜 시스템에서는 AP에 결합되어 있는 STA의 수가 수 십대 수준이었으나, M2M이 지원될 경우 결합된 STA의 수가 급격히 증가하게 된다. 이와 같이 AP와 결합되는 STA의 수가 급격히 증가할 수 있는 무선랜 시스템에서 매우 높은 값으로 설정될 수 있는 AID와 관련된 효율적인 운영 방법이 제공될 필요가 있다.
이하에서는 매우 많은 수(예를 들어 2007개 이상)의 STA에 대해 AID 할당을 지원하고, 이 STA들이 효율적으로 채널에 접근하여 데이터를 송수신할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위하여 STA을 그룹핑하는 방법을 제안한다.
본 발명에서 제안하는 STA 그룹핑은 STA의 AID를 그룹핑하는 것을 기반으로 할 수 있다. 각 그룹에는 그룹을 식별할 수 있는 식별 정보가 부여될 수 있다. 이하에서는 그룹을 식별하는 정보를 그룹 ID라고 칭하도록 한다. 이하에서 제공되는 그룹 ID는 MU-MIMO를 위한 전술한 그룹 ID와 별개의 식별 정보이다.
AID를 기반으로 STA이 그룹핑 되는 것은 여러가지 방법이 있을 수 있다. 그 중 하나의 예시로, STA에 할당된 AID의 앞의 특정 개수의 비트를 그룹 ID로 사용하는 것이다. 이는 도 9와 같이 구현될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, STA에게 할당된 AID의 처음 2비트(B1, B2)가 상기 STA의 그룹 ID를 지시하도록 설정될 수 있다. 본 예시에서 그룹 ID는 2비트로 구현되므로 총 4개의 그룹 ID가 구현될 수 있다. AP와 결합된 모든 STA은 총 4개의 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 한편, 그룹 ID를 지시하기 위한 비트 수의 조절을 통해서 STA이 그룹핑되는 그룹의 개수는 다르게 설정될 수 있다.
AID를 기반으로 STA을 그룹핑 하는 방법의 다른 예시로, 여러 AID들의 특정 범위를 특정 STA 그룹으로 할당하는 것이다. 예를 들어 그룹 ID 1이 오프셋 A, 길이 B로 표현되는 경우, A 내지 A+B-1의 AID를 할당 받은 STA들은 그룹 ID 1에 의해 식별되는 STA 그룹에 포함된다. 이와 같은 STA 그룹핑 예시는 도 10과 같이 구현될 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 전체 AID는 1 내지 N4인 것이 가정되며, STA은 총 4개의 STA 그룹으로 그룹핑 됨을 가정한다.
그룹 ID 1에 속하는 AID 들은 1 내지 N1 이고, 이는 AID 1 내지 N1을 할당 받은 STA들은 그룹 ID 1에 따른 STA 그룹으로 그룹핑되는 것을 의미한다. 한편, 해당 AID들은 오프셋 1, 길이 N1로 표현될 수 있다.
그룹 ID 2에 속하는 속하는 AID들은 N1+1 내지 N2이고, 이는 AID N1+1 내지 N2를 할당 받은 STA들은 그룹 ID 2에 따른 STA 그룹으로 그룹핑되는 것을 의미한다. 한편, 해당 AID들은 오프셋 N1+1, 길이 N2-N1으로 표현될 수 있다.
그룹 ID 3에 속하는 속하는 AID들은 N2+1 내지 N3이고, 이는 AID N2+1 내지 N3를 할당 받은 STA들은 그룹 ID 3에 따른 STA 그룹으로 그룹핑되는 것을 의미한다. 한편, 해당 AID들은 오프셋 N2+1, 길이 N3-N2으로 표현될 수 있다.
그룹 ID 4에 속하는 속하는 AID들은 N2+1 내지 N3이고, 이는 AID N2+1 내지 N3를 할당 받은 STA들은 그룹 ID 3에 따른 STA 그룹으로 그룹핑되는 것을 의미한다. 한편, 해당 AID들은 오프셋 N3+1, 길이 N4-N3으로 표현될 수 있다. 같은 그룹 ID를 할당 받은 STA들은 AID의 오프셋과 길이로 표현될 수 있다.
한편, 도 10과 같이 STA들이 그룹핑 되는 경우에 있어서, 각 STA의 그룹당 동일한 AID 개수가 할당되고, STA의 그룹 수가 2의 자승으로 설정되면, 도 9의 예시와 같이 그룹 ID의 앞의 특정 비트들은 STA 그룹을 식별하는 그룹 ID로서 사용될 수 도 있다.
전술한 도 9 및 도 10에 따르면, STA의 그룹핑은 한 단계를 통해 이루어질 수 있었다. 다만, STA의 그룹핑은 복수의 단계를 통해 이루어질 수 있다. 그 예시로 전체 STA들은 STA 그룹으로 그룹핑이 되고, 특정 STA 그룹에 포함된 STA은 STA 서브 그룹으로 그룹핑이 될 수 있다. 이 경우, AID를 구성하는 비트 시퀀스의 가장 앞쪽 특정 비트들은 STA 그룹을 식별하는 그룹 ID로, 그 뒤의 특정 비트들은 STA 서브 그룹을 식별하는 서브 그룹 인덱스로 사용될 수 있다. 이는 도 11과 같이 구현될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑의 또 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 부도면 (a)에 따른 AID 비트 시퀀스에서 처음 2비트(B1, B2)는 STA의 그룹 ID를 지시하도록 설정되고, 이어지는 3비트(B3, B4, B5)는 STA의 서브 그룹 인덱스를 지시하도록 설정될 수 있다.
부도면 (b)에 따른 STA 그룹핑의 예시에 있어서, 그룹 ID는 2비트로 구현되므로 총 4개의 그룹 ID가 구현될 수 있고, 모든 STA은 총 4개의 그룹으로 그룹핑될 수 있다. 서브 그룹 인덱스는 3비트로 구현되므로 총 8개의 서브 그룹 인덱스가 구현될 수 있고, 특정 STA 그룹에 포함된 STA들은 총 8개의 STA 서브 그룹으로 그룹핑될 수 있다.
도 11과 같이 STA 그룹핑이 수행되는 경우, 그룹 ID를 기반으로 특정 STA 그룹이 지시될 수 있으며, 그룹 ID 및 서브 그룹 인덱스를 기반으로 특정 STA에 속한 특정 서브 그룹이 지시될 수도 있다.
추가적으로, 적어도 하나의 STA 서브 그룹은 그룹 ID, 서브 그룹 오프셋 및 서브 그룹 길이를 기반으로 지시될 수도 있다. 서브 그룹 오프셋은 그룹 ID에 의해 지시되는 STA 그룹의 복수의 STA 서브 그룹 중 임의의 하나 이상의 STA 서브 그룹에 있어서 가장 서브 그룹 인덱스가 작은 STA 서브 그룹을 지시한다. 서브 그룹 길이는 상기 서브 그룹 오프셋에 의해 지시된 STA 서브 그룹을 포함한 연속된 인덱스의 STA 서브 그룹들의 개수를 지시한다. 일례로, 도 11의 부도면 (b)와 같이 그룹핑이 수행된 경우, STA 그룹 1의 STA 서브그룹 3 내지 5는 그룹 ID 1(00), 서브 그룹 오프셋 3(010) 및 서브 그룹 길이 3을 통해 지시될 수 있다.
한편, 도 11에서 전술한 구체적인 비트의 수는 예시에 불과하며, 다양한 길이의 비트들을 통해 그룹 ID와 서브 그룹 인덱스가 구현될 수 있을 것이며, 본 발명의 범위는 이러한 비트 수의 단순 변경에 따른 예시도 포함할 수 있다.
STA이 그룹핑 되면 그룹 ID 및/또는 서브 그룹 인덱스에 따라 STA들이 다른 시간 구간에 채널에 액세스 할 수 있게 할 수 있다. STA들이 파워 세이브 모드로 동작하는 경우, 자신을 위한 채널 액세스 구간에 맞추어 어웨이크 상태로 진입하여 채널에 액세스 하고, 채널 액세스 구간이 종료되면 취침 상태로 진입할 수 잇다. 이를 통해, 많은 수의 STA으로 인해 발생할 수 있는 증가된 TIM 사이즈로 인한 오버로드와 관련된 문제와 채널 액세스 문제가 해결되고, 효율적인 데이터 송수신이 이루어질 수 있다. 또한, 파워 세이브 모드의 효율이 증가할 수 있다. STA 그룹에 따른 채널 액세스의 일례는 도 12에 도시되어 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 STA 그룹핑 기반 채널 액세스 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12의 예시는 STA 그룹 별로 채널 액세스 구간을 다르게 설정한 채널 액세스 방법의 일 예시이다.
도 12를 참조하면, 전체 STA들이 3개의 STA 그룹으로 그룹핑 되어 있을 때, 비콘 인터벌에 따른 채널 액세스 메커니즘이 도시되어 있다.
첫 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 1에 따른 STA 그룹 1을 위한 제1 채널 액세스 구간이다. 따라서, 이 구간의 비콘 프레임에는 그룹 ID 1에 의해 지시되는 STA 그룹에 포함된 STA들이 채널에 접근할 수 있음을 알리는 채널 액세스 정보 요소(channel access information element)가 포함될 수 있다. STA들은 채널 액세스 정보 요소를 통해 자신이 해당 구간 동안 채널에 액세스 할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 프레임에는 해당 STA 그룹에 포함된 STA들을 위한 TIM 요소가 포함되어 있을 수 있다. TIM 요소는 해당 STA 그룹과 관련된 AID들을 통해 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 지시할 수 있도록 구현된 비트맵 정보를 포함할 수 있다. 이를 통해 STA 그룹 1에 포함된 STA들은 제1 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 송수신할 수 있다.
두 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 2에 따른 STA 그룹 2를 위한 제2 채널 액세스 구간이다. 따라서, 이 구간의 비콘 프레임에는 그룹 ID 2에 의해 지시되는 STA 그룹에 포함된 STA들이 채널에 접근할 수 있음을 알리는 채널 액세스 정보 요소가 포함될 수 있다. STA들은 채널 액세스 정보 요소를 통해 자신이 해당 구간동안 채널에 액세스 할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다. 또한, 비콘 프레임에는 해당 STA 그룹에 포함된 STA들을 위한 TIM 요소가 포함되어 있을 수 있다. TIM 요소는 해당 STA 그룹과 관련된 AID들을 통해 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 지시할 수 있도록 구현된 비트맵 정보를 포함할 수 있다. 이를 통해 STA 그룹 2에 포함된 STA들은 제2 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 송수신할 수 있다.
세 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 3에 따른 STA 그룹 3을 위한 제3 채널 액세스 구간이며, 해당 구간 내에서 STA들의 동작은 위와 같이 수행될 수 있다.
네 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 1에 따른 STA그룹 1을 위한 제1 채널 액세스 구간이며, 다섯 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 2에 따른 STA 그룹 2를 위한 제2 채널 액세스 구간이고, 여섯 번째 비콘 인터벌은 그룹 ID 3에 따른 STA 그룹 3을 위한 제3 채널 액세스 구간이다. 즉, 전체 STA들이 3개의 STA 그룹으로 그룹핑 된 경우, 3개의 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간들이 주기적으로 반복되어 형성될 수 있다.
도 12와 같은 채널 액세스 방법에서, 각 채널 액세스 구간 마다 다른 STA 그룹의 STA들이 채널에 접근할 수 있다. 따라서, AP는 TIM 요소를 생성함에 있어서, 해당 채널 액세스 구간에 접속할 수 있는 STA 그룹에 대한 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 지시할 수 있는 비트맵 정보를 생성할 수 있다. STA의 그룹핑이 전술한 도 9 내지 도 11에 의한다면 특정 STA 그룹은 특정한 AID 범위 내의 AID를 할당받은 STA들의 집합이므로, 비트맵 정보는 오프셋 정보와 함께 그 크기는 줄어들고 버퍼된 프레임의 존재 유무는 지시할 수 있는 효율적인 정보 구성이 가능할 수 있다. 즉, STA 그룹핑 기반 채널 액세스 방법은 STA의 수가 매우 많아 할당된 AID의 개수가 기존에 비해 보다 많은 경우에도, STA의 그룹핑이 AID를 기반으로 수행될 수 있으므로 효율적인 TIM 요소의 생성이 가능하며, 이를 통해 TIM 프로토콜을 기반으로 한 효율적인 데이터 송수신이 가능할 수 있다.
한편 도 12에 도시된 채널 액세스 방법의 예시는 한 단계의 STA 그룹핑이 수행되었고, 각 비콘 인터벌 동안 하나의 STA 그룹이 채널에 액세스하는 방식을 기반으로 하였으나 본 발명은 보다 다양한 채널 액세스 방식을 제안한다. 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방식은 STA의 그룹핑 단계에 따라 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간도 할당해줄 수 있으며, 한 비콘 인터벌 동안 적어도 하나 이상의 STA 그룹 및/또는 적어도 하나 이상의 STA 서브 그룹이 각각 채널 액세스 구간을 할당받을 수 있다. 본 발명에서 제안하는 채널 액세스 방법은 이후에 보다 상세히 설명하도록 한다.
AP는 STA의 AID를 할당하기 위하여 STA의 AID를 결합 응답 프레임 및/또는 재결합 응답 프레임의 AID 필드를 통하여 AID를 지시할 수 있다. 한편, STA이 AID를 기반으로 그룹핑되면, AP는 STA에게 AID를 할당함과 동시에 그룹핑 관련 정보를 제공해줄 수 있다. STA이 한 단계로 그룹핑된 경우 AP는 AID 및 그룹 ID를 STA에게 알려줄 수 있으며, 두 단계 이상으로 그룹핑된 경우, AP는 AID, 그룹 ID 및 서브 그룹 인덱스와 더불어 보다 세부적인 그룹핑 관련 식별 정보를 제공해줄 수 있다. 그룹핑 관련 정보를 STA에게 알려주기 위하여 그룹 할당 정보 요소(group assignment information element)가 정의될 수 있으며, 그룹 할당 정보 요소는 결합 응답 프레임 및/또는 재결합 응답 프레임에 포함되어 전송될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 그룹 할당 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 13을 참조하면, 그룹 할당 정보 요소(1300)는 요소 ID 필드(1310), 길이 필드(1320), 그룹 정보 필드(1330), 현재 그룹 ID(Current Group ID) 필드(1340) 및 그룹 ID 개수(Number of Group ID) 필드(1350)를 포함한다.
요소 ID 필드(1310)는 해당 정보 요소가 그룹 할당 정보 요소(1300)임을 지시하도록 설정될 수 있다.
길이 필드(1320)는 길이 필드(1320)에 이어 그룹 할당 정보 요소(1300)에 포함된 다른 필드들을 구성하는 전체 비트 시퀀스의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다.
그룹 정보 필드(1330)는 그룹 할당 정보 요소를 수신하는 STA을 위한 그룹핑 정보를 포함한다. 그룹 정보 필드(1330)는 그룹 ID 서브필드(1331), 현재 AID 개수(Current Number of AID) 서브필드(1332) 및 전체 AID 개수(Total Number of AID) 서브필드(1333)를 포함할 수 있다.
그룹 ID 서브 필드(1331)는 STA이 포함된 STA 그룹을 식별시키는 그룹 ID를 지시하도록 설정될 수 있다.
현재 AID 개수 서브필드(1332)는 그룹 ID 서브 필드(1331)에 의해 지시되는 상기 그룹 ID에 따른 STA 그룹에 포함된 AID의 개수를 지시할 수 있으며, 이는 상기 그룹 ID에 따른 STA 그룹에 포함된 STA의 개수를 지시할 수 있다.
전체 AID 개수 서브필드(1333)는 그룹 ID 서브 필드(1331)에 의해 지시되는 상기 그룹 ID에 따른 STA 그룹에 포함될 수 있는 전체 AID의 개수를 지시할 수 있다. 이는 곧, 그룹 ID에 따른 STA 그룹에 포함될 수 있는 전체 STA의 개수를 지시할 수 있다.
현재 그룹 ID 필드(1340)는 해당 정보가 STA에 전해진 시점에 채널 액세스가 허용된 STA 그룹의 그룹 ID를 지시할 수 있다.
그룹 ID 개수 필드(1350)는 STA 그룹의 전체 개수를 지시할 수 있다.
각 비콘 인터벌 별로 특정 그룹 ID에 따른 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간이 할당되는 채널 액세스 방법에 있어서, 현재 그룹 ID 필드(1340) 및 그룹 ID 개수 필드(1350)를 통해 STA은 자신이 속한 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간을 결정할 수 있다. 이를 통해 STA은 해당 채널 액세스 구간에 따른 비콘 프레임을 수신하여 TIM 요소를 통해 버퍼된 프레임이 존재하는 경우AP로부터 수신할 수 있으며, 해당 채널 액세스 구간 동안 AP와 데이터를 송수신할 수 있다.
한편 AID를 STA에게 할당 해줌에 있어서, STA의 장치 타입에 따라 AID를 할당해줄 수 있다. 특정 장치 타입인 STA은 특정 AID 범위 내의 한 AID를 할당 받도록 구현될 수 있다. STA 그룹핑이 AID를 기반으로 수행될 경우, 장치 타입에 따라 STA 그룹핑이 수행될 수 있다.
예를 들어, STA 그룹을 두 개로 설정하고 이에 따라 AID를 두 그룹으로 나눌 수 있다. 첫 번째 STA 그룹에 속하는 AID는 오프로딩을 위해 사용되는 STA에게 할당될 수 있다. 두 번째 STA 그룹에 속하는 AID는 센서/계측기(sensor/meter)를 위해 사용되는 STA에게 할당될 수 있다.
한편, 장치 타입에 따라 요구되는 장치 특성이 다를 수 있다. 그 특성 중 한 예로 장치 타입에 따라 파워 소모를 줄이기 위해 최대 전송 파워 제한 값이 다르게 설정될 수 있다. 따라서, STA의 그룹을 할당해 줌에 있어서 최대 전송 파워 값을 지시하는 정보를 함께 제공해줄 수 있다. 이는 도 14와 그룹 할당 정보 요소의 제공을 통해 수행될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 그룹 할당 정보 요소 포맷의 다른 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14를 참조하면, 그룹 할당 정보 요소(1400)는 요소 ID 필드(1410), 길이 필드(1420), 그룹 정보 필드(1430), 현재 그룹 ID 필드(1440) 및 그룹 ID 개수 필드(1450)를 포함한다. 단, 그룹 할당 정보 요소(1400)의 요소 ID 필드(1410), 길이 필드(1420), 현재 그룹 ID 필드(1440) 및 그룹 ID 개수 필드(1450)는 도 13의 그룹 할당 정보 요소(1330)에 포함된 해당하는 필드들과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
그룹 할당 정보 요소(1400)의 그룹 정보 필드(1430)는 그룹 ID 서브필드(1431), 최대 전송 파워 서브필드(1432), 현재 AID 개수 서브필드(1433) 및 전체 AID 개수 서브필드(1434)를 포함한다. 그룹 ID 서브 필드(1431), 현재AID 개수 서브필드(1433) 및 전체 AID 개수 서브필드(1434)는 도 13에 도시된 해당 서브 필드들과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
최대 전송 파워 서브필드(1432)는 그룹 ID 서브필드(1431)에 의해 지시된 그룹 ID에 따른 STA 그룹에 포함된 STA들이 사용할 수 있는 최대 전송 파워의 제한 값을 지시할 수 있다. 특정 장치 타입의 STA은 특정 AID 범위에 포함된 특정 AID를 할당받고 최대 전송 파워가 제한되는 STA 그룹에 포함될 수 있다. 또한, 최대 전송 파워 서브필드(1432)에 의해 지시된 제한값 이내의 전송 파워를 사용하여 채널 액세스 구간동안 AP와 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
첨부한 도 12를 참조하여 채널 액세스 방법에 대하여 설명한 바 있으나, 이하에서는 STA 그룹핑을 기반으로 한 보다 다양한 채널 액세스 방법에 대해서 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 한 비콘 인터벌에 3개의 채널 액세스 구간이 포함될 수 있다. 각 채널 액세스 구간은 각 STA을 위하여 설정될 수 있다. 본 예시에 따르면, 제1 비콘 인터벌 동안 STA 그룹 1에 속한 STA들이 제1 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 송수신할 수 있다. 이어 STA 그룹 2에 속한 STA들이 제2 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스하여 AP와 데이터를 송수신하고, STA 그룹 3에 속한 STA들이 제3 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 송수신 한다. 제2 비콘 인터벌 구간에서는 제1 비콘 인터벌 구간에 따른 채널 액세스 구간이 반복되어 형성될 수 있다.
전술한 도 15는 한 비콘 인터벌 내에 채널 액세스 구간은 STA 그룹의 전체 개수 만큼 균등하게 할당되고, STA 그룹의 순서에 따라 채널 액세스 구간이 순차적으로 할당된다. 따라서, 비콘 프레임에 특별한 정보가 없이도 전체 STA 그룹의 수와 자신이 속한 STA 그룹을 아는 STA은 자신을 위한 채널 액세스 구간이 언제 개시되고 언제 종료되는지 파악할 수 있다.
한편 도 15와 달리 한 비콘 인터벌 내에 STA 그룹 별로 동일하게 채널 액세스 구간이 할당되지 않고, 채널 액세스 구간의 할당 순서도 STA 그룹 순서와 상관 없이 할당될 수 있다. 이와 같은 채널 액세스 방법은 도 16을 참조할 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 16을 참조하면, 한 비콘 인터벌 내에 복수의 채널 액세스 구간이 할당되어 있으며, 각 채널 액세스 구간의 길이는 서로 다르게 설정되어 있음을 알 수 있다. 이 경우, STA이 자신이 속한 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 따라 채널에 액세스 하기 위해서는 해당 채널 액세스 구간에 대한 정보가 추가적으로 주어질 필요가 있다. 이를 위해 비콘 프레임에는 채널 액세스 정보 요소(channel access information element)가 포함될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 채널 액세스 정보 요소(1700)는 요소 ID 필드(1710), 길이 필드 (1720), 그룹 ID 필드(1731), 채널 액세스 구간(channel access period start) 필드(1732), 채널 액세스 구간 지속시간(channel access period duration) 필드(1733)를 포함한다.
요소 ID 필드(1710)는 해당 정보 요소가 채널 액세스 정보 요소(1700)임을 지시하도록 설정될 수 있다.
길이 필드(1720)는 채널 액세스 정보 요소(1700)에 길이 필드(1720) 다음에 포함되는 필드들을 구성하는 전체 비트 시퀀스의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다.
그룹 ID 필드(1731), 채널 액세스 구간 시작 필드(1732) 및 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1733)는 특정 STA 그룹에 대한 채널 액세스 구간에 대한 정보를 구현한다.
그룹 ID 필드(1731)는 이어지는 채널 액세스 구간 시작 필드(1732) 및 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1733)에 의해 특정되는 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스할 수 있는 STA 그룹과 관련된 그룹 ID를 포함할 수 있다.
채널 액세스 구간 시작 필드(1732)는 상기 그룹 ID 필드(1731)에 의해 지시되는 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간이 시작되는 시점을 지시한다. 채널 액세스 구간 시작 필드(1732)에 의해 지시되는 값은 상기 채널 액세스 정보 요소(1700)을 포함하여 전송되는 비콘 프레임 전송 시점을 기준으로 채널 액세스 구간이 개시되는 시점까지의 시간 인터벌을 지시할 수 있다.
채널 액세스 구간 지속시간 필드(1732)는 상기 그룹 ID 필드(1731)에 의해 지시되는 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간의 지속 시간을 지시하도록 설정될 수 있다.
한편, 그룹 ID 필드(1731), 채널 액세스 구간 시작 필드(1732) 및 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1733)는 채널 액세스 정보 요소(1700)가 포함되어 전송되느 비콘 프레임관련 비콘 인터벌 내에 할당되는 채널 액세스 구간의 개수 만큼 반복적으로 포함될 수 있다. 따라서, STA이 비콘 프레임의 채널 액세스 정보 요소(1700)를 해석함에 있어서, 길이 필드(1720)의 값을 통해 해당 정보 요소에 몇 개의 채널 액세스 구간에 대한 필드들이 반복되는지 알 수 있다.
다시 도 16을 참조하면, 제1 비콘 인터벌 및 제2 비콘 인터벌 내에 각각 3개의 채널 액세스 구간이 할당된다. 따라서, 제1 비콘 인터벌내 채널 액세스 구간에 대한 정보를 포함하는 채널 액세스 구간 정보 요소 및 제2 비콘 인터벌내 채널 액세스 구간에 대한 정보를 포함하는 채널 액세스 구간 정보 요소는 제1 채널 액세스 구간을 위한 필드들, 제2 채널 액세스 구간을 위한 필드들 및 제3 채널 액세스 구간을 위한 필드들을 포함할 수 있다.
STA들은 비콘 프레임의 채널 액세스 구간 정보 요소를 기반으로 자신이 채널에 접근할 수 있는 구간을 결정할 수있다. 각 STA은 자신을 위한 채널 액세스 구간에 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 교환할 수 있다. 파워 세이브 모드로 동작하는 STA은 자신을 위한 채널 액세스 구간이 아니면 취침 상태로 동작하고, 자신을 위한 채널 액세스 구간이 개시되면 어웨이크 상태로 진입하여 동작할 수 있다.
한편 STA 그룹핑을 기반으로 한 채널 액세스 방법에 있어서, 모든 채널 액세스 구간(All Channel Access)라는 특정 구간을 설정하여, 해당 구간 동안에는 모든 STA이 채널에 액세스하여 AP와 데이터를 교환하도록 설정될 수 있다. 또는 모든 채널 액세스 구간이라는 특정 구간 동안에는 AP와 결합되지 않은 특정 STA들 만이 채널 액세스를 통해 AP에게 프레임을 전송하도록 구현될 수 있다.
모든 채널 액세스 구간을 설정한 경우 채널 액세스 방법은 도 18과 같이 수행될 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 예시를 나타내는 도면이다.
도 18의 부도면 (a)를 참조하면, 비콘 인터벌 별로 특정 STA 그룹이 액세스 하기 위한 채널 액세스 구간을 설정할 때에, 특정 비콘 인터벌을 모든 채널 액세스 구간으로 설정할 수 있다. 이는 도 12의 예시와 같은 채널 액세스 방법에 있어서, 모든 채널 액세스 구간이 추가된 경우의 예시로 보여질 수 있다.
부도면 (a)의 경우 비콘 인터벌 내에 하나의 STA 그룹에 대한 채널 액세스 구간이 설정되므로, 비콘 프레임은 해당 STA 그룹을 위한 TIM을 포함하여 전송될 수 있다. 이 경우, 해당 STA 그룹은 TIM을 기반으로 한 버퍼된 프레임의 수신을 위한 동작을 상기 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간 동안 수행할 수 있다.
도 18의 부도면 (b)를 참조하면, 비콘 인터벌 내에 모든 채널 액세스 구간 및 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간이 할당될 수 있다. 부도면 (b)에 의하여 도시된 예시에 따르면, 모든 채널 액세스 구간과 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간의 지속시간은 서로 같고, 모든 채널 액세스 구간이 비콘 프레임 전송에 이어 설정되어 있음을 알 수 있다. 이와 같은 경우, STA은 해당 비콘 인터벌 내에 설정된 채널 액세스 구간에 대한 정보를 명시적으로 수신하지 않고도, 모든 채널 액세스 구간 및 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간을 구별할 수 있다. STA은 STA 그룹별로 순차적으로 채널 액세스 구간이 설정되고 비콘 인터벌의 절반 이후부터 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간이 개시됨을 알고 있기 때문이다. 따라서, 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간 동안에는 자신이 채널 액세스 권한을 가지고 있는지 여부를 판단하고 동작할 수 있다.
부도면 (b)의 경우 비콘 인터벌 내에 모든 채널 액세스 구간이 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간 보다 앞서 개시되지만, 이는 예시에 불과하며, 모든 채널 액세스 구간은 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 이어 개시되는 방법도 고려될 수 있다.
도 18의 부도면 (c)를 참조하면, 비콘 인터벌 내에 모든 채널 액세스 구간 및 각 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간들이 균등한 지속시간을 가지도록 설정될 수 있다. STA은 모든 채널 액세스 구간 및 각 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간들이 비콘 인터벌 내에 순차적으로 설정됨을 알 수 있으므로, 자신이 포함된 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 하여 AP와 데이터를 교환할 수 있다. 한편, 모든 채널 액세스 구간은 설정한 바에 따라, 모든 STA이 채널에 액세스 할 수 있거나 또는 AP에 결합되지 못한 STA이 채널에 액세스 할 수 있도록 구현될 수 있다.
도시된 바에 따르면, 모든 채널 액세스 구간은 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간들에 앞서 개시되지만, 이는 예시에 불과하며, STA그룹을 위한 채널 액세스 구간들에 이어 개시되는 방법도 고려될 수 있다.
도 18의 부도면 (d)를 참조하면, STA 그룹을 위한 모든 채널 액세스 구간이 비콘 인터벌 내에 설정되되, 모든 채널 액세스 구간은 각 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 앞서 설정될 수 있다.
도 18에 도시된 다양한 채널 액세스 구간의 스케쥴링은 AP가 전송하는 비콘 프레임에 해당 비콘 인터벌 내에 할당된 적어도 하나의 채널 액세스 구간에 대한 정보가 포함되어 전송됨으로서 인해 STA에게 전달됨으로써, AP 및 STA간 채널 액세스 구간에 대한 정보가 공유될 수 있다. 이 경우, 채널 액세스 구간에 대한 정보는 전술한 채널 액세스 정보 요소일 수 있다. 또는 STA과 AP간 사전에 채널 액세스 구간의 스케쥴링에 대한 시그널링이 이루어져 채널 액세스 구간에 대한 정보가 공유될 수 있다.
도면을 참조하여 전술한 채널 액세스 방법에 따르면, STA의 그룹별로 채널 액세스 구간이 설정되고, 각 STA은 채널 액세스 구간에 따라 채널에 접근하여 AP와 데이터를 교환하는 방법이 제안되었다. 한편, 도 11과 같이 STA들은 STA 서브 그룹으로 그룹핑될 수도 있다. 이와 같은 경우, 채널 액세스 구간은 STA 그룹 및/또는 STA 서브 구룹에 대하여 설정되고, 각 STA은 설정된 채널 액세스 구간에 따라 채널에 접근하여 AP와 데이터를 교환할 수도 있다.
도 19는 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 정보 요소 포맷의 다른 예시를 나타내는 블록도이다.
도 19를 참조하면, 채널 액세스 구간 정보 요소(1900)는 요소 ID 필드(1910), 길이 필드(1920), 그룹 ID 필드(1930), 서브 그룹 식별 필드(1940), 채널 액세스 구간 시작 필드(1950) 및 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1960)를 포함한다.
요소 ID 필드(1910)는 해당 정보 요소가 채널 액세스 구간 정보 요소(1900)임을 지시하도록 설정될 수 있다.
길이 필드(1920)는 채널 액세스 구간 정보 요소(1900)에 길이 필드(1920) 다음에 포함되는 필드들을 구성하는 전체 비트 시퀀스의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다.
그룹 ID 필드(1930) 및 서브 그룹 식별 필드(1940)는 채널 액세스 구간 시작 필드(1950) 및 채널 액세스 구간 지속 시간 필드(1960)에 의해 특정되는 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스할 수 있는 STA 그룹 및/또는 적어도 하나의 STA 서브 그룹을 지시하는 정보를 구현한다.
채널 액세스 구간이 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간인 경우, 그룹 ID 필드(1930)는 해당 STA 그룹과 관련된 그룹 ID를 포함하고, 서브 그룹 식별 필드(1940)는 특정되지 않음을 지시하는 값(e.g. Null 값)을 지시하도록 설정될 수 있다. 이 경우, 채널 액세스 구간 시작 필드(1950) 및 채널 액세스 구간 지속 시간 필드(1960)는 해당 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간을 특정한다.
채널 액세스 구간이 적어도 하나의 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간인 경우, 그룹 ID 필드(1930)는 해당 적어도 하나의 STA 서브 그룹이 포함된 STA 그룹과 관련된 그룹 ID를 포함하도록 설정될 수 있다. 한편, 서브 그룹 식별 필드(1940)는 두 가지 방식으로 구현될 수 있다.
부도면 (a)를 참조하면, 서브 그룹 식별 필드는 서브 그룹 인덱스 서브 필드(1940a)를 포함한다. 서브 그룹 인덱스 서브 필드(1940a)는 채널 액세스 구간 지속 시작 필드(1950) 및 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1960)에 의해 특정되는 채널 액세스 구간 동안 채널에 액세스 할 수 있는 한 STA 서브 그룹과 관련된 서브 그룹 인덱스를 지시할 수 있다.
부도면 (b)를 참조하면, 서브 그룹 식별 필드(1940b)는 서브 그룹 오프셋 서브 필드(1941b) 및 서브 그룹 길이(1942b) 필드를 포함한다. 서브 그룹 오프셋 서브 필드(1941b)는 그룹 ID 필드(1930)에 의해 지시되는 STA 그룹의 복수의 STA 서브 그룹 중 임의의 하나 이상의 STA 서브 그룹에 있어서 가장 서브 그룹 인덱스가 작은 STA 서브 그룹을 지시한다. 서브 그룹 길이 서브 필드(1941b)는 상기 서브 그룹 오프셋 서브 필드(1941b)에 의해 지시된 STA 서브 그룹을 포함한 연속된 인덱스의 STA 서브 그룹들의 개수를 지시한다. 이를 통해 그룹 ID 필드(1930), 서브 그룹 오프셋 서브 필드(1941b) 및 서브그룹 길이 서브필드(1942b)에 의해 적어도 하나의 STA 서브 그룹들이 지시될 수 있다.
채널 액세스 구간 시작 필드(1950)는 상기 그룹 ID(1930) 및 상기 서브 그룹 식별 필드(1940)에 의해 지시되는 적어도 하나의 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간이 시작되는 시점을 지시한다. 채널 액세스 구간 지속시간 필드(1960)는 상기 그룹 ID(1930) 및 상기 서브 그룹 식별 필드(1940)에 의해 지시되는 적어도 하나의 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간의 지속 시간을 지시하도록 설정될 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 20을 참조하면, STA1은 그룹 ID 2 및 서브 그룹 인덱스 4에 의하여 지시되는 STA 서브 그룹에 포함된다. STA2는 그룹 ID 1 및 서브 그룹 인덱스 3에 의하여 지시되는 STA 서브 그룹에 포함된다. STA3은 그룹 ID 1 및 서브 그룹 인덱스 1에 의해 지시되는 STA 서브 그룹에 포함된다.
STA1, STA2 및 STA3은 비콘 프레임이 전송되는 시점에 어웨이크 상태로 진입하여 비콘 프레임을 수신하고. 비콘 프레임에는 도 19와 같은 포맷의 채널 액세스 정보 요소가 포함되어 전송된다. STA1 내지 STA3은 채널 액세스 정보 요소를 통해 채널 액세스 구간에 대한 정보를 획득한다.
STA1 내지 STA3은 채널 액세스 정보 요소의 그룹 ID 필드 및 서브 그룹 식별 필드를 통해 자신을 위한 채널 액세스 구간이 개시되었는지 여부를 판단할 수 있다.
STA1은 그룹 ID 필드가 그룹 ID 1을 지시하므로 자신을 위한 채널 액세스 구간에 대한 정보가 아님을 확인한다. 따라서, STA1은 비콘 프레임 수신 후 다시 취침 상태를 유지하며 동작할 수 있다.
STA2는 그룹 ID 필드가 그룹 ID 1을 지시하고, 서브 그룹 식별 필드가 서브 그룹 인덱스 3을 지시하므로 채널 액세스 구간에 대한 정보가 자신을 위한 정보임을 결정할 수 있다. 따라서, STA2는 채널 액세스 구간 시작 시점 필드가 지시하는 시점에 어웨이크 상태로 진입하여 채널 액세스 구간 지속시간 필드가 지시하는 지속시간 동안 AP와 데이터를 교환한다. 채널 액세스 구간이 종료되면 다시 취침 상태로 진입한다.
STA3은 그룹 ID 필드가 그룹 ID 1을 지시하지만, 서브 그룹 식별 필드가 서브 그룹 인덱스 1을 지시하므로 자신을 위한 채널 액세스 구간에 대한 정보가 아님을 확인한다. 따라서, STA3은 비콘 프레임 수신 후 다시 취침 상태를 유지하며 동작할 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따른 채널 액세스 방법의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 21을 참조하면, STAs 1은 그룹 ID 2 및 서브 그룹 인덱스 2 및 서브 그룹 인덱스 3에 의하여 지시되는 STA 서브 그룹들에 포함된 적어도 하나의 STA이다. STAs 2는 및 서브 그룹 인덱스 5, 6에 의하여 지시되는 STA 서브그룹들에 포함된 적어도 하나의 STA이다. STAs 3은 그룹 ID 3 및 서브 그룹 인덱스 1, 2에 의하여 지시되는 STA 서브 그룹들에 포함된 적어도 하나의 STA이다.
STAs 1, STAs 2 및 STAs 3은 은 비콘 프레임이 전송되는 시점에 어웨이크 상태로 진입하여 비콘 프레임을 수신하고. 비콘 프레임에는 도 19와 같은 포맷의 채널 액세스 정보 요소가 포함되어 전송된다. STAs 1 내지 STAs 3은 채널 액세스 정보 요소를 통해 채널 액세스 구간에 대한 정보를 획득한다.
STAs 1 내지 STAs 3은 채널 액세스 정보 요소의 그룹 ID 필드 및 서브 그룹 식별 필드를 통해 자신을 위한 채널 액세스 구간이 개시되었는지 여부를 판단할 수 있다. 채널 액세스 정보 요소의 그룹 ID 필드는 그룹 ID 3을 지시하고 서브 그룹 오프셋 서브 필드는 서브 그룹 인덱스 4, 서브 그룹 길이 서브 필드는 3을 지시한다. 따라서, 해당 채널 액세스 구간은 그룹 ID 3에 의해 지시되는 STA 그룹의 서브 그룹 인덱스 4, 5, 및 6에 의해 지시된 STA 서브 그룹들을 위한 것임을 알 수 있다.
STAs 1은 그룹 ID 필드가 그룹 ID 3을 지시하므로 자신을 위한 채널 액세스 구간에 대한 정보가 아님을 확인한다. 따라서, STA1은 비콘 프레임 수신 후 다시 취침 상태를 유지하며 동작할 수 있다.
STAs 2는 그룹 ID 필드가 그룹 ID 3을 지시하고, 서브 그룹 식별 필드의 서브 그룹 오프셋 및 서브 그룹 길이 서브 필드가 서브 그룹 인덱스 4, 5, 및 6에 따른 STA 서브 그룹들을 지시하므로 채널 액세스 구간에 대한 정보가 자신을 위한 정보임을 결정할 수 있다. 따라서, STA2는 채널 액세스 구간 시작 시점 필드가 지시하는 시점에 어웨이크 상태로 진입하여 채널 액세스 구간 지속시간 필드가 지시하는 지속시간 동안 AP와 데이터를 교환한다. 채널 액세스 구간이 종료되면 다시 취침 상태로 진입한다.
STAs 3은 그룹 ID 필드가 그룹 ID 3을 지시하지만, 서브 그룹 식별 필드의 서브 그룹 오프셋 및 서브 그룹 길이 서브 필드가 서브 그룹 인덱스 4, 5, 및 6에 따른 STA 서브 그룹들을 지시하므로 자신을 위한 채널 액세스 구간에 대한 정보가 아님을 확인한다. 따라서, STA3은 비콘 프레임 수신 후 다시 취침 상태를 유지하며 동작할 수 있다.
전술한 STA 그룹핑을 기반으로한 채널 액세스 방법은 STA의 AID를 기반으로 한 STA 그룹핑을 수행하여, STA 그룹별로 채널 액세스 구간을 나누어 할당할 수 있다. 각 STA 그룹 또는 각 STA 서브 그룹은 자신에게 할당된 채널 액세스 구간동안 AP와 데이터 교환을 수행할 수 있다. 따라서, 매우 많은 STA들이 공존하는 무선랜 시스템에서 STA 그룹 별로 효율적으로 데이터를 AP와 교환할 수 있다.
한편, AP는 STA 그룹의 수와 각 STA 그룹에 속하는 STA의 수를 동적으로 수정할 수 있다. 이와 같이 동적으로 STA 그룹과 각 그룹에 포함된 STA의 수를 조절하여 보다 효율적인 TIM 프로콜을 운영하고자 할 수 있다. 이를 위해서는, STA들에게 가변 하는 그룹핑 파라미터를 효과적으로 업데이트 해줄 필요가 있다. 이를 위한 방법으로, AP가 그룹핑 파라미터 정보를 일정 시간 간격으로 STA들에게 전달하고, STA들은 해당 그룹핑 파라미터를 통해 그룹핑 파라미터 정보를 AP와 동기화 하는 것이다.
STA들이 STA 그룹 1, 2, 및 3으로 그룹핑되어 있는 상황에서, STA들이 AP로부터 그룹핑 파라미터를 듣기 위해 그룹핑을 시작하는 제일 처음 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 일반적으로 모든 STA들은 DTIM 인터벌에 따라 비콘을 수신하기 때문에, 그룹핑을 시작하는 제일 처음 비콘 프레임, 즉 그룹핑 파라미터를 포함하는 비콘 프레임은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임일 수 있다. 이러한 DTIM 비콘에는 전술한 도 13 및 도 14의 그룹 할당 정보 요소가 포함될 수 있도 있다. 또한, 각 STA 그룹에 속하는 단말들에 대한 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 그룹 ID 별 비트맵 형태로 STA들에게 지시해줄 수 있다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 그룹핑 파라미터 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 22를 참조하면, 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)는 요소 ID 필드(2210), 길이 필드(2220), 현재 그룹 ID 필드(2230), 그룹 ID 개수 필드(2240), STA 그룹 별 전체 AID 개수 필드(2250) 및 그룹 ID 비트맵 필드(2260)를 포함한다.
요소 ID 필드(2210)는 해당 정보 요소가 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)임을 지시하도록 설정될 수 있다.
길이 필드(2220)는 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)의 길이 및/또는 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)에서 길이 필드(2220)에 이어 포함되는 필드들을 구성하는 비트 시퀀스의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다. 한편, 길이 필드(2220)는 그룹 ID 비트맵 필드(2260)의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다. 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)를 수신한 STA은 길이 필드(2220)에 의해 지시되는 정보를 통해 크기가 가변적인 그룹 ID 비트맵 필드(2260)의 길이를 계산할 수 있다.
현재 그룹 ID 필드(2230)는 AP가 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)를 통해 그룹 ID 관련 정보를 업데이트 하기 원하는 그룹 ID를 지시할 수 있다. AP가 복수의 그룹 ID들에 대해 업데이트 하고자 하는 경우, 현재 그룹 ID 필드(2230)가 지시하는 그룹 ID는 업데이트되는 복수의 그룹 ID들 중 처음 그룹 ID를 지시하는 것으로 해석될 수 있다. 예를 들어, 그룹 ID 1, 2 및 3와 관련된 그룹핑 파라미터를 업데이트 하는 경우, 현재 그룹 ID 필드(2230)는 그룹 ID 1을 지시할 수 있다. 한편, 그룹 ID를 표현하는 포맷은 전술한 도 9 내지 11을 참조할 수 있다.
AP는 STA 그룹의 수와 각 STA그룹에 포함되는 STA의 수를 동적으로 수정할 수 있다. 이를 위해서, AP는 그룹 ID 개수 필드(2240) 및 STA 그룹 별 전체 AID 개수 필드(2250)를 설정하여 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)에 포함시켜 전송할 수 있다.
그룹 ID 개수 필드(2240)는 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)를 통해 그룹핑 정보가 업데이트 될 STA 그룹의 개수를 지시할 수 있다. TIM 요소는 각 STA 그룹 별로 제공될 수 있다.
STA 그룹별 전체 AID 개수 필드(2250)는 STA 그룹에 속하는 AID의 전체 개수를 지시할 수 있으며, 이는 즉, 각 STA 그룹에 속하는 STA의 개수를 지시하는 것으로 해석될 수 있다. 또 다른 의미로는, 각 STA 그룹의 TIM 요소에 의해서 커버되는 AID의 범위일 수 있다.
그룹 ID 비트맵 필드(2260)는 각 STA 그룹 별로 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 지시하며, 비트맵 시퀀스로서 구현될 수 있다.
예를 들어, 현재 그룹 ID 필드(2230)가 그룹 ID 1을 지시하고, 그룹 ID 개수 필드(2240)가 3을 지시할 때, 그룹 ID 비트맵 필드(2260)가 0, 0, 1을 지시하면, 그룹 ID 1 및 그룹 ID 2에 따른 STA 그룹 1 및 2에 속한 STA들에 대해서는 버퍼된 프레임이 없음을 의미한다. 반면, 그룹 ID 3에 따른 STA 그룹 3에 속한 STA들에 대해서는 버퍼된 프레임이 있음을 의미한다. 따라서, STA 그룹 3에 속한 STA들은 STA 그룹 3을 위한 채널 액세스 구간에 어웨이크 상태로 진입하고, AP로부터 TIM 요소를 수신하여 자신에게 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 확인할 수 있다.
TIM 요소의 비트맵 정보는 특정 STA 그룹에 포함된 STA들 각각에 대한 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 지시하도록 구현될 수 있다. 즉, 기존 TIM 요소는 전체 STA들에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 비트맵 타입 정보를 포함하였으나, 이와 달리 그룹핑 파라미터 정보 요소가 적용된 무선랜 시스템에서는 특정 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 전송되는 TIM 요소는 해당 STA 그룹에 대한 비트맵 타입 정보가 포함될 수 있다. TIM 요소는 포함된 비트맵 타입 정보가 적용될 STA 그룹을 지시하기 위해 그룹 ID 필드를 더 포함할 수 있다.
그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)를 통해 자신이 속한 STA 그룹을 위한 버퍼된 프레임이 존재함을 확인한 STA은, 해당 STA 그룹을 위한 채널 액세스 구간 동안 TIM 요소를 수신하고, 해당 TIM 요소가 해당 STA 그룹을 위한 정보를 포함하고 있음을 확인할 수 있다. TIM 요소가 해당 STA 그룹을 위한 정보임을 확인한 STA은 포함된 비트맵 타입 정보를 기반으로 자신을 위한 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 결정할 수 있으며, 존재하는 경우 채널 액세스 구간 동안 AP에게 버퍼된 프레임의 전송을 요청하고, 버퍼된 프레임을 획득할 수 있다.
이와 같이 TIM 요소가 구현될 경우 TIM 요소에 포함되는 비트맵 타입 정보로 인한 오버헤드가 기존에 비해 감소될 수 있으며, 보다 효율적인 TIM 프로토콜 기반 버퍼된 트래픽 처리가 가능할 수 있다.
DTIM을 전달하는 비콘 프레임 및/또는 TIM을 전달하는 비콘 프레임을 통해 그룹핑 파라미터 정보 요소(2200)를 수신한 STA은, 새로이 그룹핑된 STA 그룹에 따라 자신을 위한 채널 액세스 구간에 맞추어 동작할 수 있다. 즉, 자신의 STA그룹을 위한 채널 액세스 구간에 어웨이크 상태로 진입하여 AP와 데이터를 교환하고, 이외의 구간에는 취침 상태로 진입하여 동작할 수 있다.
전술한 그룹핑 파라미터의 업데이트와 관련된 그룹핑 파라미터 정보 요소 및 이에 따른 STA의 동작은 STA 서브 그룹들과 관련하여서도 적용될 수 있다.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소 포맷의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 23을 참조하면, 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)는 요소 ID 필드(2310), 길이 필드(2320), 그룹 ID 필드(2330), 서브 그룹 개수 필드(2340) 및 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드(2350)를 포함할 수 있다.
요소 ID 필드(2310)는 해당 정보 요소가 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)임을 지시하도록 설정될 수 있다.
길이 필드(2320)는 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)의 길이 및/또는 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)에서 길이 필드(2320)에 이어 포함되는 필드들을 구성하는 비트 시퀀스의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다. 한편, 길이 필드(2320)는 서브그룹 인덱스 비트맵 필드(2350)의 길이를 지시하도록 설정될 수 있다. 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)를 수신한 STA은 길이 필드(2320)에 의해 지시되는 정보를 통해 크기가 가변적인 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드(2350)의 길이를 계산할 수 있다.
그룹 ID 필드(2330)는 현재 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)와 관련된 그룹 STA을 식별하는 그룹 ID를 포함할 수 있다. 즉 AP가 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)를 통해 서브 그룹 관련 정보를 업데이트 하기 위하는 STA 그룹을 식별하는 그룹 ID를 지시할 수 있다.
서브 그룹 개수 필드(2340)는 그룹 ID 필드(2330)에 의해 지시된 STA 그룹이 나뉘어진 STA 서브 그룹의 개수를 지시할 수 있다.
서브 그룹 인덱스 비트맵 필드(2350)는 상기 STA 서브 그룹별 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 지시한다. 서브 그룹 개수 필드(2340)가 4를 지시하는 경우, 서브 그릅 인덱스 비트맵 필드(2350)은 4개의 STA 서브 그룹에 대한 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 비트맵 타입으로 지시할 수 있다. 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드(2350)가 0, 0, 0, 1을 지시하면, 서브 그룹 인덱스 1 내지 3에 따른 STA 서브 그룹 1 내지 3에 속한 STA들에 대해서는 버퍼된 프레임이 없음을 의미한다. 따라서, 해당 STA 그룹의 STA 서브 그룹 1 내지 3에 속한 STA들은 이후 해당 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간 내에 TIM 요소를 수신하여도 자신을 위한 버퍼된 프레임이 없음을 알기 때문에 AP에 버퍼된 프레임의 전송을 요청하지 않을 수 있다.
반면, 서브 그룹 인덱스 4에 따른 STA 서브 그룹 4에 속한 STA들에 대해서는 버퍼된 프레임이 있음을 의미한다. 따라서, STA 서브 그룹 4에 속한 STA들은 해당 STA 그룹의 STA 서브 그룹 4를 위한 채널 액세스 구간에 어웨이크 상태로 진입하고, AP로부터 TIM 요소를 수신하여 자신에게 버퍼된 프레임이 있는지 여부를 확인할 수 있다.
TIM 요소는 특정 STA 그룹의 특정 STA 서브 그룹에 포함된 STA들에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 비트맵 타입 정보를 포함한다. 따라서, TIM 요소는 포함된 비트맵 타입 정보가 해당되는 STA 그룹 및 STA 서브 그룹을 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이를 위해 TIM 요소는 그룹 ID 식별자 필드 및 서브 그룹 인덱스 식별자 필드를 더 포함할 수 있다. TIM 요소를 수신한 STA은 그룹 ID 필드 및 서브 그룹 인덱스 필드를 기반으로 해당 TIM 요소가 자신을 위한 버퍼된 프레임 존재 여부를 지시하는 비트맵 타입 정보가 포함되어 있는지 여부를 결정할 수 있다. 또한, 비트맵 타입 정보는 상기 그룹 ID 필드 및 상기 서브 그릅 인덱스 필드에 의해 지시된 적어도 하나의 STA 서브 그룹에 속한 STA 각각에 맵핑되는 비트맵 시퀀스로 구현될 수 있다. 따라서, STA은 비트맵 타입 정보를 수신하여 자신을 위한 버퍼된 프레임이 존재하는지 여부를 확인하고, 존재하면 전송해줄 것을 AP로 요청할 수 있다.
서브 그룹핑 파라미터 정보 요소(2300)를 수신한 STA들은 파워 세이브 모드로 동작하는 경우, 자신이 속한 STA 서브 그룹에 대한 채널 액세스 구간에 어웨이크 상태로 진입하여 AP와 데이터를 교환하고, 그 이외의 구간에는 취침 상태로 진입하여 동작할 수 있다.
전술한 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소는 DTIM이 전송되는 비콘 프레임 및/또는 TIM이 전송되는 비콘 프레임에 포함되어 전송될 수 있다.
전술한 그룹핑 파라미터 정보 요소 및 서브 그룹핑 파라미터 정보 요소를 통해 보다 압축된 비트맵 타입 정보를 포함하는 TIM 요소를 기반으로 하는 데이터 송수신이 가능할 수 있다. 이는 기존 TIM 요소에 따른 오버 헤드를 현저하게 줄여 효율적인 TIM 요소 기반 데이터 송수신을 제공할 수 있다. 또한, 채널 액세스 구간 동안에 해당되는 STA들은 AP에 버퍼된 프레임의 전송을 요청하여 데이터 처리율이 향상될 수 있으며, 나머지 STA들은 취침 상태로 동작하여 파워 세이브 효율을 증가시킬 수 있다.
도 24는 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 24를 참조하면, 무선 장치(2400)는 프로세서(2410), 메모리(2420), 및 트랜시버(2430)를 포함한다. 트랜시버(2430)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하되, IEEE 802.11의 물리계층을 구현한다. 프로세서(2410)는 트랜시버(2430)와 기능적으로 연결되어 동작하도록 설정될 수 있다. 프로세서(2410)는 도 9 내지 도 23에 따른 STA 그룹핑 기반 데이터 송수신 방법을 구현하도록 설정될 수 있다.
프로세서(2410) 및/또는 트랜시버(2430)는 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(2420)에 저장되고, 프로세서(2410)에 의해 실행 될 수 있다. 메모리(2420)는 프로세서(2410) 내부에 포함될 수 있으며, 외부에 별도로 위치하여 알려진 다양한 수단으로 프로세서(2410)와 기능적으로 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 무선랜 시스템에서 스테이션(Station; STA)에 의해 수행되는 데이터 송수신 방법에 있어서,
    상기 액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 서브 그룹핑 파라미터 정보를 수신하고;
    상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고;
    상기 버퍼된 프레임이 존재하면, 상기 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 상기 AP로부터 TIM 요소를 수신하고; 및
    상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하는 것을 포함함을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 서브 그룹핑 파라미터 정보는 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보가 적용되는 STA 그룹을 지시하는 그룹 ID 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 방법은
    상기 STA이 포함된 STA 그룹이 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보의 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는지 여부를 결정하는 것을 더 포함하고,
    상기 STA 그룹은 상기 STA이 상기 AP와 결합시에 할당 받은 결합 식별자(Association ID; AID)를 기반으로 그룹핑되고,
    상기 STA 서브 그룹에 포함된 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것은 상기 STA이 포함된 STA 그룹이 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되면 수행하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보는
    상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는 STA 그룹에 포함된 복수의 STA 서브 그룹의 개수를 지시하는 서브 그룹 개수 필드; 및
    상기 복수의 STA 서브 그룹 각각에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것은,
    상기 서브 그룹핑 파라미터 정보의 상기 서브 그룹 개수 필드를 기반으로 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 결정하고; 및
    상기 서브 그룹 인덱스 비트맵 필드를 기반으로 상기 STA 서브 그룹을 위한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 그룹 인덱스 비트맵 필드는 상기 STA 그룹에 포함된 상기 복수의 STA 서브 그룹 각각에 대한 버퍼된 그룹의 존재 여부를 지시하는 비트맵 시퀀스를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 TIM 요소는
    상기 TIM 요소가 적용되는 STA 그룹을 지시하는 STA 그룹 ID필드;
    상기 TIM 요소가 적용되는 상기 STA 그룹의 STA 서브 그룹을 지시하는 서브 그룹 인덱스 필드; 및
    상기 서브 그룹 인덱스 필드에 의해 지시되는 STA 서브 그룹의 STA들 각각에 대한 버퍼된 프레임의 존재 여부를 지시하는 비트맵 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하는 것은,
    상기 TIM 요소가 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것인지 여부를 결정하고;
    상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것이면 상기 비트맵 필드를 기반으로 상기 STA을 위한 상기 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고; 및
    상기 버퍼된 프레임이 존재하면 상기 AP로부터 버퍼된 프레임을 상기 액세스 구간 내에 수신하는 것;을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 STA의 STA 그룹이 상기 TIM 요소의 상기 그룹 ID 필드에 의해 지시되는 상기 STA 그룹이고 및 상기 STA의 상기 서브 그룹이 상기 TIM 요소의 상기 서브 그룹 인덱스 필드에 의해 지시되는 상기 STA 서브 그룹이면, 상기 TIM 요소가 상기 STA의 상기 STA 서브 그룹을 위한 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 데이터 송수신 방법.
  10. 무선랜 시스템에서 동작하는 스테이션(Station; STA)에 있어서, 상기 STA은,
    무선 신호를 송신 및 수신하는 트랜시버(transceiver); 및
    상기 트랜시버와 기능적으로 결합하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
    액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 서브 그룹핑 파라미터 정보를 수신하고,
    상기 서브 그룹핑 파라미터 정보를 기반으로 상기 STA이 포함된 STA 서브 그룹에 버퍼된 프레임의 존재 여부를 결정하고,
    상기 버퍼된 프레임이 존재하면, 상기 STA 서브 그룹을 위한 채널 액세스 구간에 상기 AP로부터 TIM 요소를 수신하고, 및
    상기 TIM 요소를 기반으로 상기 채널 액세스 구간 내에 상기 AP와 프레임을 교환하도록 설정된 것을 특징으로 하는 STA.
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