WO2013165162A1 - 무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 Download PDF

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WO2013165162A1
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sta
frame
channel access
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uplink data
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김정기
석용호
곽진삼
최진수
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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 following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for accessing a channel in a WLAN system.
  • WLAN wireless local area network
  • PDA Personal Digital Assistant PDA
  • Machine-to-Machine (M2M) communication technology is being discussed as the next generation communication technology.
  • IEEE 802.11 WLAN system a technical standard for supporting M2M communication is being developed as IEEE 802.11ah.
  • M2M communications you may want to consider a scenario where you occasionally communicate a small amount of data at low speeds in an environment with many devices.
  • a first technical aspect of the present invention is a method for performing a channel access by a station (STA) in a wireless communication system, the method comprising: transmitting a first frame related to a channel access request to an AKAccess Point; And receiving a second frame, which is a response to the channel access request, from the AP, wherein the first frame includes information indicating whether uplink data exists in the STA.
  • a second technical aspect of the present invention is a station (STA) apparatus in a wireless communication system, comprising: a transceiver for transmitting and receiving wireless signals; And a processor, wherein the processor is further configured to transmit a first frame related to a channel access request to an access point (AP), receive a second frame, which is a response to the channel access request, from the AP, and receive the first frame.
  • STA station
  • AP access point
  • a third technical aspect of the present invention provides a method for an access point (AP) to support a channel access by a station (STA) in a wireless communication system, the method comprising: receiving a first frame related to a channel access request from the STA; step; And transmitting, to the STA, a second frame that is a response to the channel access request, wherein the first frame includes information indicating whether uplink data of the STA exists.
  • AP access point
  • STA station
  • a fourth technical aspect of the present invention is an access point (AP) device in a wireless communication system, comprising: a transceiver for transmitting and receiving a wireless signal; And a processor, wherein the processor receives a first frame related to a channel access request from the STA, transmits a second frame that is a response to the channel access request, to the STA,
  • the first frame is an apparatus that includes information indicating whether there is uplink data of the STA.
  • the first to fourth technical aspects of the present invention may include the following.
  • the first frame may be a NDP PS-Poll frame.
  • the first frame may be a PS-Poll frame.
  • the second frame may include information indicating whether to allow the uplink data transmission.
  • the STA may transmit uplink-data after a short inter-frame space (SIFS).
  • SIFS short inter-frame space
  • the STA may receive a beacon frame for the uplink data transmission.
  • the second frame may include start offset information and duration information.
  • the STA may transmit uplink data after a time corresponding to the start offset information elapses.
  • the STA After receiving the second frame, the STA maintains a doze state for a time interval corresponding to the start offset information and maintains an awake state for a time interval corresponding to the duration information. Can be.
  • the STA may receive downlink data in a time interval corresponding to the duration information.
  • the STA When the STA operates a timer after the uplink data transmission, the STA may switch to the doze state even before the time interval corresponding to the duration information ends when the timer expires.
  • an improved channel access method and apparatus in a WLAN system can be provided.
  • a channel access method and apparatus for preventing power consumption and reducing interference of a device may be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a link setup process in a WLAN system.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a backoff process.
  • 7 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • 13 is a diagram for explaining a group-based AID.
  • 14 through 16 are diagrams illustrating examples of an operation of an STA when a group channel access interval is set.
  • 17 is a diagram illustrating examples of a CA-REQ frame format proposed in the present invention.
  • 18 to 20 is a view illustrating an example of CA-RSP frame format proposed by the present invention.
  • 21 to 34 are diagrams illustrating examples of an improved channel access operation using the first and second frames proposed in the present invention.
  • 35 is a flowchart illustrating a channel access method according to an example of the present invention.
  • 36 to 44 are diagrams illustrating examples of a channel access operation for uplink data transmission proposed in the present invention.
  • FIG. 45 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention. Best Mode for Implementation of the Invention
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be substituted for components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention provide wireless access systems, an IEEE 802 system, 3GPP. system . It may be supported by standard documents disclosed in at least one of the 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system and the 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • LTE-A LTE-Advanced
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with radio technologies such as UTRA Universal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 structure may consist of a plurality of components, and a WLAN supporting transparent STA mobility with respect to a higher tradeoff may be provided by their interaction.
  • Basic Service Set (BSS) may correspond to basic building blocks in IEEE 802.11 LAN.
  • BSS1 and BSS2 two BSSs are present and two STAs are included as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2). do.
  • an ellipse indicating a BSS may be understood as indicating a coverage area in which STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 LAN is an independent BSS Qndependent BSS; IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • the BSS (BSS1 or BSS2) of FIG. 1, which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS. This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN is not configured in advance, but may be configured when a LAN is required, which may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, or entering or exiting the BSS region.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram showing another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • components such as a distribution system (DS), a distribution system medium (DSM), and an access point (AP) are added in the structure of FIG. 1.
  • DS distribution system
  • DSM distribution system medium
  • AP access point
  • the direct station-to-station distance in a LAN can be limited by PHY performance. In some cases, this distance limit may be fragmented, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • a distribution system (DS) can be configured to support extended coverage.
  • DS refers to a structure in which BSSs are interconnected.
  • the BSS may exist as an extended form of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • the IEEE 802.11 standard logically separates wireless medium (WM) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones. In this way, the plurality of media are logically different from each other.
  • the flexibility of the IEEE 802.11 LAN structure (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 LAN structure can be implemented in various ways, the corresponding LAN structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support mobile devices by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • the AP refers to an entity that enables access to the DS through the WM for the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 shown in FIG. 2 have a functionality of STA, and provide a function of allowing associated STAs (STA1 and STA4) to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities.
  • the address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of that AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.11 port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • FIG. 3 shows another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network having any size and complexity may be configured with DS and BSSs.
  • this type of network is called an ESS network.
  • the ESS may correspond to a set of BSSs connected to one DS. However, the ESS does not include a DS.
  • the ESS network is characterized by what appears to be an IBSS network at the LLCCLogical Link Control (LLC) layer. STAs included in the ESS can communicate with each other, and mobile STAs can move from within one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LLC LLCCLogical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped, which is a commonly used form of providing continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and there is no logical limitation on the distance between the BSSs.
  • BSSs can be physically located in the same location, which can be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one (or more than one) ESS network.
  • ESS network This may be the case when an ad-hoc network is operating where the ESS network exists, when IEEE 802.11 networks that are physically overlapped by different organizations are configured, or when two or more different accesses are at the same location. And the ESS network form when security policy is required.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a wireless LAN system.
  • a base structure BSS including a DS is shown.
  • BSS1 and BSS2 constitute an ESS.
  • an STA is a device that operates according to MAC / PHY regulations of IEEE 802.11.
  • the STA includes an AP STA and a non-AP STA.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • STA1, STA3, and STA4 correspond to non-AP STAs
  • STA2 and STA5 correspond to AP STAs.
  • a non-AP STA includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal (MS). Mobile Terminal), Mobile Subscriber Station (MSS), or the like.
  • the AP may include a base station (BS), a node B, an evolved Node-B (NB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields. It is a concept that stands for femto base station (Femto BS).
  • 5 is a diagram for explaining a general link setup process.
  • the STA In order for the STA to set up a link and transmit / receive data with respect to the network, the STA first discovers the network and performs authentication. You have to establish an association, go through an authentication process for security, and so on.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, the STA must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. The network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • Scanning methods include active scanning and passive scanning.
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmits the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the answering machine may be an STA that transmits a beacon frame last in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame because the AP transmits a beacon frame.
  • the reply is not constant because the STAs in the IBSS transmit a beacon frame.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (for example, number 2).
  • Channel to perform scanning (ie, probe request / answer response on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11. It informs the existence of the wireless network, and enables the STA performing scanning to find the wireless network and participate in the wireless network. So that it is sent periodically.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit a beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records the beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the STA may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process can be referred to as a first authentication (first authentication) process to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • an STA requests an authentication request frame (authentication request frame).
  • the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • the authentication frame used for authentication requests / answers corresponds to a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, authentication transaction sequence number, status code, challenge text, challenge security, RSN, finite recursion group. (Finite Cyclic Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, may be replaced with other information, or may further include additional information.
  • the STA may transmit the authentication request frame to the AP).
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding STA based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide a result of authentication processing to the STA by performing an authentication response frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, SSIDCservice set identifier, supported rates, supported channels, and RSN. It may include information about mobility domain, supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • the association response frame may include information related to various capabilities, status codes, AIE Association ID, support rate, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter set, RCP KReceived Channel Power Indicator (RSCP), RSNKReceived Signal to [66] Noise indicator), mobility domain, timeout interval (association comeback time), overlapping BSS scan parameters, TIM broadcast answer, and QoS map information.
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • RSCP RCP KReceived Channel Power Indicator
  • RSNKReceived Signal to [66] Noise indicator RCP KReceived Channel Power Indicator
  • a security setup process may be performed in step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / answer.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup of step S540 is performed.
  • the process may also be referred to simply as the certification process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 is performed by performing private key setup through, for example, 4-way handshaking through an EA DU Extensible Authentication Protocol over LAN frame. Process may be included. In addition, the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.1 In In order to overcome the limitation of communication speed in wireless LAN, IEEE 802.1 In is a relatively recently established technical standard. IEEE 802.1 In aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.1 In supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps or more, and also minimizes transmission errors and data. Using multiple antennas at both ends of the transmitter and receiver to optimize speed
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • the next generation WLAN system supporting Very High Throughput is the next version of the IEEE 802.11 ⁇ WLAN system (e.g., IEEE 802.1 lac), which is lGbps at the MAC Service Access Point (SAP).
  • VHT Very High Throughput
  • IEEE 802.1 lac the next version of the IEEE 802.11 ⁇ WLAN system
  • SAP MAC Service Access Point
  • the next generation WLAN system supports transmission of a multi-user multiple input multiple output (MU-MIMO) scheme in which a plurality of STAs simultaneously access a channel in order to efficiently use a wireless channel.
  • MU-MIMO multi-user multiple input multiple output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs that are paired with MIMO.
  • whitespace may be a licensed band that a licensed user can preferentially use.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA operating in a WS should provide a protection function for an authorized user. For example, if an authorized user such as a microphone is already using a specific WS channel, which is a frequency band divided in a regulation to have a specific bandwidth in the WS band, the AP may be protected. And / or the STA cannot use a frequency band corresponding to the corresponding WS channel. In addition, the AP and / or STA must stop using the frequency band when the authorized user uses the frequency band currently used for frame transmission and / or reception. Therefore, the AP and / or STA should be preceded by a procedure for determining whether a specific frequency band in the WS band is available, that is, whether there is an authorized user in the frequency band.
  • spectrum sensing Knowing whether there is an authorized user in a specific frequency band is called spectrum sensing.
  • a spectrum sensing mechanism an energy detection method and a signal detection method 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, the authorized user may be determined to be in use.
  • M2M communication refers to a communication method including one or more machines (Machine), may also be referred to as MTC (Machine Type Communication) or thing communication.
  • a machine means an entity that does not require direct human intervention or intervention.
  • a wireless communication module examples of the machine may be a device such as a meter or a vending machine, as well as a user device such as a smartphone that can automatically connect to a network and perform communication without a user's manipulation / intervention.
  • the M2M communication may include communication between devices (eg, device-to-device (D2D) communication), communication between a device, and an application server.
  • D2D device-to-device
  • Examples of device and server communication include communication between vending machines and servers, point-of-sale devices and servers, and electricity, gas or water meters and servers.
  • applications based on M2M communication may include security, transportation, and health care. Considering the nature of these applications, M2M communication should generally be able to support the transmission and reception of small amounts of data at low speeds in the presence of very many devices.
  • M2M communication should support a large number of STAs.
  • WLAN system it is assumed that a maximum of 2007 STAs are associated with one AP.
  • methods for supporting a case where a larger number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP are provided. Is being discussed.
  • many applications that support / require low data rates are expected in M2M communication.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to the user is present based on a TIMO affic Indication Map (Element) element. Is being discussed.
  • M2M communication is expected to have a lot of traffic with a very long transmission / reception interval. For example, very small amounts of data are required to be sent and received over long periods of time, such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, even if the number of STAs that can be associated with one AP becomes very large, it is possible to efficiently support the case where the number of STAs having data frames to be received from the AP is very small during one beacon period. The ways to do this are discussed.
  • WLAN technology is rapidly evolving, and in addition to the above examples, direct link setup, improved media streaming performance, support for high speed and / or large initial session setup, support for extended bandwidth and operating frequency, etc. Technology is being developed for.
  • a basic access mechanism of a medium access control is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism also known as the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC, basically employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium for a predetermined time period (e.g., DIFSCDCF Interframe Frame Space) before starting transmission. Clear Channel Assessment. As a result of sensing, if it is determined that the medium is in an idle state, the frame transmission is started through the medium.
  • DIFSCDCF Interframe Frame Space e.g., DIFSCDCF Interframe Frame Space
  • the AP and / or STA does not start its own transmission and a delay period (eg, a random backoff period) for accessing the medium. You can try to send the frame after waiting. With the application of a random backoff period, several STAs are expected to attempt frame transmission after waiting for different times, thereby minimizing collision.
  • a delay period eg, a random backoff period
  • the IEEE 802.11 MAC protocol uses an HCF iybrid coordination function. to provide.
  • HCF is based on the DCF and the Point Coordination Function (PCF).
  • PCF refers to a polling-based synchronous access method that polls periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • the HCF has an Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) and an HCCACHCF Controlled Channel Access (EDCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users
  • HCCA uses a non-competition based channel access method using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both Contention Period (CP) and Contention Free Period (CFP).
  • QoS quality of service
  • CP Contention Period
  • CPP Contention Free Period
  • FIG. 6 illustrates a backoff process
  • the random backoff count has a pseudo-random integer value and can be determined as one of values in the range of 0 to CW.
  • CW is the contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CWmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (for example, when ACK for a transmitted frame is not received).
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slot according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, The remaining STAs monitor and wait for the medium to be busy. In the meantime, data may be transmitted in each of STA1, STA2, and STA5, and each STA waits for DIFS when the medium is monitored in idle state, and then counts down the backoff slot according to a random backoff count value selected by the STA. Can be performed. In the example of FIG. 6, STA2 selects the smallest backoff count value and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of the STA5 is shorter than the remaining backoff time of the STA1 at the time when the STA2 finishes the backoff count and starts the frame transmission.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • the STA1 and the STA5 resume the stopped backoff count after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission.
  • data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4, and in this case, a stratification may occur between STA4 and STA5.
  • both STA4 and STA5 do not receive an ACK and thus fail to transmit data.
  • the STA4 and STA5 may double the CW value and then select a random backoff count value and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, and if the medium is idle, waits as much as DIFS and then starts frame transmission after the remaining backoff time.
  • the CSMA / CA mechanism 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 the hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system is Network Allocation Vector (NAV) may be used.
  • NAV Network Allocation Vector
  • the NAV is a value indicative of an AP and / or STA that is currently using or is authorized to use the medium, to the other AP and / or STA for the time remaining until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period during which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • Figure 7 (a) is an example of a hidden node, STA A and STA B is in communication
  • STA C has information to transmit.
  • STA A is transmitting information to STA B
  • the STA B receives the information of the STA A and the STA C at the same time, so that the stratification occurs.
  • the STAA may be said to be a hidden node of the STAC.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node
  • STA B is a case in which STAC has information to be transmitted in STAD while transmitting data to STA A.
  • FIG. 7B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, even though there is information to be transmitted to STA D, STA C is sensed as being occupied by the medium, and thus, waits until the medium is idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, the transmission from STA C and the transmission from STA B may not collide in the position of STA A, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, the STAC may be referred to as an exposed node of the STAB.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • a collision avoidance mechanism is employed.
  • short signaling packets such as request to send (RTS) and clear to send (CTS) can be used.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • the RTS / CTS between the two STAs allows the neighboring STA (s) to overhear, so that the surrounding STA (s) can consider whether to transmit information between the two STAs. For example, when an STA to transmit data transmits an RTS frame to an STA receiving the data, the STA receiving the data may inform the neighboring terminals that it will receive the data by transmitting the CTS frame to the surrounding terminals.
  • FIG. 8A illustrates an example of a method of solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 8A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B, so that STA C may identify another STA (eg, For example, even if data is transmitted to STA D, it may be determined that no stratification will occur. That is, STA B transmits the RTS to all the surrounding terminals, and only STA A having the data to be transmitted actually transmits the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is out of STC C's carrier sensing.
  • the WLAN system channel sensing must be performed before the STA performs transmission / reception, and always sensing the channel causes continuous power consumption of the STA.
  • the power consumption in the receive state is not significantly different than the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also a great burden for the power-limited (ie, battery operated) STA. Therefore, when the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, power consumption is inefficiently consumed without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • 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 operating STA maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA can operate as long as possible in the sleep state, power consumption is reduced, so the STA has an increased operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to be transmitted to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Therefore, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether there is a frame to be transmitted to it (and also to receive it if there is).
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • the AP 210 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S211, S212, S213, S214, S215, and S216).
  • the beacon frame includes a TIM Yaffic Indication Map information element.
  • the TIM information element includes information indicating that the AP 210 is present with buffered traffic for STAs associated with it and will transmit a 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 may transmit the DTIM once every three beacon frames.
  • the STAK220 and the STA2 222 are STAs operating in the PS mode.
  • the STAK220 and the STA2 222 switch from the sleep state to the awake state at every wakeup interval of a predetermined period to the AP 210. May be configured to receive the transmitted TIM element.
  • Each STA may calculate a time to switch to an awake state based on its local clock. In the example of FIG. 9, it is assumed that the clock of the STA coincides with the clock of the AP.
  • the predetermined wake-up interval is STAK220 every beacon interval It may be configured to receive a TIM element by switching to an awake state. Accordingly, the STAK220 may be switched to an awake state when the AP 210 first transmits a beacon frame (S211).
  • S221 STAK220 may receive a beacon frame and acquire a TIM element.
  • the STAK220 transmits a PS-Poll (Power Save-Poll) frame to the AP 210 requesting the frame transmission to the AP 210. It may be (S221a).
  • the AP 210 may transmit the frame to the STAK220 in response to the PS-Poll frame (S231). After receiving the frame, the STAK220 switches to the sleep state and operates.
  • the AP 210 transmitting the beacon frame for the second time, since the medium is occupied by another device accessing the medium such that the AP 210 is busy, the AP 210 matches the beacon frame according to the correct beacon interval. It may be transmitted at a delayed time without transmitting (S212). In this case, the STAK220 switches the operation mode to the awake state according to the beacon interval, but fails to receive the delayed beacon frame, 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 220 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. It is assumed that the DTIM acquired by the STAK220 indicates that there is no frame to be transmitted to the STAK220 and that a frame for another STA exists. In this case, the STAK220 may determine that there is no frame to receive, and switch to the sleep state to operate.
  • the AP 210 transmits the frame to the STA after the beacon frame transmission (S232).
  • the AP 210 transmits a beacon frame for the fourth time (S214).
  • STAK220 may not obtain information indicating that there is buffered traffic for itself through the reception of the previous two TIM elements, and thus may adjust the wakeup interval for receiving the TIM elements.
  • the wakeup interval value of the STAK220 may be adjusted.
  • STAK220 switches the operating state for TIM element reception every beacon interval once every three beacon intervals. Awakening can be set to switch operating states. Accordingly, the STAK220 cannot acquire the corresponding TIM element because the AP 210 maintains a sleep state at step S210 and transmits a fourth beacon frame (S214) and transmits a fifth beacon frame (S215).
  • the STAK220 may operate by switching to an awake state and may acquire a TIM element included in the beacon frame (S224). Since the TIM element is a DTIM indicating that a broadcast frame exists, the STAK220 may receive the broadcast frame transmitted by the AP 210 without transmitting the PS-Poll frame to the AP 210 (S234). ). Meanwhile, the wakeup interval set in the STA2 230 may be set at a longer period than the STAK220. Accordingly, the STA2 230 may switch to the awake state and receive the TIM element at the time S215 when the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time (S241).
  • the STA2 230 may know that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and transmit a PS ⁇ Poll frame to the AP 210 to request frame transmission (S241a).
  • the AP 210 may transmit the frame to the STA2 230 in response to the PS-Poll frame (S233).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether there is a frame to be transmitted to the STA or a DTIM indicating whether there is a broadcast / multicast frame.
  • DTIM may be implemented through field setting of a TIM element.
  • 10 to 12 are diagrams for describing in detail the operation of the STA receiving the TIM. '
  • the STA transitions from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame including a TIM from the AP, interprets the received TIM element, and indicates that there is buffered traffic to be transmitted to the AP. Able to know.
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request an AP to transmit a data frame after contending with other STAs for medium access for PS-Poll frame transmission.
  • the AP receiving the PS—Poll frame transmitted by the STA may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame to the AP.
  • the STA may then go back to sleep.
  • the AP after receiving a PS-Poll frame from an STA, the AP transmits a data frame after a predetermined time (for example, a short inter-frame space (SIFS)). It can work according to the immediate response method. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a deferred response method, which will be described with reference to FIG. 11.
  • a predetermined time for example, a short inter-frame space (SIFS)
  • the STA switches from the sleep state to the awake state, receives a TIM from the AP, and transmits a PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 10. If the AP fails to prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame has been successfully received to the AP, and may enter a sleep state.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame containing a DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after transmitting a beacon frame including a DTIM without transmitting and receiving a PS-Poll frame.
  • the STAs may receive data while continuously awake after receiving the beacon frame including the DTIM, and may switch back to the sleep state after the data reception is completed.
  • STAs In the power saving mode operating method based on the TIM (or DTIM) protocol described with reference to FIGS. 9 to 12, STAs have a data frame to be transmitted for themselves through STA identification information included in a TIM element. You can check whether it exists.
  • the STA identification information may be information related to an AIlXAssociation Identifier, which is an identifier assigned by the STA at the time of association with the AP.
  • An AID is used as a unique identifier for each STA in one BSS.
  • the AID may be assigned to one of values from 1 to 2007.
  • a frame transmitted by the AP and / or STA may be allocated 14 bits for the AID.
  • AID value can be assigned up to 16383, but in 2008, 16383 is set as a reserved value.
  • the TIM element according to the existing definition is not suitable for application of an M2M application in which a large number of STAs (eg, more than 2007) may be associated with one AP.
  • the TIM bitmap size is so large that it cannot be supported by the existing frame format, and is not suitable for M2M communication considering low transmission rate applications.
  • M2M communication it is expected that the number of STAs in which a received data frame exists during one beacon period is very small. Therefore, considering the application example of the M2M communication as described above, since the size of the TIM bitmap is expected to be large, but most of the bits have a value of 0, it is expected that a technique for efficiently compressing the bitmap.
  • bitmap compression technique there is provided a method of defining an offset (or starting point) value by omitting consecutive zeros in front of a bitmap.
  • the compression efficiency is not high. For example, when only frames to be transmitted to only two STAs having AIDs of 10 and 2000 are buffered, the compressed bitmap has a length of 1990 but all have a value of 0 except at both ends. If the number of STAs that can be associated with one AP is small, the inefficiency of bitmap compression is not a big problem, but if the number of STAs increases, such inefficiency may be a factor that hinders overall system performance. .
  • the AID may be divided into groups to perform more efficient data transmission.
  • Each group is assigned a designated group ID (GID).
  • GID group ID
  • AIDs allocated on a group basis will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 (a) is a diagram illustrating an example of an AID allocated on a group basis.
  • the first few bits of the AID bitmap may be used to indicate a GID.
  • four GIDs may be represented using the first two bits of the AID bitmap. If the total length of the AID bitmap is N bits, the first two bits (B1 and B2) this value indicates the GID of that AID.
  • FIG. 13A illustrates another example of an AID allocated on a group basis.
  • the GID may be allocated according to the position of the AID.
  • AIDs using the same GID may be represented by an offset and a length value.
  • GID 1 is represented by an offset A and a length B
  • FIG. 13B it is assumed that AIDs of all 1 to N4 are divided into four groups. In this case, AIDs belonging to GID 1 are 1 to N1, and AIDs belonging to this group may be represented by offset 1 and length N1.
  • AIDs belonging to GID 2 may be represented by offset N1 + 1 and length N2-N1 + 1
  • AIDs belonging to GID 3 may be represented by offset N2 + 1 and length N3-N2 + 1
  • the belonging AIDs may be represented by offset N3 + 1 and length N4-N3 + 1.
  • channel access may be allowed only to STA (s) corresponding to a specific group during a specific time interval, and channel access may be restricted to other STA (s).
  • a predetermined time interval in which only specific STA (s) are allowed access may be referred to as a restricted access window (RAW).
  • FIG. 13C illustrates a channel access mechanism according to the beacon interval when the AID is divided into three groups.
  • the first beacon interval (or the first RAW) is a period in which channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 1 is permitted, and channel access of STAs belonging to another GID is not allowed.
  • the first beacon includes a TIM element for AIDs corresponding to GID 1 only.
  • the second beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 2, and thus only channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 2 is allowed during the second beacon interval (or second RAW).
  • the third beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 3, and accordingly, only the channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 3 is allowed during the third beacon interval (or third RAW).
  • the fourth beacon frame again contains a TIM element for AIDs with GID 1, so the fourth beacon interval (or fourth RAW) In the meantime, only channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 1 is allowed. Then, even in each of the fifth and subsequent beacon intervals (or fifth and subsequent RAWs), only channel access of the STA belonging to the specific group indicated in the TIM included in the beacon frame may be allowed.
  • the order of GIDs allowed according to the beacon interval is cyclic or periodic, but is not limited thereto. That is, by including only the AID (s) belonging to a particular GID (s) in the TIM element, allowing channel access only to the STA (s) corresponding to the particular AID (s) during a particular time period (e.g., a particular RAW). And operate in a manner that does not allow channel access of the remaining STA (s).
  • the group-based AID allocation scheme as described above may also be referred to as a hierarchical structure of the TIM. That is, the entire AID space may be divided into a plurality of blocks, and only channel access of STA (s) (that is, STAs of a specific group) corresponding to a specific block having a non-zero value may be allowed. Accordingly, the TIM is divided into small blocks / groups so that the STAs can easily maintain the TIM information, and the blocks / groups can be easily managed according to the class, quality of service (QoS), or purpose of the STA. 13 illustrates a two-level hierarchy, but a hierarchical TIM may be configured in the form of two or more levels.
  • QoS quality of service
  • the entire AID space may be divided into a plurality of page groups, each page group may be divided into a plurality of blocks, and each block may be divided into a plurality of sub-blocks.
  • the first N1 bits represent a page ID (i.e., PID)
  • the next N2 bits represent a block ID
  • the next N3 bits represent the next N3 bits.
  • the bit represents a sub-block ID and may be configured in such a way that the remaining bits indicate the STA bit position in the sub-block.
  • STAs belonging to a specific group can use the channel only in a ⁇ group channel access interval '' (or RAW) assigned to the group. have.
  • the traffic for the STA may have a characteristic that occurs according to a long period (for example, several ten minutes or several hours). Since the STA does not need to maintain the awake state frequently, it is preferable to operate in the sleep mode for a long time and to occasionally switch to the awake state (that is, the wakeup interval of the corresponding STA is set long).
  • an STA having a long period of wake-up interval may be referred to as an STA operating in a "long-sleeper" or "long-sleep” mode.
  • the reason why the wakeup period is set to be long is not necessarily limited to M2M communication, and the wakeup interval may be set to be long according to the state of the STA or the surrounding situation in general WLAN operation.
  • the STA may determine whether the wakeup interval has been elapsed based on its local clock.
  • the local clock of the STA generally uses a low-cost oscillator, there is a high probability that an error occurs.
  • the STA operates in a long-sleep mode, the error may become larger as time passes. Therefore, the time synchronization of the STA that wakes up from time to time may not match the time synchronization of the AP.
  • the STA calculates that it is a timing at which it can receive a beacon and changes to an awake state, but may not receive a beacon actually transmitted by the AP at that timing. That is, the STA may miss a beacon frame due to a clock drift, and such a problem may occur when the STA operates in a long sleep mode.
  • 14 through 16 are diagrams illustrating examples of an operation of an STA when a group channel access interval is set.
  • -Poll can be run.
  • the AP After receiving the PS-Poll from the STA, the AP transmits an ACK frame to the STA3, and if the AP has buffered data to be transmitted to the STA3, the AP provides information indicating that (that is, there is data to be transmitted) through the ACK frame. can do.
  • the STA3 Since the ACK frame received from the AP indicates that there is data to be transmitted to the STA3, the STA3 continues to wait for data reception under the assumption that its channel access is allowed. The STA3 consumes power unnecessarily even though data reception is not allowed until the time synchronization is properly performed from the information included in the next beacon.
  • FIG. 15 illustrates a case in which a STA having GID 1 (ie, belonging to Group 1) misses a beacon frame at a wake up timing. That is, an STA that does not receive a beacon including a GID (or PID) assigned to itself continues to wait in an awake state until it receives a beacon including its GID (or PID). That is, even though the time when the STA wakes up is a channel access interval assigned to the STA, the STA has not checked whether the TIM transmitted through the beacon includes its GID (or PID), and therefore, the timing is It is not known whether the channel access interval is assigned to the group.
  • GID 1 ie, belonging to Group 1
  • the STA that is switched from the sleep state to the awake state misses the fourth beacon including its GID (ie, GID 1) after missing the first beacon. It stays awake until received, consuming unnecessary power. Eventually, after consuming unnecessary power, the STA can receive a beacon including GID 1 and thus can perform RTS transmission, CTS reception, data frame transmission, and ACK reception.
  • GID 1 the fourth beacon including its GID
  • FIG. 16 illustrates a case where the STA wakes up at a channel access interval for another group.
  • an STA with GID 3 may wake up at a channel access interval for GID 1. That is, the STA having the GID 3 consumes power unnecessarily until the beacon corresponding to its GID is received after waking up.
  • the TIM indicating GID 3 in the third beacon it may recognize the channel access interval for its group and perform operations such as data transmission and ACK reception after CCA through RTS and CTS.
  • the present invention proposes an improved channel access scheme capable of preventing or reducing unnecessary power consumption of an STA when limited access is allowed on a group basis.
  • the channel access scheme proposed in the present invention can be usefully applied to an STA operating in a long-sleep mode in which a time synchronization with an AP is unlikely to coincide.
  • the STA switched from the sleep state to the awake state transmits a frame (first frame) including information related to a channel access request to the AP
  • information related to whether the AP allows channel access Unnecessary power consumption of the STA can be prevented by using a scheme of giving a STA (second frame) to the STA.
  • Information related to whether to allow the channel access may be representatively timing information.
  • the first frame may be an existing PS-Poll frame, or may be a new type of frame (for example, a channel access request frame) proposed by the present invention. It may be an Access Control frame, or may be a new type of frame proposed by the present invention (eg, a channel access voice response frame).
  • an STA operating in a long-sleep mode does not wait while receiving an awake state without receiving a beacon frame (or receiving a beacon frame including its GID (or PID)).
  • Channel from AP to STA i.e., Access to a downlink (DL) channel and / or a channel from an STA to an AP (ie, an uplink (UL) channel).
  • the STA may request channel access by transmitting a first frame to the AP.
  • the first frame may be a PS-Poll or Channel Access—Request (CA-REQ) frame in the present invention.
  • CA-REQ Channel Access—Request
  • the scope of the present invention is not limited thereto, and a predetermined frame including information described in various examples of the present invention may be collectively referred to as a first frame.
  • the first frame may be defined as being able to be transmitted at any time.
  • the STA may be defined as being transmitted even in a situation in which there is no DL data to be transmitted to the STA (eg, even in a situation in which no TIM is received).
  • FIG 17 illustrates examples of the CA-REQ frame format proposed by the present invention.
  • a frame may be composed of a MAC header, a payload, and a frame check sequence (FCS). Some frames may not have a payload portion.
  • the first two octets (ie 16 bits) of the MAC header correspond to the Frame Control field.
  • the frame control field may include a protocol version field, a type field, a subtype field, and an MD (More Data) field.
  • the last two octets of the frame may consist of FCS.
  • the CA-REQ frame may include an identifier (ie, AID) of the STA and an identifier (ie, BSSID) field of the AP.
  • the AID may be filled with an AID assigned to the corresponding STA
  • the BSSID may be filled with an identifier of an AP that is a destination for the STA to transmit the CA-REQ frame.
  • Whether the corresponding frame is a CA-REQ frame may be indicated using a type field and a subtype field of the frame control field. If the STA has UL data to be transmitted to the AP, the CA-REQ frame may be transmitted by setting the MD bit of the frame control field to 1.
  • the AID field includes GIIX or PID (i.e., the AP can know the GDI (or PID) to which the AID belongs from the AID of the STA), the GID (or PID) field separately in the CA-REQ frame There is no need to include.
  • the GID of the STA may be indicated by a hierarchical AID structure, and the AID A specific AID range within the range may be used for indicating a GID (see FIG. 13 (a) above. Therefore, as shown in FIG. 17 (b), the AID field and the GID field are separately included in the form.
  • CA-REQ frame may be configured.
  • the CA—REQ frame may additionally include a UL / DL indicator field in the exemplary frame structure of FIG. 17A. have.
  • the UL / DL indicator field may indicate whether the corresponding CA-REQ frame is an access request for the DL channel or an access request for the UL channel.
  • Embodiments of the present invention using various examples of the first frame will be described in detail with reference to a format of the second frame.
  • the AP that has received the first frame (eg, PS-Poll or CA-REQ frame) responds to the second frame (eg, ACK, access control, or channel access—response (CA).
  • -RSP channel access—response
  • examples of CA-RSP frames may be defined in a form that basically includes a frame control field, an AID field, a BSSID field, and an FCS field. Whether the corresponding frame is a CA-RSP frame may be indicated by using a type field and a subtype field of the frame control field. If the AP has DL data to be transmitted to the STA, the CA-RSP frame can be transmitted by setting the MD bit of the frame control field to 1.
  • the CA— RSP frame may include information that directly or indirectly informs the STA (or the STA that transmitted the first frame) whether to allow the channel access to the STA (or the STA that transmitted the first frame) after waking up. . This may be referred to as response information.
  • the voice answer information includes time stamp information (FIG. 18 (a)), ACK information (FIG. 18 (b)), and a channel access start offset; CASO) and Granted Channel Access Duration (GCAD) information (FIG. 18 (c)), or Current Access Group Number (CAGN) and Next Access Group Start Offset (Next Access Group Start) Offset; NAGSO) information (FIG. 18 (d)).
  • the length of each field (L, L1 or L2 in FIG. 18) may be set to a predetermined value.
  • FIG. 19 illustrates an exemplary format in which the voice response information of the CA-RSP frame includes a response type field and a body part.
  • the length of the answer type field may be defined as 3 bits.
  • the body part may be defined as 5 bits if the male answer information part has a length of 1 octave, and the body part may be defined as 13 bits when the response information part has a length of 2 octets.
  • the body portion of the voice response information includes channel access duration information (FIG. 20 (a)), channel access duration and time stamp information (FIG. 20 (b)), Current channel access group ID (CCAGID) and next access group offset (NAGSO) information ( Figure 20 (c)), CCAGID, NAGSO, time stamp and allowed channel access period (GCAD) information ( Figure 20 (d)), or new It may be configured in the form of group ID (or new AID) information (FIG. 20 (e)).
  • the information included in the second frame is exemplary and may be configured in the form of a combination of one or more of the various examples of FIGS. 18 to 20.
  • 21 to 34 are diagrams illustrating examples of a channel access operation using the first and second frames proposed in the present invention.
  • an STA3 having a GID 3 may transmit a first frame (eg, a CA-REQ frame) to an AP in a state in which it does not receive a beacon after waking up. That is, the STA3 may transmit the CA-REQ frame to the AP even at a timing other than the channel access interval for the group to which the STA3 belongs.
  • the AP may transmit a second frame (eg, CA-RSP) to the STA3.
  • the second frame may include time stamp information (see FIG. 18A).
  • the STA3 may precisely synchronize time synchronization with the AP through the time stamp value included in the second frame.
  • the time-synchronized STA can calculate the next beacon transmission timing substantially accurately and can operate in sleep mode until then.
  • the STA3 waking up at the beacon transmission timing can successfully receive the beacon, thereby obtaining current group information (ie, which group is allowed to access the channel).
  • the STA3 may calculate a time point at which channel access for the group is allowed. For example, STA3, which calculates that the channel access interval corresponding to its group is after the third beacon, wakes up at the third beacon timing and attempts to access the channel after saving power by switching back to sleep mode, DL data may be received.
  • the example of FIG. 22 is an additional operation to the example of FIG. 21.
  • the STA calculates a channel access interval corresponding to its group from the time stamp information included in the second frame from the AP, at the corresponding timing.
  • a channel access procedure eg, transmission and reception of CA-REQ and CA-RSP may be additionally performed.
  • the AP transmits data to the STA after transmitting a second frame (see FIG. 18B) including the ACK information to the STA in response to the first frame. can do.
  • the ACK information included in the second frame may be defined in the form of an ACK field as shown in the example of FIG. 18B, but various examples of the second frame as shown in the ACK frame (see FIGS. 18 to 18). 20), the MD field of the frame control field is set to '1'.
  • the AP when the AP receives the first frame from the STA, if the channel access of the STA is possible, the AP sends an ACK frame to the STA instead of sending a CA— RSP frame as shown in FIG. 22. Transmit to indicate that channel access is allowed. In this case, if there is buffered DL data to be transmitted to the STA, the MD field of the ACK frame may be set to 1 and transmitted.
  • an AP receiving a first frame from an STA may directly transmit DL data without transmitting a second frame or an ACK frame including the ACK to the STA.
  • operations of the STA and the AP before the GID 3 channel access interval are the same as the example of FIG. 22.
  • the STA transmits a total of 1 frame (eg, CA-REQ frame) to the AP in its channel access interval the AP may immediately transmit DL data.
  • the AP that has received the first frame from the STA may transmit a second frame including the CASO and the GCAD (see FIG. 18 (c)) to the STA.
  • CASO indicates information on the time when the AP starts to allow channel access of the STA. That is, CASO has a meaning as information indicating a time when an STA, which is currently not allowed to access a channel, enters a sleep state and wakes up again later.
  • CASO may also be provided as predetermined timer information (ie, the STA may wake up again when the predetermined timer expires).
  • the AP In the case of DL data transmission, the AP may be set to a point in time at which the DL data is transmitted to the STA, and in the case of UL data transmission, the AP may be set to a time point in which the STA allows UL data transmission to the AP.
  • CASO is the next time the next beacon is transmitted (Target Beacon Transmission Time (TBTT)), the start time when the beacon is transmitted for the group corresponding to the STA, or the group channel access interval corresponding to the STA (Group channel access interval) It can point to the beginning of.
  • the AP may attempt DL data transmission after a time point instructed by CASO to the STA.
  • CASO may be set to a start position of a channel access interval (GID 3 channel access interval in the example of FIG. 24) for a group to which the corresponding STA belongs regardless of DL / UL data transmission.
  • GID 3 channel access interval in the example of FIG. 24
  • GCAD indicates a period during which the STA can access the channel, and the reference time point (or starting point) is the CASO.
  • the STA acquiring CASO and GCAD information from the AP through the second frame does not identify the group to which it belongs or the location of the channel access interval for the group (for example, a separate beacon frame may be generated). Even if not received), data reception may be attempted at a time point indicated by CASO. Accordingly, the STA that receives the CASO and the GCAD through the second frame may achieve additional power saving by maintaining the sleep state until the time indicated by the CASO.
  • the MD bit of the second frame is set to 1, and the STA wakes up at a time indicated by CASO and attempts to receive DL data during GCAD.
  • the MD bit of the first frame transmitted by the STA is set to 1
  • UL data transmission is performed. It may wake up at the point of indication and attempt to transmit UL data during GCAD.
  • the AP which has received the first frame from the STA, may transmit a second frame (see FIG. 18 (d)) including CAGN and NAGSO information to the STA.
  • the STA may know from the CAGN information which group is allowed channel access at the present time.
  • the STA can know the start time of the channel access interval immediately following the current time point from the NAGSO information.
  • the STA is currently in channel access interval for group 1 (ie, GID 1) from the CAGN received on the second frame, and is assigned to group 2 (ie, GID 2), which is next allowed access from NAGSO. Know the timing of the start of the channel access interval.
  • the STA uses the CAGN and NAGSO The position of the channel access interval for the group of may be calculated.
  • a GID may mean a group number assigned to an STA, and the GID may be expressed as an Access Group Number of STA (AGNS).
  • AGNS Access Group Number of STA
  • CAGN means a number of a group to which access is currently allowed.
  • NAGSO means a start time of a channel access interval of a next access group, and may be defined in units of microseconds (S).
  • S microseconds
  • N means the total number of groups supported by the AP.
  • I means the length of the channel access interval for one group. I I stands for absolute value and mod stands for modulo operation.
  • the GID of the STA is 3
  • Equation 1 assumes that each group is numbered 1, 2, 3, and 4 when the total number of groups is four. If the group number is assigned to 0, 1, 2, 3 In this case, Equation 1 may be changed to Equation 2 below.
  • the STA does not need to wake up at the next beacon timing to receive the beacon at the start time of the channel access interval corresponding to its group. You can wake up and receive data.
  • the STA in order for the STA to correctly determine the start time of the channel access interval corresponding to the group from the CASO and NAGSO information provided through the second frame, the total number of groups (N) and the length of the group channel access interval are used. (I) should know in advance. Such information on the N and I values may be provided from the corresponding AP when the AID (or GID, PID) is allocated when the STA is associated with the AP.
  • the STA transmits information about the total number of groups (N) operated by the AP and / or information about the length (I) of one group channel access interval (A) (or GID / PID). If the AP is not received from the AP when it is assigned or before operating in the sleep mode, the AP may include the information (for example, values of N and I) in the second frame and provide the same with CAGN and NAGSO. . Accordingly, the STA may determine the start time of the channel access interval corresponding to its group.
  • the STA receives DL data from the AP without a channel access operation (for example, transmitting a first frame) at a channel access interval allocated to its group.
  • a channel access operation for example, transmitting a first frame
  • the present invention is not limited thereto. That is, as described with reference to FIGS. 21 to 23, when the STA attempts channel access at its channel access interval, even when using another exemplary format of the second frame, the first frame transmission and the second frame are performed.
  • Receive and receive data (similar to the example of FIG.
  • a second frame (eg, a CA-RSP frame or an ACK frame) in response to a first frame (eg, CA-REQ or PS-Poll) received by the AP from an STA
  • a first frame eg, CA-REQ or PS-Poll
  • the AP may transmit data immediately without transmitting an ACK to the STA.
  • the STA when the STA has data transmitted to the AP when the STA transmits a first frame (for example, CA-REQ or PS-Poll) to the AP, the STA includes the first frame.
  • the MD bit may be set to 1 to inform the AP.
  • the STA may transmit data to the AP after receiving the ACK or data from the AP after transmitting the PS-Poll.
  • the first frame transmitted to the AP by the STA that has not received the beacon frame immediately after waking up and the second frame corresponding thereto are CA-REQ and CA-RSP, respectively.
  • the first and second frames used by the STA for A channel access in the channel access interval of the group to which the STA belongs are PS-Poll and ACK frames, respectively.
  • PS-Poll is transmitted in a first frame used for channel access by an STA that does not receive a beacon immediately after waking up, and a first frame transmitted to an AP in its channel access interval is CA. It may be applied as various modifications, such as -REQ.
  • an STA that has not received a beacon frame immediately after waking transmits a first frame for channel access and receives a second frame in response thereto to a group to which the STA belongs.
  • a method similar to that of FIG. 25 is illustrated as a method of acquiring information on a channel access interval for the channel, but is not limited thereto. That is, specific examples of the first and second frames that are exchanged with the AP for the first time after the STA in the sleep mode is switched to the awake mode may be configured according to any of the formats of FIGS. 17 and 18 described above.
  • the beacon is not received. Transmit the first frame to an AP have.
  • the STA may transmit by setting the MD bit in the frame control field of the first frame to 1.
  • the UL / DL indicator information is included in the first frame, so that the first frame (for example, CA-REQ frame) transmitted by the STA is DL received. It can clearly indicate whether it is a channel access request for or a channel access request for UL transmission.
  • the AP receiving the first frame from the STA may extract GID information of the corresponding STA from the AID information included in the first frame. Based on this information, the AP may determine whether channel access of the corresponding STA is allowed. For example, the AP may determine whether channel access of the STA is allowed when the AP receives the first frame of the STA. In the example of FIG. 29, the time point when the AP receives the first frame from the STA is a channel access interval for group 1 (ie, GID 1), and the GID of the STA extracted from the AID ' information of the first 1 frame by the AP is shown. Therefore, the AP may determine that channel access of the STA is allowed. Accordingly, the AP may include information indicating whether to allow the STA to access the channel in the second frame and transmit the information to the STA.
  • group 1 ie, GID 1
  • the second frame may be configured in the format shown in the example of FIG. 19. That is, the fields added to the basic fields of the second frame (for example, frame control field, AID field, BSSID field, and FCS field) may be collectively referred to as response information field. It may include a male answer type field and a body part.
  • the response type field may be defined as 3 bits in size.
  • the value of the answer type field may indicate whether channel access of the STA is allowed as described above.
  • the value of the response type field in the response information field of the second frame may be defined to have the meaning as shown in Table 1 below.
  • the second The response type field in the frame may be set to 000 and transmitted to the STA.
  • the value of the response type may be 000 as an ACK for the STA's request (channel access request using CA-REQ or PS-Poll, etc.). Accordingly, if the STA that has received the second frame in which the voice answer type is set to 000 has the UL data to be transmitted to the AP (for example, the STA transmits to the AP by setting the MD bit in the low 1 1 frame to 1). E) performing UL channel access, and if there is DL data to be received from the AP (for example, when the AP transmits to the STA by setting the MD bit in the second frame to 1), the DL data from the AP is received. Can wait and receive.
  • the second frame transmitted by the AP may include information on the current channel access duration along with the response type field (see FIG. 20 (a)).
  • the STA may perform channel access for a time set as the current channel access period, and stop the channel access when the channel access period ends.
  • time stamp information may be included in the second frame so that the STA can accurately synchronize interworking with the AP (see FIG. 20B).
  • the time stamp information may be defined to be included only when the voice answer type value is 000 (ie, channel access permission indication).
  • time stamp information may always be included in the second frame in order to provide accurate time synchronization to the STA regardless of the answer type value.
  • the AP may reject the channel access request of the STA. For example, when the GID corresponding to the current channel access interval and the GID of the STA do not match, or when there are too many STAs currently attempting channel access, the channel access request of the STA may be prohibited. In this case, the AP sets the second frame by setting the response type to 001. May transmit to the STA.
  • the body portion of the second frame may include a CCAGIlXCurrent Channel Access Group ID) and a NAGSCXNext Access Group Start Offset) field (see FIG. 20C).
  • CCAGID has a meaning corresponding to the CAGN information described above. This example may be used more appropriately when the response type is 001 (ie channel access denied).
  • an STA denied channel access may calculate a starting position (or starting offset) of a channel access interval for a group to which it belongs based on Equation 1 or 2 from CCAGID and NAGSO information included in a second frame. Can be. Accordingly, the STA may attempt channel access at the start of the channel access interval of the group to which it belongs.
  • the body portion of the second frame may include a Channel Access Start Offset (CASO) and Granted Channel Access Duration (GCAD) field instead of CCAGID and NAGSO (not shown). This may be used more appropriately when the response type is 001 (ie channel access denied).
  • the STA that has obtained the CASO and GCAD information from the AP through the second frame may attempt to receive data during the GCAD time from the time point indicated by the CASO.
  • the body portion of the second frame may include a time stamp and a GCAD field in addition to CCAGID and NAGSO (see FIG. 20 (d)). This may be used more appropriately when the response type is 001 (ie channel access denied).
  • one or more of a time stamp, CCAGID, NAGSO, CASO, and GCAD may be irrelevant to a value of a voice answer type (ie, whether to allow channel access). It may be defined as always included in the second frame. Accordingly, the STA can more accurately calculate the channel access interval for the group to which it belongs.
  • the AP may allow the STA to transmit data by changing a group to which the STA belongs.
  • the response type of the second frame is set to 010, and the body part may include a new GID (or a new AID).
  • the GID X of an STA requesting channel access (or transmitting the first frame) does not match the GID Y of the current channel access interval, but the AP is in a current network situation (eg, access of the current group).
  • the density of the STA is low, or when the STA requesting channel access It may be determined that it is more preferable to allow channel access of the corresponding STA in consideration of an emergency state).
  • the AP may reassign Y as a new GID to the STA so that the STA can perform channel access at the current channel access interval. If the GID is not set separately but is inferred from the information included in the AID, the AP may allocate a new GID by notifying the STA to include the new AID in the second frame.
  • the STA that receives the second frame having the voting answer type 001 (that is, in the channel access interval corresponding to the current time point does not allow channel access of the STA), receives information included in the second frame.
  • a time period and a time period during which the channel access is permitted may be calculated, and may be in a sleep state until the time point, and then switch to an awake state to attempt channel access.
  • the STA may wait to receive DL data from the AP from the time determined by the calculation result. Or, for DL channel access, the STA requests channel access to the AP at a time determined by the calculation result (eg, transmitting the giant 1 1 frame (eg, CA-REQ or PS-Poll)). Can be performed. In response to this, the AP may transmit the DL data after transmitting the second frame (eg, CA-RSP, ACK, etc.) to the STA, or may immediately transmit the DL data to the STA without omitting the second frame transmission. .
  • the second frame eg, CA-RSP, ACK, etc.
  • the STA performs a UL channel access request (eg, transmission of the first frame (eg, CA-REQ or RTS)) at a time determined by the calculation result, or Alternatively, the first frame transmission may be omitted and UL data may be transmitted immediately.
  • a UL channel access request eg, transmission of the first frame (eg, CA-REQ or RTS)
  • the first frame transmission may be omitted and UL data may be transmitted immediately.
  • the AP may transmit a CA ⁇ RSP frame or an ACK frame.
  • the AP may transmit the CTS when receiving the RTS from the STA.
  • the AP may transmit an ACK when receiving data directly from the STA without the first frame or the RTS.
  • PS-Poll refers to a frame transmitted by the STA to the AP in order to perform a DL channel access process (that is, a process of confirming whether the AP has data transmitted to the STA).
  • the STA that receives the TIM included in the beacon frame notifies the AP that the STA is awake and ready to receive DL data. May include a purpose.
  • the PS-PolK used in the present invention i.e., PS-Poll as an example of the first frame, may have basically the same format as the existing PS-Poll, but does not receive a beacon (i.e., does not receive a TIM). Or STA).
  • a STA in a sleep state transitions to an awake state and checks whether there is DL data for itself with a first frame (eg, PS-Poll). ) Can be sent.
  • the AP may transmit DL data to the STA, and the STA may transmit an ACK to the AP in response thereto.
  • an AP transmits a second frame (that is, an ACK frame or a response frame as a response to a channel access request (or PS-Poll) of the STA) to the STA
  • the STA belongs to the STA.
  • Information eg, information for time synchronization
  • the STA operates in the long-sleep mode, since it is highly unlikely that the time synchronization with the AP coincides when the STA wakes up and transmits the first frame, the AP includes time stamp information in the second frame. Can be sent. That is, according to the present invention, although the STA does not request the time stamp from the AP, an operation may be defined in which the AP transmits unsolicited time stamp information to the STA.
  • the information for time synchronization of the STA may be included in the second frame (eg, CA-RSP frame, ACK frame, etc.) as described above. Data is sent when data is sent immediately without ACK . It can also be sent together in a piggybacked frame.
  • the STA may inform the time synchronization information (eg, time stamp information).
  • An example of the second frame (for example, the CA-RSP frame format of FIG. 18A) may be used as the frame in which time stamp information is transmitted.
  • the time stamp information may be transmitted in a standalone form using a separate frame (for example, an access control frame).
  • the access control frame may include information (eg, response type field) indicating whether to allow a channel access request of the STA.
  • the access control frame may include information indicating channel access acceptance and time stamp information.
  • the STA that has received the time stamp information may adjust its own time based on this.
  • the AP transmits data to the STA, and the STA responds in response to the ACK, and the AP may operate in the sleep mode again.
  • the second frame eg, an access control frame
  • a data frame may be concatenated and transmitted at once.
  • information for time synchronization of the STA may be provided to the STA.
  • the STA transmits the first frame eg, CA-REQ or PS ⁇ Poll
  • the AP may provide the corresponding STA with information for time synchronization (for example, time stamp information).
  • time stamp information is exemplarily described as information for time synchronization of the STA, but the present invention is not limited thereto. That is, various information proposed in FIGS. 18 to 20 may be provided to the STA together with information for allowing the STA to directly / indirectly adjust time synchronization. For example, information about a time offset (eg, CASO) at which the STA should wake up is stored in a second frame (eg, CA-). RSP, ACK frame round) may be provided.
  • a time offset eg, CASO
  • CA- CA-Time synchronization
  • RSP ACK frame round
  • an STA having PII 1 transmits a first frame (eg, PS-Poll), and the AP has data to transmit to the corresponding STA, the AP transmits to the PS-Poll.
  • the AP may transmit a second frame (eg, an access control frame) to the STA that includes information indicating that channel access is denied.
  • the AP may additionally include information on a start offset (or start time) in the access control frame so that the STA may operate in a sleep state until a channel access interval for the PID to which the STA belongs. Accordingly, the STA may wake up at the time indicated by the start offset value to perform a channel access operation (eg, transmission of a first frame (eg, PS-Poll), etc.), and transmit DL data for itself. You can receive correctly.
  • a start offset or start time
  • the AP may perform a second frame (eg, if the PID of the STA does not match the PID of the current channel access interval).
  • the MD bit of the ACK frame may be set to 0 and transmitted.
  • information ie, start offset
  • various exemplary formats of the second frame may be used.
  • STAs provided with information on when a channel is accessible from the AP may operate in a sleep mode and wake up at that time to attempt channel access.
  • the waking STA may transmit the first frame (eg, CA-REQ or PS-Poll) again or wait for DL data without transmitting the first frame.
  • FIG. 32 or 33 when an STA having ⁇ 1 transmits a first frame (eg, PS-Poll) and there is data to be transmitted to the corresponding STA by the AP, FIG. 32 or 33 is the same as the example. However, in the present example, by reassigning an AID (or PID / GID) to an STA that does not belong to the PID of the current channel access interval, the operation of the STA and the AP may be further simplified by allowing channel access in the current channel access interval. .
  • AID or PID / GID
  • the information may use the exemplary format of the second frame described above (eg, FIG. 20 (e)) or may be transmitted on a new independent frame (eg, access control frame).
  • the answer type field of the second frame may be set to a value indicating reassignment of the AID (or PID / GID), not allowing or denying channel access.
  • the STA may reset its AID (or PID / GID) to a new value, perform channel access to the AP at the current channel access interval, and receive DL data correctly.
  • information for time synchronization of the STA may be additionally provided to the STA. That is, as described above, regardless of channel access grant / deny / ID reassignment for an STA requesting channel access (i.e., transmitting a first frame) in the current channel access interval (i.e., at any time)
  • the AP may include information for time synchronization of an STA in the second frame and transmit the information.
  • the time synchronization information may include time stamp information, information on a transmission time of the next beacon, information on a time offset (eg, CASO) at which the STA should wake up, and a period during which the STA can use a channel (eg, For example, information about the GCAD may be included.
  • time offset eg, CASO
  • CASO time offset at which the STA should wake up
  • a period during which the STA can use a channel eg, For example, information about the GCAD may be included.
  • 35 is a flowchart illustrating a channel access method according to an example of the present invention.
  • the first STA for example, the non-AP STA, may transition from the sleep state to the awake state.
  • the first STA may transmit a first frame (eg, a PS-Poll or a CA-REQ frame) proposed by the present invention to a second STA (eg, an AP).
  • a first frame eg, a PS-Poll or a CA-REQ frame
  • the first STA may transmit the first frame at any time when waking up (eg, even when the TIM is not obtained through the beacon frame).
  • the second STA comprehensively considers information included in the first frame transmitted by the first STA, a group number corresponding to the current channel access interval, a network condition, and the like, and accesses the channel of the first STA. It can be determined whether to allow.
  • the second STA in response to the first frame received from the first STA, the second STA removes the second frame (eg, ACK ⁇ CA-RSP, or access control frame) proposed by the present invention. 1 may transmit to the STA.
  • the second frame may include timing information related to information for time synchronization of the first STA or information on a time to wake up again after entering the sleep state.
  • the information described in various examples of the present invention described above may be included in the second frame.
  • the first STA may perform channel access while minimizing power consumption.
  • the STA may transmit information including a field / indicative of uplink data presence in a first frame while transmitting a first frame related to a channel access request.
  • the STA may include information corresponding to the uplink channel use request in the first frame in order to check whether there is uplink data or whether uplink data transmission is possible.
  • the first frame may be a PS-Poll frame or a NDP (Null Data Packet) PS—Pol frame or a CA-REQ frame newly defined above.
  • the STA transmits an NDP PS-Poll frame (or PS-Poll frame) after switching to an awake state at a specific time (for example, a time corresponding to a listen interval) without receiving a beacon frame in the doze state.
  • the NDP PS-Poll frame (or PS-Poll frame) may include information indicating whether there is uplink data of the STA.
  • the STA receiving the beacon frame may transmit a PS-Poll frame (or an NDP PS-Poll frame), which indicates whether there is uplink data of the STA in the PS-Poll frame (or NDP PS-Poll frame). Information may be included.
  • the information indicating whether the STA has uplink data is PS-Poll as will be described later.
  • the information indicating whether there is uplink data of the STA may include an UL channel access request indicator or a DL / UL indicator in a PS ⁇ Poll frame or an SIG of a PS-Poll frame. Field or may be transmitted in the FC field in the MAC header of the PS-Poll frame.
  • the AP which has received the first frame as described above, may transmit two frames to the STA that include information indicating whether to allow the uplink data transmission.
  • the second frame may be an ACK frame, a CA-RSP frame, or downlink data.
  • the second frame includes the second frame. May include information indicating whether to allow an uplink access request of the STA (UL channel access permission).
  • beacon frame It will be understood that both PS-Poll frame (or NDP PS-Poll frame transmission) transmission accompanied with reception and PS-Poll frame transmission (or NDP PS-Poll frame transmission) not accompanied by beacon frame reception are to be understood. Can be.
  • 36 illustrates an uplink data transmission of an STA when there is uplink data to be transmitted to the AP and the AP allows uplink data transmission.
  • the STA in the doze state may transmit a PS ′ Poll frame including information / field indicating whether uplink data exists after switching to the awake state (S3601).
  • the STA may transmit uplink data to the AP after a predetermined time (for example, SISF) after receiving the ACK (S3603). After receiving the uplink data, the AP may transmit an ACK frame related thereto to the STA (S3604).
  • a predetermined time for example, SISF
  • FIG. 37 is a diagram illustrating a case in which the AP does not allow uplink data transmission.
  • the STA in the doze state may transmit a PS-Poll frame including information / field indicating whether uplink data exists after switching to the awake state (S3701).
  • the STA may switch to the doze state by knowing that uplink data transmission is not allowed by receiving the ACK frame.
  • FIG. 38 illustrates uplink data transmission of an STA when the AP does not allow uplink data transmission.
  • an STA transmitting a PS-Poll frame including information / field indicating that uplink data is present includes information / field indicating that uplink data transmission is not allowed from the AP.
  • the UE may wait until the next beacon frame is received before transmitting uplink data. Therefore, the STA remains in an awake state after transmitting the PS-Poll frame until receiving the next beacon (more precisely, after receiving the beacon frame and transmitting uplink data and receiving an ACK frame thereof). There is a need.
  • FIG. 39 illustrates a method of transmitting uplink data of an STA when the AP does not allow uplink data transmission, and illustrates a method of enjoying power consumption in comparison with the case of FIG. 38.
  • the AP that receives the PS-Poll frame includes a determination that the uplink data transmission is not allowed, the AP transmits an ACK frame indicating this to the STA, and the start offset information and the duration information are included in the ACK frame.
  • the start offset information may indicate when the STA can transmit uplink data. Therefore, the terminal can save power by maintaining the dose state until the time corresponding to the start offset arrives.
  • the duration information may indicate a time interval during which the STA maintains an awake state from a time corresponding to the start offset. If the STA awakes at the start offset time and transmits uplink data as illustrated in FIG. 39, the STA may receive an ACK frame for this in the time interval corresponding to the duration information.
  • the AP may receive uplink data in a time interval corresponding to the duration information, transmit an ACK frame thereof, and then transmit buffered downlink data.
  • FIG. 41 illustrates that the STA switches to the doped state in which the uplink data is transmitted. That is, in order to reduce power consumption, the device does not wait until the end of the time section corresponding to the duration information and switches to the doze state. In this case, even if there is downlink data to be transmitted to the STA, the AP may buffer the downlink data until the STA transmits the PS-Poll again.
  • FIG. 42 illustrates that the STA operates a timer in the case of FIG. 39.
  • the STA when the time interval corresponding to the start offset information elapses, the STA transmits uplink data and receives an ACK frame thereto, the STA may start a T1 timer. If there is no uplink data transmission (or downlink data transmission from the AP) until the T1 timer expires, the STA may reduce power consumption by switching to the doze state even before the time period corresponding to the duration information ends.
  • FIG. 43 exemplarily transmits a frame informing the AP when the T1 timer expires and the STA switches to the doze state.
  • the STA transmits a frame to the AP indicating that the STA switches to the doze state without driving the T1 timer in the time interval corresponding to the duration information. You can also switch to the doze state.
  • the AP receives a PS-Poll frame (or NDP PS-Poll frame) indicating the existence of uplink data from the STA and has downlink data to be transmitted to the STA, the AP immediately transmits the downlink data,
  • the use of uplink may be allowed.
  • UL access permission information may be included in the downlink data.
  • the STA may directly transmit the uplink data (UL data).
  • the AP receives the uplink data in response to the downlink data transmission, if there is no downlink data to transmit, the AP transmits an ACK (or NDP ACK) frame in response. After receiving the ACK frame, the STA may enter a doze state if there is no data to transmit.
  • 45 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 10 may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the STA 20 may include a processor 21, a memory 22, and a transceiver 23.
  • the transceivers 13 and 23 can transmit / receive radio signals and, for example, can implement a physical layer in accordance with the IEEE 802 system.
  • the processors 11 and 21 may be connected to the transceivers 13 and 21 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • the processors 11 and 21 may be configured to perform operations according to various embodiments of the present disclosure described above.
  • modules for implementing the operations of the AP and the STA according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in the memories 12 and 22 and executed by the processors 11 and 21.
  • the memories 12 and 22 may be included inside the processors 11 and 21 or may be installed outside the processors 11 and 21 and connected to the processors 11 and 21 by known means.
  • the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied. Although it may be implemented to be applied at the same time, overlapping content is omitted for clarity.
  • embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to the embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and programmable PLDs.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • programmable PLDs programmable PLDs.
  • Logic Devices Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 무선통신시스템에서 스테이션(STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서, 채널 액세스 요청에 관련된 제1 프레임을 AP(Access Point)로 전송하는 단계; 및 상기 채널 액세스 요청에 대한 응답인 제2 프레임을 상기 AP로부터 수신하는 단계를 포함하며, 상기 제1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는, 채널 액세스 수행 방법이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로， 보다 구체적으로는 무선랜 시스템에서 채널에 액세스하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜 (WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기 (Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터， 휴대용 멀티미디어 플레이어 (Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 =이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.
[3] 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고， 무선 네트워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어， IEEE 802.1 In에서는 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 MIMOCMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[4] 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.
[5] 무선랜 시스템에서의 통신은 모든 기기 간에 공유되는 매체 (medium)에서 수행된다. M2M 통신과 같이 기기의 개수가 증가하는 경우， 불필요한 전력 소모 및 간섭 발생을 저감하기 위해서， 채널 액세스 메커니즘을 보다 효율적으로 개선할 필요가 있다.
[6] 본 발명에서는 무선랜 시스템에서 개선된 채널 액세스 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
[7] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[8] 본 발명의 제 1 기술적인 측면은， 무선통신시스템에서 스테이션 (STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서， 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 AKAccess Point)로 전송하는 단계; 및 상기 채널 액세스 요청에 대한 응답인 제 2 프레임을 상기 AP로부터 수신하는 단계를 포함하며， 상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는， 채널 액세스 수행 방법이다.
[9] 본 발명의 제 2 기술적인 측면은， 무선 통신 시스템에서 스테이션 (STA) 장치에 있어서， 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신기; 및 프로세서를 포함하고， 상기 프로세서는， 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 AP(Access Point)로 전송하고， 상기 채널 액세스 요청에 대한 웅답인 제 2 프레임을 상기 AP로부터 수신하며, 상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는， 장치이다.
[10] 본 발명의 제 3 기술적인 측면은, 무선통신시스템에서 AP(Access Point)가 스테이션 (STA)이 채널 액세스를 지원하는 방법에 있어서， 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 STA로부터 수신하는 단계; 및 상기 채널 액세스 요청에 대한 웅답인 제 2 프레임을 상기 STA로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는， 채널 액세스 지원 방법이다.
[11] 본 발명의 제 4 기술적인 측면은， 무선 통신 시스템에서 AP(Access Point) 장치에 있어서， 무선 신호를 송수신하기 위한 송수신기; 및 프로세서를 포함하고， 상기 프로세서는, 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 STA로부터 수신하고， 상기 채널 액세스 요청에 대한 응답인 제 2 프레임을 상기 STA로 전송하며， 상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는, 장치이다.
[12] 상기 본 발명의 제 1 내지 계 4 기술적인 측면은 다음 사항들을 포함할 수 있다.
[13] 상기 제 1 프레임은 NDP(Null Data packet) PS-Poll프레임일 수 있다.
[14] 또는, 상기 제 1 프레임은 PS-Poll프레임일 수 있다.
[15] 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보는 상기 PS-Poll 프레임의 ME More Data) 필드에 포함될 수 있다.
[16] 상기 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터가 존재하는 것을 지시하는 경우, 상기 제 2 프레임은 상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보를 포함할 수 있다.
[17] 상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하는 경우， 상기 STA은 SIFS(Short Inter-Frame Space) 후 상향링크- 데이터를 전송할 수 있다.
[18] 상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우, 상기 STA은 상기 상향링크 데이터 전송을 위해 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
[19] 상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우， 상기 제 2 프레임은 시작 오프셋 (Start Offset) 정보 및 듀레이션 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[20] 상기 STA은 상기 시작 오프셋 정보에 해당하는 시간이 경과한 후 상향링크 데이터를 전송할 수 있다.
[21] 상기 STA은 상기 제 2 프레임을 수신한 후 상기 시작 오프셋 정보에 해당하는 시간 구간 동안 도즈 (doze) 상태를 유지하며, 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간 동안 어웨이크 (awake) 상태를 유지할 수 있다.
[22] 상기 STA은 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간에서 하향링크 데이터를 수신할 수 있다.
[23] 상기 STA이 상기 상향링크 데이터 전송 후 타이머를 동작시키는 경우， 상기 STA은 상기 타이머가 종료되면 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간 종료 전이라도 도즈 상태로 전환할 수 있다. 【유리한 효과】
[24] 본 발명에 따르면 무선랜 시스템에서 개선된 채널 액세스 방법 및 장치가 제공될 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 기기의 전력 소모를 방지하고 간섭 발생을 저감하는 채널 액세스 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
[25] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있올 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[26] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 그룹 기반 AID에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 그룹 채널 액세스 인터벌이 설정되는 경우의 STA의 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명에서 제안하는 CA-REQ 프레임 포맷의 예시들을 나타내는 도면이다. 도 18 내지 도 20은 본 발명에서 제안하는 CA-RSP 프레임 포맷의 예시들을 ' 나타내는 도면이다.
도 21 내지 도 34는 본 발명에 제안하는 제 1 및 제 2 프레임을 이용한 개선된 채널 액세스 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 35는 본 발명의 일례에 따른 채널 액세스 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 36 내지 도 44는 본 발명에 제안하는 상향링크 데이터 전송을 위한 채널 액세스 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 45는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
[27] 이하， 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며， 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나， 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
[28] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[29] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며， 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[30] 몇몇 경우， 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한， 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
[31] 본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP 시스템 . 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시 된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[32] 이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지 만 본 발명 의 기술적 사상이 이 에 제한되는 것은 아니다.
[33] WLAN 시스템의 구조
[34] 도 1 은 본 발명 이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시 적 인 구조를 나타내는 도면이다.
[35] IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성 될 수 있고， 이들의 상호작용에 의해 상위 계충에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지 원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서 비스 세트 (Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN에서의 기본적 인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것 (STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고， STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨 )을 예시 적으로 도시 한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커 버리지 영 역을 나타내는 것으로도 이 해될 수 있다. 이 영 역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭 할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되 면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직 접 적으로 통신할 수 없게 된다. [36] IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSSQndependent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며， 이를 애드-혹 (ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
[37] STA의 켜지거나 꺼짐， STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서， BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는， STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는， STA은 BSS에 연관 (associated)되어야 한다. 이러한 연관 (association)은 동적으로 설정될 수 있고， 분배시스템서비스 (Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
[38] 도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템 (Distribution System; DS), 분배시스템매체 (Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트 (Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
[39] LAN에서 직접적인 스테이션-대 -스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 층분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템 (DS)이 구성될 수 있다.
[40] DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로， 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에， 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
[41] DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체 (DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여， IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체 (DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조 (DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉， IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며， 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.
[42] DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
[43] AP 는， 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어， 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서， 연관된 STA들 (STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한， 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로， 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
[44] AP에 연관된 STA들 증의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는， 항상 비제어 포트 (uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802. IX 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한， 제어 포트 (controlled port)가 인증되면 전송 데이터 (또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
[45] 도 3 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트 (Extended Service Set; ESS)를 개념적으로 나타낸다.
[46] 임의의 (arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLCCLogical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
[47] IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며， 다음과 같은 형 태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩 될 수 있고， 이는 연속적 인 커 버 리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형 태이다. 또한， BSS들은 물리 적으로 연결되어 있지 않을 수 있고， 논리 적으로는 BSS들 간의 거리 에 제한은 없다. 또한， BSS들은 물리 적으로 동일한 위치에 위 치할 수 있고， 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한， 하나 (또는 하나 이상의 ) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의 ) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리 적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위 치 에 애드-흑 네트워크가 동작하는 경우나, 상이 한 기관 (organizations)에 의해서 물리 적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나， 동일한 위 치에서 2 이상의 상이 한 액세스 및 보안 정 책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형 태에 해당할 수 있다.
[48] 도 4 는 무선 랜 시스템의 예시 적 인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기 반 구조 BSS 의 일례가 도시 된다.
[49] 도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선 랜 시스템에서 STA은 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기 기 이다. STA은 AP STA 및 비 -AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA은 랩탑 컴퓨터， 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직 접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시 에서 STA1, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고， STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.
[50] 이하의 설명에서 non-AP STA은 단말 (terminal)ᅳ 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU)ᅳ 사용자 장치 (User Equipment; UE), 이동국 (Mobile Station; MS), 이동단말 (Mobile Terminal), 이동 가입자국 (Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국 (Base Station; BS), 노드ᅳ B(Node— B), 발전된 노드 -B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템 (Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국 (Femto BS) 등에 대웅하는 개념 이다.
[51] 링크 셋업 과정 ,
[52] 도 5는 일반적 인 링크 셋업 (link setup) 과정을 설명하기 위 한 도면이다.
[53] STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견 (discovery)하고， 인증 (authentication)을 수행하고， 연관 (association)을 맺고 (establish), 보안 (security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정, 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한, 링크 셋업 과정의 발견， 인증， 연관， 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다.
[54] 도 5를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
[55] 단계 S510에서 STA은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA의 스캐닝 (scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉, STA이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데， 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
[56] 스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝 (active scanning)과 수동적 스캐닝 (passive scanning)이 있다.
[57] 도 5에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시한다. 능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레밈 (probe request frame)을 전송하고 이에 대한 웅답을 기다린다. 웅답자 (responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 웅답 프레임 (probe response frame)을 전송한다. 여기에서, 웅답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임 (beacon frame)을 전송한 STA일 수 있다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 웅답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 웅답자가 일정하지 않다. 예를 들어， 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 응답 프레임을 수신한 STA은， 수신한 프로브 웅답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널 (예를 들어, 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으로 스캐닝 (즉， 2번 채널 상에서 프로브 요청 /웅답 송수신)을 수행할 수 있다.
[58] 도 5에서 도시하고 있지 않지만， 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임 (management frame) 중 하나로서， 무선 네트워크의 존재를 알리고, 스캐닝을 수행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서, 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기 적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비콘 프레임을 주기 적으로 전송하는 역할을 수행하고， IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레 임을 전송한다. 스캐닝을 수행하는 STA은 비콘 프레 임을 수신하면 비콘 프레 임에 포함된 BSS에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채 널에서 비콘 프레 임 정보를 기록한다. 비콘 프레 임을 수신한 STA은， 수신한 비콘 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채 널로 이동하여 동일한 방법으로 다음 채 널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
[59] 능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면， 능동적 스캐닝 이 수동적 스캐닝보다 딜레이 (delay) 및 전력 소모가 작은 장점 이 있다.
[60] STA이 네트워크를 발견한 후에 , 단계 S520에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이 러 한 인증 과정은 후술하는 단계 S540의 보안 셋업 동작과 명 확하게 구분하기 위해서 첫 번째 인증 (first authentication) 과정 이라고 칭할 수 있다.
[61] 인증 과정은 STA이 인증 요청 프레 임 (authentication request frame)을
AP에 게 전송하고， 이에 웅답하여 AP가 인증 웅답 프레 임 (authentication response frame)을 STA에 게 전송하는 과정올 포함한다. 인증 요청 /웅답에 사용되는 인증 프레 임 (authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
[62] 인증 프레임은 인증 알고리즘 번호 (authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 시퀀스 번호 (authentication transaction sequence number), 상태 코드 (status code), 검문 텍스트 (challenge text), RSN(Robust Security Network), 유한 순환 그룹 (Finite Cyclic Group) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인증 요청 /웅답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며， 다른 정보로 대체되거나, 추가적 인 정보가 더 포함될 수 있다.
[63] STA은 인증 요청 프레임을 AP에 거) 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여 , 해당 STA에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처 리의 결과를 인증 응답 프레임을 하여 STA에 게 제공할 수 있다.
[64] STA이 성공적으로 인증된 후에 , 단계 S530에서 연관 과정 이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA이 연관 요청 프레 임 (association request frame)을 AP에 게 전송하고， 이에 웅답하여 AP가 연관 웅답 프레 임 (association response frame)을 STA에 게 전송하는 과정을 포함한다. [65] 예를 들어， 연관 요청 프레 임은 다양한 능력 (capability)에 관련된 정보, 비콘 청취 간격 (listen interval), SSIDCservice set identifier), 지원 레이트 (supported rates), 지원 채 널 (supported channels), RSN, 이동성 도메인， 지원 오퍼 레이 팅 클래스 (supported operating classes), TIM 방송 요청 (Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작 (interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
[66] 예를 들어， 연관 응답 프레 임은 다양한 능력에 관련된 정보， 상태 코드, AIE Association ID), 지원 레이트， EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미 터 세트, RCPKReceived Channel Power Indicator), RSNKReceived Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인, 타임아웃 간격 (연관 컴 백 시간 (association comeback time)), 중첩 (overlapping) BSS 스캔 파라미터 , TIM 방송 웅답， QoS 맵 둥의 정보를 포함할 수 있다.
[67] 이는 연관 요청 /응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며 다른 정보로 대체되거나， 추가적 인 정보가 더 포함될 수 있다.
[68] STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에， 단계 S540에서 보안 셋업 과정 이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청 /웅답을 통한 인증 과정 이 라고 할 수도 있고, 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증 (first authentication) 과정 이라고 하고， 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정 이라고도 칭할 수도 있다.
[69] 단계 S540의 보안 셋업 과정은, 예를 들어， EA DUExtensible Authentication Protocol over LAN) 프레 임을 통한 4-웨 이 (way) 핸드쉐 이 킹을 통해서， 프라이 빗 키 셋업 (private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 보안 셋업 과정은 IEEE 802.11 표준에서 정의하지 않는 보안 방식에 따라 수행될 수도 있다.
[70] WLAN의 진화
[71 ] 무선 랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정 된 기술 표준으로서 IEEE 802.1 In이 존재한다. IEEE 802.1 In은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키 고， 무선 네트워크의 운영 거 리를 확장하는데 목적올 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.1 In에서는 데이터 처리 속도가 최 대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput; HT)을 지원하며， 또한 전송 에 러를 최소화하고 데 이 터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는
MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
[72] 무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라， 최근에는 IEEE 802.1 In이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율 (Very High Throughput; VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11η무선랜 시스템의 다음 버전 (예를 들어, IEEE 802.1 lac)으로서, MAC 서비스 액세스 포인트 (Service Access Point; SAP)에서 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템증의 하나이다.
[73] 차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 MIMO 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
[74] 또한, 화이트스페이스 (whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것이 논의되고 있다. 예를 들어, 아날로그 TV의 디지털화로 인한 유휴 상태의 주파수 대역 (예를 들어， 54~698MHz 대역)과 같은 TV 화이트스페이스 (TV WS)에서의 무선랜 시스템의 도입은 IEEE 802.11af 표준으로서 논의되고 있다. 하지만， 이는 예시에 불과하고ᅳ 화이트스페이스는 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), 프라이머리 유저 (primary user), 우선적 사용자 (incumbent user) 등으로 칭할 수도 있다.
[75] 예를 들어， WS에서 동작하는 AP 및 /또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호 (protection) 기능을 제공하여야 한다. 예를 들어 WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약 (regulation)상 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 대역와사용을 중지해야 한다. [76] 따라서 AP 및 /또는 STA은 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.
[77] 또한， 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 무선랜 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11 ah로서 개발되고 있다. M2M 통신은 하나 이상의 머신 (Machine)이 포함되는 통신 방식을 의미하며, MTC(Machine Type Communication) 또는 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서， 머신이란 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체 (entity)를 의미한다. 예를 들어， 무선 통신 모듈이. 탑재된 검침기 (meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론， 사용자의 조작 /개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. M2M 통신은 디바이스 간의 통신 (예를 들어, D2D(Device-to-Device) 통신)， 디바이스와 서버 (application server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로， 자동 판매기와 서버, POS(Point of Sale) 장치와 서버， 전기， 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션 (application)에는, 보안 (security), 운송 (transportation), 헬스 케어 (health care) 둥이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면, 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
[78] 구체적으로, M2M 통신은 많은 STA의 개수를 지원할 수 있어야 한다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는 하나의 AP에 최대 2007 개의 STA이 연관되는 경우를 가정하지만， M2M 통신에서는 이보다 많은 개수 (약 6000 개)의 STA이 하나의 AP에 연관되는 경우를 지원하는 방안들이 논의되고 있다. 또한， M2M 통신에서는 낮은 전송 속도를 지원 /요구하는 애플리케이션이 많을 것으로 예상된다. 이를 원활하게 지원하기 위해서, 예를 들어， 무선랜 시스템에서는 TIMO affic Indication Map) 요소 기반으로 STA이 자신에게 송신될 데이터의 존재 여부를 인지할 수 있는데， TIM의 비트맵 크기를 즐이는 방안들이 논의되고 있다. 또한， M2M 통신에서는 송신 /수신 간격이 매우 긴 트래픽이 많을 것으로 예상된다. 예를 들어， 전기 /가스 /수도 사용량과 같이 긴 주기 (예를 들어, 한 달) 마다 매우 적은 양의 데이터를 주고 받는 것이 요구된다. 이에 따라， 무선랜 시스템에서는, 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수는 매우 많아지더라도， 하나의 비콘 주기 동안에 AP로부터 수신할 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적은 경우를 효율적으로 지원하는 방안들이 논의되고 있다.
[79] 이와 같이 무선랜 기술은 빠르게 진화하게 있으며， 전술한 예시들 외에도 직접 링크 셋업， 미디어 스트리밍 성능의 개선, 고속 및 /또는 대규모의 초기 세션 셋업의 지원, 확장된 대역폭 및 동작 주파수의 지원 등을 위한 기술이 개발되고 있다.
[80] 매체 액세스 메커니즘
[81] IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 액세스 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" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘 따르면， AP 및 /또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서, 소정의 시간구간 (예를 들어 DIFSCDCF Interᅳ Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체 (medium)를 센싱 (sensing)하는 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과， 만일 매체가 유휴 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 액세스를 위한 지연 기간 (예를 들어， 임의 백오프 주기 (random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주기의 적용으로, 여러 STA들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송올 시도할 것이 기대되므로， 층돌 (collision)을 최소화시킬 수 있다.
[82] 또한, IEEE 802.11 MAC프로토콜은 HCF iybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 한다. PCF는 폴링 (polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및 /또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫는다. 또한， HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 HCCACHCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고， HCCA는 폴링 (polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한, HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며， 경쟁 주기 (Contention Period; CP)와 비경쟁 주기 (Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
[83] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[84] 도 6을 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점유 (occupy 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴 (idle) 상태로 변경되면， 여러 STA들은 데이터 (또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때， 층돌을 최소화하기 위한 방안으로서, STA들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간만큼 대기한 후에， 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사- 임의 정수 (pseudo-random integer) 값을 가지며， 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서, CW는 경쟁 원도우 (Contention Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin이 주어지지만， 전송 실패의 경우 (예를 들어， 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고， 데이터 전송이 성공하는 경우에는 CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CWmax 값은 2n-l (n=0, 1， 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
[85] 임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고, 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
[86] 도 6의 예시에서 STA3의 MAC에 전송할 패킷이 도달한 경우에， STA3는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편， 나머지 STA들은 매체가 점유 (busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STA1, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에， 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고， STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉, STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면， STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에， 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다. 한편， STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때, STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후， 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운을 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA5의 잔여 백오프 시간이 STA4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며, 이 경우, STA4와 STA5 간에 층돌이 발생할 수 있다. 층돌이 발생하는 경우에는 STA4와 STA5 모두 ACK을 받지 못하여， 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우， STA4와 STA5는 CW 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편, STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가， 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후， 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
[87] STA의 센싱 동작
[88] 전술한 바와 같이 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 숨겨진 노드 문제 (hidden node problem) 둥과 같이 매체 액세스에서 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워크 할당 백터 (Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. 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 지시 (indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP 및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스가 금지된다. NAV는, 예를 들어， 프레임의 MAC 헤더 (header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
[89] 또한， 층돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 층돌 검출 (robust collision detect) 메커니즘이 도입되었다. 이에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 실제 캐리어 센싱 범위와 전송 범위는 등일하지 않을 수도 있지만， 설명의 편의를 위해서 동일한 것으로 가정한다.
[90] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[91] 도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며， STA A와 STA B는 통신 중에 있고
STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만， STAC가 STAB로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송 (즉, 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에， STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 층돌이 발생하게 된다. 이 때 STAA는 STAC의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
[92] 도 7(b)는 노출된 노드 (exposed node)에 대한 예시이며， STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서 STAC가 STAD에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱올 수행하면, STA B의 전송으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라， STA C가 STA D에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나， 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범위 밖에 있으므로， STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입장에서는 층돌하지 않을 수도 있으므로， STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STAC를 STAB의 노출된 노드라고 할 수 있다.
[93] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[94] 도 7과 같은 예시적인 상황에서 충돌 회피 (collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서， RTS(request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패킷 (short signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA (들)이 오버히어링 (overhearing)할 수 있도록 하여， 상기 주위의 STA (들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도톡 할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면, 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 단말들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[95] 도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
[96] 도 8(b)는 노출된 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며， STA A와 STA B 간의 RTS/CTS 전송을 STA C가 오버히어링함으로써, STA C는 자신이 다른 STA (예를 들어， STA D)에게 데이터를 전송하더라도 층돌이 발생하지 않올 것으로 판단할 수 있다. 즉， STA B는 주위의 모든 단말기에 RTS를 전송하고， 실제로 보낼 데이터，가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
[97] 전력 관리
[98] 전술한 바와 같이 무선랜 시스템에서는 STA이 송수신을 수행하기 전에 채널 센싱을 수행해야 하는데， 채널을 항상 센성하는 것은 STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않으며, 수신 상태를 계속 유지하는 것도 전력이 제한된 (즉， 배터리에 의해 동작하는) STA에게 큰 부담이 된다. 따라서， STA이 지속적으로 채널을 센싱하기 위해서 수신 대기 상태를 유지하면， 무선랜 처리율 측면에서 특별한 이점 없이 전력을 비효율적으로 소모하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서， 무선랜 시스템에서는 STA의 전력 관리 (power management; PM) 모드를 지원한다.
[99] STA의 전력 관리 모드는 액티브 (active) 모드 및 전력 절약 (power save; PS) 모드로 나위어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태 (awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는， 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편， PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태 (sleep state)와 어웨이크 상태 (awake state)를 전환 (switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
[100] STA이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수톡 전력 소모가 줄어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 슬립 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편， AP가 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우， 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해 (또한 존재한다면 이를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다.
[101] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[102] 도 9를 참조하면， AP(210)는 일정한 주기로 비콘 프레임 (beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다 (S211, S212, S213, S214, S215, S216). 비콘 프레임에는 TIM Yaffic Indication Map) 정보 요소 (Information Element)가 포함된다. TIM 정보 요소는 AP(210)가 자신과 연관된 STA들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 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.
[103] AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송할 수 있다. STAK220) 및 STA2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다, STAK220) 및 STA2(222)는 소정의 주기의 웨이크업 인터벌 (wakeup interval) 마다 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 각각의 STA은 자신의 로컬 클럭 (local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며， 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클럭과 일치하는 것으로 가정한다.
[104] 예를 들어， 상기 소정의 웨이크업 인터벌은， STAK220)이 비콘 인터벌마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서， STAK220)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S211) 어웨이크 상태로 전환될 수 있다 (S221 STAK220)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득할 수 있다. 획득된 TIM 요소가 STA1(220)에게 전송될 프레임이 있음을 지시하는 경우， STAK220)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll(Power Save-Poll) 프레임을 AP(210)에게 전송할 수 있다 (S221a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 프레임을 STAK220)에게 전송할 수 있다 (S231). 프레임 수신을 완료한 STAK220)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
[105] AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서， 다른 장치가 매체에 액세스하고 있는 등 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로， AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다 (S212). 이 경우 STAK220)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만， 지연 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 슬립 상태로 전환한다 (S222).
[106] AP(210)가 세 번째로 비콘 프레임을 전송할 때, 해당 비콘 프레임에는 DTIM으로 설정된 TIM요소가 포함될 수 있다. 다만, 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로 AP(210)는 비콘 프레임을 지연 전송한다 (S213). STA1(220)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며， AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM을 획득할 수 있다. STAK220)이 획득한 DTIM은 STAK220)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA을 위한 프레임이 존재함을 지시하는 경우를 가정한다. 이 경우， STAK220)은 자신이 수신할 프레임이 없음을 확인하고, 다시 슬립 상태로 전환하여 동작할 수 있다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다 (S232).
[107] AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다 (S214). 다만, STAK220)은 이 전 2회에 걸친 TIM 요소 수신을 통해 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재한다는 정보를 획득할 수 없었으므로， TIM 요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정할 수 있다. 또는， AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STAU220)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STAK220)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STAK220)은 비콘 인터벌마다 TIM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서, STAK220)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고 (S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에 (S215) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM요소를 획득할 수 없다.
[108] AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S216), STAK220)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM요소를 획득할 수 있다 (S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로， STAK220)은 PS-Poll 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고， AP(210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다 (S234). 한편 STA2(230)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STAK220)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서， STA2(230)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점 (S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다 (S241). STA2(230)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고, 프레임 전송을 요청하기 위해 AP(210)에게 PSᅳ Poll 프레임을 전송할 수 있다 (S241a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 STA2(230)에게 프레임을 전송할 수 있다 (S233).
[109] 도 9와 같은 전력 절약 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.
[110] 도 10 내지 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다. '
[111] 도 10을 참조하면， STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고, 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다. STA은 PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA들과 경쟁 (contending)을 수행한 후에, AP에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다. STA에 의해 전송된 PS—Poll 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 확인웅답 (ACK) 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. 이후 STA은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[112] 도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간 (예를 들어， SIFS(Short Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 웅답 (immediate response) 방식에 따라 동작할 수 있다. 한편， AP가 PS-Poll 프레임을 수신한 후에 STA에게 전송할 데이터 프레임을 SIFS 시간 동안에 준비하지 못한 경우에는 지연된 응답 (deferred response) 방식에 따라 동작할 수 있으며， 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
[113] 도 11의 예시에서 STA이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP로부터 TIM을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하는 동작은 도 10의 예시와 동일하다. AP가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우, 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면, 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK프레임을 AP에게 전송하고, 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[114]ᅳ 도 12는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다. STA들은 AP로부터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터 (즉, 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고, 데이터 수신이 완료된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다.
[115] TIM구조
[116] 상기 도 9 내지 12를 참조하여 설명한 TIM (또는 DTIM) 프로토콜을 기반으로 한 전력 절약 모드 운영 방법에 있어서， STA들은 TIM 요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 자신올 위해 전송될 데이터 프레임이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. STA 식별 정보는 STA이 AP와 연관 (association)시에 할당 받는 식별자인 AIlXAssociation Identifier)와 관련된 정보일 수 있다.
[117] AID는 하나의 BSS 내에서는 각각의 STA에 대한 고유한 (unique) 식별자로써 사용된다. 일례로， 현재 무선랜 시스템에서 AID는 1에서 2007까지의 값 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는， AP 및 /또는 STA이 전송하는 프레임에는 AID를 위하여 14비트가 할당될 수 있으며， AID 값은 16383까지 할당될 수 있으나 2008에서 16383은 예비 (reserved) 값으로 설정되어 있다.
[118] 기존의 정의에 따른 TIM 요소는， 하나의 AP에 많은 개수의 (예를 들어， 2007개 초과의) STA들이 연관될 수 있는 M2M 애플리케이션의 적용에 적절하지 않다. 기존의 TIM 구조를 그대로 확장하는 경우에는 TIM 비트맵 크기가 너무 커져서 기존의 프레임 포맷으로는 지원할 수 없고, 낮은 전송 레이트의 애플리케이션을 고려하는 M2M 통신에 적합하지 않다. 또한， M2M 통신에서는 하나의 비콘 주기 동안에 수신 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적을 것으로 예상된다. 따라서， 위와 같은 M2M 통신의 적용예를 고려하면， TIM 비트맵의 크기는 커지지만 대부분의 비트가 0 값을 가지는 경우가 많이 발생할 것으로 예상되므로， 비트맵을 효율적으로 압축하는 기술이 요구된다.
[119] 기존의 비트맵 압축 기술로서， 비트맵의 앞부분에 연속되는 0을 생략하고 오프셋 (offset) (또는 시작점) 값으로 정의하는 방안이 마련되어 있다. 그러나， 버퍼된 프레임이 존재하는 STA들의 개수는 적지만 각각의 STA의 AID 값이 차이가 큰 경우에는 압축 효율이 높지 못하다. 예를 들어 AID가 10와 2000의 값을 가지는 단 두 개의 STA에게 전송할 프레임만이 버퍼되어 있는 경우에, 압축된 비트맵의 길이는 1990이지만 양 끝을 제외하고는 모두 0의 값을 가지게 된다. 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수가 적은 경우에는 비트맵 압축의 비효율성이 크게 문제되지 않지만, STA의 개수가 증가하는 경우에는 이러한 비효율성이 전체 시스템 성능을 저해하는 요소가 될 수도 있다.
[120] 이를 해결하기 위한 방안으로서， AID를 여러 그룹으로 나누어 보다 효과적인 데이터의 전송을 수행하도록 할 수 있다. 각 그룹에는 지정된 그룹 ID(GID)가 할당된다. 이러한 그룹 기반으로 할당되는 AID에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다.
[121] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(a)의 예시에서는 AID 비트맵의 앞의 몇 비트들을 GID를 나타내기 위해 사용할 수 있다. 예를 들어， AID 비트맵의 처음 2 비트를 사용하여 4개의 GID를 나타낼 수 있다. AID 비트맵의 전체 길이가 N 비트인 경우에, 처음 2 비트 (B1 및 B2)이 값은 해당 AID의 GID를 나타낸다.
[122] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(b)의 예시에서는 AID의 위치에 따라서 GID가 할당될 수 있다. 이 때, 동일한 GID를 사용하는 AID들은 오프셋 (offset) 및 길이 (length) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, GID 1이 오프셋 A 및 길이 B로 표현되면， 비트맵 상에서 A내지 A+B- 1의 AID들이 GID 1을 가진다는 것을 의미한다. 예를 들어， 도 13(b)의 예시에서， 전체 1 내지 N4의 AID가 4개의 그룹으로 분할된다고 가정한다. 이 경우， GID 1에 속하는 AID들은 1 내지 N1이며， 이 그룹에 속하는 AID들은 오프셋 1 및 길이 N1로 표현될 수 있다. 다음으로， GID 2에 속하는 AID들은 오프셋 N1+ 1 및 길이 N2-N1+1으로 표현될 수 있고, GID 3에 속하는 AID들은 오프셋 N2+ 1 및 길이 N3-N2+1으로 표현될 수 있으며， GID 4에 속하는 AID들은 오프셋 N3+ 1 및 길이 N4-N3+ 1으로 표현될 수 있다.
[123] 이와 같은 그룹 기반으로 할당되는 AID가 도입되면, GID에 따라 다른 시간 구간에 채널 액세스를 허용할 수 있도록 함으로써， 많은 수의 STA에 대한 TIM 요소 부족 문제를 해결함과 동시에 효율적인 데이터의 송수신이 이루어질 수 있다. 예를 들어， 특정 시간 구간 동안에는 특정 그룹에 해당하는 STA (들)에게만 채널 액세스가 허용되고, 나머지 다른 STA (들)에게는 채널 액세스가 제한 (restrict)될 수 있다. 이와 같이 특정 STA (들)에게만 액세스가 허용되는 소정의 시간 구간올， 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW)라고 칭할 수도 있다.
[124] GID에 따른 채널 액세스에 대해서 도 13(c)를 참조하여 설명한다. 도 13(c)에서는 AID가 3개의 그룹으로 나누어져 있는 경우， 비콘 인터벌에 따른 채널 액세스 메커니즘을 예시적으로 나타낸다. 첫 번째 비콘 인터벌 (또는 첫 번째 RAW)은 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스가 허용되는 구간이고， 다른 GID에 속하는 STA들의 채널 액세스는 허용되지 않는다. 이를 구현하기 위해서， 첫 번째 비콘에는 GID 1에 해당하는 AID들만을 위한 TIM요소가 포함된다. 두 번째 비콘 프레임에는 GID 2를 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 두 번째 비콘 인터벌 (또는 두 번째 RAW) 동안에는 GID 2에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 세 번째 비콘 프레임에는 GID 3을 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며, 이에 따라 세 번째 비콘 인터벌 (또는 세 번째 RAW) 동안에는 GID 3에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 네 번째 비콘 프레임에는 다시 GID 1을 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 네 번째 비콘 인터벌 (또는 네 번째 RAW) 동안에는 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 그 다음으로， 다섯 번째 이후의 비콘 인터벌들 (또는 다섯 번째 이후의 RAW들)의 각각에서도, 해당 비콘 프레임에 포함된 TIM에서 지시되는 특정 그룹에 속한 STA의 채널 액세스만이 허용될 수 있다.
[125] 도 13(c)에서는 비콘 인터벌에 따라 허용되는 GID의 순서가 순환적 또는 주기적인 예시를 나타내지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉， TIM 요소에 특정 GID (들)에 속하는 AID (들)만을 포함시킴으로써, 특정 시간 구간 (예를 들어， 특정 RAW) 동안에 상기 특정 AID (들)에 해당하는 STA (들)만의 채널 액세스를 허용하고 나머지 STA (들)의 채널 액세스는 허용하지 않는 방식으로 동작할 수 있다.
[126] 전술한 바와 같은 그룹 기반 AID 할당 방식은， TIM의 계층적 (hierarchical) 구조라고도 칭할 수 있다. 즉, 전체 AID 공간을 복수개의 블록들로 분할하고， 0이 아닌 값을 가지는 특정 블록에 해당하는 STA (들) (즉， 특정 그룹의 STA)의 채널 액세스만이 허용되도록 할 수 있다. 이에 따라， 큰 크기의 TIM을 작은 블록 /그룹으로 분할하여 STA이 TIM 정보를 유지하기 쉽게 하고， STA의 클래스， 서비스품질 (QoS), 또는 용도에 따라 블록 /그룹을 관리하기가 용이하게 된다. 상기 도 13의 예시에서는 2-레벨의 계층을 나타내지만, 2 이상의 레벨의 형태로 계층적 구조의 TIM이 구성될 수도 있다. 예를 들어， 전체 AID 공간을 복수개의 페이지 (page) 그룹으로 분할하고， 각각의 페이지 그룹을 복수개의 블록으로 구분하고， 각각의 블록을 복수개의 서브-블록으로 분할할 수도 있다. 이러한 경우， 상기 도 13(a)의 예시의 확장으로서， AID 비트맵에서 처음 N1개의 sᅵ트는 페이지 ID(즉， PID)를 나타내고， 그 다음 N2개의 비트는 블록 ID를 나타내고, 그 다음 N3개의 비트는 서브 -블록 ID를 나타내고， 나머지 비트들이 서브 -블록 내의 STA 비트 위치를 나타내는 방식으로 구성될 수도 있다.
[127] 이하에서 설명하는 본 발명의 예시들에 있어서， STA들 (또는 각각의 STA에 할당된 AID들)을 소정의 계층적인 그룹 단위로 분할하고 관리하는 다양한 방식들이 적용될 수 있으며, 그룹 기반 AID 할당 방식이 상기 예시들로 제한되는 것은 아니다ᅳ
[128] 개선된 채널 액세스 방안
[129] 그룹 기반으로 AID가 할당 /관리되는 경우， 특정 그룹에 속한 STA들은 해당 그룹에게 할당된 "그룹 채널 액세스 인터벌'' (또는 RAW)에서만 채널을 사용할 수 있다. 만약 STA이 M2M 애플리케이션을 지원하는 경우에， 해당 STA에 대한 트래픽은 긴 주기 (예를 들어， 몇 십분 또는 몇 시간)에 따라 발생하는 특성을 가질 수 있다. 이러한 STA은 어웨이크 상태를 자주 유지할 필요가 없기 때문에， 긴 시간 동안 슬립 모드로 동작하고 가끔씩 어웨이크 상태로 전환되는 것 (즉， 해당 STA의 웨이크업 인터벌이 길게 설정되는 것)이 바람직하다. 이와 같이 긴 주기의 웨이크업 인터벌을 가지는 STA을 "long-sleeper" 또는 "긴-슬립" 모드로 동작하는 STA이라고 칭할 수도 있다. 다만, 웨이크업 주기가 길게 설정되는 원인은 반드시 M2M 통신을 위한 것으로 제한되지는 않고， 일반적인 무선랜 동작에 있어서도 STA의 상태나 주변 상황 등에 따라서 웨이크업 인터벌이 길게 설정될 수도 있다.
[130] 웨이크업 인터벌이 설정되면， STA은 자신의 로컬 클럭에 기초하여 상기 웨이크업 인터벌이 도과되는지 여부를 결정할 수 있다. 그러나， STA의 로컬 클럭은 저가의 오실레이터를 사용하는 경우가 일반적이므로 오차가 발생할 확률이 높고， 더군다나 STA이 긴 -슬립 모드로 동작한다면 그 오차가 시간이 지남에 따라 더욱 커질 수 있다. 따라서， 가끔씩 깨어나는 STA의 시간 동기는 AP의 시간 동기와 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어， STA은 자신이 비콘을 수신할 수 있는 타이밍인 것으로 계산하여 어웨이크 상태로 전환하지만 해당 타이밍에서는 실제로 AP가 전송하는 비콘을 수신하지 못할 수도 있다. 즉， 클럭 드리프트 (clock drift)로 인하여 STA은 비콘 프레임을 놓칠 (miss) 수도 있으며， 긴ᅳ슬립 모드로 동작하는 경우에는 이러한 문제가 많이 발생할 수 있다.
[131] 도 14 내지 도 16은 그룹 채널 액세스 인터벌이 설정되는 경우의 STA의 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
[132] 도 14의 예시에서 STA3은 그룹 3(즉， GID=3)에 속한 STA인데， 그룹 1(즉, GID=1)에 할당된 채널 액세스 인터벌에서 깨어나서， AP에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll을 수행할 수 있다. STA으로부터 PS-Poll을 수신한 AP는 STA3에게 ACK 프레임을 전송하는데， AP가 STA3에게 전송할 버퍼된 데이터가 있다면 상기 ACK 프레임을 통해서 이를 지시하는 정보 (즉， 전송될 데이터가 존재한다는 정보)를 제공할 수 있다. 예를 들어， ACK 프레임에 포함되는 1 비트 크기의 "More Data" 필드 (또는 MD 필드)의 값을 1로 설정 (즉， MD=1)함으로써 상기 정보를 지시할 수 있다.
[133] 여기서， STA3가 PS-Poll을 전송한 시점은 그룹 1에 대한 채널 액세스 인터벌에 속하므로, AP는 STA3에게 전송할 데이터가 있더라도 상기 ACK 프레임 전송 후에 바로 데이터를 전송하는 것이 아니라, STA3가 속한 그룹 3에게 할당된 채널 액세스 인터벌 (도 14의 GID 3 channel access)에서 STA3으로의 데이터를 전송한다.
[134] STA3의 입장에서는 AP로부터 MD=1로 설정된 ACK 프레임올 수신하였기 때문에, AP로부터 데이터가 전송되기를 계속하여 대기하게 된다. 즉 도 14의 예시에서는 STA3은 깨어난 직후에 비콘을 수신하지 못하였기 때문에， 자신의 로컬 클럭에 기반한 계산에 따라서 자신이 깨어난 시점이 자신이 속한 그룹에게 할당된 채널 액세스 인터벌일 수도 있고 자신에게 전송될 데이터가 있을 수도 있다는 가정하에， AP에게 PS-Poll을 보낸다. 또는， 자신이 긴 -슬립 모드로 동작하기 때문에 시간 동기화가 맞지 않을 수도 있다고 가정하고， 혹시 자신에게 전송될 데이터가 있다면 수신하기 위해서 STA3은 AP에게 PS-Poll을 보낼 수도 있다. STA3가 AP로부터 수신한 ACK 프레임이 STA3에게 전송될 데이터가 있음을 지시 (indicate)하므로, STA3는 자신의 채널 액세스가 허용된 인터벌이라는 가정 하에서 계속하여 데이터 수신을 대기하게 되는 것이다. STA3는 다음 비콘에 포함된 정보로부터 시간 동기화를 을바르게 수행하기 전까지는， 데이터 수신이 허용되지 않는데도 불필요하게 전력을 소모하게 된다.
[135] 특히， STA3가 긴 -슬립 모드로 동작하는 경우에는 비콘을 자주 수신하지 못하기 때문에， 자신이 속한 채널 액세스 인터벌이 아닌 경우에도 CCA수행하는 등 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.
[136] 다음으로， 도 15의 예시에서는 GID 1을 가지는 (즉, 그룹 1에 속한) STA이 깨어난 타이밍에서 비콘 프레임을 놓치는 경우를 나타낸다. 즉， 자신에게 할당된 GID (또는 PID)가 포함된 비콘을 수신하지 못한 STA은, 자신의 GID (또는 PID)가 포함된 비콘을 수신할 때까지 계속하여 어웨이크 상태에서 대기하게 된다. 즉， 비록 STA이 깨어난 시점이 자신에게 할당된 채널 액세스 인터벌이라고 하더라도, STA은 비콘을 통해 전송되는 TIM에 자신의 GID (또는 PID)가 포함되어 있는지를 확인하지 못하였으므로， 해당 타이밍이 자신의 그룹에 할당된 채널 액세스 인터벌인지를 알 수 없다.
[137] 이와 같이， 도 15의 예시에서 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환된 STA은 첫 번째 비콘을 놓친 후에 자신의 GID (즉， GID 1)를 포함하는 네 번째 비콘을 수신할 때까지 계속하여 어웨이크 상태에 있으므로 불필요한 전력을 소모하게 된다. 결국 불필요한 전력을 소모한 후에야， STA은 GID 1을 포함하는 비콘을 수신할 수 있고 이에 따라 RTS 전송， CTS 수신， 데이터 프레임 전송, ACK수신을 수행할 수 있다.
[138] 도 16에서는 STA이 다른 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌에 깨어난 경우를 나타낸다. 예를 들어， GID 3을 가지는 STA이 GID 1에 대한 채널 액세스 인터벌에 깨어날 수 있다. 즉， GID 3을 가지는 STA은 깨어난 후에 자신의 GID에 해당하는 비콘을 수신하기까지 불필요하게 전력을 소모하게 된다. 세 번째 비콘에서 GID 3을 지시하는 TIM을 수신하게 되면， 자신의 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌임을 인지하고 RTS, CTS 등을 통한 CCA 후에 데이터 전송 및 ACK 수신 등의 동작을 수행할 수 있다.
[139] 본 발명에서는 전술한 바와 같이 그룹 기반으로 제한된 액세스가 허용되는 경우에, STA의 불필요한 전력 소모를 방지 또는 저감할 수 있는 개선된 채널 액세스 방안을 제안한다. 특히， AP와의 시간 동기가 일치하지 않을 확률이 높은 긴- 슬립 모드로 동작하는 STA에 대해서， 본 발명에 제안하는 채널 액세스 방안이 유용하게 적용될 수 있다.
[140] 본 발명에서는 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환된 STA이 AP에 대해서 채널 액세스 요청에 관련된 정보를 포함하는 프레임 (제 1 프레임)을 전송하면, 이에 대해서 AP가 채널 액세스 허용 여부에 관련된 정보를 포함하는 프레임 (제 2 프레임)을 STA에게 웅답하는 방안을 이용하여， STA의 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다. 상기 채널 액세스 허용 여부에 관련된 정보는 대표적으로 타이밍 정보일 수 있다. 또한， 상기 제 1 프레임은 기존의 PS-Poll 프레임일 수도 있고, 본 발명에서 제안하는 새로운 형태의 프레임 (예를 들어， 채널 액세스 요청 프레임)일 수도 있다, 상기 게 2 프레임은 기존의 ACK 프레임이나 액세스 제어 (Access Control) 프레임일 수도 있고， 본 발명에서 제안하는 새로운 형태의 프레임 (예를 들어， 채널 액세스 웅답 프레임)일 수도 있다. 이하에서는， 본 발명의 구체적인 예시들에 대해서 설명한다.
[141] 본 발명에 따르면， 긴 -슬립 모드로 동작하는 STA은 비콘 프레임을 수신하지 않고도 (또는， 자신의 GID (또는 PID)를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기까지 어웨이크 상태를 유지하면서 대기하지 않아도), AP로부터 STA으로의 채널 (즉， 하향링크 (DL) 채널) 및 /또는 STA으로부터 AP로의 채널 (즉， 상향링크 (UL) 채널)에 대한 액세스를 수행할 수 있다.
[142] 이 경우， STA은 제 1 프레임을 AP에게 전송하여 채널 액세스를 요청할 수 있다. 상기 제 1 프레임은 본 발명에서 PS-Poll 또는 채널 액세스—요청 (CA-REQ) 프레임일 수 있다. 다만， 본 발명의 범위가 이에 제한되는 것은 아니고， 본 발명의 다양한 예시에서 설명하는 정보를 포함하는 소정의 프레임을 통칭하여 제 1 프레임이라고 할 수 있다.
[143] 상기 제 1 프레임은 언제라도 (at any time) 전송돨 수 있는 것으로 정의될 수 있다. STA이 자신에게 전송될 DL 데이터가 있는지를 알 수 없는 상황에서도 (예를 들어， TIM을 수신하지 못한 상황에서도) 전송되는 것으로 정의될 수 있다.
[144] 도 17은 본 발명에서 제안하는 CA-REQ 프레임 포맷의 예시들올 나타내는 도면이다.
[145] 일반적으로 프레임은 MAC 헤더， 페이로드 (payload) 및 FCS(Frame Check Sequence)로 구성될 수 있다. 어떤 프레임은 페이로드 부분올 가지지 않을 수도 있다. MAC 헤더의 처음 2 옥렛 (즉， 16 비트)는 프레임 제어 (Frame Control) 필드에 해당한다. 프레임 제어 필드는 프로토콜 버전 필드， 타입 필드， 서브타입 필드, MD(More Data) 필드 등을 포함할 수 있다. 프레임의 마지막 2 옥텟은 FCS로 구성될 수 있다.
[146] 도 17(a)에서 나타내는 바와 같이， CA-REQ 프레임은 STA의 식별자 (즉， AID)와 AP의 식별자 (즉, BSSID) 필드를 포함할 수 있다. AID는 해당 STA에게 할당된 AID로 채워지고， BSSID는 STA이 상기 CA-REQ프레임을 전송할 목적지가 되는 AP의 식별자로 채워질 수 있다. 해당 프레임이 CA-REQ 프레임인지 여부는, 프레임 제어 필드의 타입 필드와 서브타입 필드를 이용하여 나타낼 수 있다. 만약 STA이 AP로 전송해야 할 UL 데이터를 가지고 있는 경우에는, 프레임 제어 필드의 MD 비트를 1로 설정하여 상기 CA-REQ 프레임을 전송할 수 있다. 이 경우， AID 필드는 GIIX또는 PID)를 포함하기 때문에 (즉， AP는 STA의 AID로부터 해당 AID가 속한 GDI (또는 PID)를 알 수 있음)， CA-REQ 프레임에 별도로 GID (또는 PID) 필드를 포함시킬 필요는 없다.
[147] 또한， STA의 GID는 계층적인 AID 구조에 의해서 지시될 수도 있고, AID 범위 내에서 특정 AID 범위가 GID를 지시하는 용도로 사용될 수도 있다 (상기 도 13(a) 참조 5.따라서， 도 17(b)에서 나타내는 바와 같이， AID 필드 및 GID 필드를 별도로 포함하는 형태로 상기 CA-REQ프레임이 구성될 수도 있다.
[148] 추가적인 예시로서， 도 17(c)에서 나타내는 바와 같이， CA— REQ프레임은 도 17(a)의 예시적인 프레임 구조에， UL/DL 지시자 (UL/DL indicator) 필드를 추가적으로 포함할 수 있다. UL/DL 지시자 필드는 해당 CA-REQ 프레임이 DL 채널에 대한 액세스 요청인지， 또는 UL 채널에 대한 액세스 요청인지를 지시할 수 있다.
[149] 상기 제 1 프레임의 다양한 예시들을 이용하는 본 발명의 실시예들에 대해서는， 제 2 프레임의 포맷을 살펴본 후에 구체적으로 설명한다.
[150] 상기 제 1 프레임 (예를 들어， PS-Poll 또는 CA-REQ 프레임)올 수신한 AP는， 이에 웅답하여 제 2 프레임 (예를 들어, ACK, 액세스 제어， 또는 채널액세스— 응답 (CA-RSP) 프레임)을 STA에게 전송할 수 있다.
[151] 도 18 내지 도 20은 본 발명에서 제안하는 CA-RSP 프레임 포맷의 예시들을 나타내는 도면이다.
[152] 도 18 내지 도 20에서 나타내는 바와 같이， CA-RSP 프레임의 예시들은 프레임 제어 필드， AID 필드 BSSID 필드 및 FCS 필드를 기본적으로 포함하는 형태로 정의될 수 있다. 해당 프레임이 CA-RSP 프레임인지 여부는， 프레임 제어 필드의 타입 필드와 서브타입 필드를 이용하여 나타낼 수 있다. 만약 AP가 STA으로 전송해야 할 DL 데이터를 가지고 있는 경우에는, 프레임 제어 필드의 MD 비트를 1로 설정하여 상기 CA-RSP프레임을 전송할 수 있다.
[153] 또한， CA— RSP 프레임은, 깨어난 후에 비콘 프레임을 수신하지 못한 STA (또는 상기 제 1 프레임을 전송한 STA)에게 채널 액세스 허용 여부를 직접적 /간접적으로 알려주는 정보를 포함할 수 있다. 이를 응답 정보 (response information)이라고 칭할 수 있다.
[154] 도 18의 예시에서와 같이 상기 웅답 정보는， 타임 스템프 (time stamp) 정보 (도 18(a)), ACK 정보 (도 18(b)), 채널 액세스 시작 오프셋 (Channel Access Start Offset; CASO) 및 허용 채널 액세스 기간 (Granted Channel Access Duration; GCAD) 정보 (도 18(c)), 또는 현재 액세스 그룹 번호 (Current Access Group Number; CAGN) 및 다음 액세스 그룹 시작 오프셋 (Next Access Group Start Offset; NAGSO) 정보 (도 18(d))의 형태로 구성될 수 있다. 각각의 필드의 길이 (도 18에서 L, L1 또는 L2)는 소정의 값으로 정해질 수 있다.
[155] 추가적으로, 도 19의 예시에서는 상기 CA-RSP 프레임의 상기 웅답 정보가 웅답 타입 (response type) 필드 및 바디 (body) 부분으로 구성되는 예시적인 포맷을 나타낸다. 웅답 타입 필드의 길이는 3 비트로 정의될 수 있다. 이 경우， 웅답 정보 부분이 1 옥뻣 길이를 가지면 바디 부분은 5 비트 길이로 정의되고， 응답 정보 부분이 2 옥텟 길이를 가지면 바디 부분은 13 비트 길이로 정의될 수 있다.
[156] 도 20의 예시에서와 같이 상기 웅답 정보의 바디 부분은, 채널 액세스 기간 (Channel Access Duration) 정보 (도 20(a)), 채널 액세스 기간 및 타임 스탬프 정보 (도 20(b)), 현재 채널 액세스 그룹 ID(CCAGID) 및 다음 액세스 그룹 오프셋 (NAGSO) 정보 (도 20(c)), CCAGID, NAGSO, 타임 스탬프 및 허용 채널 액세스 기간 (GCAD) 정보 (도 20(d)), 또는 신규 그룹 ID (또는 신규 AID) 정보 (도 20(e))의 형태로 구성될 수 있다.
[157] 상기 제 2 프레임 (또는 ACK, 액세스 제어, 또는 CA-RSP 프레임)에 포함되는 정보들은 예시적인 것이며， 상기 도 18 내지 도 20의 다양한 예시들의 하나 이상의 조합의 형태로 구성될 수도 있다.
[158] 이하에서는， 상기 제 1 프레임 및 상기 제 2 프레임을 이용하는 본 발명의 실시예들에 대해서 구체적으로 설명한다.
[159] 도 21 내지 도 34는 본 발명에 제안하는 제 1 및 제 2 프레임을 이용한 채널 액세스 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
[160] 도 21의 예시에서는 GID 3을 가지는 STA3는 깨어난 후에 비콘을 수신하지 못한 상태에서 AP에게 제 1 프레임 (예를 들어， CA-REQ프레임)을 전송할 수 있다. 즉, STA3는 자신이 속한 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌이 아닌 타이밍에서도 AP에게 CA-REQ프레임을 전송할 수 있다. 이에 웅답하여 AP는 제 2 프레임 (예를 들어, CA-RSP)를 STA3에게 전송할 수 있다. 제 2 프레임에서 MD=1로 설정되어 STA3에게 전송될 DL 데이터가 존재함을 알려줄 수 있다.
[161] 또한， 제 2 프레임에는 타임 스탬프 정보가 포함될 수 있다 (도 18(a) 참조). STA3는 제 2 프레임에 포함된 타임 스탬프 값을 통해서 AP와의 시간 동기를 정확하게 맞출 수 있다. 시간 동기를 맞춘 STA은 다음 비콘 전송 타이밍을 실질적으로 정확하게 계산할 수 있고, 그때까지 슬립 모드로 동작할 수 있다, 다음 비콘 전송 타이밍에서 깨어난 STA3는 비콘을 성공적으로 수신함으로써， 현재 그룹 정보 (즉， 어떤 그룹에 대한 채널 액세스가 허용되는지)를 획득할 수 있다. 획득한 현재 그룹 정보에 기초하여 STA3는 자신의 그룹에 대한 채널 액세스가 허용되는 시점을 계산할 수 있다. 예를 들어, 자신의 그룹에 해당하는 채널 액세스 인터벌이 세 번째 비콘 이후인 것을 계산한 STA3는, 다시 슬립 모드로 전환하여 전력을 절약한 후에 세 번째 비콘 타이밍에서 깨어나서 채널 액세스를 시도하고， AP로부터 DL 데이터를 수신할 수 있다.
[162] 도 22의 예시는 상기 도 21의 예시에 추가적인 동작으로서， STA이 AP로부터의 제 2 프레임에 포함된 타임 스템프 정보로부터 자신의 그룹에 해당하는 채널 액세스 인터벌을 계산한 후에， 해당 타이밍에서 깨어나서 DL 데이터를 수신하기 전에， 채널 액세스 과정 (예를 들어, CA-REQ 및 CA-RSP의 송수신)을 추가적으로 수행할 수 있다.
[163] 상기 추가적인 채널 액세스 과정에서， AP는 제 1 프레임에 대한 웅답으로 ACK 정보를 포함하는 제 2 프레임 (도 18(b) 참조)을 STA에게 전송한 후에， 해당 STA에게 데이터를 전송하도록 동작할 수 있다.
[164] 제 2 프레임에 포함되는 ACK 정보는 상기 도 18(b)의 예시에서와 같이 ACK 필드의 형태로 정의될 수도 있지만， ACK 프레임에서와 같이 제 2 프레임의 다양한 예시들 (상기 도 18 내지 도 20 참조)에서 프레임 제어 필드의 MD 필드를 1로 설정하는 형태를 포함한다.
[165] 또한， AP가 STA로부터 제 1 프레임을 수신한 경우， 해당 STA의 채널 액세스가 가능한 상황이라면, AP는 도 22의 예시에서와 같이 CA— RSP 프레임을 보내는 대신에, ACK 프레임을 STA에게 전송하여 채널 액세스가 허용됨을 지시할 수도 있다. 이 경우, 해당 STA에게 전송할 버퍼된 DL 데이터가 존재하면， 상기 ACK프레임의 MD 필드를 1로 설정하여 전송할 수 있다.
[166] 도 23의 예시에서는 STA으로부터 제 1 프레임을 수신한 AP가 STA에게 ACK을 포함하는 제 2 프레임 또는 ACK 프레임을 전송하지 않고 바로 DL 데이터를 전송할 수도 있다. 도 23의 예시에서 GID 3 채널 액세스 인터벌 이전의 STA과 AP의 동작은 상기 도 22의 예시와 동일하다. STA이 자신의 채널 액세스 인터벌에서 AP에게 계 1 프레임 (예를 들어, CA-REQ 프레임)을 전송하면， AP는 바로 DL 데이터를 전송할 수도 있다. [167] 도 24의 예시에서， STA으로부터의 제 1 프레임을 수신한 AP는, CASO 및 GCAD를 포함하는 제 2 프레임 (상기 도 18(c) 참조)을 상기 STA에게 전송할 수 있다.
[168] CASO는 AP가 해당 STA의 채널 액세스를 허용하기 시작하는 시점에 대한 정보를 나타낸다. 즉, CASO는， 현재 채널 액세스가 허용되지 않는 STA이 다시 슬립 상태에 들어가서 나중에 다시 깨어나야 할 시점을 나타내는 정보로서의 의미를 가진다. 또한ᅤ CASO는 소정의 타이머 정보로서 제공될 수도 있다 (즉, 소정의 타이머가 만료되는 시점에서 STA은 다시 깨어날 수 있다). DL 데이터 전송의 경우에 AP가 STA에게 DL 데이터를 전송할 시점으로 설정될 수 있고， UL 데이터 전송의 경우에는 STA이 AP에게 UL 데이터 전송을 허용하는 시점으로 설정될 수 있다. 또는， CASO는 다음 비콘이 전송되는 시점 (Next TBTT(Target Beacon Transmission Time)), STA에 해당하는 그룹에 대한 비콘이 전송되는 시작 시점， 또는 STA에 해당하는 그룹 채널 액세스 인터벌 (Group channel access interval)의 시작 시점을 가리킬 수 있다. DL 테이터 전송의 경우에 AP는 STA에게 CASO가 지시하는 시점 이후부터 DL 데이터 전송을 시도할 수 있다. 또한, CASO는 DL/UL 데이터 전송에 무관하게 해당 STA이 속한 그룹을 위한 채널 액세스 인터벌 (도 24의 예시에서는 GID 3 채널 액세스 인터벌)의 시작 위치로 설정될 수도 있다.
[169] GCAD는 STA이 채널을 액세스할 수 있는 기간을 나타내며， 그 기준 시점 (또는 시작점)은 상기 CASO이다.
[170] AP로부터 제 2 프레임을 통하여 CASO 및 GCAD 정보를 획득한 STA은， 자신이 속한 그룹을 확인하거나 해당 그룹을 위한 채널 액세스 인터벌의 위치를 확인하지 않더라도 (예를 들어， 별도의 비콘 프레임을 수신하지 않더라도)， CASO가 지시하는 시점에서 데이터 수신을 시도할 수 있다. 따라서， 제 2 프레임을 통하여 CASO 및 GCAD를 수신한 STA은， CASO가 지시하는 시점까지 슬립 상태를 유지함으로써 추가적인 전력 절약을 달성할 수 있다.
[171] 도 24의 예시에서는 제 2 프레임의 MD 비트가 1로 설정되어, STA이 CASO가 지시하는 시점에서 깨어나서 GCAD 동안 DL 데이터의 수신을 시도하는 경우를 나타낸다. 또한， 도시하지는 않았지만 STA이 전송하는 제 1 프레임의 MD 비트가 1로 설정되는 경우는 UL 데이터 전송에 대한 것이며， STA은 CASO가 지시하는 시점에서 깨어나서 GCAD 동안 UL 데이터 송신을 시도할 수 있다.
[172] 도 25의 예시에서는， STA으로부터의 제 1 프레임을 수신한 AP는， CAGN 및 NAGSO 정보를 포함하는 제 2 프레임 (상기 도 18(d) 참조)을 상기 STA에게 전송할 수 있다.
[173] STA은 CAGN 정보로부터, 현재 시점에서의 채널 액세스가 허용되는 그룹이 무엇인지를 알 수 있다. 또한, STA은 NAGSO 정보로부터， 현재 시점을 기준으로 바로 다음에 오는 채널 액세스 인터벌의 시작 시점을 알 수 있다. 도 25의 예시에서는， STA은 제 2 프레임을 통하여 수신한 CAGN으로부터 현재 그룹 1(즉， GID 1)애 대한 채널 액세스 인터벌 중이고， NAGSO로부터 다음에 액세스가 허용되는 그룹 2(즉， GID 2)에 대한 채널 액세스 인터벌의 시작 타이밍을 알 수 있다.
[174] 만약 STA이 전체 그룹의 개수를 알고 있고, 모든 그룹의 채널 액세스 인터벌이 동일한 시간 길이로 주어지고， 해당 그룹의 구성 정보가 동일하다고 가정할 수 있다면, STA은 CAGN 및 NAGSO를 이용하여 자신의 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌의 위치를 계산할 수 있다.
[175] 【수학식 1】
StartO feet(GID) = NAGSO + (|GID - CAGN一 1| mod N) * I
[176] 상기 수학식 1에서 GID는 STA에 할당된 그룹 번호를 의미하며, GID는 해당 STA의 액세스 그룹 번호 (Access Group Number of STA; AGNS)라고 표현될 수도 있다. CAGN은 전술한 바와 같이 현재 액세스가 허용되는 그룹의 번호를 의미한다. NAGSO는 전술한 바와 같이 다음 액세스 그룹의 채널 액세스 인터벌의 시작 시점을 의미하며, 마이크로초 ( S)의 단위로 정의될 수 있다. N은 AP가 지원하는 총 그룹의 수를 의미한다. I는 하나의 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌의 길이를 의미한다. I I는 절대값을 의미하고， mod는 모들로 연산을 의미한다.
[177] 도 25의 예시에서 총 그룹 수는 3이고， STA의 GID는 3이고， 현재 시점의 그룹 번호는 1이므로， 상기 STA이 속한 그룹 (즉， 그룹 3)의 채널 액세스 인터벌의 시작 타이밍은 NAGSO+ ((3-1-1) mod 3)*I = NAGSO+I 로 계산될 수 있다.
[178] 상기 수학식 1은 총 그룹 수가 4인 경우에 각 그룹의 번호가 1， 2, 3 및 4로 매겨지는 경우를 가정한 것이다. 만약， 그룹 번호가 0, 1, 2, 3의 방식으로 매겨지는 경우에， 상기 수학식 1은 아래의 수학식 2와 같이 변경될 수 있다.
[179] 【수학식 2】
StartOffset(GID) = NAGSO + (jGID - CAGN| mod N) * I
[180] 이와 같이 AP가 제 2 프레임을 통하여 CASO 및 NAGSO 정보를 STA에게 제공하여 주면， STA은 다음 비콘 타이밍에서 깨어나서 비콘을 수신할 필요 없이， 자신의 그룹에 해당하는 채널 액세스 인터벌이 시작 시점에 깨어나서 데이터를 수신할 수 있다.
[181] 또한， STA이 제 2 프레임을 통해서 제공되는 CASO 및 NAGSO 정보로부터 자신의 그룹에 해당하는 채널 액세스 인터벌의 시작 시점을 올바르게 결정하기 위해서는， 총 그룹 수 (N), 그룹 채널 액세스 인터벌의 길이 (I) 등을 미리 알고 있어야 한다. 이와 같은 N, I 값에 대한 정보는 STA이 AP에 연관될 때에 AID (또는 GID, PID)를 할당 받을 때에 해당 AP로부터 제공받을 수 있다.
[182] 도 26의 예시에서는， AP가 운영하는 총 그룹 수 (N)에 대한 정보 및 /또는 하나의 그룹 채널 액세스 인터벌이 길이 (I)에 대한 정보 둥을 STA이 AID (또는 GID/PID)를 할당 받을 때에 또는 슬립 모드로 동작하기 전에 AP로부터 받지 못한 경우에， AP가 제 2 프레임에 상기 정보 (예를 들어, N, I의 값)를 포함시켜 CAGN 및 NAGSO와 같이 제공하여 줄 수도 있다. 이에 따라， STA은 자신의 그룹에 해당하는 채널 액세스 인터벌의 시작 시점을 결정할 수 있다.
[183] 또한， 상기 제 2 프레임 (예를 들어， CA-RSP 프레임)에 CASO 및 GCAD를 포함시키는 방안 (도 18(c) 참조)이나， CAGN 및 NAGSO를 포함시키는 방안 (도 18(d)) 참조)에 있어서， 상기 도 24 내지 도 26에서 설명한 예시에서는 STA이 자신의 그룹에 할당된 채널 액세스 인터벌에서 채널 액세스 동작 (예를 들어， 제 1 프레임 전송) 없이 AP로부터 DL 데이터를 수신하는 동작을 수행하는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 상기 도 21 내지 도 23에서 설명한 바와 같이ᅳ 상기 제 2 프레임의 다른 예시적인 포맷을 이용하는 방안에서도, STA이 자신의 채널 액세스 인터벌에서 채널 액세스를 시도할 때에， 제 1 프레임 전송， 제 2 프레임 수신 및 데이터 수신 (도 22의 예시와 유사)， 거] 1 프레임 전송, ACK 프레임 수신 및 데이터 수신 (도 22의 예시와 유사)， 또는 제 1 프레임 전송 및 데이터 수신 (도 23의 예시와 유사)의 방식으로 동작할 수도 있다. [184] 도 27의 예시에서는， AP가 STA으로부터 수신한 제 1 프레임 (예를 들어， CA-REQ 또는 PS-Poll)에 응답하여 제 2 프레임 (예를 들어， CA-RSP 프레임 또는 ACK 프레임)을 전송할 때에， AP가 STA에게 전송할 데이터를 가지고 있는 경우라면 상기 제 2 프레임의 MD 비트를 1로 설정하여 해당 STA에게 알려줄 수 있다. 또는， AP가 제 1 프레임 (예를 들어， PS-Poll)을 받은 후에 STA에게 ACK을 전송하지 않고 바로 데이터를 전송할 수도 있다.
[185] 도 28의 예시에서는， STA이 AP로 제 1 프레임 (예를 들어， CA-REQ 또는 PS-Poll)을 전송할 때에， STA이 AP에게 전송한 데이터를 가지고 있는 경우라면 상기 제 1 프레임의 MD 비트를 1로 설정하여 상기 AP에게 알려줄 수 있다. 또는， STA은 PS-Poll을 전송한 후， AP로부터 ACK이나 데이터를 받으면, AP로 데이터를 전송할 수 있다.
[186] 상기 도 27 및 도 28의 예시에서는， 깨어난 직후에 비콘 프레임을 수신하지 못한 STA이 AP에게 전송하는 제 1 프레임과 이에 대한 응답인 제 2 프레임이 각각 CA-REQ 및 CA-RSP이고， 그 후 STA이 자신이 속한 그룹의 채널 액세스 인터벌에서 A채널 액세스를 위하여 이용하는 제 1 및 제 2 프레임이 각각 PS-Poll 및 ACK 프레임인 경우를 예시적으로 나타낸다. 본 발명의 범위는 이에 제한되는 것은 아니고， 깨어난 직후 비콘을 수신하지 못한 STA이 채널 액세스를 위하여 이용하는 제 1 프레임에 PS-Poll이， 자신의 채널 액세스 인터벌에서 AP로 전송하는 제 1 프레임이 CA-REQ일 수도 있는 등, 다양한 변형예로서 적용될 수 있다.
[187] 또한， 도 27 및 도 28의 예시에서는， 깨어난 직후에 비콘 프레임을 수신하지 못한 STA이 채널 액세스를 위해서 제 1 프레임을 전송하고 이에 웅답하여 제 2 프레임을 수신함으로써 자신이 속한 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌에 대한 정보를 획득하는 방안으로서 상기 도 25와 유사한 방식을 도시하고 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, 슬립 모드에 있던 STA이 어웨이크 모드로 전환된 후에 처음으로 AP와 주고 받는 제 1 및 제 2 프레임의 구체적인 예시는 전술한 도 17 및 도 18의 어느 하나의 포맷에 따라서 구성될 수도 있다.
[188] 도 29의 예시에서는， 슬립 상태에 있던 STA이 UL 프레임 (예를 들어， 데이터 프레임， 제어 프레임, 관리 프레임 등)을 전송하기 위해서 어웨이크 상태로 전환된 경우에， 비콘을 받지 못하더라도 AP에게 상기 제 1 프레임을 전송할 수 있다. 이 경우， STA은 UL로 전송할 데이터가 있다는 것을 AP에게 알려주기 위해서， 상기 제 1 프레임의 프레임 제어 필드 내의 MD 비트를 1로 설정하여 전송할 수 있다. 이에 추가적으로 또는 대신하여， 상기 도 17(c)의 예시에서와 같이 제 1 프레임 내에 UL/DL 지시자 정보를 포함시켜서， STA이 전송하는 제 1 프레임 (예를 들어, CA-REQ 프레임)이 DL 수신을 위한 채널 액세스 요청인지, 또는 UL 전송을 위한 채널 액세스 요청인지를 명확하게 지시 (indicate)할 수 있다.
[189] 또한， STA으로부터 제 1 프레임을 수신한 AP는 상기 제 1 프레임에 포함된 AID 정보로부터 해당 STA의 GID 정보를 추출할 수 있다. 이 정보를 바탕으로 AP는 해당 STA의 채널 액세스가 허용되는지 여부를 판정할 수 있다. 예를 들어, AP가 STA의 상기 제 1 프레임을 수신한 시점에서 상기 STA의 채널 액세스가 허용되는지를 판정할 수 있다. 도 29의 예시에서는 AP가 STA으로부터 제 1 프레임을 수신한 시점이 그룹 1(즉， GID 1)을 위한 채널 액세스 인터벌이며， AP가 거 1 1 프레임의 AID' 정보로부터 추출한 상기 STA의 GID=1이므로， AP는 해당 STA의 채널 액세스가 허용되는 것으로 판정할 수 있다. 이에 따라, AP는 STA에게 채널 액세스 허용 여부를 나타내는 정보를 제 2 프레임에 포함시켜 해당 STA에게 전송할 수 있다.
[190] 예를 들어， 상기 제 2 프레임은 도 19의 예시와 같은 포맷으로 구성될 수 있다. 즉， 제 2 프레임의 기본적인 필드 (예를 들어, 프레임 제어 필드， AID 필드ᅳ BSSID 필드， FCS 필드)에 추가되는 필드들을 통칭하여 응답 정보 (response information field) 필드라고 할 수 있고, 웅답 정보 필드는 웅답 타입 필드 및 바디 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 응답 타입 필드는 3 비트 크기로 정의될 수 있다. 웅답 타입 필드의 값은， 전술한 바와 같이 STA의 채널 액세스가 허용되는지 여부를 나타낼 수 있다. 예를 들어， 제 2 프레임의 응답 정보 필드 내의 응답 타입 필드의 값은 아래의 표 1과 같은 의미를 가지도록 정의될 수 있다.
[191] 【표 1】
Figure imgf000039_0001
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[192] 상기 표 1에서 설명하는 바와 같이， AP가 STA의 채널 액세스를 수락할 경우 (예를 들어， 해당 GID 채널 액세스 인터벌에 대한 GID와， STA에게 할당된 GID가 일하는 경우)， 상기 제 2 프레임 내의 응답타입 필드를 000으로 설정하여 STA에게 전송할 수 있다.
[193] 또한, 응답 타입의 값이 000이라는 것은 STA의 요청 (CA-REQ 또는 PS- Poll 등을 이용한 채널 액세스 요청)에 대한 ACK로서의 의미를 가질 수도 있다. 따라서, 웅답 타입이 000으로 설정된 제 2 프레임을 수신한 STA은， AP로 전송할 UL 데이터를 가지고 있으면 (예를 들어, STA이 상기 저 1 1 프레임 내의 MD 비트를 1로 설정하여 AP로 전송한 경우에) UL 채널 액세스를 수행하고， AP로부터 수신할 DL 데이터가 존재하면 (예를 들어， AP가 상기 제 2 프레임 내의 MD 비트를 1로 설정하여 STA에게 전송한 경우에) AP로부터의 DL 데이터를 대기 및 수신할 수 있다.
[194] 또한， AP가 전송하는 제 2 프레임에는 응답 타입 필드와 함께 현재 채널 액세스 기간 (Current Channel Access Duration)에 대한 정보가 포함될 수 있다 (도 20(a) 참조). STA은, 현재 채널 액세스 기간으로서 설정된 시간 동안 채널 액세스를 수행할 수 있고, 채널 액세스 기간이 종료되면 채널 액세스를 멈춘다.
[195] 또한， STA이 AP와의 사간 동기를 정확하게 맞출 수 있도록， 상기 제 2 프레임에 타임 스탬프 정보가 포함될 수도 있다 (도 20(b) 참조). 타임 스탬프 정보는 웅답 타입의 값이 000(즉， 채널 액세스 허용 지시)인 경우에만 포함되도록 정의될 수도 있다. 또는， 웅답 타입의 값에 무관하게 STA에게 정확한 시간 동기를 제공하기 위해서， 타임 스템프 정보가 항상 제 2 프레임에 포함될 수도 있다.
[196] 한편， AP는 STA의 채널 액세스 요청을 거절할 수도 있다. 예를 들어, 현재 채널 액세스 인터벌에 해당하는 GID와 STA의 GID가 일치하지 않거나, 현재 채널 액세스를 시도하는 STA이 너무 많은 경우 등에， 해당 STA의 채널 액세스 요청이 금지될 수도 있다. 이 경우， AP는 응답 타입은 001로 설정하여 제 2 프레임을 STA에게 전송할 수 있다.
[197] 또한, 제 2 프레임의 바디 부분은 CCAGIlXCurrent Channel Access Group ID) 및 NAGSCXNext Access Group Start Offset) 필드를 포함할 수 있다 (도 20(c) 참조). CCAGID는 전술한 CAGN 정보에 대응하는 의미를 가진다. 이러한 예시는 응답 타입이 001(즉, 채널 액세스 거절)인 경우에 보다 적절하게 이용될 수 있다. 예를 들어, 채널 액세스가 거절된 STA은 제 2 프레임에 포함된 CCAGID 및 NAGSO 정보로부터 상기 수학식 1 또는 2에 기초하여 자신이 속한 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌의 시작 위치 (또는 시작 오프셋)올 계산할 수 있다. 이에 따라, 자신이 속한 그룹의 채널 액세스 인터벌의 시작 시점에서 STA은 채널 액세스를 시도할 수 있다.
[198] 또한, 제 2 프레임의 바디 부분은 CCAGID와 NAGSO 대신에 CASO(Channel Access Start Offset) 및 GCAD(Granted Channel Access Duration) 필드를 포함할 수 있다 (미도시). 이는 응답 타입이 001(즉, 채널 액세스 거절)인 경우에 보다 적절하게 이용될 수 있다. AP로부터 제 2 프레임을 통하여 CASO 및 GCAD 정보를 획득한 STA은, CASO가 지시하는 시점에서부터 GCAD 시간 동안 데이터 수신을 시도할 수 있다.
[199] 또한, 제 2 프레임의 바디 부분은 CCAGID, NAGSO에 추가적으로 타임 스탬프 및 GCAD 필드를 포함할 수 있다 (도 20(d) 참조). 이는 응답 타입이 001(즉， 채널 액세스 거절)인 경우에 보다 적절하게 이용될 수 있다.
[200] 도 19 및 20을 참조하여 설명한 제 2 프레임 포맷의 추가적인 예시들에서， 타임 스탬프， CCAGID, NAGSO, CASO, GCAD 중의 하나 이상은， 웅답 타입의 값 (즉, 채널 액세스 허용여부)에 무관하게 항상 상기 제 2 프레임에 포함되는 것으로 정의될 수도 있다. 이에 따라， STA은 보다 정확하게 자신이 속한 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌을 계산할 수 있게 된다.
[201] 또한, AP는 STA이 속한 그룹을 변경하여 STA에게 데이터 전송을 허락할 수 있다. 이 경우, 상기 제 2 프레임의 응답 타입이 010으로 설정되고， 바디 부분에는 신규 GID (또는 신규 AID)가 포함될 수 있다. 예를 들어， 채널 액세스를 요청하는 (또는 상기 제 1 프레임을 전송하는) STA의 GID X가 현재 채널 액세스 인터벌의 GID Y와 일치하지 않지만， AP가 현재 네트워크 상황 (예를 들어, 현재 그룹의 액세스 STA의 밀도가 낮은 경우， 또는 채널 액세스를 요청하는 STA이 긴급 (emergency) 상태인 경우) 등을 고려하여 해당 STA의 채널 액세스를 허용하는 것이 더 바람직하다고 판단할 수도 있다. 이 경우, AP는 STA에게 새로운 GID로서 Y를 재할당하여 줌으로써 해당 STA이 현재 채널 액세스 인터벌에서 채널 액세스를 할 수 있도톡 할 수 있다. 만약 GID가 별도로 설정되는 것이 아니라, AID에 포함된 정보로부터 유추 결정되는 것이라면, AP는 STA에게 새로운 AID를 상기 제 2 프레임에 포함시켜 알려줌으로써 새로운 GID를 할당하여 줄 수도 있다.
[202] 웅답 타입이 001(즉, 현재 시점에 해당하는 채널 액세스 인터벌에서， STA의 채널 액세스를 허용하지 않는 경우)인 상기 제 2 프레임을 수신하는 STA은， 상기 제 2 프레임에 포함된 정보들을 이용하여 자신의 채널 액세스가 허용되는 시점 및 기간을 계산할 수 있고， 해당 시점까지 슬립 상태에 있다가, 상기 해당 시점에서 어웨이크 상태로 전환하여 채널 액세스를 시도할 수 있다.
[203] DL 채널 액세스인 경우, STA은 상기 계산 결과로 결정되는 시점에서부터 AP로부터 DL 데이터를 수신하기를 대기할 수 있다. 또는， DL 채널 액세스를 위해서， STA은 상기 계산 결과로 결정되는 시점에서 AP에게 채널 액세스를 요청 (예를 들어, 상기 거 1 1 프레임 (예를 들어, CA-REQ 또는 PS-Poll)의 전송)을 수행할 수 있다. 이에 대한 웅답으로 AP는 제 2 프레임 (예를 들어， CA-RSP, ACK 등)을 STA에게 전송한 후에 DL 데이터를 전송할 수도 있고， 제 2 프레임 전송을 생략하고 바로 DL 데이터를 STA에게 전송할 수도 있다.
[204] UL 채널 액세스인 경우， STA은 상기 계산 결과로 결정되는 시점에서 UL 채널 액세스 요청 (예를 들어， 상기 제 1 프레임 (예를 들어， CA-REQ 또는 RTS)의 전송)을 수행하거나, 또는 상기 제 1 프레임 전송을 생략하고 바로 UL 데이터를 전송할 수도 있다. AP는 STA으로부터 CA-REQ를 수신하는 경우에 CAᅳ RSP 프레임 또는 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 또는 AP는 STA으로부터 RTS를 수신하는 경우에 CTS를 전송할 수 있다. 또는, AP는 STA으로부터 상기 제 1 프레임 또는 RTS 없이 바로 데이터를 수신하는 경우에 ACK을 전송할 수 있다.
[205] 도 30 내지 도 34의 예시에서는， 본 발명에서 제안하는 상기 제 1 프레임으로서 PS-Poll을 이용하는 방안에 대해서 설명한다. PS-Poll은 STA이 DL 채널 액세스 과정 (즉， AP가 STA에게 전송하는 데이터를 가지고 있는지를 확인하는 과정)을 수행하기 위해서 AP로 전송하는 프레임을 의미한다. AP는 이에 대한 웅답으로， STA에게 전송할 데이터가 있는 경우에는 데이터를 바로 전송하거나 또는 MD=1로 설정된 ACK을 전송하고 추후 데이터를 전송할 수 있다. 만약 AP가 STA에게 전송할 데이터가 없는 경우에는， MDO으로 설정된 ACK을 STA에게 전송할 수 있다.
[206] 기존의 PS-Poll 프레임은， 상기 도 10 또는 도 11에서 설명한 바와 같이， 비콘 프레임에 포함된 TIM을 수신한 STA이 자신이 깨어 있고 DL 데이터를 수신할 준비가 되어 있음을 AP에게 알리는 목적을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명에서 이용하는 PS-PolK즉， 제 1 프레임의 일례로서의 PS-Poll)은 그 포맷은 기존의 PS-Poll과 기본적으로 동일할 수도 있지만， 비콘을 수신하지 않은 (즉， TIM을 수신하지 않은) STA이더라도 전송할 수 있는 것으로 정의된다.
[207] 도 30의 예시에서는， 슬립 상태 (또는 doze state)에 있던 STA이 어웨이크 상태로 전환하여 자신에 대한 DL 데이터가 있는지를 확인하기 위해 AP로 제 1 프레임 (예를 들어， PS-Poll)을 전송할 수 있다. 이에 응답하여， AP는 STA에게 전송할 데이터가 있음을 나타내는 (즉， MD=1로 설정된) 제 2 프레임 (예를 들어, ACK 프레임)을 STA에게 전송할 수 있다. 그 후， AP는 DL 데이터를 STA에게 전송하고, STA은 이에 대한 응답으로 ACK을 AP로 전송할 수 있다.
[208] 본 발명에 따른 예시에서는, AP가 STA에게 제 2 프레임 (즉, STA의 채널 액세스 요청 (또는 PS-Poll)에 대한 웅답으로서의 ACK 프레임 또는 Response 프레임)을 전송할 때에， STA이 자신이 속한 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌을 직접적 /간접적으로 알 수 있도록 하는 정보 (예를 들어， 시간 동기를 위한 정보)를 포함시켜 전송할 수 있다. 예를 들어， STA이 긴 -슬립 모드로 동작하는 경우에는, STA이 깨어나서 제 1 프레임을 전송할 때에 AP와의 시간 동기가 일치하지 않을 가능성이 높으므로， AP는 상기 제 2 프레임에 타임 스템프 정보를 포함시켜 전송할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, STA이 AP에게 타임 스탬프를 요청한 것은 아니지만, AP는 요청되지 않은 (unsolicited) 타임 스템프 정보를 STA에게 전송하도록 하는 동작이 정의될 수 있다.
[209] 이러한 STA의 시간 동기를 위한 정보 (예를 들어， 타임 스탬프 정보)는 전술한 바와 같은 제 2 프레임 (예를 들어， CA-RSP 프레임, ACK 프레임 등)에 포함시킬 수도 있고， AP가 ACK 없이 바로 데이터를 전송하는 경우에는 데이터. 프레임에 피기백 (piggyback) 방식으로 함께 보낼 수도 있다.
[210] 도 31의 예시에서는， PllXPage ID)=2를 가지는 STA이 저) 1 프레임 (예를 들어, PS-Poll)을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 PS-Poll에 응답하여 ACK을 전송하면서， STA에게 전송할 데이터가 존재함을 MD=1로 설정하여 알려줄 수 있다. 그리고 AP가 STA에게 전송할 데이터를 준비하는 동안에， STA에게 시간 동기를 위한 정보 (예를 들어, 타임 스탬프 정보)를 알려줄 수 있다. 타임 스탬프 정보가 전송되는 프레임으로서 상기 제 2 프레임의 일례 (예를 들어， 도 18(a)의 CA-RSP 프레임 포맷)가 이용될 수 있다. 또는, 도 31의 예시에서는 별도의 프레임 (예를 들어, 액세스 제어 (Access Control) 프레임)을 이용하여 단독 (standalone) 형태로 상기 타임 스탬프 정보를 전송할 수도 있다. 상기 액세스 제어 프레임에는 STA의 채널 액세스 요청의 허용여부를 나타내는 정보 (예를 들어， 응답 타입 필드)가 포함될 수 있다. 도 31의 예시에서는 STA의 PID가 현재 채널 액세스 인터벌의 PID와 동일하므로 채널 액세스가 허용되는 경우를 나타낸다. 따라서， 액세스 제어 프레임에는， 채널 액세스 허용 (Accept)을 나타내는 정보와, 타임 스탬프 정보가 포함될 수 있다. 타임 스템프 정보를 수신한 STA은 이에 기초하여 자신의 시간을 조정 (adjust)할 수 있다. 그 후, AP는 데이터를 STA에게 전송하고 STA은 이에 웅답하여 ACK을 전송하고， 다시 슬립 모드로 동작할 수 있다. 또는， 상기 제 2 프레임 (예를 들어, 액세스 제어 프레임)과 데이터 프레임을 결합 (concatenate)하여 한 번에 전송할 수도 있다.
[211] AP의 입장에서는 STA의 AID로부터 해당 STA이 긴 -슬립 모드로 동작하는 STA인지 여부를 묵시적으로 (implicitly) 알 수 있으므로， 이에 따라 STA의 시간 동기를 위한 정보 (예를 들어， 타임 스템프 정보)를 STA에게 제공할지 여부를 결정할 수도 있다. 또한， STA이 상기 제 1 프레임 (예를 들어, CA-REQ 또는 PSᅳ Poll)을 AP로 전송할 때에， 자신이 긴 -슬립 모드로 동작하는 STA인지 여부를 명시적으로 (explicitly) 나타내는 정보를 포함시켜 전송할 수도 있다. 이에 따라， AP는 상기 정보로부터 STA이 긴ᅳ슬립 모드로 동작하는 것임을 확인한 경우， 해당 STA에게 시간 동기를 위한 정보 (예를 들어， 타임 스템프 정보)를 제공할 수 있다.
[212] 상기 예시들에서는 STA의 시간 동기를 위한 정보로서, 타임 스탬프 정보를 예시적으로 설명하였지만， 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 즉， STA이 시간 동기를 직접적 /간접적으로 조정할 수 있도록 하는 정보와 함께， 도 18 내지 20에서 제안하는 다양한 정보들이 STA에게 제공될 수도 있다. 예를 들어, STA이 깨어나야 할 시간 오프셋 (예를 들어， CASO)에 대한 정보 등이 제 2 프레임 (예를 들어， CA- RSP, ACK프레임 둥)을 통해서 제공될 수 있다.
[213] 도 32의 예시에서는， PII 1을 가지는 STA이 제 1 프레임 (예를 들어， PS- Poll)을 전송하였고， AP가 해당 STA에게 전송할 데이터가 존재하는 경우에, AP는 PS-Poll에 웅답하여 MD=1로 설정된 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 그러나, 현재 채널 액세스 인터벌은 PII 2에 해당하는 STA을 위한 것이므로， PID=1인 상기 STA에게 채널 액세스는 허용될 수 없다. 따라서， AP는 채널 액세스가 거절됨을 나타내는 정보를 포함하는 제 2 프레임 (예를 들어, 액세스 제어 프레임)을 STA에게 전송할 수 있다. 이와 함께， STA이 자신이 속한 PID를 위한 채널 액세스 인터벌까지 슬립 상태로 동작할 수 있도록， AP는 상기 액세스 제어 프레임에 시작 오프셋 (또는 시작 시점)에 대한 정보를 추가적으로 포함시켜 전송할 수 있다. 이에 따라， STA은 시작 오프셋 값으로 지시된 시점에서 깨어나서 채널 액세스 동작 (예를 들어， 제 1 프레임 (예를 들어， PS-Poll)의 전송 등)을 수행할 수 있고， 자신을 위한 DL 데이터를 올바르게 수신할 수 있다.
[214] 도 33의 예시에서는， PID=1을 가지는 STA이 제 1 프레임 (예를 들어， PS- Poll)을 전송하였고， AP가 해당 STA에게 전송할 데이터가 존재하는 경우는 상기 도 32의 예시와 동일하다. 그러나, 채널 액세스 요청 /웅답 절차를 단순화하기 위해서， AP는 STA을 위한 데이터가 존재하는 경우라고 하더라도, 해당 STA의 PID가 현재 채널 액세스 인터벌의 PID와 일치하지 않는 경우에, 제 2 프레임 (예를 들어, ACK 프레임)의 MD 비트를 0으로 설정하여 전송할 수 있다. 이에 추가적으로, 해당 STA이 속한 PID를 위한 채널 액세스 인터벌이 시작되는 시점에 대한 정보 (즉， 시작 오프셋)를 상기 ACK과 함께 STA에게 제공할 수 았다. 이를 위하여， 상기 제 2 프레임 (예를 들어， CA-RSP 프레임， ACK 프레임, 액세스 제어 프레임 등)의 다양한 예시적인 포맷이 이용될 수 있다.
[215] 상기 예시들에서， AP로부터 채널 액세스 가능한 시점에 대한 정보를 제공 받은 STA들은 슬립 모드로 동작하다가， 해당 시점에서 깨어나서 채널 액세스를 시도할 수 있다. 이 경우， 깨어난 STA은 다시 제 1 프레임 (예를 들어， CA-REQ 또는 PS-Poll)을 전송할 수도 있고， 또는 제 1 프레임 전송 없이 DL 데이터를 대기할 수도 있다.
[216] 도 34의 예시에서, ΡΠ 1을 가지는 STA이 제 1 프레임 (예를 들어, PS- Poll)을 전송하였고， AP가 해당 STA에게 전송할 데이터가 존재하는 경우는 상기 도 32 또는 도 33의 예시와 동일하다. 그러나, 본 예시에서는 현재 채널 액세스 인터벌의 PID에 속하지 않은 STA에게， AID (또는 PID/GID)를 재할당하여 줌으로써 현재 채널 액세스 인터벌에서 채널 액세스를 허용함으로써 STA과 AP의 동작을 보다 간소화할 수 있다. 도 34의 예시에서 PID=1을 가지는 STA의 거 1 1 프레임을 수신한 AP는， 현재 채널 액세스 인터벌의 PID인 2를 상기 PID=1인 STA의 새로운 PID로서 재할당하여주는 정보를 전송할 수 있다. 상기 정보는 전술한 제 2 프레임의 예시적인 포맷 (예를 들어 도 20(e))을 이용할 수도 있고， 새로운 독립적인 프레임 (예를 들어， 액세스 제어 프레임)을 통하여 전송될 수 있다. 이 경우, 제 2 프레임의 웅답 타입 필드는 채널 액세스의 허용이나 거절이 아니라， AID (또는 PID/GID)의 재할당 (reassignment)을 나타내는 값으로 설정될 수 있다. 이에 따라， STA은 자신의 AID (또는 PID/GID)를 새로운 값으로 재설정하고， 현재 채널 액세스 인터벌에서 AP로의 채널 액세스를 수행하고 DL 데이터를 을바르게 수신할 수 있다.
[217] 또한, AP가 STA의 AID (또는 PID/GID)를 재할당하는 경우에도， 상기 STA의 시간 동기를 위한 정보 (예를 들어, 타임 스탬프 정보, STA이 깨어나야 할 시간 오프셋 (예를 들어, CASO)에 대한 정보， 채널 액세스 기간에 대한 정보 등)이 STA에게 추가적으로 제공될 수도 있다. 즉， 전술한 바와 같이， 현재 채널 액세스 인터벌에서 채널 액세스를 요청하는 (즉， 제 1 프레임을 전송하는) STA에 대한 채널 액세스 허용 /거절 /ID 재할당의 경우에 무관하게 (즉， 언제라도)， AP는 STA의 시간 동기를 위한 정보를 상기 제 2 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 또한， 상기 시간 동기를 위한 정보는 타임 스탬프 정보, 다음 비콘의 전송 시점에 대한 정보， STA이 깨어나야 할 시간 오프셋 (예를 들어， CASO)에 대한 정보, STA이 채널을 사용할 수 있는 기간 (예를 들어， GCAD)에 대한 정보 등을 포함할 수 있다.
[218] 도 35는 본 발명의 일례에 따른 채널 액세스 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
[219] 단계 S3510에서 제 1 STA예를 들어， 비 -AP STA)는 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환될 수 있다.
[220] 단계 S3520에서 제 1 STA은 본 발명에서 제안하는 제 1 프레임 (예를 들어 PS-Poll 또는 CA-REQ 프레임)을 제 2 STA (예를 들어, AP)으로 전송할 수 있다. 예를 들어， 제 1 STA은 깨어난 경우에 언제라도 (예를 들어, 비콘 프레임을 통해 TIM을 획득하지 못한 경우에도) 상기 제 1 프레임을 전송할 수 있다. [221] 단계 S3530에서 제 2 STA은 제 1 STA이 전송한 제 1 프레임에 포함된 정보, 현재 채널 액세스 인터벌에 해당하는 그룹 번호， 네트워크 상황 등을 종합적으로 고려하여， 상기 제 1 STA의 채널 액세스에 대한 허용 여부를 판정할 수 있다.
[222] 단계 S3540에서 제 2 STA은 제 1 STA으로부터 수신된 상기 제 1 프레임에 응답하여， 본 발명에서 제안하는 제 2 프레임 (예를 들어， ACKᅳ CA-RSP, 또는 액세스 제어 프레임)을 제 1 STA에게 전송할 수 있다. 여기서， 제 2 프레임은 제 1 STA의 시간 동기를 위한 정보 또는 다시 슬립 상태로 들어가서 다음에 깨어나야 할 시점에 대한 정보 등에 관련된 타이밍 정보를 포함할 수 있다. 나아가, 전술한 본 발명의 다양한 예시에서 설명한 정보가 상기 제 2 프레임에 포함될 수 있다.
[223] 이에 따라， 게 1 STA은 제 2 STA과의 시간 동기가 맞지 않더라도， 전력 소모를 최소화하면서 채널 액세스를 수행할 수 있게 된다.
[224] 이하에서는 도 36 내지 도 43의 예시들을 참조하여 STA의 상향링크 데이터 전송에 관련된 본 발명에 의한 채널 액세스 수행 방법에 대해 살펴본다.
[225] 본 발명에 의한 상향링크 데이터 전송에서는， STA이 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 전송하면서 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보 /필드를 제 1 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 다시 말해， STA은 상향링크 데이터가 존재하는지 또는 상향링크 데이터 전송이 가능한지를 확인하기 위해서 상향링크 채널 사용 요청에 해당하는 정보를 제 1 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 여기서 제 1 프레임은 PS-Poll 프레임 또는 NDP(Null Data packet) PS— Poll 프레임 또는 위에서 새롭게 정의했던 CA-REQ 프레임 일 수 있다. 보다 상세히， STA은 도즈 상태에서 비콘 프레임을 수신하지 않고 특정 시간 (예를 들어, 리슨 인터벌에 해당되는 시간)에 어웨이크 상태로 전환한 후 NDP PS-Poll 프레임 (또는 PS-Poll 프레임)을 전송할 수 있는데, 이 NDP PS-Poll 프레임 (또는 PS-Poll 프레임)에 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보가 포함될 수 있다. 또는, 비콘 프레임을 수신한 STA은 PS-Poll 프레임 (또는 NDP PS-Poll 프레임)을 전송할 수 있는데， 이 PS-Poll 프레임 (또는 NDP PS-Poll 프레임)에 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보가 포함될 수 있다. 여기서， STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보는 후술하는 바와 같이 PS-Poll 프레임의 MD(More Data) 필드에 포함되는 것 (즉， More Data field가 1로 설정됨)일 수 있다. 또는, STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보는 상향링크 채널 액세스 요청 지시자 (UL channel access request indicator)나 DL/UL 지시자 (indicator)가 PSᅳ Poll 프레임에 포함되거나， PS-Poll 프레임의 SIG필드나 PS-Poll프레임의 MAC 헤더에서 FC 필드에 포함되어 전송될 수도 있다.
[226] 상술한 바와 같은 제 1 프레임을 수신한 AP는 이에 대한 웅답으로써 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보를 포함하는 게 2 프레임을 STA로 전송할 수 있다. 보다 상세히, 제 2 프레임은 ACK 프레임 또는 CA-RSP 프레임 또는 하향 링크 데이터 일 수 있으며， 제 1 프레임에 포함된 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터가 존재함을 지시하면 제 2 프레임은 STA의 상향링크 접근 요청을 허락할지 (UL channel access permission)를 지시하는 정보를 포함할 수 있다. 이하, 이러한 STA의 상향링크 데이터 전송에 관련된 예시들을 도 36 내지 도 43을 참조하여 설명한다. 이하의 설명에서 참조되는 도면들에서 PS-PolKUL access request=l/MD=l)이란 표현은， 앞서 설명된 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보 /필드를 의미하는 것으로써， 반드시 UL access request 필드 또는 MD 필드만 해당되는 것을 의미하는 것은 아니며 상향링크 데이터 존재 여부를 지시한다면 다른 이름의 필드도 가능할 것이다. 또한, 이하의 설명에서 참조되는 도면들에서는 STA이 비콘 프레임을 수신한 후 상당 시간 도즈 상태에 머문 후 제 1 프레임을 전송하는 것으로 예시되어 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며， 앞서 설명된 바와 같이 비콘 프레임을 수신에 수반되는 PS-Poll 프레임 (또는， NDP PS-Poll 프레임 전송) 전송 및 비콘 프레임 수신에 수반되지 않는 PS-Poll 프레임 전송 (또는, NDP PS-Poll 프레임 전송)을 모두 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
[227] 도 36에서는 STA가 AP로 전송할 상향링크 데이터가 존재하며 AP가 상향링크 데이터 전송을 허용하는 경우, STA의 상향링크 데이터 전송을 예시한 도면이다.
[228] 도 36을 참조하면， 도즈 상태의 STA은 어웨이크 상태로 전환한 후 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보 /필드를 포함하는 PSᅳ Poll 프레임을 AP로 전송할 수 있다 (S3601). 여기서 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보 /필드는 상향링크 데이터가 존재함 (UL access request =1 / MD=1)을 지시한다. 이를 수신한 AP는 상향링크 데 이터 전송을 ' 허용함 (UL access permission = accept(l))을 지시하는 정보 /필드를 포함하는 ACK 프레임을' STA로 전송할 수 있다 (S362). STA은 상기 ACK을 수신한 후 소정 시간 (예를 들어 SISF) 후 상향링크 데이터를 AP로 전송할 수 있다 (S3603). 이후 상향링크 데 이터를 수신한 AP는 이에 관련된 ACK 프레 임을 STA로 전송할 수 있다 (S3604).
[229] 도 37은 AP가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우를 예시 한 도면이다.
[230] 도 37을 참조하면, 도즈 상태의 STA은 어 웨이크 상태로 전환한 후 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보 /필드를 포함하는 PS-Poll 프레임을 AP로 전송할 수 있다 (S3701). 이를 수신한 AP는 상향링크 채 널 사용을 허용하지 않는 것으로 결정하고 상향링크 데이 터 전송을 거 절함 (UL access permission = reject(O))을 지시하는 정보 /필드를 포함하는 ACK 프레임을 STA로 전송할 수 있다 (S3702). STA는 상기 ACK 프레임을 수신하여 상향링크 데 이터 전송이 허용되지 않음을 알고 도즈 상태로 전환할 수 있다.
[231 ] 다만， 도 37의 예시와 같은 경우， 상향링크 데이터가 있는 STA이 언제 어 떻게 이를 전송할 수 있는지가 정의될 필요가 있는데， 이하 도 38 내지 도 43의 예사를 통해 이를 위 한 다양한 방법들을 살펴본다.
[232] 도 38은 AP가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우， STA의 상향링크 데이터 전송을 예시 한다.
[233] 도 38을 참조하면， 상향링크 데이터가 있음을 지시하는 정보 /필드를 포함하는 PS-Poll 프레 임을 전송한 STA이 AP로부터 상향링크 데이터 전송이 허용되지 않음을 지시하는 정보 /필드를 포함하는 ACK 프레 임을 수신한 경우， 다음 비콘 프레 임 수신까지 기다린 후 상향링크 데이 터 전송을 수행할 수 있다. 따라서 , STA는 PS-Poll 프레 임을 전송한 후부터 다음 비콘을 수신할 때까지 (보다 정확히는 비콘 프레임을 수신한 후 상향링크 데이터를 전송하고 이에 대한 ACK 프레임을 수신할 때까지 ) 어 웨 이크 상태를 유지할 필요가 있다.
[234] 도 39는 AP가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우， STA의 상향링크 데이 터를 전송하는 방법으로써 , 도 38의 경우와 비교하여 전력 소모를 즐일 수 있는 방법을 예시하고 있다.
[235] 도 39를 참조하면， 상향링크 데이터 가 있음을 지시하는 정보 /필드를 포함하는 PS-Poll 프레임을 수신한 AP가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 것으로 결정한 경우 이를 지시하는 ACK 프레임을 STA에 전송하되, 이 ACK 프레임에는 시작 오프셋 (start offset) 정보 및 듀레이션 (duration) 정보를 포함할 수 있다. 여기서 시작 오프셋 정보는 STA이 상향링크 데이터를 전송할 수 있는 시기를 지시하는 것일 수 있다. 따라서 단말은 시작 오프셋에 해당하는 시간이 도래할 때까지 도즈 상태를 유지함으로써 전력 절약올 도모할 수 있다. 듀레이션 정보는 시작 오프셋에 해당하는 시간으로부터 STA이 어웨이크 상태를 유지하는 시간 구간을 지시하는 것일 수 있다. 만약 STA이 도 39에 예시된 바와 같이 시작 오프셋 시간에 어웨이크하여 상향링크 데이터를 전송한 경우 이에 대한 ACK 프레임을 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간에서 수신할 수 있다.
[236] 도 40은 도 39의 상황에서 AP가 STA로 전송할 하향링크 데이터가 있는 경우를 나타낸다. 도 40을 참조하면, AP는 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간에서 상향링크 데이터를 수신하고 이에 대한 ACK 프레임을 전송한 후, 버퍼된 하향링크 데이터를 전송할 수 있다.
[237] 도 41은， 도 39의 경우 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간 동안 STA이 어웨이크 상태를 유지하는 것과 달리， STA이 상향링크 데이터를 전송한 車 도즈 상태로 전환하는 것을 예시하고 있다. 즉， 전력 소모를 줄이기 위해 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간의 종료까지 기다리지 않고 도즈 상태로 전환하는 것이다. 이와 같은 경우 AP는 STA에 전송할 하향링크 데이터가 있더라도 STA가 다시 PS-Poll을 전송할 때까지 하향링크 데이터를 버퍼링 할 수 있다.
[238] 도 42는 도 39의 경우에 있어서, STA이 타이머를 동작시키는 것을 예시하고 있다. 도 42를 참조하면, STA은 시작 오프셋 정보에 해당하는 시간 구간이 경과한 후 상향링크 데이터를 전송하고 이에 대한 ACK 프레임을 수신하면， T1 타이머를 시작할 수 있다. T1 타이머가 종료될 때까지 상향링크 데이터 전송 (또는 AP로부터 하향링크 데이터 전송)이 없는 경우, STA은 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간이 종료하기 전이라도 도즈 상태로 전환하여 전력 소모를 줄일 수 있다.
[239] 도 43은 도 42의 경우에 있어서， T1 타이머가 종료되어 STA이 도즈 상태로 전환하는 경우 AP에 이를 알려주는 프레임을 전송하는 것을 예시하고 있다. 도시하지는 않았지만, STA가 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간에서 T1 타이머의 구동 없이， 도즈 상태로 전환한다는 것을 알려주는 프레임을 AP에 전송한 후 도즈 상태로 전환할 수도 있을 것이다.
[240] 도 44는 MD=1인 PS-Poll프레임 이나 UDI=1인 NDP PS-Poll 프레임을 받은 AP가 STA으로 전송할 하향링 크 데이터 (DL Data)가 있을 경우, 웅답으로 하향링크 데이터를 직접 보내는 예를 나타낸 것이다.
[241] 즉， AP가 STA으로부터 상향링크 데이 터 존재를 가리키는 PS-Poll프레 임 (또는 NDP PS-Poll프레임 )을 받고 STA으로 전송할 하향링크 데이터가 있으면， 웅답으로 하향링크 데이터를 바로 전송하여， 상향 링크 사용을 허 가할 수 있다. 이 때 , 하향링크 데이터에 상향링크 액세스 허가 (UL access permission) 정보를 포함시 킬 수 있다. STA이 PS-Poll에 대한 하향링크 데이터를 받으면， 웅답으로 상향링크 데이터 (UL data)를 바로 전송할 수 있다. AP가 하향링크 데이 터 전송에 대한 응답으로 상향링크 데이 터를 받았을 때， 전송할 하향링크 데이터가 없으면, 웅답으로 ACK (또는 NDP ACK)프레임을 전송한다. STA은 ACK 프레임을 받은 후， 전송할 데이터가 없으면， 도즈 상태로 들어 갈 수도 있다.
[242] 전술한 본 발명의 다양한 실시 예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시 예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
[243] 도 45는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
[244] AP(10)는 프로세서 (11)， 메모리 (12)， 송수신기 (13)를 포함할 수 있다. STA(20)는 프로세서 (21)， 메모리 (22)， 송수신기 (23)를 포함할 수 있다. 송수신기 (13 및 23)는 무선 신호를 송신 /수신할 수 있고， 예를 들어， IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11 및 21)는 송수신기 (13 및 21)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및 /또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11 및 21)는 전술한 본 발명 의 다양한 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 AP 및 STA의 동작을 구현하는 모듈이 메모리 (12 및 22)에 저장되고， 프로세서 (11 및 21)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리 (12 및 22)는 프로세서 (11 및 21)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (11 및 21)의 외부에 설치되어 프로세서 (11 및 21)와 공지 의 수단에 의해 연결될 수 있다.
[245] 위와 같은 AP 및 STA 장치의 구체적 인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시 예에서 설명 한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시 예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으몌 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
[246] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어， 본 발명의 실시예들은 하드웨어， 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[247] 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서， 컨트를러, 마이크로 컨트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[248] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[249] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라， 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
【산업상 이용가능성】.
[250] 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나， 다양한 이등통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선통신시스템에서 스테이션 (STA)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서, 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 AP(Access Point)로 전송하는 단계; 및
상기 채널 액세스 요청에 대한 웅답인 제 2 프레임을 상기 AP로부터 수신하는 단계;
를 포함하며,
상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 제 1 프레임은 ND Null Data packet) PS-Poll 프레임인， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 제 1 프레임은 PSᅳ Poll프레임인， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 4】
제 3항에 있어서，
상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보는 상기 PS-Poll 프레임의 MD(More Data) 필드에 포함되는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터가 존재하는 것을 지시하는 경우， 상기 제 2 프레임은 상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보를 포함하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 6】
제 5항에 있어서，
상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하는 경우， 상기 STA은 SIFS(Short Inter-Frame Space) 후 상향링크 데이터를 전송하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 7】
제 5항에 있어서，
상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우， 상기 STA은 상기 상향링크 데이터 전송을 위해 비콘 프레임을 수신하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 8】
제 5항에 있어서，
상기 상향링크 데이터 전송 허용 여부를 지시하는 정보가 상향링크 데이터 전송을 허용하지 않는 경우， 상기 제 2 프레임은 시작 오프셋 (Start Offset) 정보 및 듀레이션 (duration) 정보를 포함하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 9】
제 8항에 있어서，
상기 STA은 상기 시작 오프셋 정보에 해당하는 시간이 경과한 후 상향링크 데이터를 전송하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 10】
제 8항에 있어서，
상기 STA은 상기 제 2 프레임을 수신한 후 상기 시작 오프셋 정보에 해당하는 시간 구간 동안 도즈 (doze) 상태를 유지하며, 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간 동안 어웨이크 (awake) 상태를 유지하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 11】
제 8항에 있어서，
상기 STA은 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간에서 하향링크 데이터를 수신하는 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 12】
제 9항에 있어서，
상기 STA이 상기 상향링크 데이터 전송 후 타이머를 동작시키는 경우, 상기 STA은 상기 타이머가 종료되면 상기 듀레이션 정보에 해당하는 시간 구간 종료 전이라도 도즈 상태로 전환하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 13】 무선 통신 시스템에서 스테이션 (STA) 장치에 있어서，
무선 신호를 송수신하기 위한 송수신기; 및
프로세서를 포함하고，
상기 프로세서는， 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 AP(Access Point)로 전송하고， 상기 채널 액세스 요청에 대한 응답인 제 2 프레임을 상기 AP로부터 수신하며, 상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는, 장치.
【청구항 14】
무선통신시스템에서 AP(Access Point)가 스테이션 (STA)이 채널 액세스를 지원하는 방법에 있어서，
채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임을 STA로부터 수신하는 단계; 및 상기 채널 액세스 요청에 대한 웅답인 제 2 프레임을 상기 STA로 전송하는 단계;
를 포함하며，
상기 제 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는， 채널 액세스 지원 방법.
【청구항 15】
무선 통신 시스템에서 AP(Access Point) 장치에 있어서，
무선 신호를 송수신하기 위한 송수신기; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는， 채널 액세스 요청에 관련된 제 1 프레임올 STA로부터 수신하고， 상기 채널 액세스 요청에 대한 웅답인 제 2 프레임을 상기 STA로 전송하며， 상기 게 1 프레임은 상기 STA의 상향링크 데이터 존재 여부를 지시하는 정보를 포함하는, 장치.
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