WO2013191447A1 - 무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2013191447A1
WO2013191447A1 PCT/KR2013/005372 KR2013005372W WO2013191447A1 WO 2013191447 A1 WO2013191447 A1 WO 2013191447A1 KR 2013005372 W KR2013005372 W KR 2013005372W WO 2013191447 A1 WO2013191447 A1 WO 2013191447A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sta
information
initial access
access
initial
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/005372
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박기원
류기선
곽진삼
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020147033335A priority Critical patent/KR20150020284A/ko
Priority to US14/406,406 priority patent/US9544916B2/en
Publication of WO2013191447A1 publication Critical patent/WO2013191447A1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/02—Access restriction performed under specific conditions
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • H04W74/0833—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a wireless LAN, and more particularly, to a method and apparatus for performing initial access in a wireless LAN.
  • IEEE 802.11ac is a wireless LAN technology using a 60GHz band.
  • IEEE 802.11af which utilizes a TV white space (TVWS) band.
  • IEEE 802.11ah utilizing the 900MHz band. They aim primarily at the expansion of extended grid Wi-Fi services, as well as smart grid and wide area sensor networks.
  • the existing WLAN medium access control (MAC) technology has a problem that the initial link setup time is very long in some cases.
  • the IEEE 802.11ai standardization activity has been actively performed recently.
  • IEEE 802.11ai is a MAC technology that addresses the rapid authentication process to drastically reduce the initial set-up and association time of WLAN. Standardization activities began in January 2011 as a formal task group. It became. In order to enable the fast access procedure, IEEE 802.11ai is based on AP discovery, network discovery, time synchronization function synchronization, Authentication & Association, and higher layer. Discussion of process simplification is underway in areas such as merging procedures with the Among them, procedure merging using piggyback of dynamic host configuration protocol (DHCP), optimization of full EAP (extensible authentication protocol) using concurrent IP, and efficient selective access (AP) point) Ideas such as scanning are actively discussed.
  • DHCP dynamic host configuration protocol
  • EAP efficient selective access
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for performing an initial access method.
  • an initial access (initial access) method of a station (STA) receives the initial access configuration information from an access point (AP), the STA And determining whether the STA performs the initial access based on the initial access configuration information and the initial access determination information of the STA, wherein the initial access configuration information is performed by the STA for initial access.
  • Information for determining whether to perform the information, the initial access setting information includes user priority or access category information, and the user priority is information for indicating an STA to allow the AP to access the initial access, and the access The category is information for indicating the type of traffic data of the STA that the AP allows the initial access.
  • determining the initial access information may be the user or priority information of the access category corresponding to the STA.
  • the STA comprises a processor
  • the processor is the STA is the initial access from the access point (AP)
  • Receiving the configuration information and the STA may be configured to determine whether the STA performs the initial access based on the initial access configuration information and the initial access determination information of the STA, wherein the initial access configuration information is Information for determining whether an STA performs initial access, the initial access setting information includes user priority or access category information, and the user priority indicates that the AP allows the initial access to the STA.
  • Information for the STA wherein the access category indicates traffic of the STA to which the AP allows the initial access.
  • Information for indicating the type of data the initial access determination information may be the user priority or the access category information corresponding to the STA.
  • a large number of STAs may distribute STAs performing initial access to the AP.
  • WLAN wireless local area network
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a layer architecture of a WLAN system supported by IEEE 802.11.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a scanning method in a WLAN.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an authentication and combining process after scanning of an AP and an STA.
  • 5 is a conceptual diagram for an active scanning procedure.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a method for transmitting a probe request frame.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a DCF access procedure.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a backoff procedure of a plurality of STAs.
  • 9 is a conceptual diagram illustrating an interval between frames.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a method of obtaining a TXOP of an STA.
  • 11 is a conceptual diagram illustrating an EDCA channel reference model.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a backoff procedure of the EDCA.
  • 13 is a conceptual diagram illustrating Polled TXOP timing.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating an initial access restriction method of an AP according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a conceptual diagram illustrating an initial access method according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating an initial access method according to an embodiment of the present invention.
  • 17 is a block diagram illustrating a wireless device to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • WLAN wireless local area network
  • FIG. 1A shows the structure of an infrastructure network of the Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE) 802.11.
  • IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers
  • the WLAN system may include one or more basic service sets (BSSs) 100 and 105.
  • the BSSs 100 and 105 are a set of APs and STAs such as an access point 125 and a STA1 (station 100-1) capable of successfully synchronizing and communicating with each other, and do not indicate a specific area.
  • the BSS 105 may include one or more joinable STAs 105-1 and 105-2 to one AP 130.
  • the infrastructure BSS may include at least one STA, APs 125 and 130 that provide a distribution service, and a distribution system DS that connects a plurality of APs.
  • the distributed system 110 may connect several BSSs 100 and 105 to implement an extended service set (ESS) 140 which is an extended service set.
  • ESS 140 may be used as a term indicating one network in which one or several APs 125 and 230 are connected through the distributed system 110.
  • APs included in one ESS 140 may have the same service set identification (SSID).
  • the portal 120 may serve as a bridge for connecting the WLAN network (IEEE 802.11) with another network (for example, 802.X).
  • a network between the APs 125 and 130 and a network between the APs 125 and 130 and the STAs 100-1, 105-1, and 105-2 may be implemented. have. However, it may be possible to perform communication by setting up a network even between STAs without the APs 125 and 130.
  • a network that performs communication by establishing a network even between STAs without APs 125 and 130 is defined as an ad-hoc network or an independent basic service set (BSS).
  • 1B is a conceptual diagram illustrating an independent BSS.
  • an independent BSS is a BSS operating in an ad-hoc mode. Since IBSS does not contain an AP, there is no centralized management entity. That is, in the IBSS, the STAs 150-1, 150-2, 150-3, 155-1, and 155-2 are managed in a distributed manner. In the IBSS, all STAs 150-1, 150-2, 150-3, 155-1, and 155-2 may be mobile STAs, and access to a distributed system is not allowed, thus allowing a self-contained network. network).
  • a STA is any functional medium that includes a medium access control (MAC) and physical layer interface to a wireless medium that conforms to the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard. May be used to mean both an AP and a non-AP STA (Non-AP Station).
  • MAC medium access control
  • IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers
  • the STA may include a mobile terminal, a wireless device, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile subscriber unit ( It may also be called various names such as a mobile subscriber unit or simply a user.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • UE mobile subscriber unit
  • It may also be called various names such as a mobile subscriber unit or simply a user.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a layer architecture of a WLAN system supported by IEEE 802.11.
  • FIG. 2 conceptually illustrates a PHY architecture of a WLAN system.
  • the hierarchical architecture of the WLAN system may include a medium access control (MAC) sublayer 220, a physical layer convergence procedure (PLCP) sublayer 210, and a physical medium dependent (PMD) sublayer 200.
  • MAC medium access control
  • PLCP physical layer convergence procedure
  • PMD physical medium dependent
  • the PLCP sublayer 210 is implemented such that the MAC sublayer 220 can operate with a minimum dependency on the PMD sublayer 200.
  • the PMD sublayer 200 may serve as a transmission interface for transmitting and receiving data between a plurality of STAs.
  • the MAC sublayer 220, the PLCP sublayer 210, and the PMD sublayer 200 may conceptually include a management entity.
  • the management unit of the MAC sublayer 220 is referred to as a MAC Layer Management Entity (MLME) 225, and the management unit of the physical layer is referred to as a PHY Layer Management Entity (PLME).
  • MLME MAC Layer Management Entity
  • PLME PHY Layer Management Entity
  • Such management units may provide an interface on which layer management operations are performed.
  • the PLME 215 may be connected to the MLME 225 to perform management operations of the PLCP sublayer 210 and the PMD sublayer 200, and the MLME 225 may also be connected to the PLME 215 and connected to the MAC.
  • a management operation of the sublayer 220 may be performed.
  • SME 250 may operate as a component independent of the layer.
  • the MLME, PLME, and SME may transmit and receive information between mutual components based on primitives.
  • the PLCP sublayer 110 may convert the MAC Protocol Data Unit (MPDU) received from the MAC sublayer 220 according to the indication of the MAC layer between the MAC sublayer 220 and the PMD sublayer 200. Or a frame coming from the PMD sublayer 200 to the MAC sublayer 220.
  • the PMD sublayer 200 may be a PLCP lower layer to perform data transmission and reception between a plurality of STAs over a wireless medium.
  • the MAC protocol data unit (MPDU) delivered by the MAC sublayer 220 is called a physical service data unit (PSDU) in the PLCP sublayer 210.
  • the MPDU is similar to the PSDU. However, when an A-MPDU (aggregated MPDU) that aggregates a plurality of MPDUs is delivered, the individual MPDUs and the PSDUs may be different from each other.
  • the PLCP sublayer 210 adds an additional field including information required by the physical layer transceiver in the process of receiving the PSDU from the MAC sublayer 220 to the PMD sublayer 200.
  • the added field may be a PLCP preamble, a PLCP header, and tail bits required to return the convolutional encoder to a zero state in the PSDU.
  • the PLCP preamble may serve to prepare the receiver for synchronization and antenna diversity before the PSDU is transmitted.
  • the data field may include a coded sequence encoded with a padding bits, a service field including a bit sequence for initializing a scraper, and a bit sequence appended with tail bits in the PSDU.
  • the encoding scheme may be selected from either binary convolutional coding (BCC) encoding or low density parity check (LDPC) encoding according to the encoding scheme supported by the STA receiving the PPDU.
  • BCC binary convolutional coding
  • LDPC low density parity check
  • the PLCP header may include a field including information on a PLC Protocol Data Unit (PPDU) to be transmitted.
  • the PLCP sublayer 210 adds the above-described fields to the PSDU, generates a PPDU (PLCP Protocol Data Unit), and transmits it to the receiving station via the PMD sublayer 200, and the receiving station receives the PPDU to receive the PLCP preamble and PLCP. Obtain and restore information necessary for data restoration from the header.
  • PPDU PLCP Protocol Data Unit
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating a scanning method in a WLAN.
  • a scanning method may be classified into passive scanning 300 and active scanning 350.
  • the passive scanning 300 may be performed by the beacon frame 330 broadcast by the AP 300 periodically.
  • the AP 300 of the WLAN broadcasts the beacon frame 330 to the non-AP STA 340 every specific period (for example, 100 msec).
  • the beacon frame 330 may include information about the current network.
  • the non-AP STA 340 receives the beacon frame 330 that is periodically broadcast to receive the network information to perform scanning for the AP 310 and the channel to perform the authentication / association (authentication / association) process Can be.
  • the passive scanning method 300 only needs to receive the beacon frame 330 transmitted from the AP 310 without the need for the non-AP STA 340 to transmit the frame.
  • passive scanning 300 has the advantage that the overall overhead incurred by data transmission / reception in the network is small.
  • scanning can be performed manually in proportion to the period of the beacon frame 330, the time taken to perform scanning increases.
  • beacon frame For a detailed description of the beacon frame, see IEEE Draft P802.11-REVmb TM / D12, November 2011 'IEEE Standard for Information Technology Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications (hereinafter referred to as IEEE 802.11) 'are described in 8.3.3.2 beacon frame.
  • IEEE 802.11 ai may additionally use other formats of beacon frames, and these beacon frames may be referred to as fast initial link setup (FILS) beacon frames.
  • a measurement pilot frame may be used in a scanning procedure as a frame including only some information of a beacon frame. Measurement pilot frames are disclosed in the IEEE 802.11 8.5.8.3 measurement pilot format.
  • the active scanning 350 refers to a method in which a non-AP STA 390 transmits a probe request frame 370 to the AP 360 to proactively perform scanning.
  • the AP 360 After receiving the probe request frame 370 from the non-AP STA 390, the AP 360 waits for a random time to prevent frame collision, and then includes network information in the probe response frame 380. may transmit to the non-AP STA 390. The non-AP STA 390 may obtain network information based on the received probe response frame 380 and stop the scanning process.
  • the probe request frame 370 is disclosed in IEEE 802.11 8.3.3.9 and the probe response frame 380 is disclosed in IEEE 802.11 8.3.3.10.
  • the AP and the STA may perform an authentication and association process.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an authentication and combining process after scanning of an AP and an STA.
  • the authentication and association process may be performed through, for example, two-way handshaking.
  • 4A is a conceptual diagram illustrating an authentication and combining process after passive scanning
  • FIG. 4B is a conceptual diagram illustrating an authentication and combining process after active scanning.
  • the authentication and association process is based on an authentication request frame (410) / authentication response frame (420) and an association request frame (330), regardless of whether an active scanning method or passive scanning is used. The same may be performed by exchanging an association response frame 440 between the APs 400 and 450 and the non-AP STAs 405 and 455.
  • the authentication process may be performed by transmitting the authentication request frame 410 to the APs 400 and 450 in the non-AP STAs 405 and 455.
  • the authentication response frame 420 may be transmitted from the AP 400, 450 to the non-AP STAs 405, 455.
  • Authentication frame format is disclosed in IEEE 802.11 8.3.3.11.
  • the association process may be performed by transmitting an association request frame 430 to the APs 400 and 405 in the non-AP STAs 405 and 455.
  • the association response frame 440 may be transmitted from the AP 405 and 455 to the non-AP STAs 400 and 450.
  • the transmitted association request frame 430 includes information on the capabilities of the non-AP STAs 405 and 455. Based on the performance information of the non-AP STAs 405 and 455, the APs 400 and 350 may determine whether support is possible for the non-AP STAs 405 and 355.
  • the AP 300 or 450 may include the non-AP STA 405 in the association response frame 440 by including whether the association request frame 440 is accepted and the reason thereof, and capability information that can be supported. , 455).
  • Association frame format is disclosed in IEEE 802.11 8.3.3.5/8.3.3.6.
  • the association may be performed again or the association may be performed to another AP based on the reason why the association is not performed.
  • 5 is a conceptual diagram for an active scanning procedure.
  • the active scanning procedure may be performed by the following steps.
  • the STA 500 determines whether it is ready to perform a scanning procedure.
  • the STA 500 may perform active scanning by waiting until the probe delay time expires or when specific signaling information (eg, PHY-RXSTART.indication primitive) is received. have.
  • specific signaling information eg, PHY-RXSTART.indication primitive
  • the probe delay time is a delay that occurs before the STA 500 transmits the probe request frame 510 when performing the active scanning.
  • PHY-RXSTART.indication primitive is a signal transmitted from a physical (PHY) layer to a local medium access control (MAC) layer.
  • the PHY-RXSTART.indication primitive may signal to the MAC layer that it has received a PLC protocol data unit (PPDU) including a valid PLCP header in a physical layer convergence protocol (PLCP).
  • PPDU PLC protocol data unit
  • PLCP physical layer convergence protocol
  • DCF distributed coordination function
  • CSMA / CA carrier sense multiple access / collision avoidance
  • the probe request frame 510 includes information for specifying the APs 560 and 570 included in the MLME-SCAN.request primitive (eg, service set identification (SSID) and basic service set identification (BSSID) information). ) Can be sent.
  • SSID service set identification
  • BSSID basic service set identification
  • the BSSID is an indicator for specifying the AP and may have a value corresponding to the MAC address of the AP.
  • Service set identification (SSID) is a network name for specifying an AP that can be read by a person who operates an STA. The BSSID and / or SSID may be used to specify the AP.
  • the STA 500 may specify an AP based on information for specifying the APs 560 and 570 included by the MLME-SCAN.request primitive.
  • the specified APs 560 and 570 may transmit probe response frames 550 and 550 to the STA 500.
  • the STA 500 may unicast, multicast, or broadcast the probe request frame 510 by transmitting the SSID and the BSSID information in the probe request frame 510. A method of unicasting, multicasting or broadcasting the probe request frame 510 using the SSID and the BSSID information will be further described with reference to FIG. 5.
  • the STA 500 may include the SSID list in the probe request frame 510 and transmit the SSID list.
  • the AP 560, 570 receives the probe request frame 510 and determines the SSID included in the SSID list included in the received probe request frame 510 and transmits the probe response frames 550, 550 to the STA 200. You can decide whether to send.
  • the probe timer may be used to check the minimum channel time (MinChanneltime, 520) and the maximum channel time (MaxChanneltime, 530).
  • the minimum channel time 520 and the maximum channel time 530 may be used to control the active scanning operation of the STA 500.
  • the minimum channel time 520 may be used to perform an operation for changing the channel on which the STA 500 performs active scanning. For example, when the STA 500 does not receive the probe response frames 550 and 550 until the minimum channel time 520, the STA 500 may shift the scanning channel to perform scanning on another channel. When the STA 500 receives the probe response frame 550 until the minimum channel time 520, the STA 500 may process the received probe response frames 550 and 550 by waiting for the maximum channel time 530.
  • the STA 500 detects the PHY-CCA.indication primitive until the probe timer reaches the minimum channel time 520 so that other frames (eg, the probe response frames 550 and 550) are detected until the minimum channel time 520. Whether it is received by the STA 500 may be determined.
  • PHY-CCA.indication primitive may transmit information about the state of the medium from the physical layer to the MAC layer. PHY-CCA.indication primitive can inform the status of the current channel by using the channel status parameter called busy if the channel is not available and idle if the channel is available. If the PHY-CCA.indication is detected as busy, the STA 500 determines that probe response frames 550 and 550 received by the STA 500 exist and the PHY-CCA.indication is idle. If it is detected that the probe response frame (550, 550) received by the STA 500 may be determined that no.
  • the STA 500 may set the net allocation vector (NAV) to 0 and scan the next channel.
  • the STA 500 may perform processing on received probe response frames 550 and 550 after the probe timer reaches the maximum channel time 530. have. After processing the received probe response frames 550 and 550, the net allocation vector (NAV) is set to 0 and the STA 500 may scan the next channel.
  • determining whether the probe response frames 550 and 550 received by the STA 500 exist may include determining the channel state using the PHY-CCA.indication primitive. have.
  • the MLME may signal MLME-SCAN.confirm primitive.
  • the MLME-SCAN.confirm primitive may include a BSSDescriptionSet including all information obtained in the scanning process.
  • the STA 500 uses the active scanning method, it is necessary to perform monitoring to determine whether the parameter of the PHY-CCA.indication is busy until the probe timer reaches the minimum channel time.
  • MLME-SCAN.request primitive is a primitive generated by SME.
  • the MLME-SCAN.request primitive may be used to determine whether there is another BSS to which the STA is bound.
  • the MLME-SCAN.request primitive may specifically include information such as BSSType, BSSID, SSID, ScanType, ProbeDelay, ChannelList, MinChannelTime, MaxChannelTime, RequestInformation, SSID List, ChannelUsage, AccessNetworkType, HESSID, MeshID, VendorSpecificInfo.
  • BSSType BSSID
  • ScanType ProbeDelay
  • ChannelList MinChannelTime
  • MaxChannelTime MaxChannelTime
  • RequestInformation SSID List
  • ChannelUsage AccessNetworkType
  • HESSID HESSID
  • MeshID MeshID
  • VendorSpecificInfo VendorSpecificInfo
  • Table 1 below briefly illustrates information included in the MLME-SCAN.request primitive.
  • a request parameter included in MLME-SCAN.request.primitive may be used to determine whether the responding STA transmits a probe response frame.
  • the request parameter may include information for requesting that information of another BSS is included in the probe response frame.
  • the request parameter may include a report request field, a delay reference field, and a maximum delay limit field.
  • the report request field is information for requesting information of another BSS to be included in the probe response frame.
  • the delay reference field includes information about a delay type applied in response to the probe request frame, and the maximum delay limit field is a delay reference field. It may include maximum connection delay information for the delay type, indicated by.
  • the request parameter may include a minimum data rate field and / or a received signal strength limit field.
  • the minimum data rate field contains information on the lowest overall data rate in transmitting an MSDU or A-MSDU.
  • the received signal strength limit field may further include information about a limit value of a signal required for the receiver of the probe request frame to respond.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a method for transmitting a probe request frame.
  • FIG. 6 illustrates a method in which an STA broadcasts, multicasts, and unicasts a probe request frame.
  • FIG. 6A illustrates a method in which the STA 600 broadcasts a probe request frame 610.
  • the STA 600 may broadcast the probe request frame 610 by including a wildcard SSID and a wildcard BSSID in the probe request frame 610.
  • the wild card SSID and wild card BSSID may be used as an identifier for indicating all of the APs 606-1, 606-2, 606-3, 606-4, and 606-6 included in the transmission range of the STA 600. .
  • the probe response frame in response to the probe request frame 610 received by the APs 606-1, 606-2, 606-3, 606-4, and 606-6 receiving the broadcast probe request frame 610. If the STA is transmitted to the STA 600 within a predetermined time, the STA 600 may have a problem of receiving and processing too many probe response frames at a time.
  • FIG. 6B illustrates a method in which the STA 620 unicasts the probe request frame 630.
  • the STA 620 when the STA 620 unicasts the probe request frame 630, the STA 620 includes a probe request frame 630 including specific SSID / BSSID information of the AP. Can be transmitted. Among the APs receiving the probe request frame 630, only the AP 626 corresponding to the specific SSID / BSSID of the AP 620 may transmit a probe response frame to the STA 620.
  • FIG. 6C illustrates a method in which the STA 640 multicasts the probe request frame 660.
  • the STA 640 may include the SSID list and the wild card BSSID in the probe request frame 660.
  • APs 660-1 and 660-2 corresponding to the SSID included in the SSID list included in the probe request frame among the APs receiving the probe request frame 660 may transmit a probe response frame to the STA 640.
  • the MAC layer may use a distributed coordination function (DCF) as a method for sharing a wireless medium by a plurality of STAs.
  • DCF is based on carrier sensing multiple access with collision avoidance (CSMA / CA).
  • CSMA / CA carrier sensing multiple access with collision avoidance
  • the MAC layer defines a method for sharing media between STAs based on request to send (RTS) / clear to send (CTS).
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating a DCF access procedure.
  • the STA may transmit a MAC protocol data unit (MPDU) that is about to be transmitted. If it is determined that the medium is in use by a carrier sensing mechanism, the STA may determine the size of a content window (CW) by a random backoff algorithm and perform a backoff procedure. The STA sets the CW to perform the backoff procedure and selects a random timeslot within the CW. This is called back off time. Of these, the STA having the shortest backoff time may access the medium, and the remaining STAs may stop the remaining backoff time and wait until the transmitting terminal is completed. After the frame transmission of the STA is completed, the remaining STAs may compete with the remaining backoff time to acquire a medium.
  • MPDU MAC protocol data unit
  • the STA may detect the channel state for a predetermined time.
  • the STA attempts to transmit after a random backoff time.
  • the DCF-based transmission method may prevent collisions by playing a role of preventing a plurality of STAs from colliding due to simultaneous transmission.
  • the random backoff time is a time for which the channel waits for a predetermined time (eg, DIFS) before transmitting a frame, and the random backoff time may be defined as in the following equation.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating a backoff procedure of a plurality of STAs.
  • a backoff slot may occur after the medium is determined to be idle for the DIFS period. If the activity of the medium is not detected, the STA may reduce the backoff time based on aSlotTime. If it is determined that the medium is in use during the backoff slot, the STA may not reduce the backoff time. The frame transmission of the STA may be started whenever the set backoff timer becomes zero.
  • the DCF transmission scheme includes an RTS / CTS access mode in which control frames (RTS and CTS) are exchanged and occupy channels in advance before data frames are transmitted.
  • This method can reduce the waste of the channel by replacing the collision that may occur when the STA transmits the data frame to a collision by a relatively short control frame.
  • a point coordination function may be defined as another method for sharing a wireless medium by a plurality of STAs in the MAC layer.
  • PCF may be used as a method for providing a quality of service (QoS) for real time data transmission.
  • QoS quality of service
  • PCF also called non-competitive transmission service, does not exclusively use the entire transmission period of a medium, but may alternately use a contention-based service of DCF scheme.
  • a point coordinator implemented in an AP of a BSS may control a right for each STA to occupy a medium using a polling scheme.
  • PIFS which is an inter-frame space (IFS) in the PCF
  • DIFS inter-frame space
  • IFS represents the interval between frames and may be used to set the priority for the STA to access the medium.
  • IFS may be specifically defined as follows.
  • 9 is a conceptual diagram illustrating an interval between frames.
  • an interval between two frames may be referred to as an IFS.
  • the STA may determine whether the channel is used during the time interval of the IFS defined in the standard using a carrier detection method.
  • the MAC layer using DCF defines a plurality of IFSs. Priority of the STA occupying the wireless medium may be determined by the IFS.
  • the interval between frames according to IFS type is as follows.
  • SIFS short inter frame symbol
  • PCF IFS PCF frame transmission
  • DIFS DIFS
  • a DCF as a method for sharing a wireless medium by a plurality of STAs in the MAC layer.
  • a DCF when a plurality of STAs attempt to perform initial access (initial access) to the AP at the same time, a lot of collisions occurred between the plurality of STAs.
  • QoS quality of service
  • 802.11e improved the channel access performance of the existing DCF and HCF by defining a new coordination function, a hybrid coordination function (HCF).
  • HCF defines two channel access methods similar to those defined in the existing 802.11 MAC, HCCA controlled channel access (HCCA) and enhanced distributed channel access (EDCA).
  • traffic categories which are transmission priorities, may be defined and priorities for accessing the channel may be determined based on the traffic categories. That is, by defining CW and IFS according to the category of traffic data transmitted from the STA, the channel access priority according to the type of traffic data can be determined.
  • the data may be assigned to a low priority class.
  • the traffic data may be allocated to a high priority class to perform channel access.
  • high priority traffic data may have more opportunities to be transmitted relative to low priority traffic data.
  • an STA with high priority traffic may have less latency than an STA with low priority traffic before sending a packet.
  • transmission priority can be implemented by assigning shorter CWs to higher priority traffic than lower priority traffic, and also assigning shorter arbitration inter-frame space than IFS, the frame interval defined in DCF.
  • EDCA may also allow the STA to access the channel without contention during a period called TXOP (Transmit Opportunity).
  • TXOP Transmit Opportunity
  • the STA may transmit as many packets as possible during the determined TXOP period without exceeding the maximum period of the TXOP. If one frame is too long to transmit all during one TXOP, it can be truncated into smaller frames.
  • TXOP can reduce the situation in which STAs with a low data rate, which is a problem of the existing MAC, excessively occupy the channel.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a method of obtaining a TXOP of an STA.
  • an STA participating in QoS transmission may obtain a TXOP capable of transmitting traffic for a certain period of time using two channel access methods such as EDCA and HCCA.
  • TXOP acquisition is made possible by either succeeding in EDCA competition or receiving QoS CF-Poll frames from the access point.
  • the TXOP obtained after successful in the EDCA competition is called EDCA TXOP
  • the TXOP obtained by receiving QoS CF-Poll frame from the AP is called Polled TXOP.
  • a certain time may be given or a transmission time may be forcibly limited by any one STA to transmit a frame using the concept of TXOP.
  • the transmission start time and the maximum transmission time of the TXOP may be determined by the AP.
  • the EDCA TXOP may be notified to the STA by the beacon frame, and the Polled TXOP by the QoS CF-Poll frame.
  • EDCA and HCCA which are channel access methods defined in HCF, will be described in detail.
  • EDCA can perform channel access by defining eight user priorities for traffic data. For the transmission of QoS data frames based on priority, EDCA defines four access categories (AC_BK, AC_BE, AC_VI, and AC_VO). In EDCA, traffic data arriving at the MAC layer with different user priorities can be mapped based on AC as shown in Table 2 below.
  • Table 2 is an exemplary table showing the mapping between user priority and AC.
  • EDCA can use AIFS [AC], CWmin [AC], CWmax [AC] instead of DIFS, CWmin, CWmax which are used by DCF in the backoff procedure for transmitting frames belonging to AC.
  • Parameters used for the backoff procedure for each AC may be delivered to each STA from the AP in a beacon frame. The smaller the value of AIFS [AC] and CWmin [AC], the higher the priority. Therefore, the shorter the channel access delay, the more bandwidth can be used in a given traffic environment.
  • the backoff procedure of EDCA which generates a new backoff counter, is similar to the backoff procedure of the existing DCF. It can be performed based on other EDCA parameters.
  • EDCA parameters have become an important means used to differentiate channel access for various user priority traffic. Appropriate setting of EDCA parameter values, including AC-specific parameters, can optimize network performance while increasing the transmission effect of prioritized traffic. Therefore, the AP must perform overall management and coordination functions for the EDCA parameters to ensure fair access to all STAs participating in the network.
  • 11 is a conceptual diagram illustrating an EDCA channel reference model.
  • four AC-specific transmission queues defined in an 802.11e MAC may serve as individual EDCA contention entities for wireless medium access within one STA.
  • An AC can maintain its own backoff counter with its AIFS value. If there is more than one AC that has been backed off at the same time, the collisions between the ACs can be handled by a virtual collision handler. The frame at the AC with the highest priority is sent first, and the other ACs update the backoff counter again by increasing the contention window value.
  • the start of TXOP occurs when the channel is accessed according to EDCA rules. If more than two frames are stacked in an AC, EDCA TXOP can be obtained, the EDCA MAC can attempt to transmit multiple frames. If the STA has already transmitted one frame and can receive the transmission of the next frame and the ACK for the same frame within the remaining TXOP time, the STA attempts to transmit the frame after the SIFS time interval.
  • the TXOP limit value may be passed from the AP to the STA. If the size of the data frame to be transmitted exceeds the TXOP limit, the STA splits the frame into several smaller frames to transmit within the range not exceeding the TXOP limit.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a backoff procedure of the EDCA.
  • each traffic data transmitted from the STA has a priority and may perform a backoff procedure based on a competing EDCA scheme.
  • Table 2 which is given to each traffic, the priority may be divided into, for example, eight.
  • each STA has different output queues according to priorities, and each output queue operates according to the rules of the EDCA.
  • Each output queue may transmit traffic data using different Arbitration Interframe Space (AIFS) according to each priority instead of the previously used DCF Interframe Space (DIFS).
  • AIFS Arbitration Interframe Space
  • DIFS DCF Interframe Space
  • the STA needs to transmit traffic having different priorities at the same time, the collision is prevented in the terminal by transmitting the traffic having the highest priority.
  • Backoff occurs in the following situations.
  • a transmission collision occurs and is used when retransmission is required.
  • the UE sets an arbitrary backoff time to the backoff timer using Equation 2 below.
  • Random (i) is a function that generates a random integer between 0 and CW [i] using a uniform distribution.
  • CW [i] is the contention window between the minimum contention window CWmin [i] and the maximum contention window CWmax [i], where i represents the traffic priority.
  • CWnew [i] is calculated using Equation 3 below using the previous window CWold [i].
  • PF is calculated according to the procedure defined in the IEEE 802.11e standard.
  • CWmin [i], AIFS [i], and PF values may be transmitted from the AP using a QoS parameter set element that is a management frame.
  • the HCCA protocol uses a hyper coordinator (HC) located at the AP for central management of wireless media access. Since the HC centrally manages the wireless media, it can reduce competition for accessing the wireless media between STAs and can maintain the data frame exchange with a short transmission delay time (SIFS), thereby increasing network efficiency.
  • HC hyper coordinator
  • the HC controls transmission delay and scheduling by defining QoS characteristics as parameters for specific traffic required from an application service to support QoS.
  • the HC Before transmitting the parameterized QoS traffic, the HC first establishes a virtual connection called a traffic stream.
  • the traffic stream may correspond to both an uplink from the STA to the AP, a downlink from the AP to the STA, or a direct link from the STA to the STA.
  • traffic characteristics such as frame size, average transmission rate, and QoS request parameters such as delay time are exchanged through mutual negotiation.
  • the TXOP restriction value which is a service provision time allowed to the STA, is included in the QoS control field. That is, the HC performs a function of controlling allocation of medium access time using TXOP.
  • the TXOP limit is determined by TSPEC.
  • the TSPEC is requested by the station, and the AP determines whether to allow or reject the TSPEC's request according to network conditions.
  • the HC provides contracted QoS by allocating the radio band required for the established traffic stream between the AP and the STA.
  • the HCCA has total control over the media, and in the competition cycle, if necessary, the control of the media can be obtained by transmitting QoS CF-Poll frames after the PIFS delay.
  • 13 is a conceptual diagram illustrating Polled TXOP timing.
  • a polled STA that owns TXOP receives a QoS CF Poll frame and transmits several frames with the authority for channel access for a time corresponding to the TXOP limit value specified in the QoS CF-Poll frame.
  • other STAs although not applicable to them, set their NAV by adding TXOP time and a predetermined time after receiving the QoS CF-Poll frame, and do not compete for channel access during this time.
  • the HC needs to schedule the proper transmission of the QoS CF-Poll frame to satisfy the contracted QoS requirements. Since wireless media vary in channel conditions over time or location, creating an efficient scheduling algorithm is an important factor in supporting QoS. Good scheduling algorithms can improve the performance of wireless networks by allowing more traffic streams without violating QoS contracts.
  • an embodiment of the present invention discloses a method of performing initial access by distributing terminals when multiple terminals simultaneously perform initial access to the AP.
  • APs there may be a plurality of APs that want to access a specific AP in a subway, a concert hall, a train station, and the like.
  • frames for performing the initial access procedure for example, beacon frames, probe request frames, probe response frames, authentication request frames, join request frames, join response frames, and the like, may have the same access category ( AC_VO which is AC). Therefore, in this case, even when the EDCA procedure is performed, all terminals perform initial access based on the same priority, so that the terminal is not distributed during initial access.
  • an embodiment of the present invention discloses a method for barring access of a terminal to which an AP attempts initial access to solve such a problem.
  • the AP in order to distribute the access load of the initial link setup (initial link setup), the AP may transmit information on the available initial link setup for limiting initial access of the terminal to the STA.
  • loads that may occur when multiple STAs simultaneously perform initial access to the AP may be distributed.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating an initial access restriction method of an AP according to an embodiment of the present invention.
  • the AP may transmit information for limiting access of an STA attempting initial access based on a beacon frame or probe response frame to the STA (step S1400).
  • information for determining the method of performing an initial access of an STA that attempts initial access by using the AP is defined as a term of initial access setting information of the AP.
  • the access setting information is information for limiting the STA performing the initial access and is included in a management frame (eg, a beacon frame or a probe response frame) transmitted by the AP to the STA to perform the initial access. Can be.
  • Initial access setting information is described in detail below.
  • the STA Upon receiving the initial access setting information, the STA determines the initial access method by comparing the initial access determination information of the STA with the received initial access setting information (step S1420).
  • the initial access configuration information transmitted by the AP to the STA may include, for example, information for determining an initial access of the STA based on user priority information and access class information.
  • the STA may determine whether the STA is an STA that is allowed to access the AP based on the user priority information and the access class information included in the received initial access configuration information.
  • Information for the STA to determine whether the initial access is possible in comparison with the initial access configuration information of the AP may be defined in terms of initial access determination information.
  • the STA may set initial access determination information based on category information on traffic data to be transmitted.
  • An STA performing initial access for transmitting specific data to the AP may know category information on traffic data to be transmitted, and may set initial access determination information based on this.
  • the traffic data to be transmitted to the AP by the STA is voice data, so that AC of the data is AC_VO.
  • the STA may determine how the initial access to the traffic data corresponding to AC_VO is compared with the initial access setting information transmitted by the AP.
  • the STA may perform an initial access procedure.
  • the STA compares the initial access setting information transmitted from the AP with the initial access decision information of the STA and the two information do not match
  • the STA does not perform the initial access procedure or performs initial access after a certain initial access restriction period. can do.
  • the STA may perform an operation such as scanning the other AP. For example, if the STA does not perform the initial access procedure, the STA may be restricted from the initial access procedure to the AP until the initial access setting information retransmitted from the AP matches the initial access decision information of the STA. This method is described in detail below.
  • the initial access configuration information transmitted to the STA so that the AP can limit the initial access of the STA may be, for example, information of a bit mask format or a bit sequence format consisting of a plurality of bits.
  • the bit mask or bit sequence is an example of an information format for transmitting initial access configuration information configured in the AP to the STA. That is, according to an embodiment of the present invention, in order to transmit the initial access configuration information available to the AP, various types of information formats other than bit masks or bit sequences and another bit map or bit mask bit sequence formats may be used.
  • embodiments of the present invention will be described by way of example based on the bit sequence for convenience of description.
  • Table 3 below shows a bit sequence including information on the initial link configuration.
  • an STA may define a user priority (UP) and an access class (AC) according to a traffic type of data to be transmitted by the STA.
  • the traffic type of data to be transmitted by the STA may be a type of data to be transmitted and received between the STA and the AP after the STA performs the association with the AP.
  • the STA may perform initial access.
  • the AP may indicate an STA that is initially accessible. For example, it may be assumed that a specific bit included in the bit sequence is set to '1'. In this case, the STA having the initial access determination information corresponding to the initial access setting information corresponding to the bit set to '1' may indicate that the initial access is possible. On the contrary, it may be assumed that a specific bit included in the bit sequence is set to '0'. In this case, the STA having the initial access determination information corresponding to the initial access setting information corresponding to the bit set to '0' may indicate that the initial access is not possible. In addition, an STA having initial access determination information corresponding to initial access configuration information corresponding to a bit set to '0' may instruct initial access to be performed after a predetermined delay period, or may be instructed to perform initial access to another AP.
  • the STA may match that the initial access decision information and the initial access setting information transmitted from the AP are matched, and the STA to which the initial access decision information and the initial access setting information are matched may be referred to as a matching STA. It may be. For example, it may be assumed that the bit of the bit sequence corresponding to AC_VO is set to '1' in the initial access configuration information transmitted by the AP. In this case, when the initial access determination information of the STA is AC_VO, it may be said that the initial access determination information and the initial access setting information match.
  • the time interval during which the matching STA performs initial access may be referred to as a matching STA access interval.
  • the STA may not perform the initial access or may perform the initial access after a predetermined delay period.
  • Such a STA may be expressed in terms of mismatched STA.
  • An access section of the mismatched STA that is performed after a predetermined delay period may be referred to as a mismatching STA access period.
  • the STA may determine the initial access method based on the UP and / or AC information included in the initial link configuration information transmitted by the AP.
  • the bit sequence used as the initial link configuration information is 16-bit information, and bits (0 to 7) corresponding to some indexes are bits for indexing an UP capable of performing initial transmission. Bits 8 through 11 corresponding to the index may be used as bits for indexing AC capable of performing initial transmission.
  • a bit sequence using only AC as initial link configuration information and a bit sequence using only UP as initial link configuration information may also be used as a bit sequence for determining an initial access of the STA.
  • the number of bits used for transmitting the initial access configuration information and the classification of the categories divided according to the bits are arbitrary.
  • the AP may transmit a frame including initial access configuration information (eg, a beacon frame, a FILS beacon frame, a probe response frame, and / or an unsolicited probe response frame) to the STA.
  • the response frame indicates a probe response frame transmitted by the AP in a broadcast manner.
  • 15 is a conceptual diagram illustrating an initial access method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a conceptual diagram illustrating operations of a matching STA and a non-matching STA when the AP transmits initial access configuration information based on a bit sequence.
  • the AP 1500 may transmit a frame (eg, a beacon frame, a FILS beacon frame, a probe response frame, or an unsolvent probe response frame) for performing an initial access.
  • the frame for performing the initial access may include initial access setting information.
  • bits corresponding to indexes # 5, # 7, and # 9 of the above-described bit sequences are set to '0' and the indexes of the remaining bit sequences are set to '1'.
  • the first STA 1510 may be an STA whose initial access decision information of the first STA 1510 is not initial access decision information corresponding to indexes # 5, # 7, and # 9 of the bit sequence. That is, the first STA 1510 may be a matching STA capable of initial access.
  • the second STA 1520 may be an STA whose initial access decision information of the second STA 1520 corresponds to indexes # 5, # 7, and # 9 of the bit sequence. That is, the second STA 1520 may not be an initial access or may be a mismatched STA where initial access is performed after a predetermined delay period.
  • the first STA 1510 Since the first STA 1510 is a matching STA where the initial access decision information of the STA and the initial access setting information transmitted by the AP 1500 match, the first STA 1510 transmits a join request frame to the AP 1500 to initialize the initial access procedure with the AP 1500. Can be performed.
  • the second STA 1520 since the initial access determination information does not match the initial access setting information transmitted by the AP 1500, initial access is not possible or initial access is performed after a predetermined delay period or another AP. An operation such as scanning may be performed.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating an initial access method according to an embodiment of the present invention.
  • a 1-1 STA 1610-1 and a 1-2 STA 1610-2 may indicate a matching STA to which initial link configuration information transmitted from an AP matches initial link determination information of the STA.
  • the 2-1 STA 1620-1 and the 2-2 STA 1620-2 may indicate a mismatched STA that does not match initial link configuration information transmitted from the AP and initial link determination information of the STA.
  • an initial access method of the 1-1 STA 1610-1, the 1-2 STA 1610-2, the 2-1 STA 1620-1, and the 2-2 STA 1620-1 is provided. Discuss about.
  • the AP may transmit a frame (eg, a beacon frame) including initial link configuration information to the STA (first-first STA, first-second STA, second-first STA, second-second STA).
  • a frame eg, a beacon frame
  • initial link configuration information to the STA (first-first STA, first-second STA, second-first STA, second-second STA).
  • Receiving the beacon frame STA (1-1 STA, 1-2 STA, 2-1 STA, 2-2 STA) is a matching STA capable of initial access based on the initial link determination information of each STA It may be determined whether it is a mismatched STA.
  • the matching STA may perform initial access in the access period of the matching STA.
  • the access section of the matching STA may be a section in which the matching STA preferentially performs channel access, rather than a section defined separately.
  • the 1-1 STA 1610-1 and the 1-2 STA 1610-2 corresponding to the matching STAs may sequentially perform an association procedure with the AP through the existing channel access method based on the aforementioned EDCA or DCF. Can be.
  • the STA when the STA performs initial access with the AP through a channel access method based on EDCA or DCF by allowing only access of the matching STA or preferentially allowing access of the matching STA when performing the initial access.
  • the initial access of the STA can be distributed more.
  • Initial access of a mismatched STA may be limited in various ways.
  • the non-matching STA may be restricted from initial access until a frame including initial access setting information matching the initial access determination information of the non-matching STA is retransmitted.
  • the AP may transmit information on the initial access restriction period to the STA in addition to the initial access configuration information.
  • the non-matching STA may perform initial access to the AP in the mismatching STA access period 1620, which is a time interval, after the initial access restriction period is passed based on the information about the initial access restriction period transmitted from the AP.
  • channel access of the mismatched STA may not be allowed.
  • Tables 4 and 5 below show how the AP transmits information about an initial access restriction period to the STA.
  • an access barring period or an access allowable period according to each of the initial configuration information may be defined.
  • the AP may transmit information to the STA about a period during which the non-matching STA can perform initial access.
  • the non-matching STA may perform initial access based on the information on the initial access period received from the AP.
  • Information about the access restriction period or the access permission period may be determined in various ways.
  • the access restriction period may be determined based on information transmitted from the terminal and / or information generated by the AP. Such information may be expressed as access period determination information.
  • the access period determination information may include, for example, 1) access class (AC) or user priority (UP) information of the terminal, 2) backoff retry count, and 3) packet retransmittion count. 4) most recent backoff interval, 5) BSS average access delay, 6) AC access delay per AC, or the like, or may be determined based on at least one of the above information. .
  • the information corresponding to 1) to 4) may be information that the STA reports through a frame for performing initial access, such as a probe request frame or a joint request frame, to the AP.
  • Information corresponding to 5) and 6) may be information measured by the AP itself.
  • the AP may estimate information on the load of the BSS based on the access period determination information and determine an access restriction period or an access permission period based on the estimated information.
  • 17 is a block diagram illustrating a wireless device to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • the wireless device 1700 may be an AP or a non-AP station (STA) that may implement the above-described embodiment.
  • STA non-AP station
  • the wireless device 1700 includes a processor 1720, a memory 1740, and a radio frequency unit 1760.
  • the RF unit 1760 may be connected to the processor 1720 to transmit / receive a radio signal.
  • the processor 1720 implements the functions, processes, and / or methods proposed in the present invention.
  • the processor 1720 may be implemented to perform the operation of the wireless device according to the embodiment of the present invention described above.
  • the processor 1720 may be configured to generate and transmit initial access configuration information for determining the initial access of the STA by the AP.
  • the STA receives initial access setting information from the AP, and the STA determines the initial access setting information and the STA's initial access based on the initial access setting information and the STA's initial access determination information.
  • the STA may be implemented to determine whether to perform the initial access according to whether information is matched.
  • the processor 1720 may include an application-specific integrated circuit (ASIC), another chipset, a logic circuit, a data processing device, and / or a converter for mutually converting baseband signals and wireless signals.
  • the memory 1740 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory card, storage medium, and / or other storage device.
  • the RF unit 1760 may include one or more antennas for transmitting and / or receiving a wireless signal.
  • the above-described technique may be implemented as a module (process, function, etc.) for performing the above-described function.
  • the module may be stored in the memory 1740 and executed by the processor 1720.
  • the memory 1740 may be inside or outside the processor 1720 and may be connected to the processor 1720 by various well-known means.

Abstract

무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치를 개시한다. STA(station)의 초기 액세스(initial access) 방법은 STA이 AP(access point)로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하는 단계, STA이 초기 액세스 설정 정보와 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 STA이 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. 따라서, STA의 초기 액세스를 분산시킬 수 있다.

Description

무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치
본 발명은 무선랜에 관한 것으로 보다 상세하게는 무선랜에서 초기 액세스를 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근의 무선랜(wireless LAN) 기술의 진화 방향은 크게 3가지 방향으로 진행되고 있다. 기존 무선랜 진화 방향의 연장 선상에서 전송 속도를 더욱 높이기 위한 노력으로 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11ac와 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 60GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술이다. 또한, 기존의 무선랜보다 거리적으로 광역 전송을 가능하게 하기 위해 1GHz 미만의 주파수 밴드를 활용하는 광역 무선랜이 최근에 대두되고 있는데, 이에는 TVWS(TV white space) 대역을 활용하는 IEEE 802.11af와 900MHz 대역을 활용하는 IEEE 802.11ah가 있다. 이들은 스마트 그리드(smart grid), 광역 센서 네트워크뿐만 아니라, 확장 범위 Wi-Fi(extended range Wi-Fi) 서비스의 확장을 주목적으로 한다. 또한 기존의 무선랜 MAC(medium access control) 기술은 초기 링크 셋 업 시간이 경우에 따라 매우 길어지는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해결하여 STA이 AP로 신속한 접속이 수행 가능하도록 하기 위하여 IEEE 802.11ai 표준화 활동이 최근에 활발하게 이루어지고 있다.
IEEE 802.11ai는 무선랜의 초기 셋-업(set-up) 및 결합(association) 시간을 획기적으로 절감하기 위하여 신속한 인증 절차를 다루는 MAC 기술로서, 2011년 1월에 정식 태스크 그룹으로 표준화 활동이 시작되었다. 신속 접속 절차를 가능하게 하기 위하여 IEEE 802.11ai는 AP 탐색(AP discovery), 네트워크 탐색(network discovery), TSF 동기화(time synchronization function synchronization), 인증 ＆ 결합(Authentication ＆ Association,) 상위 계층(higher layer)과의 절차 병합 등의 영역에서 절차 간소화에 대한 논의를 진행하고 있다. 그 중에서, DHCP(dynamic host configuration protocol)의 피기백(piggyback)을 활용한 절차 병합, 병행 IP(concurrent IP)를 이용한 전체 EAP(full EAP(extensible authentication protocol))의 최적화, 효율적인 선별적 AP(access point) 스캐닝 등의 아이디어가 활발하게 논의 중이다.
본 발명의 목적은 초기 액세스 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 초기 액세스 방법를 수행하는 장치를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 STA(station)의 초기 액세스(initial access) 방법은 상기 STA이 AP(access point)로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하는 단계, 상기 STA이 상기 초기 액세스 설정 정보와 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 상기 STA이 상기 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 초기 액세스 설정 정보는 상기 STA이 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하기 위한 정보이고, 상기 초기 액세스 설정 정보는 사용자 우선 순위 또는 액세스 카테고리 정보를 포함하고, 상기 사용자 우선 순위는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA을 지시하기 위한 정보이고, 상기 액세스 카테고리는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA의 트래픽 데이터의 종류를 지시하기 위한 정보이고, 상기 초기 액세스 결정 정보는 상기 STA에 대응되는 상기 사용자 우선 순위 또는 상기 액세스 카테고리 정보일 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무선랜 시스템의 STA(station)에 있어서, 상기 STA은 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 STA이 AP(access point)로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하고, 상기 STA이 상기 초기 액세스 설정 정보와 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 상기 STA이 상기 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하도록 구현될 수 있되, 상기 초기 액세스 설정 정보는 상기 STA이 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하기 위한 정보이고, 상기 초기 액세스 설정 정보는 사용자 우선 순위 또는 액세스 카테고리 정보를 포함하고, 상기 사용자 우선 순위는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA을 지시하기 위한 정보이고, 상기 액세스 카테고리는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA의 트래픽 데이터의 종류를 지시하기 위한 정보이고, 상기 초기 액세스 결정 정보는 상기 STA에 대응되는 상기 사용자 우선 순위 또는 상기 액세스 카테고리 정보일 수 있다.
AP로 많은 수의 STA이 초기 액세스를 수행시 초기 액세스를 수행하는 STA을 분산시킬 수 있다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 2는 IEEE 802.11에 의해 지원되는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 3은 무선랜에서 스캐닝 방법을 나타낸 개념도이다.
도 4는 AP와 STA의 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이다.
도 5는 액티브 스캐닝 절차(active scanning procedure)에 대한 개념도이다.
도 6은 프로브 요청 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 7은 DCF 접속 과정을 나타낸 개념도이다.
도 8은 복수의 STA의 백오프 절차를 나타낸 개념도이다.
도 9는 프레임 사이의 간격을 나타낸 개념도이다.
도 10은 STA의 TXOP를 획득하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 11은 EDCA 채널 참조 모델을 나타낸 개념도이다.
도 12는 EDCA의 백오프 절차를 나타낸 개념도이다.
도 13은 Polled TXOP 타이밍을 나타낸 개념도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 AP의 초기 액세스 제한 방법을 나타낸 개념도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 초기 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 초기 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 17은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.
도 1의 (A)는 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11의 인프라스트럭쳐 네트워크(infrastructure network)의 구조를 나타낸다.
도 1의 (A)를 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS, 100, 105)를 포함할 수 있다. BSS(100, 105)는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 AP(access point, 125) 및 STA1(Station, 100-1)과 같은 AP와 STA의 집합으로서, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. BSS(105)는 하나의 AP(130)에 하나 이상의 결합 가능한 STA(105-1, 105-2)을 포함할 수도 있다.
인프라스트럭쳐 BSS는 적어도 하나의 STA, 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(125, 130) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS, 110)을 포함할 수 있다.
분산 시스템(110)는 여러 BSS(100, 105)를 연결하여 확장된 서비스 셋인 ESS(extended service set, 140)를 구현할 수 있다. ESS(140)는 하나 또는 여러 개의 AP(125, 230)가 분산 시스템(110)을 통해 연결되어 이루어진 하나의 네트워크를 지시하는 용어로 사용될 수 있다. 하나의 ESS(140)에 포함되는 AP는 동일한 SSID(service set identification)를 가질 수 있다.
포털(portal, 120)은 무선랜 네트워크(IEEE 802.11)와 다른 네트워크(예를 들어, 802.X)와의 연결을 수행하는 브리지 역할을 수행할 수 있다.
도 1의 (A)와 같은 인프라스트럭쳐 네트워크에서는 AP(125, 130) 사이의 네트워크 및 AP(125, 130)와 STA(100-1, 105-1, 105-2) 사이의 네트워크가 구현될 수 있다. 하지만, AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 것도 가능할 수 있다. AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 네트워크를 애드-혹 네트워크(Ad-Hoc network) 또는 독립 BSS(independent basic service set)라고 정의한다.
도 1의 (B)는 독립 BSS를 나타낸 개념도이다.
도 1의 (B)를 참조하면, 독립 BSS(independent BSS, IBSS)는 애드-혹 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, 분산 시스템으로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비-AP STA(Non-AP Station)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 유저(user) 등의 다양한 명칭으로도 불릴 수 있다.

도 2는 IEEE 802.11에 의해 지원되는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.
도 2에서는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처(PHY architecture)를 개념적으로 도시하였다.
무선랜 시스템의 계층 아키텍처는 MAC(medium access control) 부계층 (sublayer)(220)과 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 부계층(210) 및 PMD(Physical Medium Dependent) 부계층(200)을 포함할 수 있다. PLCP 부계층(210)은 MAC 부계층(220)이 PMD 부계층(200)에 최소한의 종속성을 가지고 동작할 수 있도록 구현된다. PMD 부계층(200)는 복수의 STA 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 전송 인터페이스 역할을 수행할 수 있다.
MAC 부계층(220)과 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)은 개념적으로 관리부(management entity)를 포함할 수 있다.
MAC 부계층(220)의 관리부는 MLME(MAC Layer Management Entity, 225), 물리 계층의 관리부는 PLME(PHY Layer Management Entity, 215)라고 한다. 이러한 관리부들은 계층 관리 동작이 수행되는 인터페이스를 제공할 수 있다. PLME(215)는 MLME(225)와 연결되어 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있고 MLME(225)도 PLME(215)와 연결되어 MAC 부계층(220)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있다.
올바른 MAC 계층 동작이 수행되기 위해서 SME(STA management entity, 250)가 존재할 수 있다. SME(250)는 계층에 독립적인 구성부로 운용될 수 있다. MLME, PLME 및 SME는 프리미티브(primitive)를 기반으로 상호 구성부 간에 정보를 송신 및 수신할 수 있다.
각 부계층에서의 동작을 간략하게 설명하면 아래와 같다. PLCP 부계층(110)은 MAC 부계층(220)과 PMD 부계층(200) 사이에서 MAC 계층의 지시에 따라 MAC 부계층(220)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 PMD 부계층(200)에 전달하거나, PMD 부계층(200)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(220)에 전달한다. PMD 부계층(200)은 PLCP 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 복수의 STA 사이에서의 데이터 송신 및 수신을 수행할 수 있다. MAC 부계층(220)이 전달한 MPDU(MAC protocol data unit)는 PLCP 부계층(210)에서 PSDU(Physical Service Data Unit)이라 칭한다. MPDU는 PSDU와 유사하나 복수의 MPDU를 어그리게이션(aggregation)한 A-MPDU(aggregated MPDU)가 전달된 경우 개개의 MPDU와 PSDU는 서로 상이할 수 있다.
PLCP 부계층(210)은 PSDU를 MAC 부계층(220)으로부터 받아 PMD 부계층(200)으로 전달하는 과정에서 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙인다. 이때 부가되는 필드는 PSDU에 PLCP 프리앰블(preamble), PLCP 헤더(header), 컨볼루션 인코더를 영상태(zero state)로 되돌리는데 필요한 꼬리 비트(Tail Bits) 등이 될 수 있다. PLCP 프리앰블은 PSDU이 전송되기 전에 수신기로 하여금 동기화 기능과 안테나 다이버시티를 준비하도록 하는 역할을 할 수 있다. 데이터 필드는 PSDU에 패딩 비트들, 스크랩블러를 초기화 하기 위한 비트 시퀀스를 포함하는 서비스 필드 및 꼬리 비트들이 덧붙여진 비트 시퀀스가 인코딩된 코드화 시퀀스(coded sequence)를 포함할 수 있다. 이 때, 인코딩 방식은 PPDU를 수신하는 STA에서 지원되는 인코딩 방식에 따라 BCC(Binary Convolutional Coding) 인코딩 또는 LDPC(Low Density Parity Check) 인코딩 중 하나로 선택될 수 있다. PLCP 헤더에는 전송할 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)에 대한 정보를 포함하는 필드가 포함될 수 있다.
PLCP 부계층(210)에서는 PSDU에 상술한 필드를 부가하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 생성하여 PMD 부계층(200)을 거쳐 수신 스테이션으로 전송하고, 수신 스테이션은 PPDU를 수신하여 PLCP 프리앰블, PLCP 헤더로부터 데이터 복원에 필요한 정보를 얻어 복원한다.

도 3은 무선랜에서 스캐닝 방법을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 스캐닝 방법은 패시브 스캐닝(passive scanning, 300)과 액티브 스캐닝(active scanning, 350)으로 구분될 수 있다.
도 3의 (A)를 참조하면, 패시브 스캐닝(300)은 AP(300)가 주기적으로 브로드캐스트하는 비콘 프레임(330)에 의해 수행될 수 있다. 무선랜의 AP(300)는 비콘 프레임(330)을 특정 주기(예를 들어, 100msec)마다 non-AP STA(340)으로 브로드캐스트 한다. 비콘 프레임(330)에는 현재의 네트워크에 대한 정보가 포함될 수 있다. non-AP STA(340)은 주기적으로 브로드캐스트되는 비콘 프레임(330)을 수신함으로서 네트워크 정보를 수신하여 인증/결합(authentication/association) 과정을 수행할 AP(310)와 채널에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다.
패시브 스캐닝 방법(300)은 non-AP STA(340)이 프레임을 전송할 필요가 없이 AP(310)에서 전송되는 비콘 프레임(330)을 수신만 하면 된다. 따라서, 패시브 스캐닝 (300)은 네트워크에서 데이터 송신/수신에 의해 발생되는 전체적인 오버헤드가 작다는 장점이 있다. 하지만, 비콘 프레임(330)의 주기에 비례하여 수동적으로 스캐닝을 수행할 수 밖에 없기 때문에 스캐닝을 수행하는데 걸리는 시간이 늘어난다는 단점이 있다. 비콘 프레임에 대한 구체적인 설명은 2011년 11월에 개시된 IEEE Draft P802.11-REVmb™/D12, November 2011 ‘IEEE Standard for Information Technology Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications(이하, IEEE 802.11)’의 8.3.3.2 beacon frame에 개시되어 있다. IEEE 802.11 ai에서는 추가적으로 다른 포맷의 비콘 프레임을 사용할 수도 있고 이러한 비콘 프레임을 FILS(fast initial link setup) 비콘 프레임이라고 할 수 있다. 또한, 측정 파일롯 프레임(measurement pilot frame)은 비콘 프레임의 일부 정보만을 포함하는 프레임으로 스캐닝 절차에서 사용할 수 있다. 측정 파일롯 프레임은 IEEE 802.11 8.5.8.3 measurement pilot format에 개시되어 있다.
도 3의 (B)를 참조하면, 액티브 스캐닝(350)은 non-AP STA(390)에서 프로브 요청 프레임(370)을 AP(360)로 전송하여 주도적으로 스캐닝을 수행하는 방법을 말한다.
AP(360)에서는 non-AP STA(390)으로부터 프로브 요청 프레임(370)을 수신한 후 프레임 충돌(frame collision)을 방지하기 위해 랜덤 시간 동안 기다린 후 프로브 응답 프레임(380)에 네트워크 정보를 포함하여 non-AP STA(390)으로 전송할 수 있다. non-AP STA(390)은 수신한 프로브 응답 프레임(380)을 기초로 네트워크 정보를 얻고 스캐닝 과정을 중지할 수 있다.
액티브 스캐닝(350)의 경우 non-AP STA(390)이 주도적으로 스캐닝을 수행하므로 스캐닝에 사용되는 시간이 짧다는 장점이 있다. 하지만, non-AP STA(390)에서 프로브 요청 프레임(370)을 전송해야 하므로 프레임 송신 및 수신을 위한 네트워크 오버헤드가 증가한다는 단점이 있다. 프로브 요청 프레임(370)은 IEEE 802.11 8.3.3.9 절에 개시되어 있고 프로브 응답 프레임(380)은 IEEE 802.11 8.3.3.10에 개시되어 있다.
스캐닝이 끝난 후 AP와 STA은 인증(authentication)과 결합(association) 과정을 수행할 수 있다.

도 4는 AP와 STA의 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이다.
도 4를 참조하면, 패시브/액티브 스캐닝을 수행한 후 스캐닝이 된 AP 중 하나의 AP와 인증 및 결합을 수행할 수 있다.
인증(authentication) 및 결합(association) 과정은 예를 들어, 2-방향 핸드쉐이킹(2-way handshaking)을 통해 수행될 수 있다. 도 4의 (A)는 패시브 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이고 도 4의 (B)는 액티브 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이다.
인증 및 결합 과정은 액티브 스캐닝 방법 또는 패시브 스캐닝을 사용하였는지 여부와 상관없이 인증 요청 프레임(authentication request frame, 410)/인증 응답 프레임(authentication response frame, 420) 및 결합 요청 프레임(association request frame, 330)/결합 응답 프레임(association response frame, 440)을 AP(400, 450)와 non-AP STA(405, 455) 사이에서 교환함으로서 동일하게 수행될 수 있다.
인증 과정은 non-AP STA(405, 455)에서 인증 요청 프레임(410)을 AP(400, 450)로 전송하여 수행될 수 있다. 인증 요청 프레임(410)에 대한 응답으로 인증 응답 프레임(420)을 AP(400, 450)에서 non-AP STA(405, 455)으로 전송할 수 있다. 인증 프레임 포맷(authentication frame format)에 대해서는 IEEE 802.11 8.3.3.11에 개시되어 있다.
결합 과정(association)은 non-AP STA(405, 455)에서 결합 요청 프레임(association request frame, 430)을 AP(400, 405)로 전송하여 수행될 수 있다. 결합 요청 프레임(430)에 대한 응답으로 결합 응답 프레임(440)을 AP(405, 455)에서 non-AP STA(400, 450)으로 전송할 수 있다. 전송된 결합 요청 프레임(430)에는 non-AP STA(405, 455)의 성능(capability)에 관한 정보가 포함되어 있다. non-AP STA(405, 455)의 성능 정보를 기초로 AP(400, 350)는 non-AP STA(405, 355)에 대해 지원이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 지원이 가능한 경우 AP(300, 450)는 결합 응답 프레임(440)에 결합 요청 프레임(440)에 대한 수락 여부와 그 이유, 자신이 지원 가능한 성능 정보(capability information)을 담아서 non-AP STA(405, 455)에 전송할 수 있다. 결합 프레임 포맷(association frame format)에 대해서는 IEEE 802.11 8.3.3.5/8.3.3.6에 개시되어 있다.
만약 결합 단계까지 수행된 경우 이후에 정상적인 데이터의 송신 및 수신이 수행되게 된다. 결합이 수행되지 않은 경우, 결합이 수행되지 않은 이유를 기반으로 다시 결합이 수행되거나 다른 AP로 결합이 수행될 수 있다.

도 5는 액티브 스캐닝 절차(active scanning procedure)에 대한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 액티브 스캐닝 절차는 아래와 같은 단계로 수행될 수 있다.
(1) STA(500)이 스캐닝 절차를 수행할 준비가 되었는지를 판단한다.
STA(500)은 예를 들어, 프로브 딜레이 시간(probe delay time)이 만료(expire)되거나 특정한 시그널링 정보(예를 들어, PHY-RXSTART.indication primitive)가 수신될 때까지 기다려서 액티브 스캐닝을 수행할 수 있다.
프로브 딜레이 시간은 STA(500)이 액티브 스캐닝을 수행 시 프로브 요청 프레임(510)을 전송하기 전에 발생되는 딜레이다. PHY-RXSTART.indication primitive는 물리(PHY) 계층에서 로컬 MAC(medium access control) 계층으로 전송되는 신호이다. PHY-RXSTART.indication primitive는 PLCP(physical layer convergence protocol)에서 유효한 PLCP 헤더를 포함하는 PPDU(PLCP protocol data unit)를 수신하였다는 정보를 MAC 계층으로 시그널링할 수 있다.
(2) 기본 접속(basic access)을 수행한다.
802.11 MAC 계층에서는 예를 들어, 경쟁 기반 함수인 분산 조정 함수(distributed coordination function, DCF)를 사용하여 여러 STA이 무선 매체를 공유할 수 있다. DCF는 접속 프로토콜로 (carrier sense multiple access/collision avoidance, CSMA/CA)를 사용하여 백-오프(back-off) 방식을 통해 STA 간의 출동을 방지할 수 있다. STA(500)은 기본 접속 방법을 사용하여 프로브 요청 프레임(510)을 AP(560, 570)로 전송할 수 있다.
(3) MLME-SCAN.request primitive에 포함된 AP(560, 570)를 특정하기 위한 정보(예를 들어, SSID(service set identification) 및 BSSID(basic service set identification) 정보)를 프로브 요청 프레임(510)에 포함하여 전송할 수 있다.
BSSID는 AP를 특정하기 위한 지시자로서 AP의 MAC 주소에 해당하는 값을 가질 수 있다. SSID(service set identification)는 STA을 운용하는 사람이 읽을 수 있는 AP를 특정하기 위한 네트워크 명칭이다. BSSID 및/또는 SSID는 AP를 특정하기 위해 사용될 수 있다.
STA(500)은 MLME-SCAN.request primitive에 의해 포함된 AP(560, 570)를 특정하기 위한 정보를 기초로 AP를 특정할 수 있다. 특정된 AP(560, 570)는 프로브 응답 프레임(550, 550)을 STA(500)으로 전송할 수 있다. STA(500)은 프로브 요청 프레임(510)에 SSID 및 BSSID 정보를 포함하여 전송함으로서 프로브 요청 프레임(510)을 유니캐스트, 멀티캐스트 또는 브로드캐스트할 수 있다. SSID 및 BSSID 정보를 사용하여 프로브 요청 프레임(510)을 유니캐스트, 멀티캐스트 또는 브로드캐스트하는 방법에 대해서는 도 5에서 추가적으로 상술한다.
예를 들어, MLME-SCAN.request primitive에 SSID 리스트가 포함되는 경우, STA(500)은 프로브 요청 프레임(510)에 SSID 리스트를 포함하여 전송할 수 있다. AP(560, 570)는 프로브 요청 프레임(510)을 수신하고 수신된 프로브 요청 프레임(510)에 포함된 SSID 리스트에 포함된 SSID를 판단하여 STA(200)으로 프로브 응답 프레임(550, 550)을 전송할지 여부를 결정할 수 있다.
(4) 프로브 타이머를 0으로 초기화한 후 타이머를 동작시킨다.
프로브 타이머는 최소 채널 시간(MinChanneltime, 520) 및 최대 채널 시간(MaxChanneltime, 530)을 체크하기 위해 사용될 수 있다. 최소 채널 시간(520) 및 최대 채널 시간(530)은 STA(500)의 액티브 스캐닝 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
최소 채널 시간(520)은 STA(500)이 액티브 스캐닝을 수행하는 채널을 변경하기 위한 동작을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, STA(500)이 최소 채널 시간(520)까지 프로브 응답 프레임(550, 550)을 수신하지 못한 경우, STA(500)은 스캐닝 채널을 옮겨서 다른 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다. STA(500)이 최소 채널 시간(520)까지 프로브 응답 프레임(550)을 수신한 경우, 최대 채널 시간(530)까지 기다려 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)을 처리할 수 있다.
STA(500)은 프로브 타이머가 최소 채널 시간(520)에 도달하기 전까지 PHY-CCA.indication primitive를 탐지하여 최소 채널 시간(520) 전까지 다른 프레임(예를 들어, 프로브 응답 프레임(550, 550)이 STA(500)으로 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다.
PHY-CCA.indication primitive는 물리 계층에서 MAC 계층으로 매체(medium)의 상태에 대한 정보를 전송할 수 있다. PHY-CCA.indication primitive는 채널이 가용하지 않은 경우 비지(busy), 채널이 가용한 경우 아이들(idle) 이라는 채널 상태 파라메터를 사용하여 현재 채널의 상태를 알려줄 수 있다. STA(500)은 PHY-CCA.indication이 비지(busy)로 탐지되는 경우는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재한다고 판단하고 PHY-CCA.indication이 아이들(idle)로 탐지되는 경우는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.
PHY-CCA.indication이 아이들(idle)로 탐지되는 경우, STA(500)은 NAV(net allocation vector)를 0으로 설정하고 다음 채널을 스캐닝할 수 있다. STA(500)은 PHY-CCA.indication이 비지(busy)로 탐지되는 경우는 프로브 타이머가 최대 채널 시간(530)에 도달한 후 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)에 대한 처리를 수행할 수 있다. 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)에 대한 처리 후 NAV(net allocation vector)를 0으로 설정하고 STA(500)은 다음 채널을 스캐닝할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재하는지 여부를 판단한다는 것은 PHY-CCA.indication primitive를 사용하여 채널 상태를 판단한다는 의미를 포함할 수 있다.
(5) 채널리스트(ChannelList)에 포함된 모든 채널이 스캐닝되는 경우 MLME는 MLME-SCAN.confirm primitive를 시그널링할 수 있다. MLME-SCAN.confirm primitive는 스캐닝 과정에서 획득한 모든 정보를 포함하는 BSSDescriptionSet를 포함할 수 있다.
STA(500)이 액티브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 프로브 타이머가 최소 채널 시간에 도달할 때까지 PHY-CCA.indication의 파라메터가 비지(busy)인지 여부를 판단하는 모니터링을 수행해야 한다.
전술한 MLME-SCAN.request primitive에 포함되는 구체적인 정보는 아래와 같다. STA이 스캐닝을 수행하기 위해서는 MLME에서 MLME-SCAN.request primitive를 수신할 수 있다. MLME-SCAN.request primitive는 SME에 의해 생성된 프리미티브이다. MLME-SCAN.request primitive는 STA이 결합할 다른 BSS가 존재하는지 여부를 판단하기 위해 사용될 수 있다.
MLME-SCAN.request primitive는 구체적으로 BSSType, BSSID, SSID, ScanType, ProbeDelay, ChannelList, MinChannelTime, MaxChannelTime, RequestInformation, SSID List, ChannelUsage, AccessNetworkType, HESSID, MeshID, VendorSpecificInfo와 같은 정보를 포함할 수 있다. MLME-SCAN.request primitive에 대한 구체적인 설명은 2011년 11월에 개시된 IEEE Draft P802.11-REVmb™/D12, November 2011 ‘IEEE Standard for Information Technology Telecommunications and information exchange between systems—Local and metropolitan area networks—Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications’의 6.3.3.2 MLME-SCAN.request에 개시되어 있다.
아래의 표 1은 MLME-SCAN.request primitive가 포함하는 정보를 예시적으로 대해 간략하게 나타낸다.
<표 1>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000001
Figure PCTKR2013005372-appb-I000002
Figure PCTKR2013005372-appb-I000003
Figure PCTKR2013005372-appb-I000004
Figure PCTKR2013005372-appb-I000005


MLME-SCAN.request.primitive에 포함된 요청 파라메터(request parameter)는 응답 STA이 프로브 응답 프레임을 전송할지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 요청 파라메터는 다른 BSS의 정보가 프로브 응답 프레임에 포함되기를 요청하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 요청 파라메터는 리포트 요청 필드, 딜레이 기준 필드, 최대 딜레이 한계 필드를 포함할 수 있다.
리포트 요청 필드는 다른 BSS의 정보가 프로브 응답 프레임에 포함되기를 요청하는 정보이고, 딜레이 기준 필드는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 적용되는 딜레이 타입에 대한 정보를 포함하고, 최대 딜레이 한계 필드는 딜레이 기준 필드에 의해 지시된, 딜레이 타입에 대한 최대 접속 딜레이 정보를 포함할 수 있다.
이외에도 요청 파라메터는 최소 데이터 레이트 필드 및/또는 수신된 신호 세기 한계 필드를 포함할 수 있다. 최소 데이터 레이트 필드는 MSDU 또는 A-MSDU를 전송함에 있어서 가장 낮은 전체 데이터 레이트에 대한 정보를 포함한다. 수신된 신호 세기 한계 필드는 프로브 요청 프레임의 수신자가 응답을 하기 위해 필요한 신호의 한계값에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

도 6은 프로브 요청 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.
도 6에서는 STA이 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트하는 방법에 대해 개시한다.
도 6의 (A)는 STA(600)이 프로브 요청 프레임(610)을 브로드캐스트하는 방법이다.
STA(600)은 프로브 요청 프레임(610)에 와일드카드 SSID(wildcard SSID) 및 와일드카드 BSSID(wildcard BSSID)를 포함하여 프로브 요청 프레임(610)을 브로드캐스트할 수 있다.
와일드 카드 SSID 및 와일드 카드 BSSID는 STA(600)의 전송 범위에 포함되는 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)를 모두 지시하기 위한 식별자로 사용될 수 있다.
STA(600)이 프로브 요청 프레임(610)에 와일드 카드 SSID 및 와일드 카드 BSSID를 포함하여 전송하는 경우, STA(600)이 전송하는 프로브 요청 프레임(610)을 수신한 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)는 수신된 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 STA(600)으로 전송할 수 있다.
브로드캐스트된 프로브 요청 프레임(610)을 수신한 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)들이 수신한 프로브 요청 프레임(610)에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 STA(600)으로 일정 시간 안에 전송하는 경우, STA(600)은 한꺼번에 너무 많은 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하여 처리해야 하는 문제점이 발생할 수 있다.
도 6의 (B)는 STA(620)이 프로브 요청 프레임(630)을 유니캐스트하는 방법이다.
도 6의 (B)를 참조하면, STA(620)이 프로브 요청 프레임(630)을 유니캐스트(unicast)하는 경우에는 STA(620)은 AP의 특정한 SSID/BSSID 정보를 포함한 프로브 요청 프레임(630)을 전송할 수 있다. 프로브 요청 프레임(630)을 수신한 AP 중 STA(620)이 특정한 SSID/BSSID에 해당하는 AP(626)만이 STA(620)으로 프로브 응답 프레임을 전송할 수 있다.
도 6의 (C)는 STA(640)이 프로브 요청 프레임(660)을 멀티캐스트하는 방법이다.
도 6의 (C)를 참조하면, STA(640)은 프로브 요청 프레임(660)에 SSID 리스트와 와일드카드 BSSID를 포함하여 전송할 수 있다. 프로브 요청 프레임(660)을 수신한 AP 중 프로브 요청 프레임에 포함된 SSID 리스트에 포함된 SSID에 해당하는 AP(660-1, 660-2)는 프로브 응답 프레임을 STA(640)으로 전송할 수 있다.

이하에서는 802.11에서 사용되는 무선 접속 방법에 대해 개시한다.
기본적으로 MAC 계층은 복수의 STA이 무선 매체를 공유하기 위한 방법으로 DCF(distributed coordination function)를 사용할 수 있다. DCF는 CSMA/CA(carrier sensing multiple access with collision avoidance)를 기본으로 한다. 선택적으로 MAC 계층은 RTS(request to send)/CTS(clear to send)를 기반으로 STA간에 매체를 공유하기 위한 방법을 정의한다. DCF 구체적으로 아래와 같다.
도 7은 DCF 접속 과정을 나타낸 개념도이다.
일반적으로 DCF 접속 환경 하에서 동작할 때는 DIFS 기간 이상으로 매체가 사용중이지 않으면(즉, 아이들(idle)한 경우) STA은 전송이 임박한 MPDU(MAC protocol data unit)를 전송할 수 있다. 매체가 반송파 감지 메커니즘(carrier sensing mechanism)에 의해서 사용 중이라고 결정되었을 경우 STA은 랜덤 백오프 알고리즘(random backoff algorithm)에 의해서 CW(contention window)의 사이즈를 결정하고 백오프 절차를 수행할 수 있다. STA은 백오프 절차를 수행하기 위해 CW를 설정하게 되고 CW 내에서 임의의 타임 슬롯(timeslot)을 선택한다. 이를 백오프 타임이라고 부른다. 이 중에서 가장 짧은 백오프 타임을 가진 STA이 매체에 접속할 수 있고 나머지 STA들은 남은 백오프 타임을 중지하고 전송하는 단말이 전송 완료될 때까지 대기할 수 있다. STA의 프레임 전송이 완료된 후에는 나머지 STA은 다시 남은 백오프 타임을 가지고 경쟁을 수행하여 매체를 획득할 수 있다.
즉, STA이 DCF를 사용하여 채널에 액세스하는 경우 STA은 채널 상태를 일정 시간 동안 탐지할 수 있다. 구체적으로 STA은 채널이 DIFS() 동안 아이들한 경우, 랜덤 백오프 타임(random backoff time) 후에 전송을 시도하게 된다. 이러한 DCF에 기반한 전송 방법은 복수의 STA이 동시 전송으로 발생하는 충돌 현상을 방지하는 역할을 수행하여 충돌을 회피할 수 있다.
랜덤 백오프 시간은 채널이 일정 시간(예를 들어, DIFS)동안 기다린 후 프레임을 전송하기 전에 기다리는 시간으로서 랜덤 백오프 시간은 아래의 수학식과 같이 정의될 수 있다.
<수학식 1>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000006
도 8은 복수의 STA의 백오프 절차를 나타낸 개념도이다.
도 8을 참조하면, 백오프 슬롯은 매체가 DIFS 기간 동안에 대하여 아이들하다고 판단된 이후에 발생할 수 있다. 만약 매체의 활동이 감지되지 않는 다면 STA은 aSlotTime을 기반으로 백오프 시간을 감소시킬 수 있다. 만약 매체가 백오프 슬롯 동안 사용중이라고 판단되는 경우, STA은 백오프 시간을 감소시키지 않을 수 있다. STA의 프레임 전송은 설정된 백오프 타이머가 0이 될 때마다 시작될 수 있다.
또한, DCF 전송 방식에는 데이터 프레임을 전송하기 전에 제어 프레임(RTS, CTS)를 교환하여 미리 채널을 점유하는 RTS/CTS 액세스 모드가 있다. 이러한 방법은 STA이 데이터 프레임 전송시 발생할 수 있는 충돌을 상대적으로 짧은 제어 프레임에 의한 충돌로 대치시킴으로서 채널의 낭비를 줄일 수 있다.
MAC 계층에서 복수의 STA이 무선 매체를 공유하기 위한 또 다른 방법으로 PCF(point coordination function)가 정의될 수 있다. 전술한 DCF의 경우, CSMA/CA 방식을 기반으로 하기 때문에 STA 및 AP 사이에서 전송되는 데이터의 실시간 전송을 보장할 수 없다. 이에 반해 PCF는 실시간 데이터를 전송시 QoS(quality of service)를 제공하기 위한 방법으로 사용될 수 있다. 비경쟁 전송 서비스라고도 하는 PCF는 매체의 전체 전송 기간을 독점하여 사용하는 것이 아니고, DCF 방식의 경쟁 기반 서비스와 교대로 사용할 수 있다. PCF는 BSS의 AP 내에 구현되어 있는 포인트 조정자(point coordinator)가 폴링(polling) 방식을 사용하여 각 STA들이 매체를 점유할 수 있는 권한을 제어할 수 있다. PCF 내의 IFS(inter-frame space)인 PIFS를 DCF의 IFS인 DIFS보다 작은 값으로 설정하여 프레임을 전송함에 있어 DCF보다 우선권을 줄 수 있다. IFS는 프레임 사이의 간격을 나타내는 것으로 STA이 매체에 액세스하기 위한 우선 순위를 설정하기 위해 사용될 수 있다. IFS는 구체적으로 아래와 같이 정의될 수 있다.

도 9는 프레임 사이의 간격을 나타낸 개념도이다.
도 9를 참조하면, 두 프레임 사이의 간격을 IFS라고 할 수 있다. STA은 반송파 감지 방법을 사용하여 표준에서 정의한 IFS의 시간 구간 동안 채널이 사용되는지 여부를 판단할 수 있다. DCF를 사용하는 MAC 계층에서는 복수개의 IFS를 정의하고 있다. IFS에 의해 무선 매체를 점유하는 STA의 우선권이 결정될 수 있다. IFS 종류에 따른 프레임 간의 간격은 아래와 같다.
(1) SIFS(short inter frame symbol): RTS/CTS, ACK 프레임 전송시 사용. 최고 우선순위
(2) PIFS(PCF IFS): PCF 프레임 전송시 사용
(3) DIFS(DCF FIS): DCF 프레임 전송시 사용
(4) EIFS(extended IFS): 프레임 전송 오류 발생 시에만 사용하며, 고정 간격이 아님
MAC 계층에서 복수의 STA이 무선 매체를 공유하기 위한 방법으로 DCF를 사용하는 경우 여러가지 문제점이 발생할 수 있다. 예를 들어, DCF를 사용하는 경우 복수의 STA이 동시에 AP에 초기 액세스(initial access)를 수행하려고 하는 경우, 복수의 STA 사이에서 충돌이 많이 일어났다. 또한, DCF에서는 전송 우선 순위에 대한 개념이 없기 때문에 STA에서 전송하는 트래픽 데이터에 대한 QoS(quality of service)가 보장될 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 802.11e에서는 새로운 조정 함수(coordination function)인 HCF(hybrid coordination function)을 정의하여 기존의 DCF 및 HCF의 채널 액세스 성능을 향상시켰다. HCF에서는 기존의 802.11 MAC에서 정의된 것과 유사한 두가지 채널 액세스 방식인 HCCA(HCF controlled channel access)과 EDCA(enhanced distributed channel access)를 정의한다.
EDCA와 HCCA에서는 전송 우선 순위인 트래픽 카테고리(traffic categories)를 정의하여 이를 기반으로 채널에 액세스를 수행하는 우선 순위를 결정할 수 있다. 즉, STA에서 전송하는 트래픽 데이터의 카테고리에 따라 서로 CW 및 IFS를 정의함으로서 트래픽 데이터의 종류에 따른 채널 액세스 우선 순위를 결정할 수 있다.
예를 들어 트레픽 데이터가 인 경우, 해당 데이터는 낮은 전송 우선순위 클래스(low priority class)에 할당될 수 있다. 또 다른 예로 트래픽 데이터가 무선랜을 통한 음성 통신인 경우, 해당 트래픽 데이터는 높은 전송 우선 순위 클래스(high priority class)로 할당하여 채널 액세스를 수행할 수 있다.
EDCA를 사용하는 경우, 높은 우선순위를 가진 트래픽 데이터가 낮은 우선순위를 가진 트래픽 데이터에 비해 상대적으로 전송될 기회를 더 많이 가질 수 있다. 또한, 평균적으로, 높은 우선순위 트래픽을 가지고 있는 STA은 패킷을 전송하기 전에 낮은 우선 순위 트래픽을 가지고 있는 STA보다 적은 대기 시간을 가질 수 있다. EDCA에서 전송 우선순위는 낮은 우선 순위 트래픽보다 높은 우선순위 트래픽에 더 짧은 CW를 할당하고, 또한, DCF에서 정의된 프레임 간격인 IFS보다 더 짧은 arbitration inter-frame space)를 할당함으로서 구현될 수 있다. 또한 EDCA는 TXOP(Transmit Opportunity)라고 부르는 기간 동안 STA이 채널에 경쟁이 없이 접속하도록 할 수 있다. TXOP의 최대 기간을 넘지 않는 한도에서 정해진 TXOP 기간 동안 STA은 가능한 많은 패킷을 전송할 수 있다. 만약 하나의 프레임이 너무 길어서 한번의 TXOP동안 다 전송할 수 없는 경우 작은 프레임으로 잘라서 전송할 수 있다. TXOP의 사용은 기존의 MAC이 가지고 있던 문제점인 낮은 전송률을 가진 STA이 과도하게 채널을 점유하는 상황을 줄일 수 있다.

도 10은 STA의 TXOP를 획득하는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 10을 참조하면, QoS 전송에 참여하는 STA은 EDCA와 HCCA 등 두 가지 채널접근 방법을 사용하여 일정한 기간 동안 트래픽을 전송할 수 있는 TXOP를 얻을 수 있다. TXOP 획득은 EDCA 경쟁에서 성공하거나 액세스 포인트로부터 QoS CF-Poll 프레임을 받음으로써 가능해진다. EDCA 경쟁에서 성공하여 획득한 TXOP를 EDCA TXOP라고 하고, AP로부터 QoS CF-Poll 프레임을 받음으로서 획득한 TXOP를 Polled TXOP라고 한다. 이와 같이 TXOP라는 개념을 이용해 임의의 한 STA이 프레임을 전송할 수 있도록 일정 시간을 부여하거나 강제적으로 전송시간을 제한할 수 있다. TXOP의 전송 시작 시간과 최대 전송 시간은 AP에 의해 결정될 수 있다. EDCA TXOP의 경우 비콘 프레임,, Polled TXOP의 경우는 QoS CF-Poll 프레임에 의해 STA으로 통보될 수 있다.
이하에서는 HCF에서 정의된 채널 액세스 방식인 EDCA 및 HCCA에 대해 구체적으로 개시한다.
(1) EDCA
EDCA 방식은 트래픽 데이터에 대해 8 가지의 사용자 우선순위를 정의하여 채널 액세스를 수행할 수 있다. 우선순위에 기반한 QoS 데이터 프레임의 전송을 위해 EDCA는 네 개의 AC(access category)(AC_BK, AC_BE, AC_VI, AC_VO)를 정의하고 있다. EDCA에서는 서로 다른 사용자 우선순위를 가지고 MAC 계층으로 도착하는 트래픽 데이터를 AC를 기반으로 아래의 <표 2>와 같이 매핑할 수 있다.
표 2는 사용자 우선 순위와 AC 사이의 매핑을 나타낸 예시적인 표이다.
<표 2>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000007

각각의 AC에 대하여 전송큐와 AC 파라미터가 정의될 수 있다. 서로 다르게 설정된 AC 파라미터 값을 기반으로 AC간 전송 우선 순위의 차이가 구현될 수 있다. EDCA는 AC에 속한 프레임을 전송하기 위한 백오프 절차에 있어 DCF가 사용하는 파라메터인 DIFS, CWmin, CWmax 대신에 각각 AIFS[AC], CWmin[AC], CWmax[AC]를 사용할 수 있다. AC 별로 백오프 절차에 사용되는 파라메터는 비콘 프레임에 실려 AP로부터 각 STA으로 전달될 수 있다. AIFS[AC]와 CWmin[AC]의 값이 작을수록 높은 우선순위를 가지며, 이에 따라 채널접근 지연이 짧아져 주어진 트래픽 환경에서 보다 많은 대역을 사용할 수 있게 된다.
STA이 프레임을 전송하는 도중 STA 간에 충돌이 발생할 경우, 새로운 백오프 카운터를 생성하는 EDCA의 백오프 절차(backoff procedure)는 기존의 DCF의 백오프 절차와 유사하며, AC별 차별화된 백오프 절차는 다른 EDCA 파라미터를 기반으로 수행도리 수 있다. EDCA 파라미터들은 다양한 사용자 우선 순위 트래픽의 채널접근을 차별화하는 데 사용되는 중요한 수단이 되고 있다. 각 AC별 파라미터를 포함하는 EDCA 파라미터 값의 적절한 설정은 네트워크 성능을 최적화하는 동시에 트래픽의 우선순위에 의한 전송 효과를 증가시킬 수 있다. 따라서, AP는 네트워크에 참여한 모든 STA에 공평한 매체 접근 보장을 위해 EDCA 파라미터에 대한 전체적인 관리와 조정 기능을 수행해야 한다.

도 11은 EDCA 채널 참조 모델을 나타낸 개념도이다.
도 11을 참조하면, 802.11e MAC에 정의된 4개의 AC별 전송 큐는 하나의 STA 내에서 무선 매체 액세스를 위해 개별적인 EDCA 경쟁 개체로서 역할을 수행할 수 있다. 하나의 AC는 자신의 AIFS 값을 가지고 독립된 백오프 카운터를 유지할 수 있다. 만약 동시에 백오프를 마친 AC가 하나 이상 존재할 경우에는 AC 간의 충돌은 가상 충돌 처리기(virtual collision handler)에 의해서 조정될 수 있다. 가장 높은 우선순위를 가진 AC에 있는 프레임이 먼저 전송되며, 다른 AC들은 경쟁 윈도 값을 증가시켜 다시 백오프 카운터를 갱신한다.
TXOP의 시작은 EDCA 규칙에 따라 채널에 접근하였을 때 발생한다. 만약 한 AC에 두개 이상의 프레임이 쌓여 있을 때, EDCA TXOP를 얻게 된다면 EDCA MAC은 여러 개의 프레임 전송을 시도할 수 있다. STA이 이미 한 프레임을 전송하였고, 남은 TXOP 시간 내에 같은 AC에 있는 다음 프레임의 전송과 이에 대한 ACK까지 받을 수 있다면, STA은 그 프레임에 대한 전송을 SIFS 시간 간격 뒤에 시도하게 된다. TXOP 제한값은 AP에서 STA으로 전달될 수 있다. 만약 전송하려는 데이터 프레임의 크기가 TXOP 제한값을 초과하게 될 경우, STA은 그 프레임을 여러 개의 작은 프레임으로 분할(fragmentation)하여 TXOP 제한값을 초과하지 않는 범위 내에서 전송하도록 한다.

도 12는 EDCA의 백오프 절차를 나타낸 개념도이다.
도 12를 참조하면, STA에서 전송되는 각 트래픽 데이터는 우선순위를 가지며 경쟁하는 EDCA 방식을 기반으로 백오프 절차를 수행할 수 있다. 예를 들어, 각 트래픽에 부여되는 전술한 표 2와 같이 우선순위는 예를 들어, 8개로 구분될 수 있다. 전술한 바와 같이 하나의 STA 내에서는 우선순위에 따라 다른 출력큐를 가지며, 각 출력 큐는 EDCA의 규칙에 따라 동작을 하게 된다. 각 출력 큐는 기존에 사용된 DIFS(DCF Interframe Space) 대신에 각 우선 순위에 따라 서로 다른 AIFS(Arbitration Interframe Space)를 사용하여 트래픽 데이터를 전송할 수 있다. 또한, STA에서 같은 시간에 서로 다른 우선순위를 가진 트래픽을 전송해야 될 경우에는 우선순위가 높은 트래픽부터 전송함으로써 단말 내에서의 충돌을 방지한다.
백오프는 다음과 같은 상황에서 발생한다. 단말에서 프레임을 전송할 경우 전송 충돌이 발생하여 재전송이 필요한 경우에 사용된다. 백오프를 시작하기 위해 단말은 아래의 수학식 2를 이용하여 임의의 백오프 시간을 백오프 타이머에 설정한다.
<수학식 2>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000008
여기서 Random(i)는 균등분포 (uniform distribution)를 사용하여 0과 CW[i] 사이의 임의의 정수를 발생하는 함수이다. CW[i]는 최소 경쟁 윈도우 CWmin[i]과 최대 경쟁 윈도우 CWmax[i] 사이의 경쟁 윈도우이고, i는 트래픽 우선순위를 나타낸다. 충돌이 날 때마다 새로운 경쟁 윈도우 CWnew[i]는 이전 윈도우 CWold[i]를 이용하여 아래의 수학식 3을 이용하여 계산된다.
<수학식 3>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000009
여기서 PF는 IEEE 802.11e 표준에 정의된 절차에 따라 계산된다. CWmin[i]과 AIFS[i], PF 값은 관리 프레임(management frame)인 QoS 파라메터 집합 요소(QoS parameter set element)를 이용하여 AP에서 전송될 수 있다.

(2) HCCA
HCCA 프로토콜은 무선 매체 접근에 대한 중앙 관리를 위해 AP에 위치하는 HC(hyper coordinator)를 사용한다. HC는 무선 매체를 중앙에서 통합적으로 관리하기 때문에 STA 간에 무선 매체 접근에 대한 경쟁을 줄일 수 있으며, 데이터 프레임 교환을 짧은 전송 지연 시간(SIFS)으로 유지할 수 있어서 네트워크의 효율성을 증가시킨다.
HC는 QoS 지원을 위해 응용 서비스로부터 요구되는 특정 트래픽에 대한 QoS 특성을 파라미터로 정의하여 전송 지연과 스케줄링을 제어한다. 파라미터화된 QoS 트래픽을 전송하기 전에 HC에서는 트래픽 스트림(traffic stream)이라는 가상 연결(virtual connection)을 먼저 설정한다. 트래픽 스트림은 STA에서 AP로의 업 링크, AP에서 STA으로의 다운 링크 또는 STA에서 STA으로의 직접 링크 모두에 해당될 수 있다. AP와 STA 간에 트래픽 스트림을 설정하기 위해서는 프레임 크기, 평균 전송 속도 등의 트래픽 특성, 그리고 지연시간과 같은 QoS 요구 파라미터들이 상호 협상 과정을 통해 교환된다.
HC가 STA에 QoS CF-Poll 프레임을 전송할 경우, 해당 STA에게 허용된 서비스 제공 시간인 TXOP 제한값이 QoS 제어 필드에 포함된다. 즉, HC는 TXOP를 사용해 매체 접근 시간의 할당을 제어하는 기능을 수행한다. TXOP 제한값은 TSPEC에 의해 결정된다. TSPEC은 스테이션에 의해 요청되며, AP는 네트워크 상황에 따라 TSPEC의 요청을 허용 또는 거절할 것인가를 결정한다.
일단 트래픽 스트림이 설정되면, HC는 설정된 트래픽 스트림에 요구되는 무선 대역을 AP와 STA 간에 할당함으로써 계약된 QoS를 제공한다. HCCA의 비 경쟁 주기에서는 HC가 매체에 대한 전체적인 제어권을 가지고 있으며, 경쟁 주기에서도 필요하다면 PIFS 만큼의 지연시간 이후에 QoS CF-Poll 프레임을 전송함으로써 매체의 제어권을 획득하게 할 수 있다.
도 13은 Polled TXOP 타이밍을 나타낸 개념도이다.
도 13을 참조하면, TXOP를 소유한 polled STA은 QoS CF Poll 프레임을 받음으로써 QoS CF-Poll 프레임에 지정된 TXOP 제한 값만큼의 시간 동안 채널 접속에 대한 권한을 갖고 여러 개의 프레임을 전송한다. 이때, 다른 STA도 비록 자신들에게 해당되지는 않지만 QoS CF-Poll 프레임을 받은 후에는 TXOP 시간과 일정 시간을 합해 자신의 NAV를 설정하며, 이 시간 동안은 채널 접속에 대한 경쟁을 하지 않는다.
결국 HC는 계약된 QoS 요구사항을 만족하기 위해 QoS CF-Poll 프레임의 적절한 전송을 스케줄링할 필요가 있다. 무선 매체는 시간 또는 위치에 따른 채널의 조건이 다양하기 때문에 효율적인 스케줄링 알고리듬을 만드는 것은 QoS를 지원하는 데 있어서 중요한 요소가 된다. 우수한 스케줄링 알고리듬은 QoS 계약을 위반하지 않으면서 보다 많은 트래픽 스트림을 허용해 무선 네트워크의 성능을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 동시에 다수의 단말이 AP에 초기 접속(initial access)를 수행하는 경우에 있어, 단말을 분산시켜 초기 접속을 수행하는 방법에 대해 개시한다. 예를 들어, 지하철, 콘서트장, 기차역 등에서는 특정한 AP에 접속하고자 하는 AP가 다수 존재할 수 있다. 기존의 초기 접속 방법을 사용하는 경우, 초기 접속 절차를 수행하는 프레임, 예를 들어, 비콘 프레임, 프로브 요청 프레임, 프로브 응답 프레임, 인증 요청 프레임, 결합 요청 프레임, 결합 응답 프레임 등은 동일한 액세스 카테고리(AC)인 AC_VO를 가진다. 따라서, 이러한 경우, EDCA 절차를 수행하는 경우에도 모든 단말은 동일한 우선 순위에 기반하여 초기 접속을 수행하기 때문에 초기 액세스를 수행시 단말의 분산이 이루어지지 않는다.
이하, 본 발명의 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 AP가 초기 액세스를 시도하는 단말의 액세스를 제한(barring)하는 방법에 대해 개시한다. 본 발명에서는 초기 링크 설정(initial Link Setup)의 액세스 부하(access load)를 분산하기 위해 AP가 단말의 초기 액세스를 제한하기 위한 가용한 초기 링크 설정에 대한 정보를 STA으로 전송할 수 있다. 이러한 방법을 사용함으로서 다수의 STA이 AP로 초기 액세스를 동시에 수행시 발생할 수 있는 부하를 분산시킬 수 있다.

도 14는 본 발명의 실시예에 따른 AP의 초기 액세스 제한 방법을 나타낸 개념도이다.
도 14를 참조하면, AP는 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임을 기반으로 초기 액세스를 시도하는 STA의 액세스를 제한하기 위한 정보를 STA으로 전송할 수 있다(단계 S1400).
이하, 본 발명의 실시예에서는 초기 액세스를 시도하는 STA의 초기 액세스의 수행 방법을 AP가 결정하기 위한 정보를 AP의 초기 액세스 설정 정보라는 용어로 정의하여 사용한다. 액세스 설정 정보는 초기 접속을 수행하는 STA을 제한하기 위한 정보로서 초기 액세스를 수행하기 위해 AP이 STA으로 전송하는 관리 프레임(management frame)(예를 들어, 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임)에 포함되어 전송될 수 있다. 초기 액세스 설정 정보에 대해서는 이하에서 상술한다.
초기 액세스 설정 정보를 수신한 STA은 STA의 초기 액세스 결정 정보와 수신한 초기 액세스 설정 정보를 비교하여 초기 액세스 방법을 결정한다(단계 S1420).
AP가 STA으로 전송하는 초기 액세스 설정 정보에는 예를 들어, 사용자 우선 순위(user priority) 정보, 액세스 클래스(access class) 정보를 기반으로 한 STA의 초기 액세스를 결정하기 위한 정보가 포함될 수 있다. STA은 수신한 초기 액세스 설정 정보에 포함된 사용자 우선 순위 정보 및 액세스 클래스 정보에 기반하여 STA이 AP로 초기 액세스가 허용되는 STA인지 여부를 결정할 수 있다. STA이 AP의 초기 액세스 설정 정보와 비교하여 초기 액세스가 가능한지 여부를 결정하기 위한 정보를 초기 액세스 결정 정보라는 용어로 정의할 수 있다.
예를 들어, STA은 전송할 트래픽 데이터에 대한 카테고리 정보를 기반으로 초기 액세스 결정 정보를 설정할 수 있다. 특정한 데이터를 AP로 전송하기 위한 초기 접속을 수행하는 STA은 전송할 트래픽 데이터에 대한 카테고리 정보를 알 수 있고, 이를 기반으로 초기 액세스 결정 정보를 설정할 수 있다. 구체적인 예로, STA이 AP로 전송할 트래픽 데이터가 음성 데이터여서 데이터의 AC가 AC_VO인 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, STA은 AP가 전송한 초기 액세스 설정 정보와 비교하여 AC_VO에 해당하는 트래픽 데이터에 대한 초기 액세스가 방법에 대해 결정할 수 있다.
STA이 AP에서 전송한 초기 액세스 설정 정보와 STA의 초기 액세스 결정 정보를 비교하여 두 개의 정보가 매칭되는 경우, STA은 초기 액세스 절차를 수행할 수 있다. 반대로 STA이 AP에서 전송한 초기 액세스 설정 정보와 STA의 초기 액세스 결정 정보를 비교하여 두 개의 정보가 매칭되지 않는 경우에는 STA은 초기 액세스 절차를 수행하지 않거나 일정한 초기 접속 제한 기간 이후에 초기 접속을 수행할 수 있다. 또는 두 개의 정보가 매칭되지 않는 경우, STA은 다른 AP에 대한 스캐닝을 수행하는 등의 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, STA이 초기 액세스 절차를 수행하지 않는 경우, STA은 AP에서 재전송된 초기 액세스 설정 정보가 STA의 초기 액세스 결정 정보와 매칭이 될 때까지 AP로의 초기 액세스 절차가 제한될 수 있다. 이러한 방법에 대해서는 이하에서 상술한다.
이하에서는 전술한 AP에서 전송하는 초기 액세스 설정 정보에 대해 개시한다.
AP가 STA의 초기 액세스를 제한할 수 있도록 STA으로 전송하는 초기 액세스 설정 정보는, 예를 들어, 복수의 비트로 이루어진 비트 마스크(bitmask) 포맷 또는 비트 시퀀스 포맷의 정보일 수 있다. 비트마스크 또는 비트시퀀스는 AP에서 설정한 초기 액세스 설정 정보를 STA으로 전송하기 위한 정보 포맷에 대한 하나의 예시이다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 AP가 가용한 초기 액세스 설정 정보를 전송하기 위해서 비트마스크 또는 비트시퀀스가 아닌 다양한 정보 포맷의 형태, 또 다른 비트맵 또는 비트마스크 비트시퀀스 형식을 사용할 수 있다. 이하, 본 발명의 실시예에서는 설명의 편의상 비트시퀀스를 기반으로 한 방법에 대해 예시적으로 기술한다.
아래의 표 3은 초기 링크 설정에 대한 정보를 포함하는 비트시퀀스를 나타낸다.
<표 3>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000010
표 3을 참조하면, STA이 전송할 데이터의 트래픽 타입(Traffic type)에 따라 UP(User Priority) 와 AC(Access Class)를 정의할 수 있다. STA이 전송할 데이터의 트래픽 타입은 STA이 AP와 결합을 수행한 이후 STA과 AP 사이에서 송신 및 수신할 데이터의 타입일 수 있다.
예를 들어, STA은 수신한 비트시퀀스 정보를 기반으로 STA의 초기 액세스 결정 정보에 해당하는 초기 액세스 설정 정보의 비트가 ‘1’인 경우, 초기 액세스를 수행할 수 있다.
비트시퀀스를 기반으로 AP는 초기 액세스가 가능한 STA을 지시할 수 있다. 예를 들어, 비트 시퀀스에 포함된 특정한 비트가 ‘1’로 설정된 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, ‘1’로 설정된 비트에 해당하는 초기 액세스 설정 정보에 대응되는 초기 액세스 결정 정보를 가진 STA이 초기 액세스가 가능함을 지시할 수 있다. 반대로 비트 시퀀스에 포함된 특정한 비트가 ‘0’로 설정된 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, ‘0’로 설정된 비트에 해당하는 초기 액세스 설정 정보에 대응되는 초기 액세스 결정 정보를 가진 STA이 초기 액세스가 가능하지 않음을 지시할 수 있다. 또한 ‘0’로 설정된 비트에 해당하는 초기 액세스 설정 정보에 대응되는 초기 액세스 결정 정보를 가진 STA이 일정한 딜레이 구간 후에 초기 액세스를 진행할 것을 지시하거나 또는 다른 AP로 초기 액세스를 수행하도록 지시할 수도 있다.
또 다른 표현으로는 이러한 경우, STA이 초기 액세스 결정 정보와 AP에서 전송한 초기 액세스 설정 정보가 매칭되었다고 할 수 있고, 초기 액세스 결정 정보와 초기 액세스 설정 정보가 매칭된 STA을 매칭 STA이라는 용어로 표현할 수도 있다. 예를 들어, AP가 전송한 초기 액세스 설정 정보에 AC_VO에 해당하는 비트시퀀스의 비트가 ‘1’로 설정된 경우를 가정할 수 있다. 이러한 경우, STA의 초기 액세스 결정 정보가 AC_VO인 경우, 초기 액세스 결정 정보와 초기 액세스 설정 정보가 매칭되었다고 할 수 있다. 매칭 STA이 초기 액세스를 수행하는 시간 구간을 매칭 STA 액세스 구간이라고 할 수 있다.
반대로 STA의 초기 액세스 결정 정보에 해당하는 초기 액세스 설정 정보의 비트가 ‘0’으로 설정된 경우, STA은 초기 액세스를 수행하지 않거나 일정한 딜레이 구간 이후에 초기 액세스를 수행할 수 있다. 이러한 STA은 비매칭 STA이라는 용어로 표현할 수도 있다. 일정한 딜레이 구간 이후에 수행되는 비매칭 STA의 액세스 구간을 비매칭 STA 액세스 구간이라고 할 수 있다.
즉, STA은 AP가 전송한 초기 링크 설정 정보에 포함된 UP 및/또는 AC 정보를 기반으로 초기 액세스 방법을 결정할 수 있다. 초기 링크 설정 정보로 사용되는 비트시퀀스는 표 3을 참조하면, 16비트 정보로서 일부의 인덱스에 해당하는 비트(0~7)는 초기 전송을 수행할 수 있는 UP를 인덱싱하기 위한 비트이고, 일부의 인덱스에 해당하는 비트(8~11)는 초기 전송을 수행할 수 있는 AC를 인덱싱하기 위한 비트로 사용될 수 있다. 이러한 비트시퀀스는 하나의 예시로 AC만을 초기 링크 설정 정보로 사용하는 비트시퀀스, UP만을 초기 링크 설정 정보로 사용하는 비트시퀀스도 STA의 초기 액세스를 결정하기 위한 비트시퀀스로 사용될 수 있다. 표 3에서 초기 액세스 설정 정보를 전송하기 위해 사용하는 비트의 개수와 비트에 따라 나뉘어진 카테고리의 구분은 임의적인 것이다.
AP는 초기 액세스 설정 정보를 포함한 프레임(예를 들어, 비콘 프레임, FILS 비콘 프레임, 프로브 응답 프레임 및/또는 언솔리시트 프로브 응답 프레임(unsolicited probe response frame)을 STA으로 전송할 수 있다. 언솔리시트 프로브 응답 프레임은 AP가 단말에 브로드캐스트 방법으로 전송되는 프로브 응답 프레임을 지시한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 초기 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 15에서는 AP가 비트시퀀스를 기반으로 초기 액세스 설정 정보를 전송하는 경우 매칭 STA과 비매칭 STA의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 15를 참조하면, AP(1500)는 초기 액세스를 수행하기 위한 프레임(예를 들어, 비콘 프레임, FILS 비콘 프레임, 프로브 응답 프레임 또는 언솔리시트 프로브 응답 프레임)을 전송할 수 있다. 초기 액세스를 수행하기 위한 프레임에는 초기 액세스 설정 정보가 포함될 수 있다. 도 15에서는 표 3에서 전술한 비트시퀀스 중 인덱스 #5, #7, #9에 해당하는 비트가 ‘0’으로 설정되고 나머지 비트시퀀스의 인덱스가 ‘1’로 설정된 경우를 가정하여 설명한다.
제1 STA(1510)은 제1 STA(1510)의 초기 액세스 결정 정보가 비트시퀀스 중 인덱스 #5, #7, #9에 해당하는 초기 액세스 결정 정보가 아닌 STA일 수 있다. 즉, 제1 STA(1510)은 초기 액세스가 가능한 매칭 STA일 수 있다. 반대로 제2 STA(1520)은 제2 STA(1520)의 초기 액세스 결정 정보가 비트시퀀스 중 인덱스 #5, #7, #9에 해당하는 STA일 수 있다. 즉, 제2 STA(1520)은 초기 액세스가 가능하지 않거나 일정한 딜레이 구간 이후에 초기 액세스가 수행되는 비매칭 STA일 수 있다.
제1 STA(1510)은 STA의 초기 액세스 결정 정보와 AP(1500)가 전송한 초기 액세스 설정 정보가 매칭되는 매칭 STA이므로 AP(1500)로 결합 요청 프레임을 전송하여 AP(1500)와 초기 액세스 절차를 수행할 수 있다. 반면에 제2 STA(1520)의 경우, 초기 액세스 결정 정보가 AP(1500)가 전송한 초기 액세스 설정 정보가 매칭되지 않으므로 초기 액세스가 가능하지 않거나 일정한 딜레이 구간 이후에 초기 액세스가 수행되거나, 다른 AP에 대한 스캐닝을 수행하는 등의 동작을 수행할 수 있다.

도 16은 본 발명의 실시예에 따른 초기 액세스 방법을 나타낸 개념도이다.
도 16에서는 제1-1 STA(1610-1) 및 제1-2 STA(1610-2)은 AP에서 전송한 초기 링크 설정 정보와 STA의 초기 링크 결정 정보가 매칭되는 매칭 STA을 지시할 수 있다. 반대로 제2-1 STA(1620-1) 및 제2-2 STA(1620-2)은 AP에서 전송한 초기 링크 설정 정보와 STA의 초기 링크 결정 정보가 매칭되지 않는 비매칭 STA을 지시할 수 있다. 도 16에서는 제1-1 STA(1610-1), 제1-2 STA(1610-2), 제2-1 STA(1620-1), 제2-2 STA(1620-1)의 초기 액세스 방법에 대해 개시한다.
AP는 STA(제1-1 STA, 제1-2 STA, 제2-1 STA, 제2-2 STA)으로 초기 링크 설정 정보를 포함하는 프레임(예를 들어, 비콘 프레임)을 전송할 수 있다.
비콘 프레임을 수신한 STA(제1-1 STA, 제1-2 STA, 제2-1 STA, 제2-2 STA)은 각각의 STA의 초기 링크 결정 정보를 기반으로 초기 접속이 가능한 매칭 STA인지 비매칭 STA인지 여부를 판단할 수 있다.
매칭 STA(제1-1 STA(1610-1), 제1-2 STA(1610-2))은 매칭 STA의 액세스 구간에서 초기 접속을 수행할 수 있다. 매칭 STA의 액세스 구간은 따로 정의된 구간이 아닌 매칭 STA이 우선적으로 채널 액세스를 수행하는 구간일 수도 있다. 매칭 STA에 해당하는 제1-1 STA(1610-1), 제1-2 STA(1610-2)는 전술한 EDCA 또는 DCF에 기반한 기존의 채널 액세스 방법을 통해 AP와 결합 절차를 순차적으로 수행할 수 있다. 본 발명의 실시에에서는 STA이 초기 액세스를 수행시 매칭되는 STA의 액세스만을 허용하거나, 매칭되는 STA의 액세스를 우선적으로 허용함으로서 EDCA 또는 DCF에 기반한 채널 액세스 방법을 통해 AP와 초기 액세스를 수행하는 경우보다 STA의 초기 액세스를 분산시킬 수 있다.
비매칭 STA의 초기 액세스는 다양한 방법으로 제한될 수 있다. 예를 들어, 비매칭 STA은 비매칭 STA의 초기 액세스 결정 정보와 매칭되는 초기 액세스 설정 정보를 포함하는 프레임이 재전송될 때까지 초기 액세스가 제한될 수 있다. 또 다른 실시예로, AP가 초기 액세스 설정 정보에 추가적으로 초기 액세스 제한 기간에 대한 정보를 STA으로 전송할 수 있다. 비매칭 STA은 AP에서 전송하는 초기 액세스 제한 기간에 대한 정보를 기반으로 초기 액세스 제한 기간이 지난 이후에 시간 구간인 비매칭 STA 액세스 구간(1620)에서 AP로 초기 액세스를 수행할 수 있다. 또 다른 방법으로 비매칭 STA의 채널 액세스가 허용되지 않을 수도 있다.
아래의 표 4 및 표 5는 AP에서 초기 액세스 제한 기간에 대한 정보를 STA으로 전송하는 방법을 나타낸다.
<표 4>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000011
<표 5>
Figure PCTKR2013005372-appb-I000012
표 4 및 표 5를 참조하면, 초기 설정 정보 각각에 따른 액세스 제한 기간(access barring period) 또는 액세스 허용 기간(access allowable period)를 정의할 수 있다. AP는 비매칭 STA이 초기 액세스를 수행할 수 있는 기간에 대한 정보를 STA으로 전송할 수 있다. 비매칭 STA은 AP로부터 수신한 초기 액세스 기간에 대한 정보를 기반으로 초기 액세스를 수행할 수 있다.
액세스 제한 기간 또는 액세스 허용 기간에 대한 정보는 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 액세스 제한 기간은 단말에서 전송되는 정보 및/또는 AP에서 생성한 정보를 기반으로 결정될 수 있다. 이러한 정보는 액세스 기간 결정 정보라고 표현할 수 있다. 액세스 기간 결정 정보는, 예를 들어, 1) 단말의 AC(Access class) 또는 UP(user priority) 정보, 2) 백오프 재시도 카운트(Backoff retry count), 3) 패킷 재전송 카운트(Packet retransmittion count), 4) 가장 최근의 백오프 인터벌(Backoff interval), 5) BSS 평균 액세스 딜레이(BSS average access delay) 6) AC 별 액세스 딜레이(AC access delay) 등 또는 이 정보 중 적어도 하나를 기반으로 결정될 수 있다. 1) 내지 4)에 해당하는 정보는 STA이 AP로 프로브 요청 프레임 또는 결합 요청 프레임과 같은 초기 액세스를 수행하는 프레임을 통해 리포트하는 정보일 수 있다. 5) 및 6)에 해당하는 정보는 AP가 자체적으로 측정한 정보일 수 있다. AP는 액세스 기간 결정 정보를 기반으로 BSS의 로드에 대한 정보를 추정하고 추정된 정보를 기반으로 액세스 제한 기간 또는 액세스 허용 기간을 결정할 수 있다.


도 17은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
도 17을 참조하면, 무선 장치(1700)는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 STA로서, AP 또는 비 AP STA(non-AP station)일 수 있다.
무선장치(1700)는 프로세서(1720), 메모리(1740) 및 RF부(radio frequency unit, 1760)를 포함한다.
RF부(1760)는 프로세서(1720)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.
프로세서(1720)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(1720)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(1720)는 무선 장치가 AP인 경우 AP가 STA의 초기 접속을 결정하기 위한 초기 액세스 설정 정보를 생성하여 STA으로 전송하도록 구현될 수 있다.
또한 프로세서(1720)는 무선 장치가 STA인 경우 STA이 AP로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하고 STA이 상기 초기 액세스 설정 정보와 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 초기 액세스 설정 정보와 STA의 초기 액세스 결정 정보가 매칭되는지 여부에 따라 STA이 상기 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하도록 구현될 수 있다.
프로세서(1720)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(1740)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1760)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.
실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1740)에 저장되고, 프로세서(1720)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1740)는 프로세서(1720) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1720)와 연결될 수 있다.

Claims (12)

  1. STA(station)의 초기 액세스(initial access) 방법에 있어서
    상기 STA이 AP(access point)로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하는 단계;
    상기 STA이 상기 초기 액세스 설정 정보와 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 상기 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하는 단계를 포함하되,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 상기 STA이 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하기 위한 정보이고,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 사용자 우선 순위 또는 액세스 카테고리 정보를 포함하고,
    상기 사용자 우선 순위는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA을 지시하기 위한 정보이고,
    상기 액세스 카테고리는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA의 트래픽 데이터의 종류를 지시하기 위한 정보이고,
    상기 초기 액세스 결정 정보는 상기 STA에 대응되는 상기 사용자 우선 순위 또는 상기 액세스 카테고리 정보인 초기 액세스 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 복수의 비트를 포함하는 비트시퀀스인 초기 액세스 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 초기 액세스 수행 여부를 결정하는 단계는,
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 1인 경우, 상기 초기 액세스를 수행하는 단계를 포함하는 초기 액세스 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 초기 액세스 수행 여부를 결정하는 단계는,
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 ‘0’인 경우,
    초기 액세스 금지 구간을 획득하는 단계; 및
    상기 액세스 금지 구간을 제외한 구간에서 상기 STA이 상기 초기 액세스를 수행하는 단계를 포함하는 초기 액세스 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 초기 액세스 금지 구간은,
    상기 STA에서 상기 AP로 전송한 정보 또는 상기 AP에서 측정한 정보를 기반으로 결정되고,
    상기 STA에서 상기 AP로 전송한 정보는 백오프 재시도 카운트(Backoff retry count) 정보, 패킷 재전송 카운트(Packet retransmission count) 정보 및 가장 최근 백오프 인터벌(Backoff interval) 정보 중 적어도 하나이고,
    상기 AP에서 측정한 정보는 BSS(basic service set) 평균 액세스 딜레이(BSS average access delay) 정보 및 상기 액세스 카테고리 별 액세스 딜레이 정보 중 적어도 하나인 초기 액세스 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 초기 액세스 수행 여부를 결정하는 단계는,
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 ‘0’인 경우, 상기 AP가 아닌 다른 AP로 초기 액세스를 수행하는 단계를 포함하는 초기 액세스 방법.
  7. 무선랜 시스템의 STA(station)에 있어서, 상기 STA은 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 STA이 AP(access point)로부터 초기 액세스 설정 정보를 수신하고, 상기 STA이 상기 초기 액세스 설정 정보와 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보를 기반으로 상기 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하도록 구현되되,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 상기 STA이 초기 액세스를 수행할지 여부를 결정하기 위한 정보이고,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 사용자 우선 순위 또는 액세스 카테고리 정보를 포함하고,
    상기 사용자 우선 순위는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA을 지시하기 위한 정보이고,
    상기 액세스 카테고리는 상기 AP가 상기 초기 액세스를 허용하는 STA의 트래픽 데이터의 종류를 지시하기 위한 정보이고,
    상기 초기 액세스 결정 정보는 상기 STA에 대응되는 상기 사용자 우선 순위 또는 상기 액세스 카테고리 정보인 STA.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 초기 액세스 설정 정보는 복수의 비트를 포함하는 비트시퀀스인 STA.
  9. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 1인 경우, 상기 초기 액세스를 수행하도록 구현되는 STA.
  10. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 ‘0’인 경우, 초기 액세스 금지 구간을 획득하고,
    상기 액세스 금지 구간을 제외한 구간에서 상기 STA이 상기 초기 액세스를 수행하도록 구현되는 STA.
  11. 제10항에 있어서, 상기 초기 액세스 금지 구간은,
    상기 STA에서 상기 AP로 전송한 정보 또는 상기 AP에서 측정한 정보를 기반으로 결정되고,
    상기 STA에서 상기 AP로 전송한 정보는 백오프 재시도 카운트(Backoff retry count) 정보, 패킷 재전송 카운트(Packet retransmission count) 정보 및 가장 최근 백오프 인터벌(Backoff interval) 정보 중 적어도 하나이고,
    상기 AP에서 측정한 정보는 BSS(basic service set) 평균 액세스 딜레이(BSS average access delay) 정보 및 상기 액세스 카테고리 별 액세스 딜레이 정보 중 적어도 하나인 STA.

  12. 제7항에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 초기 액세스 설정 정보에 포함된 비트시퀀스 중 상기 STA의 초기 액세스 결정 정보에 대응되는 비트가 ‘0’인 경우, 상기 AP가 아닌 다른 AP로 초기 액세스를 수행하도록 구현되는 STA.
PCT/KR2013/005372 2012-06-18 2013-06-18 무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치 WO2013191447A1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020147033335A KR20150020284A (ko) 2012-06-18 2013-06-18 무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치
US14/406,406 US9544916B2 (en) 2012-06-18 2013-06-18 Method and apparatus for initial access over wireless LAN

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261660823P 2012-06-18 2012-06-18
US61/660,823 2012-06-18
US201261662879P 2012-06-21 2012-06-21
US61/662,879 2012-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013191447A1 true WO2013191447A1 (ko) 2013-12-27

Family

ID=49768991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2013/005372 WO2013191447A1 (ko) 2012-06-18 2013-06-18 무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9544916B2 (ko)
KR (1) KR20150020284A (ko)
WO (1) WO2013191447A1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016028080A1 (ko) * 2014-08-19 2016-02-25 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 시간축 상의 시프팅을 통해 비대칭 시퀀스 셋을 구성함으로써 파일럿 시퀀스를 생성하고 전송하는 방법
WO2016028085A1 (ko) * 2014-08-20 2016-02-25 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 시간축 상의 시프팅을 통해 비대칭 시퀀스 셋을 구성함으로써 파일럿 시퀀스를 생성하고 전송하는 방법
WO2016076606A1 (ko) * 2014-11-10 2016-05-19 엘지전자 주식회사 Acdc에 의한 네트워크 액세스 차단 방법 및 사용자 장치
WO2016009278A3 (en) * 2014-06-27 2016-05-19 Techflux, Ltd. Method and device for transmitting data
WO2018128532A1 (ko) * 2017-01-09 2018-07-12 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
US11109408B2 (en) 2019-08-16 2021-08-31 Techflux, Inc. Method and device for uplink transmission

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102055865B1 (ko) * 2012-06-28 2019-12-13 주식회사 케이티 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법
US9622255B2 (en) * 2012-06-29 2017-04-11 Cable Television Laboratories, Inc. Network traffic prioritization
KR20150054624A (ko) * 2013-11-11 2015-05-20 인텔렉추얼디스커버리 주식회사 액세스 포인트, 스테이션 및 액세스 포인트와 스테이션 간의 접속 설정 방법
JP6536577B2 (ja) * 2014-07-11 2019-07-03 ソニー株式会社 情報処理装置
US10075950B2 (en) 2014-12-12 2018-09-11 Qualcomm Incorporated Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path
US10820314B2 (en) 2014-12-12 2020-10-27 Qualcomm Incorporated Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path
US9949236B2 (en) 2014-12-12 2018-04-17 Qualcomm Incorporated Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path
US10827484B2 (en) * 2014-12-12 2020-11-03 Qualcomm Incorporated Traffic advertisement in neighbor aware network (NAN) data path
CN106922034B (zh) 2015-12-25 2020-03-20 华为技术有限公司 一种接入方法及装置
WO2018204609A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Intel IP Corporation Access control mechanism
CN111147165B (zh) * 2020-01-20 2022-07-15 展讯通信（上海）有限公司 无线信道启动方法及装置、存储介质、终端
JP2022073248A (ja) * 2020-10-30 2022-05-17 キヤノン株式会社 通信装置、制御方法、およびプログラム
US11812364B2 (en) * 2021-04-14 2023-11-07 T-Mobile Innovations Llc Method and system for determining coverage access

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060046019A (ko) * 2004-05-17 2006-05-17 삼성전자주식회사 Ｉｅｅｅ ８０２.１１ 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법
KR20090008387A (ko) * 2006-04-20 2009-01-21 퀄컴 인코포레이티드 다중의 네트워크들 간의 무선 핸드오프
KR20090045377A (ko) * 2006-08-25 2009-05-07 콸콤 인코포레이티드 통신 시스템에서 액세스 포인트 선택
KR20100130535A (ko) * 2009-06-03 2010-12-13 엘지전자 주식회사 Ａｐ 선택 정보 제공 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100570830B1 (ko) * 2003-07-29 2006-04-12 삼성전자주식회사 씨에스엠에이/씨에이에 기반한 무선 랜에서의 매체 접근제어 방법 및 그 장치
US7616616B2 (en) * 2006-03-31 2009-11-10 Spectralink Corp. Apparatus and method for enhanced quality of service in a wireless communications network

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060046019A (ko) * 2004-05-17 2006-05-17 삼성전자주식회사 Ｉｅｅｅ ８０２.１１ 망에 최적화된 고속 핸드오버 방법
KR20090008387A (ko) * 2006-04-20 2009-01-21 퀄컴 인코포레이티드 다중의 네트워크들 간의 무선 핸드오프
KR20090045377A (ko) * 2006-08-25 2009-05-07 콸콤 인코포레이티드 통신 시스템에서 액세스 포인트 선택
KR20100130535A (ko) * 2009-06-03 2010-12-13 엘지전자 주식회사 Ａｐ 선택 정보 제공 방법

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016009278A3 (en) * 2014-06-27 2016-05-19 Techflux, Ltd. Method and device for transmitting data
US9730247B2 (en) 2014-06-27 2017-08-08 Techflux, Ltd. Method and device for uplink transmission
US10412763B2 (en) 2014-06-27 2019-09-10 Techflux, Ltd. Method and device for uplink transmission in wireless local area network using OFDMA scheme
WO2016028080A1 (ko) * 2014-08-19 2016-02-25 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 시간축 상의 시프팅을 통해 비대칭 시퀀스 셋을 구성함으로써 파일럿 시퀀스를 생성하고 전송하는 방법
US10193673B2 (en) 2014-08-20 2019-01-29 Lg Electronics Inc. Method for generating and transmitting pilot sequence by forming asymmetric sequence set by means of shifting on time axis in wireless communication system
WO2016028085A1 (ko) * 2014-08-20 2016-02-25 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 시간축 상의 시프팅을 통해 비대칭 시퀀스 셋을 구성함으로써 파일럿 시퀀스를 생성하고 전송하는 방법
US10517036B2 (en) 2014-11-10 2019-12-24 Lg Electronics Inc. Method and user equipment for blocking network access by ACDC
US9860824B2 (en) 2014-11-10 2018-01-02 Lg Electronics Inc. Method and user equipment for blocking network access by ACDC
WO2016076606A1 (ko) * 2014-11-10 2016-05-19 엘지전자 주식회사 Acdc에 의한 네트워크 액세스 차단 방법 및 사용자 장치
KR20200126023A (ko) * 2017-01-09 2020-11-05 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
KR20190099444A (ko) * 2017-01-09 2019-08-27 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
US10660139B2 (en) 2017-01-09 2020-05-19 Wilus Institute Of Standards And Technology Inc. Wireless communication method using TXOP and wireless communication terminal using same
KR102173425B1 (ko) 2017-01-09 2020-11-03 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
WO2018128532A1 (ko) * 2017-01-09 2018-07-12 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
KR20200128440A (ko) * 2017-01-09 2020-11-12 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
KR102239504B1 (ko) 2017-01-09 2021-04-14 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
KR102239509B1 (ko) 2017-01-09 2021-04-14 주식회사 윌러스표준기술연구소 Txop를 사용하는 무선 통신 방법 및 이를 사용하는 무선 통신 단말
US11330640B2 (en) 2017-01-09 2022-05-10 Wilus Institute Of Standards And Technology Inc. Wireless communication method using TXOP and wireless communication terminal using same
US11343859B2 (en) 2017-01-09 2022-05-24 Wilus Institute Of Standards And Technology Inc. Wireless communication method using TXOP and wireless communication terminal using same
US11737152B2 (en) 2017-01-09 2023-08-22 Wilus Institute Of Standards And Technology Inc. Wireless communication method using TXOP and wireless communication terminal using same
US11109408B2 (en) 2019-08-16 2021-08-31 Techflux, Inc. Method and device for uplink transmission

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150020284A (ko) 2015-02-25
US20150189673A1 (en) 2015-07-02
US9544916B2 (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013191447A1 (ko) 무선랜에서 초기 액세스 방법 및 장치
KR101585823B1 (ko) 무선랜에서 초기 액세스 분산 방법 및 장치
US9807792B2 (en) Method and apparatus for accessing channel
US10582566B2 (en) Method and apparatus for triggering uplink data in wireless LAN
KR101612680B1 (ko) 무선랜에서 채널 액세스 방법 및 장치
US9538555B2 (en) Method and apparatus for accessing channel in wireless LAN
US9380602B2 (en) Method and station for accessing channel in wireless LAN
WO2013165200A1 (ko) 액티브 스캐닝 방법 및 장치
KR101767120B1 (ko) 채널 액세스 방법 및 장치
US9544836B2 (en) Scanning method and apparatus
WO2014042434A1 (ko) 무선랜에서 스캐닝 방법 및 장치
WO2014092468A1 (ko) 백홀(backhaul) 링크 정보 전송 방법 및 장치
KR20150044882A (ko) 무선랜에서 스캐닝 방법 및 장치
US9451537B2 (en) Scanning method and scanning apparatus in wireless LAN
WO2014109591A1 (ko) 액티브 스캐닝을 수행하는 방법 및 장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13807533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147033335

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14406406

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13807533

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1