WO2013191470A1 - 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말 - Google Patents

무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말 Download PDF

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WO2013191470A1
WO2013191470A1 PCT/KR2013/005414 KR2013005414W WO2013191470A1 WO 2013191470 A1 WO2013191470 A1 WO 2013191470A1 KR 2013005414 W KR2013005414 W KR 2013005414W WO 2013191470 A1 WO2013191470 A1 WO 2013191470A1
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slot
raw
channel access
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allocated
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PCT/KR2013/005414
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권형진
이재승
정민호
유희정
이석규
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한국전자통신연구원
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    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/23—Control channels or signalling for resource management in the downlink direction of a wireless link, i.e. towards a terminal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/04—Wireless resource allocation
    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0446—Resources in time domain, e.g. slots or frames
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • 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]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • Examples described below relate to an apparatus and method for controlling slot-based channel access by an access point managing a network in a wireless local area network (WLAN) environment, and a terminal operating accordingly.
  • WLAN wireless local area network
  • the collision probability between the STAs is increased. If the STA performing channel access does not listen to the beacon and performs channel access, or if the STA of the Overlapping Basic Service Set (OBSS) or neighboring Basic Service Set (BSS) performs channel access, the slot is opened through the beacon. Can compete with the assigned STA.
  • OBSS Overlapping Basic Service Set
  • BSS neighboring Basic Service Set
  • the STA performs channel access even in the allocated slot by the DCF (Distributed Coordination Function) method.
  • DCF Distributed Coordination Function
  • a delay may occur when an STA corresponding to a bit set to 1 in a traffic indication map (TIM) accesses a channel to receive buffered data.
  • TIM traffic indication map
  • UL uplink
  • the STA may transmit all the data without using one slot.
  • the STA may transmit all the data without using one slot.
  • the resources of the network can be efficiently used.
  • An object of the present invention is to provide a method in which an access point (AP) allocates a slot to a terminal (STA) in a WLAN.
  • AP access point
  • STA terminal
  • AP access point
  • a method of releasing a slot so as to use an unused slot or a remaining portion of the slot to another STA is provided.
  • the slot-based channel access control apparatus of the WLAN system is a control unit for determining one of each of the terminals or a group consisting of terminals as a target of slot allocation, and defined in a beacon period to distinguish channel access time. And an allocator configured to allocate a slot to each of the determined terminals or the group, and a transmitter configured to transmit a beacon including information about the allocated slot.
  • the information on the assigned slot may include allocation control information, an association ID (AID), a start slot ID, and allocation duration information.
  • the information on the allocated slot may include an association ID and a start slot ID when the slot is allocated to each of the terminals and resources are continuously allocated to each of the terminals.
  • the information on the allocated slot may include a starting slot ID in an order set to 1 bit in the team when resources are allocated only to terminals set to 1 bit in a TIM (Traffic Indication Map).
  • the terminals check the beacon to identify a team terminal (TIM STA) that confirms buffered downlink data or a non-team that does not confirm the buffered downlink data of the beacon or team broadcast frame. It may include a terminal (non-TIM STA).
  • TIM STA team terminal
  • non-TIM STA non-TIM STA
  • the team terminal may be a scheduled beacon checking STA that listens to the beacon and performs channel access in the assigned slot.
  • the non-team terminal (non-TIM STA) is assigned to the slot in response to the request of the terminal, the scheduled active polling STA (scheduled active polling STA) to perform channel access in the assigned slot, resource allocation It may be one of a terminal that performs power saving by configuring an unscheduled active polling STA that performs channel access without a channel access and a null data packet paging.
  • a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system supports a target wake time (TWT) function allocated as a wake-up time of the non-team terminal from the non-team terminal.
  • the receiving unit further includes a receiving unit for receiving the association request frame, wherein the allocating unit is a non-TIM STA group supporting the TWT function with an association ID of the TWT STA supporting the TWT function.
  • TWT target wake time
  • the slot-based channel access control apparatus of the WLAN system includes the entire TWT interval to be allocated when the target wake time (TWT, Target Wake Time) to be allocated by the allocator is included in the beacon interval.
  • the apparatus may further include a setting unit configured to set a section to a restricted access window (RAW), and the transmission unit may include the RAW related information in the beacon.
  • RAW restricted access window
  • the RAW related information is defined by a restricted access window parameter set information element (RPS IE), and the RPS IE may include RAW group information, RAW start time information, RAW duration information, and slot information. have.
  • RPS IE restricted access window parameter set information element
  • the RAW group information may include a page ID, a block offset, and a block range.
  • the team terminal (TIM STA) receiving the beacon including the RAW related information may not perform channel access in the RAW.
  • the RPS IE includes an indicator indicating that the RAW is allocated to the non-TIM STA, the RAW group information and the slot information may be omitted.
  • the allocation unit allocates a target wake time (TWT) identified by a flow identifier for each flow when each of the terminals has a plurality of flows having different traffic characteristics.
  • TWT target wake time
  • a plurality of association IDs may be allocated to each terminal.
  • the RPS IE includes an indicator indicating that the RAW is allocated to the non-TIM STA, and when the RAW group information is omitted, the team terminal (TIM STA) listening to the RPS IE includes the During the RAW duration from the RAW start time, the channel set in the CH indication field may not be accessed.
  • a target wake type terminal (TWT STA) listening to the RPS IE may perform channel access in the allocated TWT when the allocated TWT is included for the RAW duration from the RAW start time.
  • the slot-based channel access control apparatus of the WLAN system further includes a scheduling unit for scheduling a restricted access window (RAW) for the unscheduled active polling STA in advance;
  • RAW restricted access window
  • the RAW related information is defined by a restricted access window parameter set information element (RPS IE), and the RPS IE includes RAW group information, RAW start time information, RAW duration information, and the RAW is non- It may include an indicator indicating that it is assigned to a non-TIM STA and an indicator indicating that the RAW is assigned to the non-scheduled active polling terminal.
  • RPS IE restricted access window parameter set information element
  • the setting unit assigns an access priority for each network allocation vector (NAV) or RAW group so that the terminals or the group do not perform channel access at the overlapping time when the sections of the plurality of RAWs overlap each other. Can be set.
  • NAV network allocation vector
  • the allocator periodically allocates resources for a non-TIM STA set to a restricted access window (RAW) as periodic RAW (PRAW, Periodic RAW), each of the determined terminals or the Assigned to a group, the transmitter may transmit a beacon including information about the allocated PRAW.
  • RAW restricted access window
  • the information on the PRAW is defined by a restricted access window parameter set information element (RPS IE), and the RPS IE is an indicator indicating that the allocated RAW is the PRAW, the period in which the PRAW is repeated, the PRAW It may include start time information.
  • RPS IE restricted access window parameter set information element
  • the transmitter may transmit the RPS IE in a long beacon.
  • the PRAW start time information may include a relative PRAW start time calculated by offsetting the number of beacon intervals in which the first PRAW appears from the long beacon.
  • the PRAW start time information may include an absolute PRAW start time calculated by a Timing Synchronization Function (TSF).
  • TSF Timing Synchronization Function
  • the allocator allocates the slots from the relay terminal to the terminals or the groups associated with the relay terminal using periodic RAW (PRAW, Periodic RAW), and the transmitting unit allocates the information on the allocated PRAW. You can send a beacon to include.
  • PRAW periodic RAW
  • Periodic RAW Periodic RAW
  • the information on the allocated PRAW may include an indicator indicating that the PRAW is allocated to a single terminal, and may include an association ID of the single terminal.
  • the allocator may allocate resources to different relay terminals through time sharing by differently assigning start points of the first PRAWs allocated to the plurality of relay terminals.
  • a slot-based channel access control apparatus of a wireless LAN system includes a detector configured to detect a channel for a data sensing time set in the allocated slot and if the channel is not detected during the data sensing time.
  • the apparatus may further include a determiner configured to determine that the allocated slot is in an idle state.
  • the transmitter may transmit information indicating that the allocated slot is in an idle state to a terminal to which the slot is not allocated.
  • the transmitting unit includes information indicating that the allocated slot is in an idle state in a clear to send to self (CTS to Self) frame in the form of a null data packet (NDP). Can be transmitted to the terminal that is not.
  • CTS to Self clear to send to self
  • NDP null data packet
  • a slot-based channel access terminal of a wireless LAN system performs a channel access to a corresponding slot based on a receiver for receiving a beacon including information on an allocated slot from an access point and the information on the assigned slot. It includes a channel access unit to perform.
  • the receiving unit receives information regarding a restricted access window (RAW) including slots consecutively allocated from the access point, and the channel access unit includes RAW group information and RAW start included in the information about the RAW.
  • RAW restricted access window
  • Channel access may be performed to the corresponding slot based on time information, RAW duration information, and slot information.
  • the slot-based channel access terminal of the WLAN system further includes a controller configured to set a network allocation vector (NAV) of a transmission opportunity (TxOP, Transmission Oportunity) in the slot based on the data capacity. can do.
  • NAV network allocation vector
  • TxOP Transmission Oportunity
  • the present invention provides a method for assigning a slot to a STA by using an access point (AP) in a WLAN using a restricted access window (RAW) or a periodic RAW (PRAW, Periodic RAW). Delay in channel access of the received STA can be reduced. In addition, the power consumption of the STA can be reduced by reducing the delay.
  • RAW restricted access window
  • PRAW periodic RAW
  • the allocated slot is not used by the STA, or there is time left after use, by providing a method for releasing the unused slot or the remaining portion of the slot to other STA, by providing a method for network resources It can increase the efficient use of.
  • FIG. 1 illustrates a WLAN environment including an access point and a plurality of terminals to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • FIG. 2 illustrates a slot allocation frame used in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view illustrating a limited access window parameter set information element used in a slot-based channel access control apparatus of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a field used for indicating that a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention is a resource allocated for a non-team terminal (non-TIM STA).
  • FIG. 5 illustrates a RAW including a target wake time set in an STA in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a case where a section overlapping between a plurality of RAWs occurs in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates an example of allocating resources to terminals associated with a relay terminal in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a slot-based channel access control apparatus of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a block diagram of a slot-based channel access terminal of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 illustrates a WLAN environment including an access point and a plurality of terminals to which an embodiment of the present invention can be applied.
  • a power saving mode (PSM) method is defined to reduce power consumption of terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9.
  • the AP 110 periodically transmits a beacon, and whether the frames buffered through the TIM (Traffic Indication Map) field of the beacon are present in the terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9. To).
  • the terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9 are represented by the terminal STA and will be described below.
  • the STA in the sleep mode periodically wakes up to receive the TIM of the beacons transmitted by the AP 110. If the bit value of the corresponding STA is 0 in the TIM, the corresponding STA sleeps again. If 1, the STA must stay awake until the last frame scheduled for delivery in the current beacon period is delivered.
  • the STA may determine whether the frame is the last frame by checking the MORE DATA field of the frame header transmitted by the AP 110. That is, if the MORE DATA field is 0, the STA is the last frame, so if there is no frame to transmit, the STA may operate in the sleep mode after receiving the frame.
  • the power consumption of an STA in PSM mode is determined not only by the traffic to be delivered to itself but also by the amount of traffic of another STA. This is because data transmission between the AP 110 and the STA may cause an interruption in the middle due to an attempt to transmit data between the AP 110 and the other STA. If an interruption occurs, the time until the STA receives all the buffered frames becomes long, which increases the power consumption of the STA. In this situation, since the power consumption increases as the number of STAs increases, a solution STA is required for a sensor STA in which low power is important.
  • One solution is to reduce the number of STAs accessed simultaneously by varying the time of channel access for each STA.
  • the AP 110 may divide the interval between the beacons or the smaller window interval into a time unit called a slot, and allocate the slot to the STA. This method may be referred to as slot-based channel access in the present invention.
  • Slots allocated for each STA can be known through the position of each STA in the TIM bitmap.
  • the STA checks the TIM, calculates its location, and performs channel access from the start of the slot.
  • the channel access operation of the STA in each slot may operate in TDMA or CSMA / CA.
  • a slot resource is allocated only to a specific STA. Since a specific STA is used, channel access can be performed directly from the beginning of a slot without a clear channel assessment (CCA).
  • CCA clear channel assessment
  • an STA that is, a non-TIM STA
  • OBSS Overlapping Basic Service Set
  • BSS Basic Service Set
  • the slot duration of the slot may be constant within the entire STA or group. have.
  • the size of data buffered by the AP 110 to each STA is different and the channel is different, the amount of time required for data transmission to the STA is different for each STA. Therefore, the number of slots required for each STA may be different.
  • the AP 110 may allocate a slot to each terminal or a group consisting of terminals, and allocate a restricted access window (RAW) or a periodic limited access window (PRAW) including a slot.
  • RAW restricted access window
  • PRAW periodic limited access window
  • the AP 110 may transmit a TIM indicating the presence of data buffered to the terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9 in group units.
  • the AP 110 may buffer a frame for terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9 in the low power mode. .
  • the AP 110 may receive information on service characteristics or traffic characteristics of the terminals from the terminals STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, and STA9, respectively.
  • the information on the traffic characteristic may be TCLAS (Traffic Class) information used in IEEE 802.11e, and the information on the service characteristic may be access category (AC) information of EDCA (Enhanced Distributed Channel Access).
  • TCLAS Traffic Class
  • AC access category
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • service characteristics or traffic characteristics may be newly defined according to an application.
  • the AP 110 may group terminals having similar service characteristics or traffic characteristics.
  • the AP 110 may group the STA1 121, the STA2 122, and the STA3 123 having similar service characteristics or traffic characteristics into one group 120.
  • the AP 110 may group the STA4 131, the STA5 132, and the STA6 133 having similar service characteristics or traffic characteristics into one group 130.
  • the AP 110 may group the STA7 141, the STA8 142, and the STA9 143 having similar service characteristics or traffic characteristics into one group 140.
  • the AP 110 allows the groups 120, 130, and 140 to belong to the group 120 to perform channel access by waking at different times for each group.
  • information on a target wake time (TWT) having different values may be broadcast.
  • Terminals belonging to each group may acquire information on the TWT, wake up based on the information, and perform channel access.
  • TWT target wake time
  • the AP 110 may generate the subgroup 125 to satisfy the preset criterion.
  • the preset criterion may be determined according to the type, number, and state of channels supported by the AP 110.
  • the preset criteria may be variously defined according to more specific service characteristics or traffic characteristics.
  • the subgroup 125 may include the STA2 122 and the STA3 123. As another example, the subgroup 125 may include the STA1 121 and the STA2 122, or may include the STA1 121 and the STA3 123.
  • the AP 110 if the number of terminals included in the group 130 and the group 140 is larger than the preset criteria, the subgroup 135 to satisfy the preset criteria And a subgroup 145.
  • the subgroup 135 may include a STA5 132 and a STA6 133.
  • the subgroup 145 may include the STA8 142 and the STA9 143.
  • the setting of the TWT is the same and the offset value may be set differently. Accordingly, even in the same group, terminals belonging to different subgroups may wake up at different times to perform channel access. As a result, the probability of occurrence of collision due to channel access between the terminals is reduced, thereby reducing the energy consumed by the terminals.
  • FIG. 2 illustrates a slot allocation frame used in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention can provide a method for transmitting information about the number of slots and slots required for each STA to the STA.
  • the slot allocation frame 210 is used. Relevant information of consecutive slots allocated to the STA may be reflected in the frame.
  • the Element ID corresponds to an identifier for identifying the slot allocation frame 210, and the length field indicates the number of allocation fields 220.
  • the allocation field 220 may include an allocation control field 230, an association ID (AID) field, a start slot ID field, and an allocation duration field.
  • the allocation control field 230 may indicate an attribute of the allocation, and the allocation control field 230 may include a type and a traffic identifier (TID).
  • the type indicates whether the slot is allocated to a specific STA or group.
  • the group may correspond to a multi-user multiple input multiple output (MU-MIMO) group. For example, if 0 is set for a type and setting of 0 means that a slot is allocated to a specific STA, the AID of the corresponding STA is set in the AID field. If 1 is set in the type and setting of 1 means that the slot is allocated to the group, the group ID of the corresponding group STA is set in the AID field. For example, 6 bits may be allocated to the group ID.
  • TID represents an allocated traffic stream (TS) or traffic category (TC).
  • the AID field is an ID for identifying the assigned STA.
  • the AID field may indicate a group ID or a partial AID.
  • the starting slot ID (also known as starting slot offset or slot starting offset) is an ID indicating the slot from which allocation is started.
  • the allocation duration represents the size of the interval in which slots are allocated, and unit is a slot.
  • the second method is limited to the case where the slot resource is allocated to a specific STA, and assumes that the allocated resources are consecutively allocated instead of being separated from each resource, and use only the starting point of the slot starting for each resource. The duration can then be calculated to before the start slot ID of the next allocated resource.
  • the allocation field 220 may include only an association ID (AID) field and a start slot ID field.
  • the third method is a case in which resources are allocated only to a STA having a TIM set to 1 bit, and the allocation field 220 may omit the AID and include only the starting slot IDs allocated in the order set to 1 in the TIM bitmap.
  • the slot from the starting slot ID to the next starting slot ID may be calculated as a slot allocated to the corresponding STA.
  • the slot assignment field 210 including the allocated slot related information as described above may be transmitted by being added to the beacon as an IE or configured as a separate frame and transmitted to the STA or the group STA.
  • Slots may be allocated not only for downlink (DL) data but also for uplink (UL) uplink data transmission.
  • a slot may be allocated to an STA (eg, a non-TIM STA) not included in the TIM.
  • STAs The types of STAs are classified as follows.
  • the STA when the STA requests, it is a scheduled active polling STA that receives a time interval for channel access from the AP and performs channel access in the time interval. Since the scheduled active polling terminal sets a target wake time (TWT) with the AP in advance, it wakes up to the scheduled TWT and performs channel access, so it is also called a TWT STA.
  • TWT target wake time
  • NDP Null Data Packet
  • the first STA of the four classifications of STAs corresponds to a team terminal (TIM STA) that checks beacons and checks buffering of buffered DL data.
  • the second and third STAs do not check the beacons and perform active polling.
  • the fourth STA also receives beacons because it receives a paging frame optimized by the STA instead of checking beacons that are broadcast throughout the STA or TIM elements in the TIM broadcast frames. Do not listen Therefore, all of the remaining three categories of STAs may correspond to non-team terminals (non-TIM STAs).
  • the non-TIM STA wakes up without hearing the beacon and transmits UL data to the AP immediately after channel sensing, or checks DL data if there is no UL data. In order to transmit the PS-POLL frame or trigger frame to the AP.
  • the AP uses time information for sending data after the non-TIM STA wakes up, that is, a target wake time indicating when to wake up and an allocated time interval after waking up. After indicating an interval indicating to a specific non-TIM STA, it can be informed.
  • the AP informs other STAs that listen to the beacon of the time information allocated to the non-TIM STA, and restricts channel access of the other STA at the time allocated to the non-TIM STA, STAs accessing the AP at a similar time. Can reduce the competition, thereby reducing the power consumption of the non-TIM STA.
  • the STA that supports the target wake time (TWT) function may set a field value indicating the support of the TWT function when the association request is made to the AP and transmit it to the AP.
  • TWT target wake time
  • the AP may inform the TWT and allocate the AID of the STA to belong to a non-TIM STA supporting the TWT function.
  • the allocation of the TWT may be made through exchange of management action frames between the AP and the STA after association.
  • the AP may reassign the AID of the STA to be included in the non-TIM STA group if the AID of the STA to which the TWT is allocated does not belong to the non-TIM STA group supporting the TWT. .
  • the AP may set a time interval including the entire interval of the allocated TWT as a restricted access window (RAW) and include RAW-related information in the beacon to transmit to the STAs.
  • RAW restricted access window
  • the AP may transmit the TIM in a beacon including time information allocated to the non-TIM STA. If the time allocated to the non-TIM STAs is continuous, the AP may group the non-TIM STAs and transmit an UL TIM indicating that there is a time allocated for the UL to each non-TIM STA.
  • RAW may be used because a time allocated for each STA is different or several slots may be used.
  • the STA listening to the general TIM is different from the non-TIM STA, and thus does not approach the time interval allocated to the non-TIM STA.
  • slot allocation for the non-TIM STA is allocated in a fast time interval due to the low duty cycle of the STA, and slot allocation for the STA group listening to the TIM is made before the beacon transmission, so the time of the pre-allocated non-TIM STA You need to keep it as it is.
  • the AP may overlap the time allocation. At this time, the AP may inform whether or not and when the time is allocated when allocating time to the group overlapping the time allocated for the non-TIM STA.
  • the AP converts the time information allocated to the non-TIM STA into slot units, which are time units allocated to the group STA. Thereafter, the AP may inform the slot-based allocation method described above with respect to the allocated slot information.
  • the AID of the non-TIM STA is different from the AID of the group STA and may not be displayed on a TIM or a slot allocation map.
  • the AP may notify other STAs that listen to the TIM of slot information allocated to the non-TIM STA, thereby preventing other STAs from accessing it. You can reserve a specific AID to announce allocated slot information. Or, since the allocated slot is reserved as described above, the AP may collect slots that are not usable and inform information about slots that are not available through a separate indicator.
  • resources for a non-TIM STA configured through RAW are often allocated periodically to prevent channel access from another STA.
  • PRAW periodic RAW
  • PRAW may be defined for periodically allocated resources.
  • the RPS IE may include an indicator field indicating that the RAW is a PRAW and a field indicating a period in which one RAW is repeated.
  • the AP may include information about the PRAW only in a specific beacon (eg, a long beacon) to transmit an overhead of the RPS IE representing the repeated PRAW. In particular, it reduces the size of the short beacons.
  • the RPS IE may indicate when RAW starts through a RAW Start Time field.
  • the RAW start time may be calculated as a value of a time unit (TU) after the beacon transmission is finished.
  • the start time of the PRAW may be calculated from the long beacons directly in TUs, but may also be calculated using offsets.
  • the offset may be determined by the number of beacon intervals in which the first PRAW appears from the long beacon including the RPS IE including the PRAW related information.
  • the RAW start time represents the time from the TBTT (Target Beacon Transmission Time) of the short beacon where the PRAW first appears. Therefore, the time point at which the first PRAW appears from the long beacon may be calculated as offset * Beacon Interval + RAW Start Time.
  • the offset * Beacon Interval + RAW start time + (i-1) * PRAW period (period) can be calculated.
  • the period may be in TU units.
  • the STA listening to the RPS IE including the PRAW related information may determine whether the PRAW is located within the beacon interval from the short beacon to be accessed.
  • the number of BIs to the short beacons that the STA needs to access is j,
  • the STA that listens to the RPS IE including the PRAW related information does not perform channel access for the i th PRAW interval for all i.
  • TBTT when the beacon is sent, can be delayed if the medium is preempted.
  • the possibility of delay of TBTT may be greater.
  • the RAW start time calculated from the end of the beacon will also change.
  • the TWT allocated for the non-TIM STA is a predetermined time and the non-TIM STA does not listen to the beacon, it does not know about the delay of the TBTT. Therefore, it is necessary to express RAW start time in absolute time, not relative time. For example, the time point at which the first PRAW appears from the long beacon does not indicate a relative value from the TBTT, and may use a Timing Synchronization Function (TSF) as an absolute time.
  • TSF Timing Synchronization Function
  • the RAW start time should be corrected by the difference between the expected TBTT value and the actual point in time when the short beacon was received.
  • the STA may not use the allocated slot or there may be a remaining slot used for transmitting data traffic of the STA among the allocated slots. Accordingly, the AP may allow another STA to use the remaining slots for efficient use of resources in the network.
  • the STA In order to reuse the assigned slot, the STA must perform channel access from the start of the assigned slot. A parameter of data sensing time may be added. The AP may sense the channel to determine whether the STA transmits data in the assigned slot during the data sensing time. If the channel is not detected during this period, it may be determined that the slot allocated to the STA is in an idle state.
  • the AP may sense whether or not the collision is occurring, so that the channel may be in a busy state.
  • NDP Null Data Packet
  • CTS Clear To Send
  • a CTS ID field may be set in the signal (SIG) field.
  • the CTS ID may be set to a MAC address or a BSSID for identifying the AP.
  • the CTS ID may be configured as a partial address due to the bit number limitation of the SIG field.
  • a duplication mode may be utilized in which the entire band is divided into unit bands and the same frame is transmitted for each unit band. For example, in the case of duplication of 1 MHz unit, the AP transmits an NDP CTS-to-Self frame of 1 MHz unit within the released channel bandwidth.
  • the channel access operation of the STA in the slot is as follows.
  • the STA may perform channel access in the assigned slot according to a predetermined channel access scheme (eg, TDMA or CSMA / CA).
  • a predetermined channel access scheme eg, TDMA or CSMA / CA.
  • the STA performs channel access from the start of the slot, and the STA that is not allocated but wants to use the channel may wait for the NDP CTS-to-Self frame to be transmitted from the AP. If the channel is busy without receiving the NDP CTS-to-Self frame, the allocated STA is considered to be used. However, since the channel is released when the NDP CTS-to-Self frame is received, the STA attempts to transmit the frame to the AP by accessing the channel through CSMA / CA.
  • the STA may transmit data after exchanging the RTS-CTS frame in order to reduce a collision due to a hidden node. Thereafter, the STA may transmit a PS-Poll frame or a trigger frame, for example, to retrieve DL data. In addition, in order to transmit UL data, the STA may acquire a transmission Oportunity (TxOP) and transmit data within the TxOP.
  • TxOP transmission Oportunity
  • the STA may set the TxOP beyond the current slot. However, if the next slot is allocated to another STA, the STA can set the TxOP only up to the current slot period.
  • the NDP CTS-to-Self frame is only an example and is not limited to this frame. It may be newly defined. In this case, the indication of the new NDP frame may be set to a reserved bit of the SIG field.
  • An example of an implicit method is to use the More DATA field in the frame header. If the DL is in use and the STA sends the ACK frame with the More DATA field set to 0, the AP considers that there is no data to send.
  • Another example of implicit is to configure NAV (Network Allocation Vector) of TxOP in consideration of data transmission end if the UL is in use and the STA can set TxOP. If the STA does not set the TxOP to the slot end even though the slot interval remains, the AP may determine a rule to consider that the STA has to return the allocated slot because there is no data to transmit.
  • NAV Network Allocation Vector
  • An example of an explicit method is to define a Contention Free (CF) -End frame or a new frame to complete the TxOP truncation in the EDCA (Enhanced Distributed Channel Access) in STA, or to explicitly send the AP to the AP. To inform.
  • CF Contention Free
  • the AP may inform that another slot has been released by transmitting an NDP CTS-to-Self frame.
  • FIG. 3 is a view illustrating a limited access window parameter set information element used in a slot-based channel access control apparatus of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • RAW frame 310 may include an RPS IE 320.
  • the Element ID corresponds to an identifier for identifying the RAW frame 310, and the length field indicates the number of RPS IEs 320.
  • RAW related information is defined in the RPS IE 320.
  • the RPS IE 320 may be included in the beacon and include a plurality of RAW information.
  • the RPS IE 320 may include a RAW Group field, a RAW Start Time field, a RAW Duration field, an Option field, and a Slot Definition field. The contents of each field are as follows.
  • the STA that listens to the beacon including the RPS IE 320 can identify the RAW to which the STA belongs.
  • the STA may perform channel access in the RAW based on the start and duration of the RAW and the slot information.
  • channel access is basically limited.
  • the STA to which the TWT has been assigned does not refer to the RPS IE 320 because it operates without confirmation of the beacon when the time at which the STA wakes up is determined by the allocated TWT.
  • the RPS IE 320 is for a STA belonging to another group that listens to a beacon.
  • the RPS IE 320 prevents a STA belonging to another group from accessing the TWT assigned RAW by the RPS IE 320, thereby competing with another STA in the TWT. It serves to reduce.
  • the page ID and block offset of the RPS IE 320 indicate the AID of the first STA of the group allowed to use RAW, and the block range indicates the range of STAs included in the group after the first STA.
  • any STA that listens to the beacon including the RPS IE 320 may know whether access is possible in the corresponding RAW. However, in the case of RAW generated by collecting TWTs allocated to non-TIM STAs, each non-TIM STA knows the time allocated to itself through individual TWT settings with the AP and does not listen to beacons. Accordingly, the beacon including the RPS IE 320 is for preventing channel access of another TIM STA that receives the RB.
  • An additional bit may be included in the RPS IE 320 and the setting of this bit may be used as an indication that this RAW has been allocated to a non-TIM STA.
  • the slot definition portion of the RPS IE 320 may also be omitted. This has the advantage of reducing the bits of the RPS IE 320.
  • the RAW Group field may distinguish between STAs allocated to TWT and other STAs when the AID of each STA that has been allocated each TWT among consecutive TWTs is collected into one group.
  • the AID grouping of STAs assigned TWT is not easy and may be a burden on the AP.
  • one STA may set a separate TWT from the AP for each flow, and the period of each TWT may be different. Different TWTs of these STAs may be distinguished through flow identifiers when configuring TWTs.
  • the AID of the STA must be continuously changed, and since the STA is in a sleep state except for a predetermined time interval from the TWT, the AID reassignment information cannot be informed. In addition, even if the reassignment information can be informed, the STA must be informed of the newly changed AID every TWT.
  • AIDs may be allocated to the STA.
  • a method of writing one AID, subtracting the RAW Group field to protect the allocated TWT, and protecting the RAW through a 1 bit indication may be used.
  • a flow period when a flow period is shorter than a beacon period, and traffic must be checked every time, only a flow of a period shorter than a beacon period may be set as a TWT and operate as a TWT STA.
  • STAs assigned TWTs can include both TIM STAs and non-TIM STAs.Usually, two groups are allocated one page in the AID field. Cannot be displayed.
  • RAW must be divided into two groups or AID of one group must be reallocated. Multiple AIDs may be assigned. However, since there is no problem to operate with a fixed AID between the AP and the STA, it indicates that the RAW group is notified or changed by adding the AID, and indicates that the RAW is allocated to TWT STAs or non-TIM STAs as an additional bit. It is enough to inform.
  • a RAW group field may inform STAs that RAW is allowed without distinguishing between TIM STAs and non-TIM STAs.
  • FIG. 4 illustrates a field used for indicating that a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention is a resource allocated for a non-team terminal (non-TIM STA).
  • the RPS IE 410 and the RPS IE 410 included in the RAW frame 420 of FIG. 4 use an example of using a non-TIM RAW indication for resource protection for a TWT STA or a non-TIM STA. Indicates.
  • the indication bit is set to 1, unnecessary information in RAW can be deleted.
  • the RAW Slot definition field and the Option field may be deleted.
  • RAW Group fields can also be deleted.
  • the erasable field may change depending on the meaning of the added bit. If the bit is set to 0 it is a normal RAW so other fields can still be used.
  • the additional bit is set to 0, the operation of the STA listening to the beacon is the same as the conventional method. However, if the bit is set to 1, the operation must be newly defined, and the operation may vary depending on the classification of the STA.
  • the RAW Group field is also deleted.
  • STAs that are not TWT STAs or non-TIM STAs do not access the channel configured in the CH indication from the RAW Start Time to the RAW Duration if the additional bit is set to 1.
  • the TWT STA checks the RPS IE 410 and operates in the assigned TWT if the TWT assigned to it is within the RAW Duration from the RAW Start Time.
  • the non-TIM STA can access the channel in any case.
  • the second scenario is when the RAW Group is not deleted when the bit is set to 1.
  • the STA does not belong to the RAW group according to the RAW definition, the channel is not accessed during the time interval indicated by the RAW.
  • a method of extending the method of using an additional bit for an unscheduled active polling STA is described. Since the STA informs the AP that it is a non-TIM STA from the association stage and can be operated only by permission of the non-TIM support from the AP, the AP manages the non-TIM STAs separately by performing AID grouping.
  • the AP preschedules the RAW for the non-scheduled active polling terminal in advance, and informs the STA of the RAW when the non-scheduled active polling terminal wakes up and successfully accesses the channel (e.g., receives a PS-POLL frame). Can be done. Through this, since the timing of channel access is not predictable, collision due to access to a section previously scheduled to another STA may be reduced.
  • RAW for the non-scheduled active polling terminal has an effect of making channel access more fair by collecting STAs having the same service type or STAs operating in a similar access category and competing among them.
  • the method of protecting a resource for an unscheduled active polling terminal in RAW may extend the protection method for a TWT STA as it is. Since the non-scheduled active polling terminals are AID grouping, they can be accurately represented by the RAW Group field. Alternatively, an additional bit may limit access of the TIM STA that listens to the beacon. However, since the TWT STA that listens to the RPS IE is accessible through the additional bit, to distinguish channel access of the non-scheduled active polling terminal from the TWT STA, a bit for the non-scheduled active polling terminal needs to be additionally allocated.
  • an additional bit indicating the permission of the access of the non-scheduled active polling terminal may be set in the RPS IE. This bit allows the AP to grant channel access to the non-scheduled active polling terminal, and setting 1 to the bit does not cause any other field deletion or change.
  • this bit may be set to 0.
  • this bit is set to 1 and the AID range of the non-scheduled active polling terminal to allow access to the RAW Group field may be described.
  • this bit is set to 1 and this resource is a resource allocated to a STA of a different category than the non-scheduled active polling terminal, the resource may be a resource for a STA of a different classification but may be accessed by the non-scheduled active polling terminal. You will be informed.
  • FIG. 5 illustrates a RAW including a target wake time set in an STA in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • RAW since RAW is set to include a TWT interval, channel access may be performed during the RAW interval only in the STA in which the TWT is set.
  • FIG. 6 illustrates a case where a section overlapping between a plurality of RAWs occurs in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a case in which RAW1 for TWT and RAW2 of another group cannot be scheduled in different sections and overlapped.
  • RAW1 for TWT is restricted from other groups.
  • the section of the group belonging to RAW2 includes RAW1, the group belonging to RAW2 can also access RAW1.
  • a rule is set to restrict access by setting a NAV when it overlaps with the RAW of another group even in the RAW of the group to which the group belongs, the group STA belonging to RAW2 does not access RAW1.
  • an access priority may be set for each group corresponding to RAW, and when two RAWs overlap, a high priority group may be allowed to access.
  • RAW1 which is a non-TIM STA group in which TWT is set
  • RAW2 the group belonging to RAW2 is restricted from access in RAW1.
  • STAs to which TWTs belonging to RAW1 can be assigned do not listen to beacons, there is no restriction on access to the section corresponding to RAW2.
  • FIG. 7 illustrates an example of allocating resources to terminals associated with a relay terminal in a slot-based channel access control apparatus of a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • Periodic Restricted Access Window may be used not only for protection of resources allocated to non-TIM STAs but also for resources allocated to TIM STAs in the AID range periodically.
  • a Root AP may be present and a relay belonging to the network may be used to form a hierarchical network in which another network is used as an AP (R-AP).
  • the R-AP may allocate RAW for each RAW group of 720.
  • RAW may include 730 slots.
  • the corresponding group or STA may perform channel access in the slot period.
  • the Rt-AP may allocate a resource necessary for data exchange with STAs associated with the Rt-AP to the R-AP.
  • these resources may be allocated periodically instead of every beacon interval. In this case, PRAW can be used.
  • the R-AP informs each R-AP in RAW through a long beacon, which resource the R-AP can use for its network, in order to reduce the overhead to the PRAW.
  • a bit indicating a case of allocating a PRAW to a single STA may be defined.
  • this bit When this bit is set, three fields of page ID, block offset, and block range may be omitted, and only AID may be included in the RPS IE. If there is a way to distinguish R-AP, partial AID may be used.
  • the same method as the PRAW allocation for the non-TIM STA may be used.
  • the RAW Start Time of the PRAW becomes the start point of the beacon of each R-AP, and the RAW Duration value of the RPS IE is set to include the end of the RAW.
  • the starting point of the first PRAW may be determined using the relative time or the absolute time mentioned above.
  • resources may be allocated to the R-AP through time sharing.
  • RAW0 of a beacon (0) of Rt-AP is assigned to R-AP0, and a RAW that falls in the same position from the Rt-AP beacon and occupies the same section is selected after the beacon (1) of Rt-AP, for example.
  • Rt-AP assigns PRAW to R-AP 0 and R-AP 4, respectively.
  • two R-APs can divide resources in time and use them fairly. If the number of STAs associated with each R-AP is different or the traffic is different, resources may be allocated differently through RAW Duration adjustment of the RPS IE.
  • FIG. 8 is a block diagram of a slot-based channel access control apparatus of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • the slot-based channel access control apparatus 800 of the WLAN system includes an allocator 810, a controller 820, a transmitter 830, a setup unit 840, and a receiver ( 850, a scheduling unit 860, a determination unit 870, and a detection unit 880.
  • the allocator 810 may allocate a slot defined in the beacon period to each of the terminals or groups determined by the controller 820 in order to distinguish the channel access time.
  • the controller 820 may determine one of each of the terminals or a group composed of the terminals as a target of slot allocation.
  • the transmitter 830 may transmit a beacon including information on the assigned slot.
  • the information on the allocated slot may include allocation control information, an association ID (AID), a start slot ID, and allocation duration information.
  • the information about the allocated slot may include only an association ID and a starting slot ID when slots are allocated to each of the terminals and resources are continuously allocated to each of the terminals.
  • the information on the allocated slot may include only the starting slot ID in the order set to 1 bit in the team when resources are allocated only to the terminals set to 1 bit in the TIM (Traffic Indication Map).
  • the UEs check the beacons that are received and check the buffered downlink data (TIM STA) or non-team terminals that do not check the buffered downlink data of the beacon or TIM broadcast frame ( non-TIM STA).
  • TIM STA buffered downlink data
  • non-TIM STA non-team terminals that do not check the buffered downlink data of the beacon or TIM broadcast frame
  • the team terminal may be a scheduled beacon checking STA that listens for beacons and performs channel access in the assigned slots.
  • the non-TIM STA receives a slot in response to a request of the UE, and then performs a scheduled active polling STA that performs channel access in the assigned slot, and accesses the channel without resource allocation. It may be one of a terminal that performs power saving through an unscheduled active polling STA that performs the operation and a null data packet paging configuration.
  • the setting unit 840 includes a target wake time (TWT, Target Wake Time) to be allocated by the allocator 810 within the beacon section, and restricts a section including the entire TWT section to be allocated. Window), and the transmission unit 830 may transmit RAW information including the beacon.
  • TWT target wake time
  • the RAW related information is defined by a limited access window parameter set information element (RPS IE), and the RPS IE may include RAW group information, RAW start time information, RAW duration information, and slot information.
  • RPS IE limited access window parameter set information element
  • the RAW group information may include a page ID, a block offset, and a block range.
  • the team terminal (TIM STA) receiving the beacon including the RAW related information may not perform channel access in the RAW.
  • the RPS IE includes an indicator indicating that RAW is allocated to the non-TIM STA, the RAW group information and the slot information may be omitted.
  • the RPS IE includes an indicator indicating that RAW is assigned to a non-TIM STA, and if the RAW group information is omitted, the team terminal (TIM STA) listening to the RPS IE continues to RAW from the RAW start time. During the time, the channel set in the CH indication field is not accessed.
  • the target wake type terminal (TWT STA) listening to the RPS IE may perform channel access in the allocated TWT when the allocated TWT is included for the RAW duration from the RAW start time.
  • the setting unit 840 prioritizes access for each network allocation vector (NAV) or RAW group so that the UEs or groups do not perform channel access at overlapping times when a plurality of RAW sections overlap each other. You can set the rank.
  • NAV network allocation vector
  • the receiving unit 850 receives, from the non-team terminal, whether to support a target wake time (TWT) function allocated as a wake-up time of the non-team terminal through an association request frame, and allocates the allocation unit 810. Can assign an association ID of a TWT STA supporting a TWT function to a non-TIM STA group supporting a TWT function.
  • TWT target wake time
  • the allocation unit 810 allocates a target wake time (TWT) identified by a flow identifier for each flow, A plurality of association IDs may be allocated to each terminal.
  • TWT target wake time
  • the scheduling unit 860 may pre-schedule a restricted access window (RAW) for an unscheduled active polling STA.
  • RAW restricted access window
  • the transmitter 830 may transmit pre-scheduled RAW related information to the non-scheduled active polling terminal.
  • the RAW related information is defined by a restricted access window parameter set information element (RPS IE), and the RPS IE includes RAW group information, RAW start time information, RAW duration information, and the RAW is the non-team terminal. It may include an indicator indicating that the (non-TIM STA) has been assigned, and an indicator indicating that the RAW is assigned to the non-scheduled active polling terminal.
  • RPS IE restricted access window parameter set information element
  • the allocator 810 periodically allocates resources for a non-TIM STA that is set as a restricted access window (RAW) as periodic RAW (PRAW, Periodic RAW). Assigned to each of the determined terminals or the group, the transmitter 830 may transmit a beacon including information on the allocated PRAW.
  • RAW restricted access window
  • the information on the PRAW is defined by a restricted access window parameter set information element (RPS IE), which contains an indicator that the assigned RAW is a PRAW, the period in which the PRAW repeats, and the PRAW start time information. can do.
  • RPS IE restricted access window parameter set information element
  • the PRAW start time information may include a relative PRAW start time calculated by offsetting the number of beacon intervals in which the first PRAW appears from the long beacon.
  • the PRAW start time information may include an absolute PRAW start time calculated by a Timing Synchronization Function (TSF).
  • TSF Timing Synchronization Function
  • the transmitter 830 may transmit the RPS IE in a long beacon.
  • the allocator 810 allocates slots from the relay terminal to the terminals or groups associated with the relay terminal using periodic RAW (PRAW), and the transmitter 830 transmits information about the allocated PRAW. It can transmit a beacon including.
  • PRAW periodic RAW
  • the information on the allocated PRAW may include an indicator indicating that the PRAW is allocated to a single terminal, and may include an association ID of the single terminal.
  • the allocator 810 may allocate resources to different relay terminals through time sharing by differently assigning start points of the first PRAWs allocated to the plurality of relay terminals.
  • the detector 880 detects a channel for a data sensing time set in the assigned slot, and the determiner 870 idles the allocated slot if the channel is not detected during the data sensing time. You can determine that you are in a state.
  • the transmitter 830 may transmit information indicating that the allocated slot is in an idle state to a terminal to which the slot is not allocated.
  • the transmitter 830 includes information indicating that the allocated slot is in an idle state in a CTS to Self, Clear To Send to Self (CTS) frame in the form of a null data packet (NDP). It can transmit to an unassigned terminal.
  • CTS Clear To Send to Self
  • NDP null data packet
  • FIG. 9 is a block diagram of a slot-based channel access terminal of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • a slot-based channel access terminal 900 of a WLAN system may include a receiver 910, a controller 920, a channel access unit 930, and a transmitter 940. have.
  • the receiver 910 may receive a beacon including information about an allocated slot from the access point.
  • the controller 920 may set a network allocation vector (NAV) of a transmission opportunity (TxOP, Transmission Oportunity) in the slot based on the data capacity.
  • NAV network allocation vector
  • the channel access unit 930 may perform channel access to the corresponding slot based on the information about the assigned slot.
  • the receiving unit 910 may receive information regarding a restricted access window (RAW) including slots consecutively allocated from the access point.
  • RAW restricted access window
  • the channel access unit 930 may perform channel access in the corresponding slot based on the RAW group information, the RAW start time information, the RAW duration information, and the slot information included in the information about the RAW.
  • the information about the RAW includes the RPS IE is a RAW allocated to a non-team terminal (non-TIM STA)
  • other terminals other than the non-team terminal may refer to the allocated RAW section.
  • channel access may not be performed.
  • the transmitter 940 may transmit a PS-Poll frame.
  • the method according to the embodiment may be embodied in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the embodiments, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.
  • Examples of computer readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CD-ROMs, DVDs, and magnetic disks such as floppy disks.
  • Examples of program instructions include not only machine code generated by a compiler, but also high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

WLAN(Wireless Local Area Network) 환경에서 네트워크를 관리하는 액세스포인트가 슬롯 기반 채널 액세스를 제어하는 장치 및 방법, 그에 따라 동작하는 단말에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하고, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하며, 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송한다.

Description

무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말
아래에서 설명하는 예들은 WLAN(Wireless Local Area Network) 환경에서 네트워크를 관리하는 액세스포인트가 슬롯 기반 채널 액세스를 제어하는 장치 및 방법, 그에 따라 동작하는 단말에 관한 것이다.
WLAN에서 네트워크 내에 단말(STA)이 너무 많으면, STA간 충돌 확률이 높아진다. 비콘을 듣지 않고, 채널 액세스를 수행하는 STA이 채널 액세스를 수행하거나, OBSS(Overlapping Basic Service Set) 또는 이웃 BSS(Basic Service Set)의 STA이 채널 액세스를 수행한다면, 비콘을 통해 슬롯(slot)이 할당된 STA과 경쟁을 할 수 있다.
따라서, 할당된 슬롯에서도 STA은 DCF(Distributed Coordination Function) 방식으로 채널 액세스를 수행한다. 그런데 DCF에서 슬롯을 할당 받은 STA보다 다른 STA의 수가 상대적으로 많으면, 짧은 기간 동안 많은 STA이 채널 액세스를 수행하기 때문에, 채널 액세스 시, 딜레이가 길어진다.
예를 들어, TIM(Traffic Indication Map)에 1로 설정된 비트에 해당하는 STA이 버퍼링 된 데이터를 수신하기 위해, 채널 액세스하는 경우에 딜레이가 발생할 수 있다. 또한, UL(uplink)의 경우, 히든 노드가 존재하면, 충돌 확률이 높아지게 된다.
또한 전력 절약(power save)이 중요한 단말이나 센서는 충돌을 가능한 줄여 채널 감지 시간을 줄이는 것이 중요하다.
또한 슬롯의 크기는 비콘을 전송하기 전에 미리 결정되는데, 한 슬롯을 다 사용하지 않고, STA은 데이터를 모두 전송하는 경우가 발생할 수 있다. 이렇게 사용하고 남는 슬롯의 구간 또는 사용하지 않는 슬롯 구간을 다른 STA이 사용할 수 있게 되면, 네트워크의 자원이 효율적으로 사용될 수 있다.
본 발명은 WLAN에서 액세스포인트(AP)가 슬롯을 단말(STA)로 할당하는 방법을 제공하고자 한다. 또한 할당된 슬롯이 STA에 의해 사용되지 않거나, 사용 후 남는 시간이 있을 경우, 사용되지 않은 슬롯 또는 슬롯의 남은 부분을 다른 STA에게 사용할 수 있도록 슬롯을 릴리스(release) 하는 방법을 제공하고자 한다.
전력 절약이 필요한 STA 또는 긴급 데이터를 전송해야 하는 STA에게 높은 우선순위로 채널 액세스가 가능한 슬롯을 할당함으로써, 해당 STA의 충돌 확률을 줄여, 빠르게 데이터를 전송하는 방법을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 제어부, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 할당부 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 전송부를 포함한다.
상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 할당 제어 정보, 연관ID(AID), 시작 슬롯(start slot) ID 및 할당 지속시간(allocation duration) 정보를 포함할 수 있다.
상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 상기 단말들 각각으로 상기 슬롯이 할당되고, 상기 단말들 각각으로 자원들이 연속적으로 할당되는 경우에, 연관ID 및 시작 슬롯 ID를 포함할 수 있다.
상기 할당된 슬롯에 대한 정보는 팀(TIM, Traffic Indication Map)에서 1비트로 설정된 단말들에게만 자원이 할당되는 경우에, 상기 팀에서 1비트로 설정된 순서에 따른 시작 슬롯 ID를 포함할 수 있다.
상기 단말들은 상기 비콘을 체크하여, 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하는 팀 단말(TIM STA) 또는 상기 비콘이나 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)의 상기 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하지 않는 논-팀 단말(non-TIM STA)을 포함할 수 있다.
상기 팀 단말(TIM STA)은 상기 비콘을 듣고 상기 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)일 수 있다.
상기 논-팀 단말(non-TIM STA)은 상기 단말의 요청에 대한 응답으로 상기 슬롯을 할당 받은 후, 할당 받은 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA), 자원 할당 없이 채널 액세스를 수행하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA), 널 데이터 패킷 페이징(NDP Paging, Null Data Packet Paging) 설정을 통해 전력 절감을 수행하는 단말 중 하나일 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 논-팀 단말로부터, 상기 논-팀 단말의 웨이크 업 타임으로 할당된 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time) 기능의 지원 여부를 연관 요청 프레임을 통해 수신하는 수신부를 더 포함하고, 상기 할당부는 상기 TWT 기능을 지원하는 단말(TWT STA)의 연관ID를 상기 TWT 기능을 지원하는 논-팀 단말 그룹(non-TIM STA group)으로 할당할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 비콘 구간 내에, 상기 할당부에서 할당하려는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)이 포함되면, 상기 할당하려는 TWT 구간 전체를 포함하는 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정하는 설정부를 더 포함하고, 상기 전송부는 상기 비콘에 상기 RAW 관련정보를 포함하여 전송할 수 있다.
상기 RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
상기 RAW 그룹 정보는 페이지 ID(page ID), 블록 오프셋(Block Offset), 블록 범위(Block Range)를 포함할 수 있다.
상기 RAW 관련정보를 포함하는 비콘을 수신한 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW에서 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.
상기 RPS IE는 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하면, 상기 RAW 그룹 정보 및 상기 슬롯 정보의 생략이 가능할 수 있다.
상기 할당부는 상기 단말들 각각이 다른 트래픽 특성을 가지는 복수의 플로우(flow)를 가지는 경우, 상기 플로우 별로 플로우 식별자(flow identifier)로 식별되는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)을 할당하고, 상기 단말 각각에게 복수의 연관ID들을 할당할 수 있다.
상기 RPS IE에서 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 RAW 그룹 정보가 생략된 경우에, 상기 RPS IE를 듣는 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안, 채널 지시(CH indication) 필드에 설정된 채널을 액세스하지 않을 수 있다.
상기 RPS IE를 듣는 타겟 웨이크 타입 단말(TWT STA)은 할당된 TWT가 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안 포함되면, 상기 할당된 TWT에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위한 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)를 미리 스케줄링하는 스케줄링부를 더 포함하고, 상기 수신부에서 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로부터 PS-poll 프레임을 수신하면, 상기 전송부는 상기 미리 스케줄링 된 RAW 관련정보를 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로 전송할 수 있다.
상기 RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자 및 상기 RAW가 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
상기 설정부는 복수의 RAW들의 구간이 서로 중복되는 경우에 상기 중복되는 시간에 상기 단말들 또는 그룹이 채널 액세스를 수행하지 않도록, 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector) 또는 RAW 그룹 별 액세스 우선순위를 설정할 수 있다.
상기 할당부는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정된 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위한 자원을 주기적으로, 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)로써, 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하고, 상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.
상기 PRAW에 대한 정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, 상기 RPS IE는 할당된 RAW가 상기 PRAW 임을 나타내는 지시자, 상기 PRAW가 반복되는 주기, 상기 PRAW 시작 시간 정보를 포함할 수 있다.
상기 전송부는 상기 RPS IE를 롱 비콘(long beacon)에 포함하여 전송할 수 있다.
상기 PRAW 시작 시간 정보는 상기 롱 비콘으로부터 첫번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌의 수를 오프셋으로 하여 계산된 상대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.
상기 PRAW 시작 시간 정보는 TSF(Timing Synchronization Function)로 계산되는 절대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.
상기 할당부는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여, 릴레이(relay) 단말에서 상기 릴레이 단말과 연관된 상기 단말들 또는 상기 그룹으로 상기 슬롯을 할당하고, 상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.
상기 할당된 PRAW에 대한 정보는 싱글 단말에 상기 PRAW이 할당됨을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 싱글 단말의 연관ID를 포함할 수 있다.
상기 할당부는 복수의 릴레이 단말들에 할당되는 각 첫번째 PRAW의 시작시점을 서로 다르게 할당함으로써, 시간 공유(time sharing)를 통해 서로 다른 릴레이 단말에 자원을 할당할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치는 상기 할당된 슬롯에서 설정된 데이터 감지 시간(data sensing time) 동안 채널을 감지하는 감지부 및 상기 데이터 감지 시간 동안 상기 채널이 감지되지 않으면, 상기 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단하는 결정부를 더 포함할 수 있다.
상기 전송부는 상기 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 상기 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.
상기 전송부는 상기 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 널 데이터 패킷(NDP, Null Data Packe) 형태의 클리어 투 샌드 투 셀프(CTS to Self, Clear To Send to Self) 프레임에 포함하여 상기 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말은 액세스포인트로부터 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 수신하는 수신부 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보에 기초하여, 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행하는 채널 액세스부를 포함한다.
상기 수신부는 상기 액세스포인트로부터 연속으로 할당된 슬롯들을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)에 관한 정보를 수신하고, 상기 채널 액세스부는 상기 RAW에 관한 정보에 포함된 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보에 기초하여 상기 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행할 수 있다.
다른 일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말은 데이터 용량에 기초하여, 전송 기회(TxOP, Transmission Oportunity)의 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector)를 슬롯 안에서 설정하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 방법은 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 단계, 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 단계 및 상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명은 WLAN에서 액세스포인트(AP)가 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window) 또는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여 슬롯을 단말(STA)로 할당하는 방법을 제공함으로써, 슬롯을 할당 받은 STA의 채널 액세스 시 딜레이를 줄일 수 있다. 또한, 딜레이의 감소로 STA의 전력 소모가 감소할 수 있다.
또한 할당된 슬롯이 STA에 의해 사용되지 않거나, 사용 후 남는 시간이 있을 경우, 사용되지 않은 슬롯 또는 슬롯의 남은 부분을 다른 STA에게 사용할 수 있도록 슬롯을 릴리스(release) 하는 방법을 제공함으로써, 네트워크 자원의 효율적인 사용을 증가시킬 수 있다.
전력 절약이 필요한 STA 또는 긴급 데이터를 전송해야 하는 STA에게 높은 우선순위로 채널 액세스가 가능한 슬롯을 할당함으로써, 해당 STA의 충돌 확률을 줄여, 데이터의 전송 속도가 증가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예가 적용될 수 있는 액세스포인트와 복수의 단말들로 구성된 무선랜 환경을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 슬롯 할당 프레임을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 제한 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 엘리먼트(RAW Parameter Set Information Element)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위해 할당된 자원임을 나타내기 위해 사용하는 필드를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 STA에 설정된 타겟 웨이크 타임을 포함하는 RAW를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 복수의 RAW간에 중복되는 구간이 발생하는 경우를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 릴레이 단말과 연관된 단말들로 자원을 할당하는 예를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치의 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말의 블록도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용될 수 있는 액세스포인트와 복수의 단말들로 구성된 무선랜 환경을 나타낸다.
WLAN에서는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)의 전력 소모를 줄이기 위해, power saving mode (PSM) 방법을 정의하고 있다. AP(110)는 주기적으로 비콘을 전송하고, 비콘의 TIM(Traffic Indication Map) 필드를 통해 버퍼링 된 프레임의 존재 여부를 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)에게 전송한다. 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)을 단말(STA)로 대표하여, 이하에서 설명하기로 한다.
슬립(sleep) 모드에 있는 STA은 AP(110)에서 전송하는 비콘의 TIM을 수신하기 위해서 주기적으로 깨어난다. TIM에서 해당 STA의 비트 값이 0이면 해당 STA은 다시 슬립 한다. 만약 1이면, STA은 현재 비콘 구간에서 전달되기 위해 스케줄 된 마지막 프레임이 전달될 때까지 깨어있어야 한다. STA은 AP(110)가 전달하는 프레임 헤더의 MORE DATA 필드를 점검하여, 마지막 프레임인지 여부를 알 수 있다. 즉, MORE DATA 필드가 0이면 마지막 프레임이므로 STA은 전송할 프레임이 없다면, 이 프레임을 수신한 후에 슬립모드로 동작할 수 있다.
그러나 PSM 모드의 STA의 전력 소모는 자신에게 전달될 트래픽 뿐만 아니라, 다른 STA의 트래픽 양에 의해서 결정된다. 왜냐하면 AP(110)와 STA간의 데이터 전송이 AP(110)와 다른 STA간의 데이터 전송 시도에 의해 중간에 인터럽션(interruption)이 발생할 수 있기 때문이다. 인터럽션이 발생하면STA이 버퍼링 된 프레임을 모두 수신할 때까지의 시간이 길어져서, STA의 전력 소모가 커지게 된다. 이런 상황은 STA의 수가 많아질 수록 전력 소모가 증가되므로, 저전력을 동작하는 것이 중요한 센서 STA의 경우 그 해결책이 필요하다.
한 해결책은 STA별로 채널 액세스하는 시간을 다르게 하여 동시에 액세스하는 STA의 수를 줄이는 것이다. 이때 그 시간을 지정하기 위해 AP(110)는 비콘 사이의 구간 또는 그 보다 더 작은 window 구간을 슬롯(slot)이라는 시간 단위로 나누고, 슬롯을 STA에 할당할 수 있다. 이 방법을 본 발명에서는 슬롯 기반 채널 액세스라고 칭할 수 있다.
STA별로 할당된 슬롯은 TIM 비트맵에서 각 STA의 위치를 통해 알 수 있다. STA은 TIM을 확인하고, 자신의 위치를 계산하여 해당 슬롯의 시작 시점부터 채널 액세스를 수행한다. 각 슬롯에서의 STA의 채널 액세스 동작은 TDMA 또는 CSMA/CA로 동작할 수 있다.
TDMA의 경우는 특정 STA에게만 슬롯 자원이 할당된 경우로, 특정 STA이 사용하므로 슬롯의 시작부터 CCA(Clear Channel Assessment) 없이 바로 채널 액세스를 수행할 수 있다. CSMA/CA의 경우는 OBSS(Overlapping Basic Service Set) 나 BSS내에서 비콘을 듣지 않는 STA(즉, non-TIM STA)이 채널 액세스를 수행할 수 있으므로, 자신의 슬롯에서도 CCA 후, 아무도 사용하지 않는 것으로 확인되면, 액세스 하는 무선랜의 CSMA/CA를 사용한다.
TIM에 속한 STA 전체를 대상으로 슬롯이 할당되거나, STA들을 몇 개의 그룹으로 나누고, 각 그룹 별로 슬롯이 할당된다고 가정할 때, 슬롯의 지속시간(slot duration)은 전체 STA 또는 그룹 내에서는 일정할 수 있다. 그런데 AP(110)가 각 STA에게 버퍼링 하고 있는 데이터의 크기가 다르고, 채널도 다르므로 STA에게 데이터 전송을 위해 필요한 시간의 양이 STA별로 다르다. 따라서 STA 별로 필요한 슬롯의 개수가 다를 수 있다.
AP(110)는 단말 각각 또는 단말들로 구성된 그룹으로 슬롯을 할당하고, 슬롯을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window) 또는 주기적 제한 액세스 윈도우(PRAW, Periodic RAW)를 할당할 수 있다.
AP(110)는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)로 버퍼링된 데이터의 존부를 나타내는 TIM을 그룹 단위로 전송할 수 있다.
WLAN의 인프라스트럭처(infrastructure) 모드에서 AP(110)는 저전력 모드에서 슬립 상태에 있는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)을 위해 프레임을 버퍼링 할 수 있다.
AP(110)는 단말들(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5, STA6, STA7, STA8, STA9)로부터 각각 단말의 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 대한 정보를 수신할 수 있다.
트래픽 특성에 대한 정보는 IEEE 802.11e에서 사용하는 TCLAS(Traffic Class) 정보일 수 있으며, 서비스 특성에 대한 정보는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)의 access category (AC) 정보일 수 있다. 또는 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 대한 정보는 어플리케이션에 따라 새롭게 정의될 수 있다.
AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는 단말들을 그룹핑할 수 있다. AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA1(121), STA2(122), STA3(123)을 하나의 그룹(120)으로 그룹핑할 수 있다. 또한, AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA4(131), STA5(132), STA6(133)을 하나의 그룹(130)으로 그룹핑할 수 있다. 또한, AP(110)는 유사한 서비스 특성 또는 트래픽 특성을 가지는STA7(141), STA8(142), STA9(143)를 하나의 그룹(140)으로 그룹핑할 수 있다.
AP(110)는 그룹(120), 그룹(130), 그룹(140)에 속한 단말들이 각 그룹 별로 서로 다른 시간에 깨어서 채널 액세스를 수행할 수 있도록, 그룹(120), 그룹(130), 그룹(140)으로, 서로 다른 값을 가지는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)에 대한 정보를 브로드캐스팅 할 수 있다. 각 그룹에 속한 단말들은 TWT에 대한 정보를 획득한 후, 그에 기초하여 깨어서, 채널 액세스를 수행할 수 있다.
또한, AP(110)는 그룹(120)에 포함된 단말의 수가 기 설정된 기준보다 많으면, 기 설정된 기준을 만족하도록 서브 그룹(125)을 생성할 수 있다. 기 설정된 기준은 AP(110)에서 지원하는 채널의 종류, 개수 및 상태에 따라 결정될 수 있다. 또한, 기 설정된 기준은 보다 구체적인 서비스 특성 또는 트래픽 특성에 따라 다양하게 정의될 수 있다
예를 들어, 기 설정된 기준이 2개의 단말이면, 서브 그룹(125)에는 STA2(122) 및 STA3(123)이 포함될 수 있다. 다른 예로 서브 그룹(125)에 STA1(121) 및 STA2(122)가 포함되거나, STA1(121) 및 STA3(123)가 포함될 수 있다. 다른 그룹(130), 그룹(140)에 대해서도 마찬가지로 AP(110)는 그룹(130) 및 그룹(140)에 포함된 단말의 수가 기 설정된 기준보다 많으면, 기 설정된 기준을 만족하도록 서브 그룹(135) 및 서브 그룹(145)을 생성할 수 있다. 서브 그룹(135)에는 STA5(132) 및 STA6(133)이 포함될 수 있다. 서브 그룹(145)에는 STA8(142) 및 STA9(143)이 포함될 수 있다.
다른 예로 동일한 그룹(120)에서 서브 그룹(125)이 복수 개이면, 복수 개의 서브 그룹들에 대해, TWT의 설정은 동일하고, 오프셋 값이 서로 다르게 설정될 수 있다. 따라서, 동일한 그룹 안에서도 서로 다른 서브 그룹에 속한 단말들은 상이한 시간에 깨어서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 결과적으로, 단말들 간에 채널 액세스로 인한 충돌의 발생확률이 감소하게 되고, 그로 인하여 단말에서 소모하는 에너지가 감소하게 된다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 슬롯 할당 프레임을 나타낸다.
본 발명은 AP에서 STA 별로 필요한 슬롯의 개수 및 슬롯에 관한 정보를 STA에 전송하는 방법을 제공할 수 있다.
첫 번째 방법은, 슬롯 할당 프레임(210)을 이용하는 방식이다. STA에게 할당된 연속적인 슬롯의 관련정보가 프레임에 반영될 수 있다. Element ID는 슬롯 할당 프레임(210)을 식별하는 식별자에 해당하며, length 필드는 할당 필드(220)의 개수를 나타낸다.
할당 필드(220)는 할당 제어(allocation control) 필드(230), 연관 ID(AID) 필드, 시작 슬롯 ID(start slot ID) 필드, 할당 지속시간(allocation duration) 필드를 포함할 수 있다. 할당 제어 필드(230)는 할당의 특성을 나타내고, 할당 제어 필드(230)는 타입 및 트래픽ID(TID, Traffic Identifier)를 포함할 수 있다.
타입은 슬롯이 특정 STA에게 할당되는지, 또는 그룹으로 할당되는 지를 나타낸다. 예를 들어, 그룹에는 MU-MIMO(Multi-User Multiple Input Multiple Output) 그룹이 해당될 수 있다. 예를 들어, 타입(type)에 0이 설정되고, 0의 설정이 특정 STA에 슬롯이 할당된 경우를 의미하면, AID 필드에는 해당 STA의 AID가 설정된다. 타입(type)에 1이 설정되고, 1의 설정이 그룹에 슬롯이 할당된 경우를 의미하면, AID 필드에는 해당 그룹 STA의 그룹 ID가 설정된다. 예를 들어, 그룹 ID에는 6비트가 할당될 수 있다. TID는 할당된 TS(traffic stream) 또는 TC(traffic category)를 나타낸다.
AID 필드는 할당된 STA을 식별하는 ID이다. AID 필드는 그룹 ID 또는 부분 AID(partial AID)를 나타낼 수 있다.
시작 슬롯 ID(다른 이름으로, 시작 슬롯 오프셋 또는 슬롯 시작 오프셋)는 할당이 시작되는 슬롯을 나타내는 ID이다.
할당 지속시간은 슬롯들이 할당된 구간의 크기를 나타내며, unit은 슬롯이다.
두 번째 방법은, 슬롯 자원이 특정 STA에게 할당된 경우로 한정하고, 할당된 자원들은 각 자원 별로 떨어져 있지 않고 연속적으로 할당되었다고 가정하여, 각 자원 별로 시작하는 슬롯의 시점만을 이용한다. 그러면 지속시간은 다음 할당 자원의 시작 슬롯 ID전까지로 계산될 수 있다. 이 경우, 할당 필드(220)는 연관 ID(AID) 필드, 시작 슬롯 ID(start slot ID) 필드만 포함할 수 있다.
세 번째 방법은, TIM이 1비트로 설정된 STA에게만 자원을 할당하는 경우로서, 할당 필드(220)는 AID는 생략하고, TIM 비트맵에서 1로 설정된 순서대로 할당된 시작 슬롯 ID만 포함할 수 있다. 두 번째 방법과 같이 시작 슬롯ID부터 다음 시작 슬롯 ID의 전까지의 슬롯이 해당 STA에게 할당된 슬롯으로 계산될 수 있다. 위와 같은 할당된 슬롯 관련정보를 포함하는 슬롯 할당 필드(210)는 비콘에 IE로 추가되어 전송되거나, 별도의 프레임으로 구성되어 STA 또는 그룹 STA으로 전송될 수 있다.
슬롯은 다운링크(DL, Downlink) 데이터뿐만 아니라 업링크(UL, uplink) 데이터 전송을 위해서도 할당될 수 있다.
그런데 AP가 비콘을 듣지 않아, TIM에 포함되지 않는 STA (예를 들어, non-TIM STA)에게도 슬롯이 할당될 수 있다.
STA의 종류를 분류하면 다음과 같다.
첫째, 비콘을 듣고 AP에 의하여 자신 또는 자신이 속한 그룹에 허락된 시간 구간에서, 채널 액세스를 수행하는 스케줄 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)이 있다.
둘째, STA이 요청하면, AP로부터 채널 액세스를 위한 시간 구간을 할당 받아, 그 시간 구간에서 채널 액세스를 하는 스케줄 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA)이다. 스케줄 액티브 폴링 단말은 미리 AP와 target wake time (TWT)를 설정한 후, 스케줄 된TWT에 깨어나서, 채널 액세스를 수행하므로 TWT STA이라고도 부른다.
셋째, 자원 할당 없이 언제든지 UL데이터를 전송하기 위해 채널 액세스를 수행 하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)이 있다.
넷째, TWT 를 설정할 때, NDP(Null Data Packet) Paging을 함께 설정하고, 단말이 TWT에서 깨어나면, 버퍼링 된DL데이터가 있는지 유무와 동기화(synchronization)를 위한 효율적인 시그널링을 NDP type의 NDP Paging frame으로 하여 단말의 전력을 절약하는 NDP Paging 설정 STA이 있다.
이러한 STA의 네 가지 분류 중 첫 번째 STA은 비콘을 체크하여 버퍼링 된 DL 데이터의 버퍼링을 확인하는 팀 단말(TIM STA)에 해당한다. 두 번째 및 세 번째 STA은 비콘을 체크하지 않고, 액티브 폴링을 수행한다. 네 번째 STA도 STA 전체로 브로드캐스트 되는 비콘이나, 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)안의 TIM element로 버퍼링 된 데이터를 체크하는 대신, STA에게 최적화된 페이징 프레임(paging frame)을 받으므로 역시 비콘을 듣지 않는다. 따라서 이러한 나머지 세가지 분류의 STA들을 모두 논-팀 단말(non-TIM STA)에 해당할 수 있다.
TIM을 확인하기 위해 비콘을 듣는 동작이, STA의 파워를 소모시키기 때문에, non-TIM STA은 비콘을 듣지 않고 깨어나서 채널 센싱 후 바로 UL 데이터를 AP로 전송하거나, UL 데이터가 없으면 DL데이터를 확인하기 위해 PS-POLL프레임 또는 trigger 프레임을 AP로 전송한다.
다른 STA과 경쟁을 줄이면서, 파워 소모를 더욱 줄이기 위해, AP는 non-TIM STA이 깨어난 후, 데이터를 보내기 위한 시간 정보, 즉 깨어날 시점을 나타내는 target wake time과 깨어난 후 할당된 시간 구간을 나타내는 interval을 특정 non-TIM STA에게 할당한 후, 알려줄 수 있다.
또한, AP가 non-TIM STA에 할당된 시간 정보를 비콘을 듣는 다른 STA에게도 알려주어, non-TIM STA에 할당된 시간에 다른 STA의 채널 접근을 제한하면, 유사한 시간에 AP에 접근하는 STA들로 인한 경쟁을 줄일 수 있어서, non-TIM STA의 파워소모를 줄일 수 있다.
non-TIM STA 중에서 target wake time (TWT) 기능을 지원하는 STA은 AP로 연관요청(association request)때, TWT기능 지원을 나타내는 필드 값이 가능함으로 설정하여, AP로 전송할 수 있다.
AP는 해당 STA에게 TWT를 제공할 수 있으면 TWT를 알려주며, 해당 STA의 AID를 TWT 기능을 지원하는 non-TIM STA에 속하도록 할당할 수 있다. TWT의 할당은 연관(association)후, AP와 STA 간의 운영 액션 프레임(management action frame)의 교환을 통하여 이루어질 수 있다. AP는 TWT를 할당한 후, TWT가 할당된 STA의 AID가 TWT를 지원하는 non-TIM STA 그룹에 속하지 않을 경우, non-TIM STA 그룹에 포함되도록 STA의 AID를 재할당(reassignment)할 수 있다.
AP는 할당된 TWT 의 구간 전체를 포함하는 시간 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, restricted access window)로 설정하고, RAW 관련 정보를 비콘에 포함하여 STA들로 전송할 수 있다.
AP는 비콘에 non-TIM STA에게 할당된 시간 정보를 포함하여, TIM 형태로 전송할 수 있다. non-TIM STA들에게 할당된 시간이 연속적이라면, AP는 non-TIM STA들을 그룹핑(grouping)하고 각 non-TIM STA에게 UL 를 위해 할당된 시간이 있음을 나타내는UL TIM을 전송할 수 있다.
또한 UL의 경우는 각 STA별로 할당된 시간이 다르거나, 여러 개의 슬롯들을 사용할 수 있으므로 RAW가 이용될 수 있다. 이 경우, 일반적인 TIM을 듣는 STA은 non-TIM STA과 그룹이 다르므로 non-TIM STA에게 할당된 시간 구간에는 접근하지 않는다.
만약 여러 non-TIM STA에게 할당된 시간이 불연속적 이거나, non-TIM STA에게 할당된 시간이 적다면 그룹으로 슬롯을 할당하는 것이 효율적이지 않을 수 있다. 또한 non-TIM STA을 위한 슬롯 할당은 STA의 low duty cycle로 인해 빠른 시간 구간에 할당되고, TIM을 듣는 STA 그룹을 위한 슬롯 할당은, 비콘의 전송 전에 이루어 지므로 미리 할당된 non-TIM STA의 시간을 그대로 유지시킬 필요가 있다.
이때 AP는 시간 할당을 중복하여 사용할 수 있다. 이때 AP는 non-TIM STA을 위해 할당된 시간과 중복되는 그룹에게 시간을 할당할 때 중복 여부 및 중복되는 시간을 알려줄 수 있다.
AP는 non-TIM STA에게 할당된 시간 정보를 group STA에게 할당하는 시간 단위인 슬롯 단위로 환산한다. 그 후 AP는 할당된 슬롯에 대한 정보를 앞서 기술한 슬롯 기반 할당 방법으로 알려줄 수 있다. 이때 non-TIM STA의 AID는 group STA의 AID와 범위가 달라서, TIM이나 슬롯 할당 맵(slot allocation map)에 표시 못할 수 있다. 그런데 non-TIM STA은 TIM을 듣고 동작하지 않으므로, AP는 non-TIM STA에게 할당된 슬롯 정보를 TIM을 듣는 다른 STA에게 알림으로써, 다른 STA이 접근하지 않게 할 수 있다. 할당된 슬롯 정보를 알리기 위한 용도로 특정 AID를 reserve할 수 있다. 또는, 위와 같이 할당된 슬롯이 예약(reserve)된 것이므로, AP는 사용할 수 없는 슬롯들을 모아 별도의 지시자를 통해 사용할 수 없는 슬롯들에 대한 정보를 알려줄 수도 있다.
non-TIM STA이 AP로 채널 액세스를 수행하는 과정에서, 다른 STA으로 부터의 채널 액세스를 방지하기 위해, RAW를 통해 설정된 non-TIM STA을 위한 자원은 주기적으로 할당되는 경우가 많다. 주기적으로 할당되는 자원을 위해 PRAW(periodic RAW)가 정의될 수 있다.
RPS IE(RAW Parameter Set Information Element)는 RAW가 PRAW임을 나타내는 지시자(indication) 필드 및 하나의 RAW가 반복되는 주기(period)를 나타내는 필드를 포함할 수 있다. AP는 PRAW에 대한 정보를 특정 비콘(예를 들어, 롱 비콘)에만 포함하여 전송함으로써, 반복되는 PRAW를 나타내는 RPS IE의 오버헤드를 줄일 수 있다. 특히 쇼트 비콘의 크기를 줄이는 효과가 있다.
RPS IE는 RAW가 시작되는 시점을 RAW 시작 시간(RAW Start Time) 필드를 통해 나타낼 수 있다. RAW 시작 시간은 비콘 전송이 끝난 후부터 TU(Time Unit)의 값으로 계산될 수 있다.
PRAW의 시작 시간은 직접 TU 단위로 롱 비콘으로부터 계산될 수도 있지만, 오프셋을 이용하여 상대적으로 계산될 수도 있다. 오프셋은 PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE가 포함된 롱 비콘으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌(Beacon Interval)의 개수로 결정될 수 있다.
RAW 시작 시간은 첫 번째로 PRAW가 나타나는 쇼트 비콘(short beacon)의 TBTT(Target Beacon Transmission Time)부터 시간을 나타낸다. 따라서, 롱 비콘(long beacon)으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 시점은 오프셋(offset) * 비콘 인터벌(Beacon Interval) + RAW 시작 시간으로 계산 될 수 있다.
또한, 첫 번째 이후의 PRAW의 위치는 i 번째 PRAW를 나타내는 index를 i라고 하면, 오프셋(offset) * 비콘 인터벌(Beacon Interval) + RAW 시작 시간 + (i-1) * PRAW의 주기(period)로 계산 될 수 있다. 주기는 TU 단위일 수 있다.
PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE를 들은 STA은 액세스를 해야 하는 쇼트 비콘으로부터 비콘 인터벌 내에 PRAW가 위치하는지 판단할 수 있다. STA은 액세스 해야 하는 쇼트 비콘까지의 BI 개수가 j라고 할 때,
j * BI < 오프셋 * BI + RAW 시작 시간+ (i-1) * 주기 < (j+1) * BI
0<= i < integer(롱 비콘 주기/ PRAW의 주기)
위 두 부등식을 만족하는 i가 존재하면, PRAW 관련정보를 포함하는 RPS IE를 들은 STA은 모든 i에 대해 i번째 PRAW 구간 동안 채널 액세스를 수행하지 않는다.
그런데 비콘이 보내지는 시점인 TBTT는 medium이 선점되어 있으면 늦춰질 수 있다. 특히 오프셋이 큰 경우, 여러 비콘이 전송되므로, TBTT의 지연 가능성이 더 커질 수 있다. 이 경우 비콘의 끝부터 계산하는 RAW 시작 시간 역시 변하게 된다. 그런데 non-TIM STA을 위해 할당된 TWT는 미리 정해져 있는 시간이고 non-TIM STA은 비콘을 듣지 않으므로, 이러한 TBTT의 지연에 대해서 알지 못한다. 따라서 상대적 시간이 아닌 절대적 시간으로 RAW 시작 시간을 나타낼 필요가 있다. 예를 들어, 롱 비콘(long beacon)으로부터 첫 번째 PRAW가 나타나는 시점은 TBTT로부터 상대적인 값을 나타내지 않고, 절대적 시간으로서 TSF(Timing Synchronization Function)를 이용할 수 있다.
절대적 시간을 사용하는 것은 상대적 시간을 사용하는 것과 비교하여, RPS IE의 비트 수가 늘어날 수 있으나, 롱 비콘만 듣고 쇼트 비콘을 듣지 않는 STA에서 이후 쇼트 비콘의 TBTT가 예상한 값과 달라도, 이와 관계없이 정확한 PRAW의 시작 시점을 알도록 할 수 있다.
상대적 시간을 사용한 경우, 예상한 TBTT값과 실제 쇼트 비콘을 수신한 시점의 차이만큼 RAW 시작 시간이 보정되어야 한다.
다음은 할당된 슬롯을 재사용하는 방법에 대해 설명한다. AP가 STA에게 액세스할 시점을 나타내는 슬롯을 할당한 경우, STA은 할당 받은 슬롯을 사용하지 않거나, 할당 받은 슬롯 중 STA의 데이터 트래픽 전송에 사용되고 남은 슬롯이 있을 수 있다. 따라서, AP는 네트워크에서 자원의 효율적인 사용을 위해 다른 STA에게 남은 슬롯을 사용하도록 할 수 있다.
할당된 슬롯의 재사용을 위해, STA은 할당된 슬롯의 시작부터 채널 액세스를 수행하여야 한다. 데이터 감지 시간(data sensing time)의 파라미터가 추가될 수 있다. AP는 data sensing time동안, STA이 할당된 슬롯에서 데이터를 전송하는지 여부를 판단하기 위해 채널을 센싱할 수 있다. 이 구간 동안 채널이 감지되지 않으면 STA에 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단될 수 있다.
두 개 이상의 STA이 동시에 액세스해서 충돌이 발생한다 하더라도 AP는 충돌여부를 센싱 할 수 있으므로 채널이 비지(busy)상태에 있음을 판단할 수 있다.
할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단되면, AP는 해당 슬롯 또는 채널을 다른 STA에게 알려준다. 알려주는 프레임은 NDP(Null Data Packet) 형태이다. NDP의 한 예는 Clear To Send (CTS)-to-Self 와 동일한 기능을 하되 프리앰블만으로 구성되는 프레임이다.
프리앰블로서, 신호(SIG) 필드에 CTS ID 필드가 설정될 수 있다. CTS ID 에는 AP를 식별할 수 있는 Mac address 또는 BSSID가 설정될 수 있다. 또한 CTS ID는 SIG 필드의 비트 수 제한 때문에 partial address으로 구성될 수 있다. 또한 둘 이상의 대역(bandwidth)를 채널 본딩(bonding)하여 사용할 경우, 전체 대역을 단위 대역을 나누고 단위 대역 마다 같은 프레임을 전송하는 duplication mode를 활용할 수 있다. 예를 들어, 1MHz 단위의 duplication인 경우 AP는release된 채널 bandwidth내에서, 1MHz 단위의 NDP CTS-to-Self 프레임을 전송한다.
슬롯 내에서의 STA의 채널 액세스 동작은 다음과 같다. STA은 미리 정해진 채널 액세스 방식에 따라(예를 들어, TDMA 또는 CSMA/CA) 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
STA은 슬롯의 시작 시점부터 채널 액세스를 수행하고, 슬롯이 할당되지 않았으나 채널을 사용하고 싶은 STA은 AP로부터 NDP CTS-to-Self 프레임이 전송되길 기다리 수 있다. 만약 NDP CTS-to-Self 프레임을 받지 못하고 채널이 비지 상태에 있다면, 할당된 STA이 사용한다고 간주한다. 그렇지만 NDP CTS-to-Self 프레임을 수신하면 채널이 릴리스(release)되었으므로, STA은 CSMA/CA로 채널을 액세스 하여 AP에게 프레임을 전송하고자 시도한다.
STA은 히든 노드(Hidden node)로 인한 충돌을 줄이기 위해, RTS-CTS 프레임을 교환한 후에 데이터를 전송할 수도 있다. 이후 STA은 예를 들어 DL 데이터를 검색(retrieve)하기 위해 PS-Poll 프레임 또는 trigger 프레임을 전송할 수 있다. 또한 STA이 UL 데이터를 전송하려면 TxOP(Transmission Oportunity)를 획득하고, TxOP 내에서 데이터를 전송할 수 있다. TxOP limit이 할당된 슬롯 구간에서 남은 슬롯 구간을 넘어갈 경우, 다음 슬롯이 현재 슬롯과 동일한 STA에게 할당된 경우라면, STA는 현재 슬롯을 넘어 TxOP를 설정할 수 있다. 그러나 다음 슬롯이 다른 STA에게 할당된 경우라면, STA는 TxOP를 현재 슬롯 구간까지만 설정할 수 있다.
할당된 슬롯을 다른 STA이 사용하도록, 슬롯 또는 채널이 릴리스(release)됨을 알려주는 NDP 프레임에서, NDP CTS-to-Self 프레임은 일 예일뿐 이 프레임으로 한정하는 것이 아니며, 이 용도로 NDP 프레임이 새롭게 정의될 수도 있다. 이때 새 NDP 프레임의 indication은 SIG 필드의 reserved bit로 설정될 수 있다.
슬롯이 할당된 STA이 채널을 사용하다가 더 이상 데이터가 없어 채널을 릴리스(release)하고자 하려면, 채널의 릴리스를 indication하는 방법이 필요하다. 보낼 데이터가 없음을 알려주는 방법은 implicit한 방법과 explicit한 방법이 있다.
implicit한 방법의 예는 프레임 헤더의 More DATA 필드를 사용하는 것이다. DL 사용 중이고, STA이 ACK 프레임의 More DATA 필드를 0으로 설정하여 보내면, AP는 STA이 보낼 데이터가 없다고 간주한다. Implicit 또 다른 예는 UL의 사용중이고 STA이 TxOP 설정할 수 있다면 데이터 전송 end를 고려하여, TxOP의 NAV (Network Allocation Vector)설정을 한다. AP는 슬롯 구간이 남았는데도 STA에서 TxOP를 슬롯 end까지 설정하지 않으면, STA에서 전송할 데이터가 없어 할당된 슬롯을 반납하는 것으로 간주하도록 규칙을 정할 수 있다.
Explicit한 방법의 예는STA에서 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)에서 TxOP의 절단(truncation)을 위해, CF(Contention Free)-End 프레임이나, 새로운 프레임을 정의하여 완료되었음을 explicit하게 프레임 전달을 통해 AP에게 알리는 것이다.
AP는 implicit한 방법과 explicit한 방법 중 어떤 방법으로든 STA이 할당된 슬롯을 반납하면, 일 예로 NDP CTS-to-Self 프레임을 전송함으로써 다른 STA에게 할당된 슬롯이 릴리스(release) 되었음을 알릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 사용하는 제한 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 엘리먼트(RAW Parameter Set Information Element)를 나타낸다.
RAW 프레임(310)은 RPS IE(320)를 포함할 수 있다. Element ID는 RAW 프레임(310)을 식별하는 식별자에 해당하며, length 필드는 RPS IE(320)의 개수를 나타낸다. RAW 관련 정보는 RPS IE(320)에 정의된다. RPS IE(320)는 비콘에 포함되며, 복수의 RAW 정보를 포함할 수 있다.
RPS IE(320)는 RAW Group 필드, RAW Start Time 필드, RAW Duration 필드, Option 필드, Slot Definition 필드를 포함할 수 있다. 각 필드가 나타내는 내용은 아래와 같다.
Figure PCTKR2013005414-appb-I000001
Figure PCTKR2013005414-appb-I000002
RAW Group 필드는 RAW의 AID를 나타내므로, RPS IE(320)를 포함한 비콘을 들은 STA은 STA이 속한 RAW 를 확인할 수 있다. STA은 RAW의 시작 및 지속시간, 슬롯 정보에 기초하여 해당 RAW에서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 또한, STA이 속하지 않은 RAW는 다른 group이 채널 액세스를 수행하는 구간이므로, 기본적으로 채널 액세스가 제한된다.
TWT가 할당된 STA은 할당된TWT에 의하여 STA이 깨어날 시점이 정해지면, 비콘의 확인 없이 동작하므로 RPS IE(320)를 참조하지 않는다. RPS IE(320)는 비콘을 듣는 다른 그룹에 속한 STA을 위한 것으로서, 다른 그룹에 속한 STA이 RPS IE(320)에 의하여, TWT가 할당된 RAW에 접근하는 것을 막아줌으로써, TWT에서 다른 STA과 경쟁을 줄여주는 역할을 한다.
RPS IE(320)의 page ID, block offset은 RAW 사용이 허락된 그룹의 첫 번째 STA의 AID를 나타내며, block range는 첫 번째 STA이후의 그룹에 포함된 STA의 범위를 나타낸다.
RPS IE(320)를 포함한 비콘을 들은 임의의 STA은 해당 RAW에서 액세스의 가능 여부를 알 수 있다. 그런데 non-TIM STA들에게 할당된 TWT를 수집하여 생성된 RAW의 경우, 각 non-TIM STA은 AP와 개별적인 TWT 설정을 통하여 자신에게 할당된 시간을 알고 있고, 비콘도 듣지 않는다. 따라서 RPS IE(320)를 포함하는 비콘은 이를 수신한 다른 TIM STA의 채널 액세스를 막기 위함이다.
추가적인 비트를 RPS IE(320)에 포함시키고, 이 비트의 설정은 이 RAW가 non-TIM STA에게 할당되었음을 알리는 indication으로 사용되도록 할 수 있다.
이 비트가 설정되었을 경우, RPS IE(320)의 slot definition 부분도 생략될 수 있다. 이렇게 함으로써 RPS IE(320)의 비트를 줄일 수 있는 장점이 있다.
여기서 RAW Group 필드는 미리 연속적인 TWTs중 각각의 TWT를 할당 받은 각 STA의 AID를 하나의 그룹으로 모아 놓은 경우는 TWT를 할당 받은 STA들과 다른 STA들을 구분해 줄 수 있다.
그러나 TWT를 할당 받은 STA들의 AID grouping이 쉽지 않아 dynamic하게 해야 하는 것이 AP의 burden이 될 수 있다.
또한 STA이 다른 트래픽(traffic) 특성을 가지는 여러 플로우(flow)를 가지는 경우, 하나의 STA이 각 flow별로 AP와 별도의 TWT를 설정할 수 있고, 각 TWT의 주기가 다를 수 있다. 이런 각 STA의 다른 TWT는 TWT 설정 시 플로우 식별자(flow identifier)를 통해 구별될 수 있다.
그런데 RAW 설정을 위해 AID grouping을 해야 한다면 STA의 AID는 계속 바꿔져야 하고, 보통 TWT부터 정하진 시간 구간 외에는 STA은 sleep상태에 있으므로, AID 재할당 정보를 알릴 수 없다. 또한, 재할당 정보를 알릴 수 있다고 해도 매 TWT마다 새롭게 바뀐 AID를 계속 STA에게 알려줘야 한다.
이를 해결하기 위해 STA에게 여러 개의 AID가 할당될 수 있다. 또는 하나의 AID를 쓰고, 할당된 TWT의 보호를 위해 RAW Group 필드를 빼고 1 bit indication을 통해 RAW를 보호하는 방식이 이용될 수 있다.
또 다른 예로 NDP Paging STA 의 경우 어떤 flow의 주기가 비콘구간보다 짧고, 그 때 마다 트래픽을 확인해야 할 경우, 비콘구간보다 짧은 주기의 flow만 TWT 설정하여, TWT STA로 동작할 수 있다.
비콘구간보다 짧은 주기의 flow의 TWT를 수집하면, TWT를 할당 받은 STA들은 TIM STA과 non-TIM STA 를 모두 포함할 수 있으며, 보통 두 그룹은 AID 필드에서 다른 page가 할당되기 때문에 하나의 RAW Group으로 표시될 수 없다.
이럴 경우 두 그룹으로 분리하여 RAW를 설정하거나 한 group 의 AID가 재할당 되어야 한다. AID가 여러 개 할당될 수도 있다. 그러나 AP와 STA간에는 고정된 하나의 AID로도 동작하는데 문제가 없기 때문에 AID를 변경하거나 추가하기 보다는 RAW group 필드로 RAW를 알리는 것을 표시하고 추가적인 bit로 이 RAW가 TWT STAs 또는 non-TIM STAs에게 할당되었음을 알리는 것으로 충분하다.
RAW가 어떤 STA들에게 허락되었는지를 알리는 것을 TIM STA에게 하듯이 non-TIM STA에게도 동일하게 하여 통일성을 높여야 한다면, AID grouping을 하기 위한 다수의 AID 설정을 허락하거나 AID reassignment가 가능하다. 이 경우, RAW group 필드를 통해 TIM STA/non-TIM STA 구분 없이 RAW가 허락된 STA을 알려줄 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위해 할당된 자원임을 나타내기 위해 사용하는 필드를 나타낸다.
도 4의 RAW 프레임(420)에 포함된 RPS IE(410) 및 RPS IE(410)는 TWT STA 또는 non-TIM STA을 위한 자원 보호를 위해 지시 비트(non-TIM RAW indication)를 사용하는 예를 나타낸다.
지시 비트가 1로 설정되면, RAW에서 필요 없는 정보는 삭제될 수 있다. 예를 들어, RAW Slot definition필드와 Option 필드는 삭제될 수 있다. 또한 RAW Group 필드도 삭제될 수 있다. 삭제 가능한 필드는 추가된 비트의 의미에 따라 바뀔 수 있다. 만약 비트가 0로 설정되면 일반 RAW이므로 다른 필드는 그래도 사용될 수 있다.
추가 비트가 0으로 설정되면 비콘을 듣는 STA의 동작은 기존 방식과 동일하다. 그러나 비트가 1로 설정되면 동작이 새롭게 정의되어야 하는데, STA의 분류에 따라 동작이 달라질 수 있다.
첫 번째 시나리오로 추가 비트가1로 설정되었을 때, RAW Group 필드도 삭제되는 경우를 가정한다. TWT STA이나 non-TIM STA이 아닌 STA들은 추가 비트가 1로 설정되면, RAW Start Time부터 RAW Duration까지 CH indication에서 설정된 채널을 액세스하지 않는다. TWT STA은 RPS IE(410)를 확인하고, 자신에게 할당된 TWT가 RAW Start Time부터 RAW Duration안에 있으면 할당된 TWT에서 동작한다. non-TIM STA은 어느 경우에나 채널 액세스가 가능하다.
두번째 시나리오는 비트가 1로 설정되었을 때 RAW Group이 삭제되지 않는 경우이다. 이 경우는 STA별로 RAW 정의대로 RAW group에 자신이 속하지 않는다면 RAW에서 표시한 시간 구간 동안 채널 액세스를 하지 않는다.
추가 비트를 이용하는 방법을 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위해 확장하는 방법에 대해 기술한다. STA은 연관(Association) 단계에서부터 AP로 non-TIM STA임을 알리고, AP로부터 non-TIM support의 허락을 받아야 동작할 수 있기 때문에, AP는 non-TIM STAs들을 AID grouping을 하여 별도로 관리한다.
AP는 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 RAW를 미리 스케줄링 하고, 비스케줄 액티브 폴링 단말이 깨어나서 채널 액세스를 성공했을 때(예, PS-POLL 프레임 수신) 해당 RAW의 시간을 STA에게 알려주어 이후의 데이터 전송을 수행하도록 할 수 있다. 이를 통해 채널 액세스의 시점이 예측 가능하지 않아 미리 다른 STA에게 스케쥴링된 구간에 액세스로 인한 충돌을 줄일 수 있다.
또한 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 RAW는 동일한 service type을 가지는 STA들, 또는 비슷한 access category로 동작하는 STA들을 모아, 이들끼리 경쟁하게 함으로써 보다 fair하게 채널 액세스하게 하는 효과가 있다.
비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 자원을 RAW로 보호하는 방법은 TWT STA을 위한 보호 방법을 그대로 확장할 수 있다. 비스케줄 액티브 폴링 단말들은 AID grouping이 되어 있으므로 RAW Group 필드로 정확히 표현할 수 있다. 또는 추가비트를 통해 비콘을 듣는 TIM STA의 액세스를 제한할 수 있다. 그런데, 추가 비트를 통해, RPS IE를 들은 TWT STA도 액세스가 가능하므로, 비스케줄 액티브 폴링 단말과 TWT STA의 채널 액세스를 구분하려면, 비스케줄 액티브 폴링 단말을 위한 비트가 추가적으로 할당될 필요가 있다.
다시 말해 비스케줄 액티브 폴링 단말의 액세스의 허락을 지시하는 추가 비트가 RPS IE에 설정될 수 있다. 이 비트를 통해 AP는 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 채널 액세스를 허락할 수 있으며, 비트에 1이 설정되어도 이로 인한 다른 필드의 삭제나 변화가 생기지 않는다.
AP가 TWT STA의 자원에 비스케줄 액티브 폴링 단말의 액세스를 허락하지 않으려면 이 비트를 0으로 설정하면 된다. 또한 비스케줄 액티브 폴링 단말에게만 자원을 할당하려면 이 비트를 1로 하고 RAW Group필드에 액세스를 허락하는 비스케줄 액티브 폴링 단말의 AID 범위를 기술하면 된다.
만약 이 비트가 1로 설정되었는데 이 자원이 비스케줄 액티브 폴링 단말이 아닌 다른 분류의 STA에게 할당된 자원이라 하면, 여기에 다른 분류의 STA에 대한 자원이지만 비스케줄 액티브 폴링 단말이 액세스를 할 수도 있음을 알려주게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 STA에 설정된 타겟 웨이크 타임을 포함하는 RAW를 나타낸다.
도 5를 참조하면, TWT 구간을 포함하도록 RAW가 설정되어, TWT 가 설정된 STA에서만 RAW 구간 동안 채널 액세스를 수행할 수 있다.
RAW구간에 포함되지 않는 TWT가 설정된 STA또는 다른 분류의 STA들은 해당 RAW에 접근하지 못한다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서, 복수의 RAW간에 중복되는 구간이 발생하는 경우를 나타낸다.
도 6은 TWT를 위한 RAW1과 다른 그룹의 RAW2를 서로 다른 구간에 스케줄링하지 못하고 중복된 경우이다. 이 경우 TWT를 위한 RAW1은 다른 그룹들로부터 액세스가 제한된다. 그러나 RAW2에 속한 그룹의 구간이 RAW1을 포함하므로 RAW2에 속한 그룹도 RAW1에 접근할 수 있다.
자신이 속한 그룹의 RAW내에서도 다른 그룹의 RAW와 중복되면 NAV를 설정해 액세스를 제한하도록 규칙을 정하면, RAW2에 속한 그룹 STA은 RAW1에 접근하지 않는다. 또는 일반적으로 RAW에 대응하는 그룹별로 액세스 우선순위(access priority)를 설정하고, 두 RAW가 겹칠 경우 높은 priority의 그룹에게 액세스가 허용될 수도 있다.
예를 들어, TWT가 설정된 non-TIM STA 그룹인 RAW1의 우선순위가 다른 그룹보다 높도록 설정된 경우, RAW2에 속하는 그룹은 RAW1에서 액세스가 제한된다. 또한 RAW1에 속한 TWT가 할당 가능한 STA은 비콘을 듣지 않으므로 RAW2에 해당하는 구간에 액세스의 제한이 없다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치에서 릴레이 단말과 연관된 단말들로 자원을 할당하는 예를 나타낸다.
PRAW(Periodic Restricted Access Window)는 non-TIM STA에게 할당된 자원의 보호뿐 아니라 AID 범위의 TIM STA에게 할당된 자원이 주기적인 경우에도 쓰일 수 있다. 또한, Root AP(Rt-AP)가 존재하고 그 네트워크에 속한 Relay가 또 다른 네트워크의 AP(R-AP)로 사용되는 계층적인 네트워크의 구성에 사용될 수도 있다.
710의 Rt-AP의 비콘 인터벌 사이에서 R-AP는720의 RAW 그룹별로 RAW를 할당할 수 있다. RAW 는 730의 슬롯들을 포함할 수 있다. RAW에 포함된 AID에 기초하여, 해당 그룹 또는 STA는 슬롯 구간에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
Rt-AP 는 R-AP 에게 Rt-AP 와 연관된 STA들과 데이터 교환을 위해 필요한 자원을 할당할 수 있다. 또한 R-AP수가 많은 경우 이러한 자원을 매 비콘 인터벌이 아닌, 주기적으로 할당할 수 있다. 이 경우에 PRAW가 사용될 수 있다.
즉 R-AP 는 롱 비콘을 통해, 각 R-AP 에게 그 R-AP 가 자신의 네트워크를 위해 사용 가능한 자원을 RAW로 알려주는데, 오버헤드를 줄이기 위해 PRAW로 알려줄 수 있다.
single STA에게 PRAW를 할당하는 경우를 나타내는 비트가 정의될 수 있고, 이 비트가 설정되면 page ID, block offset, block range 세 필드가 빠지고 AID만 RPS IE에 포함될 수 있다. R-AP를 구별하는 방법이 있다면 partial AID가 이용될 수도 있다.
PRAW가 첫번째로 나타나는 시점의 계산 방식은 non-TIM STA을 위한 PRAW할당과 동일한 방법이 사용될 수 있다.
도 7에서는 PRAW의 RAW Start Time은 각 R-AP 의 비콘의 시작시점이 되며, RAW의 끝까지 포함하도록 RPS IE의 RAW Duration 값이 설정된다.
만약 롱 비콘(long beacon)후, 바로 PRAW가 시작되지 않으면 앞서 언급한 상대적 시간 또는 절대적 시간을 이용하여 첫 번째 PRAW의 시작시점이 결정될 수 있다.
PRAW의 시작시점을 다르게 함으로써 time sharing을 통해 R-AP에게 자원이 할당될 수 있다. 예를 들어, Rt-AP 의 비콘(0)의 RAW0은 R-AP0에게 할당되고, Rt-AP 비콘으로부터 같은 위치에 떨어지고 같은 구간을 점유하는 RAW를 Rt-AP 의 비콘(1)이후 예를 들어 R-AP 4에게 RAW4를 할당한다고 한다면, Rt-AP는 PRAW를 각각 R-AP 0와 R-AP 4에게 할당하는데, 만약 그 주기가 같더라도 롱 비콘으로부터 할당된 RAW가 시작되는 시점이 다르므로, 두 R-AP 가 시간적으로 자원을 나누어 공평하게 사용할 수 있게 된다. 만약 각 R-AP 와 연관된 STA의 수가 다르거나 트래픽이 다르다면 RPS IE의 RAW Duration 조정을 통해, 자원이 서로 다르게 할당될 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치(800)는 할당부(810), 제어부(820), 전송부(830), 설정부(840), 수신부(850), 스케줄링부(860), 결정부(870), 감지부(880)를 포함할 수 있다.
할당부(810)는 채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 제어부(820)에서 결정된 단말들 각각 또는 그룹으로 할당할 수 있다.
제어부(820)는 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정할 수 있다.
전송부(830)는 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.
할당된 슬롯에 대한 정보는 할당 제어 정보, 연관ID(AID), 시작 슬롯(start slot) ID 및 할당 지속시간(allocation duration) 정보를 포함할 수 있다.
할당된 슬롯에 대한 정보는 단말들 각각으로 슬롯이 할당되고, 단말들 각각으로 자원들이 연속적으로 할당되는 경우에, 연관ID 및 시작 슬롯 ID만을 포함할 수 있다.
할당된 슬롯에 대한 정보는 팀(TIM, Traffic Indication Map)에서 1비트로 설정된 단말들에게만 자원이 할당되는 경우에, 상기 팀에서 1비트로 설정된 순서에 따른 시작 슬롯 ID만을 포함할 수 있다.
단말들은 수신하는 비콘을 체크하여, 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하는 팀 단말(TIM STA) 또는 비콘이나 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)의 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하지 않는 논-팀 단말(non-TIM STA)을 포함할 수 있다.
팀 단말(TIM STA)은 비콘을 듣고 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)일 수 있다.
논-팀 단말(non-TIM STA)은 단말의 요청에 대한 응답으로 슬롯을 할당 받은 후, 할당 받은 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA), 자원 할당 없이 채널 액세스를 수행하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA), 널 데이터 패킷 페이징(NDP Paging, Null Data Packet Paging) 설정을 통해 전력 절감을 수행하는 단말 중 하나일 수 있다.
설정부(840)는 비콘 구간 내에, 할당부(810)에서 할당하려는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)이 포함되면, 할당하려는 TWT 구간 전체를 포함하는 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정하고, 전송부(830)는 비콘에 RAW 관련정보를 포함하여 전송할 수 있다.
RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보를 포함할 수 있다.
RAW 그룹 정보는 페이지 ID(page ID), 블록 오프셋(Block Offset), 블록 범위(Block Range)를 포함할 수 있다.
RAW 관련정보를 포함하는 비콘을 수신한 팀 단말(TIM STA)은 RAW에서 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.
RPS IE는 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하면, RAW 그룹 정보 및 슬롯 정보의 생략이 가능하다.
RPS IE에서 RAW가 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하고, RAW 그룹 정보가 생략된 경우에, RPS IE를 듣는 팀 단말(TIM STA)은 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안, 채널 지시(CH indication) 필드에 설정된 채널을 액세스하지 않는다.
RPS IE를 듣는 타겟 웨이크 타입 단말(TWT STA)은 할당된 TWT가 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안 포함되면, 할당된 TWT에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
설정부(840)는 복수의 RAW들의 구간이 서로 중복되는 경우에 중복되는 시간에 상기 단말들 또는 그룹이 채널 액세스를 수행하지 않도록, 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector) 또는 RAW 그룹 별 액세스 우선순위를 설정할 수 있다.
수신부(850)는 논-팀 단말로부터, 논-팀 단말의 웨이크 업 타임으로 할당된 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time) 기능의 지원 여부를 연관 요청 프레임을 통해 수신하고, 할당부(810)는 TWT 기능을 지원하는 단말(TWT STA)의 연관ID를 TWT 기능을 지원하는 논-팀 단말 그룹(non-TIM STA group)으로 할당할 수 ㅣㅇㅆ다.
할당부(810)는 단말들 각각이 다른 트래픽 특성을 가지는 복수의 플로우(flow)를 가지는 경우, 플로우 별로 플로우 식별자(flow identifier)로 식별되는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)을 할당하고, 단말 각각에게 복수의 연관ID들을 할당할 수 있다.
스케줄링부(860)는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위한 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)를 미리 스케줄링할 수 있다.
수신부(850)에서 비스케줄 액티브 폴링 단말로부터 PS-poll 프레임을 수신하면, 전송부(830)는 미리 스케줄링 된 RAW 관련정보를 비스케줄 액티브 폴링 단말로 전송할 수 있다.
RAW 관련정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자 및 RAW가 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함할 수 있다.
할당부(810)는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정된 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위한 자원을 주기적으로, 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)로써, 제어부(820)에서 결정된 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하고, 전송부(830)는 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.
PRAW에 대한 정보는 제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고, RPS IE는 할당된 RAW가 PRAW 임을 나타내는 지시자, PRAW가 반복되는 주기, PRAW 시작 시간 정보를 포함할 수 있다.
PRAW 시작 시간 정보는 롱 비콘으로부터 첫번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌의 수를 오프셋으로 하여 계산된 상대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.
PRAW 시작 시간 정보는 TSF(Timing Synchronization Function)로 계산되는 절대적 PRAW 시작 시간을 포함할 수 있다.
전송부(830)는 상기 RPS IE를 롱 비콘(long beacon)에 포함하여 전송할 수 있다.
할당부(810)는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여, 릴레이(relay) 단말에서 릴레이 단말과 연관된 단말들 또는 그룹으로 슬롯을 할당하고, 전송부(830)는 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송할 수 있다.
할당된 PRAW에 대한 정보는 싱글 단말에 PRAW이 할당됨을 나타내는 지시자를 포함하고, 싱글 단말의 연관ID를 포함할 수 있다.
할당부(810)는 복수의 릴레이 단말들에 할당되는 각 첫번째 PRAW의 시작시점을 서로 다르게 할당함으로써, 시간 공유(time sharing)를 통해 서로 다른 릴레이 단말에 자원을 할당할 수 있다.
감지부(880)는 할당된 슬롯에서 설정된 데이터 감지 시간(data sensing time) 동안 채널을 감지하고, 결정부(870)는 데이터 감지 시간 동안 상기 채널이 감지되지 않으면, 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단할 수 있다.
전송부(830)는 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.
전송부(830)는 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 널 데이터 패킷(NDP, Null Data Packe) 형태의 클리어 투 샌드 투 셀프(CTS to Self, Clear To Send to Self) 프레임에 포함하여 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 일실시예에 따른 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말(900)은 수신부(910), 제어부(920), 채널 액세스부(930) 및 전송부(940)를 포함할 수 있다.
수신부(910)는 액세스포인트로부터 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 수신할 수 있다.
제어부(920)는 데이터 용량에 기초하여, 전송 기회(TxOP, Transmission Oportunity)의 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector)를 슬롯 안에서 설정할 수 있다.
채널 액세스부(930)는 할당된 슬롯에 대한 정보에 기초하여, 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행할 수 있다.
수신부(910)는 상기 액세스포인트로부터 연속으로 할당된 슬롯들을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)에 관한 정보를 수신할 수 있다.
채널 액세스부(930)는 RAW에 관한 정보에 포함된 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보에 기초하여 해당 슬롯에서 채널 액세스를 수행할 수 있다.
RAW에 관한 정보에, RPS IE가 논-팀 단말(non-TIM STA)로 할당된 RAW임을 포함되면, 논-팀 단말(non-TIM STA)이 아닌 다른 단말들은 상기 할당된 RAW 구간을 참고하여, 채널 액세스를 수행하지 않을 수 있다.
무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말(900)이 논-팀 단말(non-TIM STA)인 경우, 전송부(940)는 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (33)

  1. 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 제어부;
    채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 할당부; 및
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 전송부
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보는
    할당 제어 정보, 연관ID(AID), 시작 슬롯(start slot) ID 및 할당 지속시간(allocation duration) 정보
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보는
    상기 단말들 각각으로 상기 슬롯이 할당되고, 상기 단말들 각각으로 자원들이 연속적으로 할당되는 경우에, 연관ID 및 시작 슬롯 ID
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보는
    팀(TIM, Traffic Indication Map)에서 1비트로 설정된 단말들에게만 자원이 할당되는 경우에, 상기 팀에서 1비트로 설정된 순서에 따른 시작 슬롯 ID
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단말들은
    상기 비콘을 체크하여, 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하는 팀 단말(TIM STA) 또는 상기 비콘이나 팀 브로드캐스트 프레임(TIM broadcast frame)의 상기 버퍼링된 다운링크 데이터를 확인하지 않는 논-팀 단말(non-TIM STA)을 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 팀 단말(TIM STA)은
    상기 비콘을 듣고 상기 할당된 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 비콘 체크 단말(scheduled beacon checking STA)인
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 논-팀 단말(non-TIM STA)은
    상기 단말의 요청에 대한 응답으로 상기 슬롯을 할당 받은 후, 할당 받은 슬롯에서 채널 액세스를 수행하는 스케줄 된 액티브 폴링 단말(scheduled active polling STA), 자원 할당 없이 채널 액세스를 수행하는 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA), 널 데이터 패킷 페이징(NDP Paging, Null Data Packet Paging) 설정을 통해 전력 절감을 수행하는 단말 중 하나인
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 논-팀 단말로부터, 상기 논-팀 단말의 웨이크 업 타임으로 할당된 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time) 기능의 지원 여부를 연관 요청 프레임을 통해 수신하는 수신부를 더 포함하고,
    상기 할당부는 상기 TWT 기능을 지원하는 단말(TWT STA)의 연관ID를 상기 TWT 기능을 지원하는 논-팀 단말 그룹(non-TIM STA group)으로 할당하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 비콘 구간 내에, 상기 할당부에서 할당하려는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)이 포함되면, 상기 할당하려는 TWT 구간 전체를 포함하는 구간을 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정하는 설정부를 더 포함하고,
    상기 전송부는 상기 비콘에 상기 RAW 관련정보를 포함하여 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 RAW 관련정보는
    제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고,
    상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보를 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 RAW 그룹 정보는
    페이지 ID(page ID), 블록 오프셋(Block Offset), 블록 범위(Block Range)
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 RAW 관련정보를 포함하는 비콘을 수신한 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW에서 채널 액세스를 수행하지 않는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 RPS IE는
    상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하면, 상기 RAW 그룹 정보 및 상기 슬롯 정보의 생략이 가능한
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 할당부는
    상기 단말들 각각이 다른 트래픽 특성을 가지는 복수의 플로우(flow)를 가지는 경우, 상기 플로우 별로 플로우 식별자(flow identifier)로 식별되는 타겟 웨이크 타임(TWT, Target Wake Time)을 할당하고, 상기 단말 각각에게 복수의 연관ID들을 할당하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 RPS IE에서 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 RAW 그룹 정보가 생략된 경우에, 상기 RPS IE를 듣는 팀 단말(TIM STA)은 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안, 채널 지시(CH indication) 필드에 설정된 채널을 액세스하지 않는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 RPS IE를 듣는 타겟 웨이크 타입 단말(TWT STA)은 할당된 TWT가 상기 RAW 시작 시간으로부터 RAW 지속시간 동안 포함되면, 상기 할당된 TWT에서 채널 액세스를 수행하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  17. 제8항에 있어서,
    상기 비스케줄 액티브 폴링 단말(unscheduled active polling STA)을 위한 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)를 미리 스케줄링하는 스케줄링부를 더 포함하고,
    상기 수신부에서 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로부터 PS-poll 프레임을 수신하면, 상기 전송부는 상기 미리 스케줄링 된 RAW 관련정보를 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말로 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 RAW 관련정보는
    제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고,
    상기 RPS IE는 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 상기 RAW가 상기 논-팀 단말(non-TIM STA)에게 할당되었음을 나타내는 지시자 및 상기 RAW가 상기 비스케줄 액티브 폴링 단말에게 할당되었음을 나타내는 지시자
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 설정부는
    복수의 RAW들의 구간이 서로 중복되는 경우에 상기 중복되는 시간에 상기 단말들 또는 그룹이 채널 액세스를 수행하지 않도록, 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector) 또는 RAW 그룹 별 액세스 우선순위를 설정하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 할당부는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)로 설정된 논-팀 단말(non-TIM STA)을 위한 자원을 주기적으로, 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)로써, 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하고,
    상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 PRAW에 대한 정보는
    제한된 액세스 윈도우 파라미터 세트 정보 요소(RPS IE, RAW Parameter Set Information Element)로 정의되고,
    상기 RPS IE는 할당된 RAW가 상기 PRAW 임을 나타내는 지시자, 상기 PRAW가 반복되는 주기, 상기 PRAW 시작 시간 정보를 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 전송부는
    상기 RPS IE를 롱 비콘(long beacon)에 포함하여 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 PRAW 시작 시간 정보는
    상기 롱 비콘으로부터 첫번째 PRAW가 나타나는 비콘 인터벌의 수를 오프셋으로 하여 계산된 상대적 PRAW 시작 시간을 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 PRAW 시작 시간 정보는
    TSF(Timing Synchronization Function)로 계산되는 절대적 PRAW 시작 시간을 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치..
  25. 제1항에 있어서,
    상기 할당부는 주기적 RAW(PRAW, Periodic RAW)를 이용하여, 릴레이(relay) 단말에서 상기 릴레이 단말과 연관된 상기 단말들 또는 상기 그룹으로 상기 슬롯을 할당하고,
    상기 전송부는 상기 할당된 PRAW에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 할당된 PRAW에 대한 정보는
    싱글 단말에 상기 PRAW이 할당됨을 나타내는 지시자를 포함하고, 상기 싱글 단말의 연관ID를 포함하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 할당부는
    복수의 릴레이 단말들에 할당되는 각 첫번째 PRAW의 시작시점을 서로 다르게 할당함으로써, 시간 공유(time sharing)를 통해 서로 다른 릴레이 단말에 자원을 할당하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    상기 할당된 슬롯에서 설정된 데이터 감지 시간(data sensing time) 동안 채널을 감지하는 감지부; 및
    상기 데이터 감지 시간 동안 상기 채널이 감지되지 않으면, 상기 할당된 슬롯이 아이들(idle) 상태에 있다고 판단하는 결정부
    를 더 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 전송부는
    상기 할당된 슬롯이 아이들 상태임을 나타내는 정보를 상기 슬롯이 할당되지 않은 단말로 전송하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치.
  30. 액세스포인트로부터 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 수신하는 수신부; 및
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보에 기초하여, 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행하는 채널 액세스부
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 액세스포인트로부터 연속으로 할당된 슬롯들을 포함하는 제한 액세스 윈도우(RAW, Restricted Access Window)에 관한 정보를 수신하고,
    상기 채널 액세스부는 상기 RAW에 관한 정보에 포함된 RAW 그룹 정보, RAW 시작 시간 정보, RAW 지속시간 정보, 슬롯 정보에 기초하여 상기 해당 슬롯에 채널 액세스를 수행하는
    무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말.
  32. 제30항에 있어서,
    데이터 용량에 기초하여, 전송 기회(TxOP, Transmission Oportunity)의 네트워크 할당 벡터(NAV, Network Allocation Vector)를 슬롯 안에서 설정하는 제어부
    를 더 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말.
  33. 슬롯 할당의 대상으로서 단말들 각각 또는 단말들로 구성된 그룹 중 하나를 결정하는 단계;
    채널 액세스 시간을 구별하기 위해, 비콘 구간에서 정의된 슬롯을 상기 결정된 상기 단말들 각각 또는 상기 그룹으로 할당하는 단계; 및
    상기 할당된 슬롯에 대한 정보를 포함하는 비콘을 전송하는 단계
    를 포함하는 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 방법.
PCT/KR2013/005414 2012-06-19 2013-06-19 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 제어 장치 및 방법, 무선랜 시스템의 슬롯 기반 채널 액세스 단말 WO2013191470A1 (ko)

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