WO2014098445A1 - 무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014098445A1
WO2014098445A1 PCT/KR2013/011729 KR2013011729W WO2014098445A1 WO 2014098445 A1 WO2014098445 A1 WO 2014098445A1 KR 2013011729 W KR2013011729 W KR 2013011729W WO 2014098445 A1 WO2014098445 A1 WO 2014098445A1
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sta
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tim
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최진수
조한규
김정기
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엘지전자 주식회사
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    • H04W52/0212—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave
    • H04W52/0216—Power saving arrangements in terminal devices managed by the network, e.g. network or access point is master and terminal is slave using a pre-established activity schedule, e.g. traffic indication frame
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • 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
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    • 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

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for channel access by an station to an access point in a wireless LAN system.
  • Wireless LANs are based on radio frequency technology and can be used at home or by using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs).
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • IEEE 802.11 ⁇ supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates.
  • HT High Throughput
  • MIMCX Multiple Inputs and Multiple Outputs technology
  • a method of channel access by a station (STA) to an access point (AP) in a WLAN system wherein the STA transmits mode switching request frame information to the AP. step; Receiving, by the STA, response frame information about the mode switch request frame information from the AP, and switching to a sleep state; Transitioning from a sleep state to a wake-up state based on the voice response frame information received by the STA; And listening to beacon frame information including a segmented TIM to which the STA belongs, wherein the unanswered frame information includes next beacon information and a next target of the STA.
  • Target Beacon Transmission Time (TBTT) information may be included.
  • the beacon frame information may include buffered data state information, restricted access window (RAW) information, and resource allocation information.
  • RAW restricted access window
  • the STA may further include receiving beacon frame information including the segmented TIM to which the STA belongs and transitioning back to the sleep state.
  • the next beacon information includes a page index value of a segmented TIM transmitted next, a current time stamp value, and a time period until the next beacon frame. duration) information may be included.
  • the next target beacon transmission time information includes duration information until a next TBTT, a current time stamp value, and page information of the STA, and TBTT is Time from the page segmented TIM to which the STA belongs to the next page segmented TIM.
  • the mode switch request frame is an Association ID (AID) switch request frame
  • the mode switch response frame is an AID switch response frame. to be.
  • a method for channel access by a station (STA) to an access point (AP) in a WLAN system wherein the STA transmits mode switch request frame information to the AP. step; Receiving, by the STA, response frame information about the mode switch request frame information from the AP, and switching to a sleep state; And switching from a sleep state to a wake-up state based on the voice response frame information received by the STA to listen to beacon frame information including a next segmented TIM.
  • the voice response frame information may include information generated by reassigning association ID (AID) information and page information.
  • the woofer frame information may include a current time stamp value and duration information until a next beacon frame.
  • a method for channel accessing an access point (AP) by switching from a non-team mode to a team mode comprising: transmitting, by the STA, mode switch request frame information to an AP; Receiving a voice response frame information on the mode switching request frame information from the AP and transitioning to a sleep state; And listening to the second DTIM beacon frame information by switching from a sleep state to a wake-up state based on the voice response frame information received by the STA.
  • the voice response frame information may include duration information until the time of listening to the second DTIM beacon frame. Can be.
  • the answer frame information may further include a current time stamp value.
  • the DTIM beacon frame information includes at least one of segment count IE information or information on paging of a terminal indicating information obtained by segmenting a TIM. can do.
  • a station listens to first delivery traffic indication map (DTIM) beacon frame information and second DTIM beacon frame information in a WLAN system
  • DTIM first delivery traffic indication map
  • DTIM first delivery traffic indication map
  • AP access point
  • a method for channel access to an access point (AP) by switching to a team mode comprising: transmitting, by the STA, mode switch request frame information to an AP; Receiving response frame information on the mode switch request frame information from the AP and transitioning to a sleep state; And switching from a sleep state to a wake-up state based on the voice response frame information received by the STA.
  • the present invention provides a channel access method when switching from a non-team mode to a team mode.
  • FIG. 1 illustrates an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG 3 illustrates another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a view for explaining a link setup process in a WLAN system.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for describing in detail the operation of the STA that has received the TIM.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of allocating AEXassociation ID) on a group basis.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a segment count IE.
  • 15 is a diagram illustrating an example of an AID request frame.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an AID answer frame.
  • 17 is a diagram illustrating an example of an AID switch request frame.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an AID switching voice answer frame.
  • FIG. 19 illustrates a channel access method when switching from non-team mode to team mode.
  • 20 is a diagram for explaining another channel access method when switching from non-team mode to team mode.
  • FIG. 21 illustrates a channel access scheme according to an example of the present invention.
  • 22 is a diagram for explaining a channel access method according to another example of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a channel access method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram for explaining a channel access method according to another embodiment of the present invention.
  • 24 is a diagram for explaining a channel access method according to another embodiment of the present invention.
  • 25 is a block diagram showing a configuration of a wireless device to which the present invention is applied. [Form for implementation of invention]
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of wireless access systems, an IEEE 802 system, a 3GPP system, a 3GPPLTE and LTE-A (LTE-A) system, and a 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in this document may be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • TDMA FDMA CFrequency Division Multiple Access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRACUniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TD A may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE) .0FDMA is IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE Wireless technologies such as 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA) may be implemented.
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE Wireless technologies
  • IEEE 802-20 IEEE 802-20
  • Evolved UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 structure may be composed of a plurality of components, and a WLAN supporting transparent STA mobility for higher layers may be provided by their interaction.
  • the Basic Service Set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 LAN.
  • BSS1 and BSS2 two BSSs are present and two STAs are included as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2). do.
  • an ellipse representing a BSS may be understood to represent a coverage area where STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • BSS independent BSSdndependent BSS
  • an IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • BSS (BSS1 or BSS2) of FIG. 1 which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS.
  • This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN may not be configured in advance, but may be configured when a LAN is required, which may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, the STA entering or exiting the BSS region, and the like.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 shows another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 shows a distribution system in the structure of FIG. System; It adds components such as DS), Distribution System Medium (DSM), and Access Point (AP).
  • DS Distribution System Medium
  • AP Access Point
  • the direct station-to-station distance in the LAN can be limited by the PHY performance. In some cases, this distance limit may be sufficient, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • a distribution system (DS) can be configured to support extended coverage.
  • DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of BSSs independently as shown in FIG. 1, a BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs. have.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • the IEEE 802.11 standard logically separates wireless medium (WM) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the flexibility of the IEEE 802.11 LAN structure can be described in that the plurality of media are logically different. That is, the IEEE 802.11 LAN structure can be implemented in various ways, the corresponding LAN structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support mobile devices by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • the AP means an entity that enables access to the DS through the WM for the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 illustrated in FIG. 2 have a functionality of STA, and provide a function of allowing associated STAs (STA1 and STA4) to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities.
  • the address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be identical.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to an STA address of the AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.11 port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied. 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network of arbitrary size and complexity may be composed of DS and BSSs.
  • this type of network is called an ESS network.
  • An ESS may correspond to a set of BSSs connected to one DS, but the ESS does not include a DS.
  • the ESS network is characterized by what appears to be an IBSS network at the Logical Link Control (LIX) layer. STAs included in the ESS may communicate with each other, and mobile STAs may move from within one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LIX Logical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped, which is a form commonly used to provide continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and there is no logical limitation on the distance between the BSSs.
  • BSSs can be located at the same physical location, which can be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one (or more than one) ESS network.
  • the ad hoc black network is operating at the location of the ESS network, if the IEEE 802.11 networks are physically overlapped by different organizations, or if two or more different access and security policies are required at the same location. It may correspond to an ESS network type in a case.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • an example of an infrastructure BSS including a DS is shown.
  • BSS1 and BSS2 constitute an ESS.
  • an STA is a device that operates according to MAC / PHY regulation of IEEE 802.11.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • STAl, STA3, and STA4 correspond to non-AP STAs
  • STA2 and STA5 correspond to AP STAs.
  • a non-AP STA includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal (MS). Mobile Terminal), Mobile Subscriber Station (MSS), or the like.
  • the AP may include a base station (BS), a node-B (evolved node-B), an evolved node-B (eNB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields.
  • BS base station
  • node-B evolved node-B
  • eNB evolved node-B
  • BTS base transceiver system
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a general link setup process.
  • the STA In order for a STA to set up a link and transmit data to and from a network, the STA first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and secures the security. The certification process must be followed.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process.
  • the process of discovery, authentication, association, and security establishment of the link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, it must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. The network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • Scanning methods include active scanning and passive scanning 0 ].
  • FIG. 5 exemplarily illustrates a network discovery operation including an active scanning process.
  • the STA performing scanning in active scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity of moving channels.
  • the responder needs a probe
  • the probe response frame is transmitted to the STA that has transmitted the blue frame in response to the probe request frame.
  • the male answerer may be an STA that transmits a beacon frame last in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame because the AP transmits a beacon frame.
  • the reply is not constant because the STAs in the IBSS transmit a beacon frame.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe answer frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (for example, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / answer response on channel 2) in the same way.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network, and is periodically transmitted so that an STA performing scanning can find a wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP In the BSS, the AP periodically transmits a beacon frame, and in the IBSS, STAs in the IBSS rotate and transmit a beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information about the BSS included in the beacon frame and records the beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • An STA that receives (listens for and listens to) a beacon frame may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process can be referred to as first authentication (first authentication) process to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • the authentication process includes a process in which the STA transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for authentication request / answering corresponds to a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a challenge text, a Robust Security Network, and a finite number of frames.
  • Information about the cyclic group (Finite Cyclic Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, may be replaced with other information, or may further include additional information.
  • the STA may transmit an authentication request frame to the AP.
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding STA based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide the STA with the result of the authentication process through the authentication acknowledgment frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, a beacon listening interval, a service set identifier (SSID), supported rates, and supported channels. It may include information about RSN, mobility domain, supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and so on.
  • SSID service set identifier
  • an association voice response frame may include information related to various capabilities, status codes, association IDs (AIDs), support rates, enhanced distributed channel access (EDCA) parameter sets, RCPKReceived Channel Power Indicators (RSNIs), and RSNI ( Information such as a received signal to noise indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast answer, and a QoS map may be included.
  • AIDs association IDs
  • EDCA enhanced distributed channel access
  • RSNIs RCPKReceived Channel Power Indicators
  • RSNI Information such as a received signal to noise indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast answer, and a QoS map may be included.
  • a security setup procedure may be performed in step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / response.
  • the authentication process of step S520 may be referred to as first authentication, and the security setup process of step S540 may be referred to simply as authentication.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 may include, for example, performing a private key setup through a 4-way handshake 3 ⁇ 4 through an EAPOUExtensible Authentication Protocol over LAN frame. Can be.
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.11 ⁇ In order to overcome the limitation of communication speed in WLAN, IEEE 802.11 ⁇ exists as a relatively recent technical standard. IEEE 802.11 ⁇ aims to increase network speed and reliability, and to extend the operating distance of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11 ⁇ supports High Throughput (HT) with data throughput rates up to 540 Mbps and higher, and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on MIMOC Multiple Inputs and Multiple Outputs technology.
  • HT High Throughput
  • the next generation WLAN system supporting Very High Throughput is the next version of the IEEE 802.11 ⁇ WLAN system (e.g., IEEE 802.1 lac), which is a MAC Service Access Point (SAP). Is one of the recently proposed IEEE 802.11 wireless LAN systems to support data throughput of lGbps or higher.
  • the next generation WLAN system supports MU—MIMC Multi User Multiple Input Multiple Output (MU) scheme in which a plurality of STAs access a channel at the same time in order to efficiently use a wireless channel.
  • MU Multi User Multiple Input Multiple Output
  • the AP may simultaneously transmit a packet to one or more STAs that are paired with MIMO.
  • whitespace may be a licensed band that can be preferentially used by a licensed user.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may also be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA operating in a WS should provide a protection function for an authorized user. For example, if a licensed user, such as a microphone, is already using a particular WS channel, which is a frequency band that is divided in the regulation to have a specific bandwidth in the WS band, protect the licensed user. In order to do this, the AP and / or STA cannot use the frequency band corresponding to the corresponding WS channel. In addition, the AP and / or STA should stop using the frequency band when the authorized user uses the frequency band currently used for frame transmission and / or reception.
  • the AP and / or the STA should be preceded by a procedure for determining whether a specific frequency band in the WS band is available, that is, whether there is an authorized user in the frequency band. Knowing whether there is an authorized user in a specific frequency band is called spectrum sensing. As a spectrum sensing mechanism, an energy detection method and a signal detection method are used. If the received signal strength is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that the authorized user is in use, or if the DTV preamble is detected, it may be determined that the authorized user is in use.
  • M2M (Machine-to-Machine) communication technology has been discussed as a next-generation communication technology.
  • a technology standard for supporting M2M communication in an IEEE 802.11 wireless LAN system has been developed as IEEE 802.11ah.
  • M2M communication refers to a communication method including one or more machines (Machine), may also be referred to as MTC (Machine Type Communication) or thing communication.
  • a machine means an entity that does not require human direct manipulation or intervention.
  • devices such as meters or vending machines equipped with wireless communication modules, as well as user devices such as smartphones that can automatically connect and communicate with the network without user intervention / intervention, This may correspond to an example.
  • the M2M communication may include communication between devices (eg, device-to-device (D2D) communication), communication between a device, and an application server.
  • D2D device-to-device
  • applications based on M2M communication may include security, transportation, health care, and the like. Considering the nature of these applications, M2M communication should generally be able to support the transmission and reception of small amounts of data at low speeds in the presence of very many devices.
  • M2M communication should be able to support a large number of STAs.
  • WLAN system it is assumed that a maximum of 2007 STAs are associated with one AP, but in M2M communication, a case in which a larger number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP is supported. Measures are being discussed. It is also expected that many applications will support / require low baud rates in M2M communications.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to it is based on a TIM (Traffic Indication Map) element, and methods for reducing the bitmap size of the TIM are discussed. It is becoming.
  • TIM Traffic Indication Map
  • M2M communication is expected to be a lot of traffic with a very long transmission / reception interval. For example, very small amounts of data are required to be sent and received every long period (e.g. one month), such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, even if the number of STAs that can be associated with one AP becomes very large, the case where the number of STAs having data frames to be received from the AP during one beacon period is very small is effectively Supporting measures are being discussed.
  • WLAN technology is rapidly evolving, and in addition to the above examples, direct link setup, improvement of media streaming performance, support for high speed and / or large initial session setup, support for extended bandwidth and operating frequency, etc. Technology is being developed for.
  • a basic access mechanism of MAC is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC. It basically adopts a "listen before talk" access mechanism.
  • DCF Distributed Coordination Function
  • the AP and / or STA may have a predetermined time prior to starting transmission.
  • a CCACClear Channel Assessment (CCAC) that senses a radio channel or a medium during a period (eg, a DCF inter-frame space (DIFS)) may be performed.
  • CCAC CCACClear Channel Assessment
  • the frame transmission is started through the medium.
  • the AP and / or STA does not start its own transmission and a delay period (eg, a random backoff period) for accessing the medium. You can try to send the frame after waiting. By applying a random backoff period, since several STAs are expected to attempt frame transmission after waiting for different times, collisions can be minimized.
  • HCF hybrid coordination function
  • PCF Point Coordination Function
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • HCCA HCF Controlled Channel Access
  • EDCA is a competition-based approach for providers to provide data frames to multiple users
  • HCCA uses a non-competition-based channel access scheme using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period (CP) and a contention free period (CFP).
  • QoS quality of service
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a back-off process.
  • the random backoff count has a pseudo-random integer value and may be determined to be one of values in the range of 0 to CW, where CW is a contention window parameter value.
  • the CW parameter is initially given CWmin, but can take twice the value in case of a transmission failure (eg, when an ACK for a transmitted frame has not been received).
  • CW parameter value is CWmax, CWmax until the data transfer is successful
  • Data transmission can be attempted while maintaining the value, and if the data transmission is successful, it is reset to the CWmin value.
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slot according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the busy state of the medium. In the meantime, data may be transmitted in each of STAl, STA2, and STA5, and each STA waits for DIFS when the medium is monitored in an idle state, and then backoff slots according to a random backoff count value selected by each STA. Can be counted down. In the example of FIG. 6, STA2 selects the smallest backoff count value and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of STA5 is shorter than the remaining backoff time of STA1.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • STA1 and STA5 resume waiting backoff counts after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts transmitting the frame.
  • data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4.
  • a collision may occur between STA4 and STA5. If a collision occurs, neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails. In this case, STA4 and STA5 may double the CW value and then select a random backoff count value and perform a countdown.
  • STA1 is a medium due to the transmission of STA4 and STA5 While waiting while occupied, if the medium is idle, it can wait as long as DIFS, and then start transmitting frames after the remaining backoff time.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value in which an AP and / or STA currently using or authorized to use a medium instructs another AP and / or STA the time remaining until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period during which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium (or channel access) during the period. prohibit or defer.
  • the NAV may be set according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • STA A illustrates an example of a hidden node, in which STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A may be transmitting information to STA B, it may be determined that the medium is idle when STA C performs carrier sensing before sending data to STA B. This is because transmission of STA A (ie, media occupation) may not be sensed at the location of STA C.
  • the STA B receives the information of the STA A and the STA C at the same time, so that the doldol is generated.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node, and STAB has information to be transmitted from STA D in a situation where STAB is transmitting data to STA A.
  • FIG. 7B If you are.
  • STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, even though there is information to be transmitted to STA D, STA C is sensed as being occupied by the medium, and thus, waits until the medium is idle.
  • STA A is actually outside the transmission range of STA C, the transmission from STA C and the transmission from STA B may not collide in STA A's position, so STA C stops when STA B stops transmission. Waiting unnecessarily until.
  • STA C may be referred to as an exposed node of STA B.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • short signaling packets such as RTSC request and send and clear to send (CTS) may be used.
  • CTS clear to send
  • the RTS / CTS between the two STAs allows the neighboring STA (s) to overhear, so that the surrounding STA (s) can consider whether to transmit information between the two STAs. For example, when an STA to transmit data transmits an RTS frame to an STA receiving the data, the STA receiving the data may inform the neighboring STAs that they will receive the data by transmitting the CTS frame to neighboring STAs.
  • FIG. 8A illustrates an example of a method for solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 8A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STAC waits until data transmission between STAA and STAB is completed, thereby avoiding collision.
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may identify another STA (eg, For example, even when data is transmitted to STA D, it may be determined that no stratification occurs. That is, STA B transmits the RTS to all the neighboring STAs, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is out of STC C's carrier sensing.
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state or a doze state and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA Since the power consumption decreases as the STA operates in the sleep state for as long as possible, the STA increases the operation period. However, the frame state cannot be operated in the sleep state, so it cannot be operated unconditionally for a long time. If there is a frame to be transmitted to the AP by the STA operating in the sleep state, the STA may switch to the awake state and transmit the frame. On the other hand, if the AP has a frame to transmit to the STA, the STA in the sleep state can not receive it and it is not known that there is a frame to receive. Accordingly, the STA may determine whether the frame to be transmitted to the STA exists ( It may also be necessary to switch to an awake state at certain intervals (if present) to receive it.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • the AP 910 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S911, S912, S913, S914, S915, and S916).
  • the beacon frame includes a TIMCTraffic Indication Map (Information Element).
  • the TIM information element indicates that the AP 910 is responsible for buffered traffic for STAs associated with it. It exists and contains information indicating that a frame is to be transmitted.
  • the TIM element includes a TIM used to indicate a unicast frame and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform a multicast or broadcast frame.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • the AP 910 may transmit DTIM all once for every three beacon frames.
  • STA 920 and STA2 922 are STAs operating in a PS mode.
  • the STAK920 and the STA2 922 are configured to receive (or listen to) TIM elements transmitted by the AP 910 by switching from the sleep state to the awake state at every wakeup interval of a predetermined period. Can be.
  • Each STA may calculate a time to switch to an awake state based on its local clock. In the example of FIG. 9, it is assumed that the clock of the STA coincides with the clock of the AP.
  • the predetermined wakeup interval may be set to allow the STAK920 to switch to an awake state for each beacon interval to receive a TIM element. Accordingly, the STAK920 may be switched to the awake state when the AP 910 transmits the beacon frame for the first time (S911) (S921). STAK920 may receive a beacon frame and obtain a TIM element. When the acquired TIM element indicates that there is a frame to be transmitted to the STAK920, the STAK920 may transmit a PS-Poll (Power Save-Poll) frame requesting the AP 910 to transmit the frame to the AP 910. There is (S921a). The AP 910 may transmit the frame to the STAK920 in response to the PS-Poll frame (S931). After receiving the frame, the STAK920 switches to the sleep state again.
  • PS-Poll Power Save-Poll
  • the medium When the AP 910 transmits a beacon frame for the second time, the medium is occupied by another device accessing the medium such that the AP 910 is beaconed according to the correct beacon interval.
  • the frame may be transmitted at a delayed time without transmitting the frame (S912).
  • the STAK920 switches the operation mode to the awake state in accordance with the beacon interval, but does not receive the delayed beacon frame and switches back to the sleep state (S922).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM.
  • the AP 910 delays transmission of the beacon frame (S913).
  • the STAK920 may operate by switching to an awake state according to the beacon interval, and may obtain a DTIM through a beacon frame transmitted by the AP 910. It is assumed that the DTIM acquired by the STAK920 indicates that there is no frame to be transmitted to the STAK920 and that a frame for another STA exists. In this case, the STAK920 may determine that there is no frame to receive and switch to the sleep state again.
  • the AP 910 transmits the frame to the corresponding STA after the beacon frame transmission (S932).
  • the AP 910 transmits a beacon frame for the fourth time (S914).
  • STAK920 may not obtain information that there is buffered traffic for itself through the reception of the previous two TIM elements, and thus may adjust the wakeup interval for receiving the TIM elements.
  • the wake up interval value of the STAK920 may be adjusted.
  • the STAK920 may be configured to switch the operating state by waking up once every three beacon intervals from switching the operating state for TIM element reception at each beacon interval. Accordingly, the STAU920 cannot obtain the corresponding TIM element because the AP 910 transmits a fourth beacon frame (S914) and maintains a sleep state (S915) at the time when the fifth beacon frame is transmitted (S915).
  • the STAK920 may operate by switching to an awake state and may acquire a TIM element included in the beacon frame (S924). Since the TIM element is a DTIM indicating that a broadcast frame exists, the STAK920 may receive a broadcast frame transmitted by the AP 910 without transmitting the PS-Poll frame to the AP 910 ( S934). Meanwhile, the wakeup interval set in the STA2 930 may be set at a longer period than the STAU920. Therefore, the STA2 930 may receive a TIM element by switching to an awake state at the time S215 when the AP 910 transmits a beacon frame for the fifth time (S941).
  • the STA2 930 may know that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and may transmit a PS-Poll frame to the AP 910 to request frame transmission (S941a).
  • the AP 910 may transmit a frame to the STA2 930 in response to the PS-Poll frame (S933).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether a frame to be transmitted to the STA exists or a DTIM indicating whether a broadcast / multicast frame exists.
  • DTIM may be implemented through field setting of a TIM element.
  • 10 to 12 are diagrams for describing in detail an operation of an STA that has received a TIM.
  • the STA transitions from a sleep state to an awake state to receive (listen) a beacon frame including a TIM from an AP, interprets the received TIM element, and buffers the transmitted TIM element. It can be seen that there is traffic (data).
  • the PS-Poll frame may be transmitted to request data frame transmission from the AP.
  • the AP receiving the PS ⁇ Poil frame transmitted by the STA may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame for it to the AP.
  • the STA may then go back to sleep.
  • ACK acknowledgment
  • the AP after the AP receives a PS—Poll frame from the STA, the AP immediately transmits a data frame after a predetermined time (eg, a Short Inter-Frame Space (SIFS)). Can work accordingly. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS ⁇ Poll frame, the AP may operate according to a delayed response method, which will be described with reference to FIG. 11.
  • a predetermined time eg, a Short Inter-Frame Space (SIFS)
  • the STA switches from the sleep state to the awake state, receives a TIM from the AP, and transmits a PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 10. If the AP does not prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame has been successfully received to the AP, and may enter a sleep state.
  • the STAs may switch from the sleep state to the awake state to receive a beacon frame including the DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after the beacon frame including the DTIM without transmitting and receiving the PS-Poll frame.
  • the STAs may receive data while continuously awake after receiving the beacon frame including the DTIM, and may switch back to the sleep state after the data reception is completed.
  • STAs In the power saving mode operating method based on the TIM (or DTIM) protocol described with reference to FIGS. 9 to 12, STAs have a data frame to be transmitted for themselves through STA identification information included in a TIM element. You can check whether it exists.
  • the STA identification information may be information related to an association identifier (AID) that is an identifier assigned by the STA at the time of association with the AP.
  • AID association identifier
  • AID is used as a unique identifier for each STA in one BSS.
  • the AID may be allocated to one of values from 1 to 2007.
  • 14 bits may be allocated for an AID in a frame transmitted by an AP and / or STA, and an AID value may be allocated up to 16383, but in 2008, 16383 is set as a reserved value. It is.
  • the TIM element according to the existing definition is not suitable for application of an M2M application in which a large number (eg, more than 2007) STAs may be associated with one AP. If the existing TIM structure is extended as it is, the TIM bitmap size is so large that it cannot be supported by the existing frame format, and is not suitable for M2M communication considering low transmission applications. In addition, the M2M communication is expected to be a very small number of STA geoteu in which the received data frame, during a beacon period. Therefore, considering the application example of the M2M communication as described above, since the size of the TIM bitmap is expected to be large, but most of the bits have a value of 0 will occur a lot, a technique for efficiently compressing the bitmap is required.
  • the AID may be divided into groups to perform more efficient data transmission. Each group is assigned a designated group ID (GID). AIDs allocated on a group basis will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of assigning an association ID (AID) on a group basis.
  • FIG. 13 (a) is a diagram illustrating an example of an AID allocated on a group basis.
  • the first few bits of the AID bitmap may be used to represent the GID.
  • the first two bits of the AID bitmap can be used to represent four GIDs.
  • the total length of the AID bitmap is N bits
  • the first two bits (B1 and B2) represent the GID of the corresponding AID.
  • FIG. 13 (a) is a diagram illustrating another example of an AID allocated on a group basis.
  • the GID may be allocated according to the location of the AID.
  • AIDs using the same GID may be represented by an offset and a length value.
  • GID 1 is represented by an offset A and a length B, it means that AIDs A through A + B-1 have GID 1 on the bitmap.
  • AIDs of all 1 to N4 are divided into four groups. In this case, AIDs belonging to GID 1 are 1 to N1, and AIDs belonging to this group may be represented by offset 1 and length N1.
  • AIDs belonging to GID 2 may be represented by offset N1 + 1 and length N2— N1 + 1
  • AIDs belonging to GID 3 may be represented by offset N2 + 1 and length N3-N2 +
  • GID AIDs belonging to 4 may be represented by an offset N3 + 1 and a length N4—N3 + 1.
  • channel access may be allowed only to STA (s) corresponding to a specific group during a specific time interval, and channel access may be restricted to other STA (s).
  • a predetermined time interval in which only specific STA (s) are allowed access may be referred to as a restricted access window (RAW).
  • RAW restricted access window
  • the first beacon interval (or the first RAW) is a period in which channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 1 is allowed, and channel access of STAs belonging to another GID is not allowed.
  • the first beacon includes a TIM element only for AIDs corresponding to GID 1.
  • the second beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 2, and thus only channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 2 is allowed during the second beacon interval (or second RAW).
  • the third beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 3, and accordingly, only the channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 3 is allowed during the third beacon interval (or third RAW).
  • the fourth beacon frame again contains a TIM element for AIDs with GID 1 only, so that during the fourth beacon interval (or fourth RAW) only channel access from the STA corresponding to the AID belonging to GID 1 is allowed. do. Then, even in each of the fifth and subsequent beacon intervals (or fifth and subsequent RAWs), only channel access of the STA belonging to the specific group indicated in the TIM included in the beacon frame may be allowed.
  • the order of GIDs allowed according to the beacon interval is cyclic or periodic, but the present invention is not limited thereto. That is, by including only the AID (s) belonging to a particular GID (s) in the TIM element, allowing channel access only to the STA (s) corresponding to the particular AID (s) during a particular time interval (e.g., a particular RAW). And it can operate in a manner that does not allow channel access of the remaining STA (s).
  • the group-based AID allocation scheme as described above may also be referred to as a hierarchical structure of the TIM. That is, the entire AID space may be divided into a plurality of blocks, and only channel access of the STA (s) (that is, the STA of a specific group) corresponding to a specific block having a nonzero value may be allowed. This makes it easier for STAs to maintain TIM information by dividing large TIMs into smaller blocks / groups, and makes it easier to manage blocks / groups based on the class, quality of service (QoS), or purpose of the STA. .
  • QoS quality of service
  • a two-level hierarchy is illustrated, but a TIM having a hierarchical structure may be configured in the form of two or more levels.
  • each page group into multiple blocks May be divided and each block may be divided into a plurality of sub-blocktalks.
  • the first N1 bits represent a page ID (i.e., PID)
  • the next N2 bits and a bit represent a block ID
  • N3 N3
  • Bits indicate a sub-block ID and may be configured in such a way that the remaining bits indicate the STA bit position in the sub-block.
  • AID allocation scheme is not limited to the above examples.
  • the TIMCtraffic indication map may be segmented. This is because when all the bitmap information is loaded and transmitted in one TIM, the AP may operate as an overhead for both the AP, which is the transmission subject, and the STA, which is the reception subject. When the STA receives all beacons, it may act as a burden on the STA side (not always connected to the power source) in terms of power save. This is because different bitmap information is included in one TIM according to a traffic pattern or a service type of the terminal.
  • each TIM segment may include a fixed length page segment.
  • the length of the page segment may vary according to a plurality of DTIM beacon intervals. This is because the length of the page segment is obtained by dividing the number of blocks per page by the number of team segments in the DTIM beacon interval.
  • Each ordered page segment may be allocated consecutively as a TIM segment, and the first page segment may be allocated as a DTIM segment.
  • segment count element for indicating an assignment of an STA in a TIM segment will be described.
  • Segment count element is transmitted is included in the DTIM beacon frame it does "not transmitted in the TIM segment.
  • the segment count element may indicate allocation information of STAs in the TIM segment. In other words, allocation information regarding a TIM segment (group) to which each STA belongs may be indicated.
  • the segment count element may indicate wake-up intervals of STAs in the page segment.
  • the STAs assigned to each page segment are consecutively based on the page segment count field in the segment count IE. Wake-up on the TIM segment to which it belongs.
  • the length of the page segment is obtained by dividing the number of blocks in the page bitmap by the page segment count.
  • the page offset field and the page segment count field in the segment count element may indicate an initial block offset and a range of team elements in each team segment.
  • Block offset / start page offset + ((length of page segment) * ( ⁇ segment number-1)) + 1
  • Block Range page offset + length of page segment * TIM segment number
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of fields configuring a segment count information element (IE).
  • IE segment count information element
  • the segment count element may be configured to have a length of 4 to 8 octets.
  • the Element ID field may consist of 1 ox and indicates a segment count element.
  • the length field may consist of one octet and indicates the length of the segment count element.
  • the page index field may consist of 2 bits and indicate the currently allocated page in the beacon.
  • the page segment count field may consist of 5 bits and indicate the number of TIM segments. For example, a value of 4 represents four TIM segments within the DTIM Beacon Interval, and a value of eight represents eight TIM segments within the DTIM Beacon Interval.
  • the page offset field may consist of 5 bits and represents the first block of the allocated page segment.
  • the reserved field may consist of 4 bits.
  • the page bitmap field can consist of 0 to 4 octets, and is for the block of all page segments within the DTIM element. In other words, the page bitmap field indicates the buffered data at the block level.
  • 802.11ahSTAs may choose not to have a TIM entry for the downlink traffic signal.
  • the AP may store downlink data and transmit it when the STA requests it.
  • 802.11ah STAs may inform the AP if TIM entry 7 ⁇ for downlink signaling is not needed during the association process.
  • the non-TIM STA may include at least one PS-Poll or trigger frame. Is transmitted every listen interval, and a non-TIM STA is not required to wake up to receive a beacon every listen interval.
  • the TIM In the non-traffic indication map (TIM) mode, the TIM does not need to be received, so the non-TIM STA does not receive beacon frame information including the TIM.
  • the TIM has TIM entry information so that beacon frames can be received at every listen interval. However, since the non-TIM STA does not receive beacon frame information including the TIM, such TIM entry information cannot be confirmed. Therefore, it should be possible to access the AP without receiving a beacon frame at every Listen interval.
  • the AP may schedule Target Wake Times (TWT) so that the non-TIM STA can access the channel. Therefore, non—the TIM STA may perform channel access by switching from a sleep state to a wake-up state at a scheduled time.
  • TWT Target Wake Times
  • the STA may switch between the TIM mode and the non—TIM mode during operation. You can switch from TIM mode to non-TIM mode, and from non-TIM mode to TIM mode. If there is a mode switch, the AP may reassign a new AID to the STA. The STA may transmit an AID Switch Request frame to the AP to inform the AP that the mode is switched, and the AP that receives the AP may transmit an AID Switch Response frame to the STA.
  • the AID of the STA may be reassigned for channel access management.
  • the STA may transmit an AID Switch Request frame to the AP, and the AP may receive an AID Switch Response frame or transmit an unsolicited AID switch request to the STA.
  • a frame may be transmitted (AID Switch Response frame).
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of an AID request element (frame).
  • the AID request element includes an Element ID field, a length field, an AID Request Mode field, and optionally a wake-up interval field, a peer STA address.
  • a service type field may be configured.
  • the AID request mode field can be used to indicate the instruction field of the AID request element.
  • Bit 0 may be set to 1 when the wakeup interval field is included in the AID request element.
  • Bit 1 may be set to 1 if the peer STA address field is included in the AID request element.
  • Bit 2 may be set to 1 when the service type field is included in the AID request element. If this optional field is not included, each field may be set to 0, but 0 and 1 may be set in reverse.
  • Bit 3 may be set to 1 when the STA is switched to non ⁇ TIM mode in the TIM mode, and on the contrary, bit 4 may be set to 1 when the STA is switched from the non-TIM mode to the TIM mode. Can be.
  • the aforementioned wakeup interval field may mean a newly set wakeup interval value
  • the peer STA address may be a MAC address of a peer STA for station-to-station communication.
  • the service type may mean a service type newly set in the STA.
  • FIG. 16 is a diagram illustrating an example of an AID answering element (frame).
  • this element is a male and female answering element for the aforementioned AID request element.
  • the AID answer element may include an element ID field, a length field, an AID field, an AID switch count field, and a wakeup interval field.
  • the AID field may include information newly assigned AID from the AP. If the AP does not want to change the AID of the STA, the AID field may be set to the same value as before.
  • the AID switch count field indicates the number of beacon intervals until the STA switches to a new AID when a new AID is allocated.
  • the wakeup interval field indicates a wakeup interval for receiving a beacon frame including a TIM segment of the new AID when a new AID is assigned. [177] AID Switch Request frame
  • FIG. 17 illustrates an example of an AID switch request frame.
  • the AID conversion request frame may include a category field action field, a dialog token field, and an AID request element field. have.
  • the category field sets a value for S1G, and the operation field sets a value for AID request.
  • the dialog token field is a value selected by a non-AP STA that transmits an AID switch request frame to confirm a request / answer response action.
  • the AID Request Element field contains an AID Request Element.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an AID switching voice answer frame.
  • the AID switching voice response frame may include a category field, an action field, a dialog token field, and an AID Response IE field.
  • the category field sets a value for S1G, and the operation field sets a value for AID Response.
  • the dialog token field is a value corresponding to the AID Switch Request frame. If the AID Switch Response frame is not sent in response to the AID Switch Request frame, the dialog token value may be set to 0.
  • the AID request element field includes an AID response element.
  • the present invention when a TIM is divided and transmitted by TIM segmentation, the present invention will describe a method of accessing a channel when an STA operating in a non-TIM mode is switched to a TIM mode. do.
  • FIG. 19 is a diagram illustrating an example of a method of channel access when switching from a non-TIM mode to a TIM mode.
  • the segmented team belonging to the STA in the TIM mode is 3. It can be seen that the time when the STA is switched to the TIM mode is after the beacon frame including the DTIM is broadcasted. Since the TIM STA has not received the DTIM information, the TIM STA is in a state of not knowing the TIM related information.
  • DTIM information may include segment count IE information indicating the TIM segmentation information.
  • the count count element may include information for identifying which segmented team the TIM STA belongs to, and may further include information related to a reception point that indicates when the segmented team to which the TIM STA belongs is transmitted. . If each segmented TIM does not include a segment count element that is information broadcast to DTIM or paging related information of the STA, the STA obtains a segment count element or paging related information. To do this, wait until you receive a beacon containing the following DTIM: In this case, because the next DTIM beacon is transmitted at the STA, it must be operated in a wake-up state, so it may be an overhead problem in terms of power saving or terminal operation. Can be
  • 20 is a diagram illustrating another example of a method of accessing a channel when switching from non—TIM mode to TIM mode.
  • each segmented TIM (eg, page segmented TIM-2) includes a segment count element or a compressed copy of a segment count element, or This is the case where paging information of the STA is included.
  • the TIM STA maintains the wake-up state from the time after switching to the TIM mode until the beacon including the next segmented TIM is received. As shown in FIG. 15, the TIM STA receives the segmented TIM-2 which is the next segmented TIM. In this case, the TIM STA may acquire segment count element or paging information through the segmented TIM-2. Through this, it is possible to know where the segmented TIM belongs to and when to receive the TIM. In other words, you can see the information that DTIM missed when switching to TIM mode. Accordingly, the STA may receive the segmented TIM by switching to the wake-up state at the time of receiving the segmented TIM to which the STA waits in the sleep state.
  • the STA may acquire buffered data status, restricted access window (RAW) information, resource allocation information, and the like.
  • RAW restricted access window
  • the STA is required to receive the segmented TIM to which the STA belongs. Power consumption issues and latency issues can occur. Accordingly, the present invention proposes a method for solving the above-mentioned problems and for efficient channel access. This will be described with reference to FIGS. 21 and 22.
  • 21 is a diagram illustrating an example of channel access of an STA switched from a non-TIM mode to a TIM mode according to the present invention.
  • the STA since the STA is in a non-TIM mode, the STA cannot receive (listen to) a TIM or a DTIM.
  • the DTIM includes a segment count element.
  • the segment count element has TIM segmentation information and includes information indicating which segmented TIM each STA belongs to and when the segmented TIM of the corresponding STA is received. Doing. Therefore, when switching from the non-TIM mode to the TIM mode, the STA in the TIM mode does not receive TIM (or DTIM) information from the AP, so that the TIM segmentation information is also unknown.
  • the STA must wait until it receives the next DTIM including the segment count element to know which segmented TIM it belongs to and when it needs to receive the segmented TIM to which it belongs. .
  • continually waiting can be a problem in terms of power saving, so efficient measures are required.
  • the STA when the STA switches from the non-team mode to the team mode, the STA transmits mode switch request frame information to the AP, and the STA responds to the voice response frame information with respect to the mode switch request frame information from the AP. Receive a message and let it go to sleep.
  • the STA may switch from a sleep state to a wake-up state based on the received voice response frame information and listen to beacon frame information including a segmented TIM to which the STA belongs. )can do.
  • the voice answer frame information includes next beacon information and next target beacon transmission time (TBTT) information of the STA, and includes TIM (DTIM) information included in the beacon frame. Can be received, it will be described in detail below.
  • Next beacon information and corresponding STA information in an AID switch response frame which is a response frame for an AID switch request frame transmitted from an STA to an AP in order to switch to the TIM mode.
  • Next time TBTT (next Target Beacon Transmission Time) information can be included and transmitted.
  • the next beacon information includes page index information of the segmented TIM first received at the time of mode switching, a time stamp value that can be viewed as an absolute value of the time of mode switching, and Duration information until a reception point of the next segmented TIM may be included.
  • the next TBTT information includes duration information up to the segmented TIM to which the corresponding STA belongs, a time stamp value that can be viewed as an absolute value at the time of mode switching, and page information of the corresponding STA. can do.
  • TBTT means the time from the segmented TIM to which the STA belongs to the next segmented TIM.
  • the STA receiving the above information in the AID switching response frame transitions to a sleep or doze state for power saving.
  • the STA waiting in the sleep state may receive a beacon by switching to a wake-up mode at the time of reception through the segmented TIM information and the reception time information to which the STA belongs.
  • the STA since the TIM STA has paged the segmented TIM at 3, the STA waits in the sleep state without receiving the page segmented TIM— 2 and then at the page segmented TIM-3. You can get up and receive beacons.
  • the received beacon may include a buffered data state, restricted access window (RAW) information, resource allocation information, and the like.
  • RAW restricted access window
  • FIG. 22 illustrates an example of channel access of an STA switched from a non-TIM mode to a TIM mode according to the present invention.
  • an AID switching voice response frame transmitted by an AP to an STA may include information about a newly allocated AID and page.
  • the newly allocated AID is preferably assigned to the segmented TIM corresponding to the beacon reception time closest to the mode switching time.
  • the STA when the STA switches from the non-team mode to the team mode, the STA transmits mode switch request frame information to the AP, and the STA transmits information about the mode switch request frame information from the AP.
  • the answer frame information may be received.
  • the STA transitions to a sleep state after receiving the boy answer frame information.
  • the STA from the sleep state to the wake-up state, based on the received boy answer frame information. It can switch and listen for beacon frame information including the next segmented TIM.
  • the voice answer frame information may include information generated by reassigning association ID (AID) information and page information. This will be described in detail below.
  • the STA that receives the AID switching voice response frame including information newly assigned by the AID from the AP does not switch to the sleep state until receiving the closest beacon.
  • the STA may receive the nearest beacon at the time of mode switching, and may know information desired by the STA. Such information may include current time stamp values and duration information until the next beacon.
  • the STA may access the channel from the segmented TIM (eg, segmented TIM # 2 in the drawing) closest to the mode switch time without waiting for the segmented TIM to which the STA belongs. . Therefore, by receiving the closest segmented TIM, and performing channel access, time synchronization can be performed, and through the time synchronization, the segmented TIM-3 to which it belongs can be received. In this case, the STA may switch to the sleep state after receiving the closest segmented TIM and wait, and then switch to the wakeup mode at the time point of receiving the segmented TIM to which the STA belongs to receive the beacon.
  • the segmented TIM eg, segmented TIM # 2 in the drawing
  • the two cases mentioned below basically include the contents described with reference to FIG. 21, and propose a more efficient channel access method according to the time point when the TIM mode is switched from the non-TIM mode.
  • FIG. 23 illustrates an example of channel access of an STA switched from a non-TIM mode to a TIM mode according to the present invention.
  • a beacon including a DTIM is broadcast, a time near a DTIM interval, and a TIM mode in a non-TIM mode near a time point for receiving a beacon including a next DTIM.
  • the AP transmits the duration information and the current time stamp value to the STA to the next DTIM, the STA receives the next DTIM, and information necessary for itself, that is, any segmented TIM. You can get it and when it is received.
  • FIG. 24 is a diagram illustrating an example of channel access of an STA switched from a non-TIM mode to a TIM mode according to the present invention.
  • the received STA may have an effect similar to that of receiving the DTIM.
  • the STA can know the segmented TIM to which it belongs, as well as when it receives the segmented TIM included in the DTIM.
  • the STA may enter the sleep state and wait for the beacon after receiving the segmented TIM to which the STA belongs, based on the AID switching voice answer frame information after the mode switching. have.
  • 25 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 2510 may include a processor 2511, a memory 2512, and a transceiver 2513.
  • the STA 2520 may include a processor 2521, a memory 2522, and a transceiver 2523.
  • the transceivers 2513 and 2523 may transmit / receive wireless signals and, for example, may implement a physical layer in accordance with the IEEE 802 system.
  • the processors 2511 and 2521 may be connected to the transceivers 2513 and 2521 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • Processors 2511 and 2521 may be configured to perform operations according to various embodiments of the present disclosure described above.
  • modules for implementing the operations of the AP and the STA according to various embodiments of the present disclosure described above may be stored in the memories 2512 and 2522 and executed by the processors 2511 and 2521.
  • the memories 2512 and 2522 may be included inside the processors 2511 and 2521 or may be installed outside the processors 2511 and 2521 and connected to the processors 2511 and 2521 by known means.
  • the specific configurations of the AP and the STA apparatus as described above may be implemented so that the above-described matters described in various embodiments of the present invention may be independently applied or two or more embodiments may be applied at the same time. The explanation is omitted for the sake of brevity.
  • embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • the method according to the embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and PLDs (PLDs).
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs PLDs
  • FPMS Programmable Logic Devices
  • FPGAs Field Programmable Gate Arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은, 스테이션(STA)이 논(non)-팀(Traffic Indication Map; TIM) 모드에서 팀 모드로 전환하여 채널 액세스하는 방법에 관한 것으로, TIM 또는 DTIM을 수신하지 못한 스테이션이, 전력 세이브를 위해 웨이크업 상태 및 슬립 상태를 전환해가며 동작해야 한다. 효율적인 웨이크업 시점을 설정하기 위해서, STA은 AP로부터 비콘 프레임 정보를 청취할 수 있으며, 비콘 프레임 정보에 포함된 정보를 통해서, 채널 액세스할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 채널 액세스 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 랜 시스템에서 스테이션이 액세스 포인트에 채널 액세스하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜 (WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정 보 단말기 (Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터， 휴대용 멀티미디어 플 레이어 (Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있 도록 하는 기술이다.
[3] 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위 하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고， 무선 네트 워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어， IEEE 802.11η 에서 는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput; HT)을 지원하며， 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMCXMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
[4] 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine— to— Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있 다.
[5] 본 발명에서는 논―팀 (non-TIM) 모드에서 팀 (TIM) 모드로 전환하였을 경 우에 채널 액세스하는 방안을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다. [6] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제 들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부 터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[7] 본 발명의 일 양상으로， 무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA)이 액세 스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서, 상기 STA 이 모드 전환 요청 프 레임 정보를 AP에 전송하는 단계; 상기 STA이 상기 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 응답 프레임 정보를 수신하고， 슬립 (sleep) 상태로 전 환하는 단계; 상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태 에서 웨이크업 (wakeᅳ up) 상태로 전환하는 단계; 및상기 STA 이 속한 세그먼티 드 TIM (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계 를 포함하고, 상기 웅답 프레임 정보는， 다음 번 (next) 비콘 정보 및 상기 STA의 다음 번 타겟 비콘 전송 시간 (Target Beacon Transmission Time; TBTT) 정보 를 포함할 수 있다.
[8] 바람직하게는 상기 비콘 프레임 정보는, 버퍼된 (buffered) 데이터 상태 정 보, 제한된 액세스 뷘도우 (restricted access window; RAW) 정보 및 자원 할당 정보를 포함할 수 있다.
[9] 바람직하게는， 상기 STA는 상기 STA이 속한 세그먼티드 TIM을 포함하 는 비콘 프레임 정보를 수신하고 다시 슬립 상태로 전환하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[10] 바람직하게는， 상기 다음 번 비콘 정보는， 바로 다음에 전송되는 세그먼티 드 팀 (segmented TIM)의 페이지 인덱스 값, 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값 및 다음 번 비콘 프레임까지의 기간 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[11] 바람직하게는, 상기 다음 번 타겟 비콘 전송 시간 정보 (TBTT)는, 다음 번 TBTT까지의 기간 (duration) 정보， 현재의 타임 스탬프 값 및 상기 STA의 페이 지 정보를 포함하고， 상기 TBTT 는 STA 이 속한 페이지 세그먼티드 TIM 에서 다음 번 페이지 세그먼티드 TIM까지의 시간이다.
[12] 바람직하게는， 상기 모드 전환 요청 프레임은 결합 식별자 (Association ID; AID) 전환 요청 프레임 (AID switch request frame)이고, 상기 모드 전환 응답 프 레임은， AID 전환 웅답 프레임 (AID switch response frame)이다. [13] 본 발명의 또다른 일 양상으로， 무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA) 이 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서, 상기 STA 이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하는 단계; 상기 STA이 상기 AP로부터 상기 모 드 전환 요청 프레임 정보에 대한 응답 프레임 정보를 수신하고, 슬립 (sleep) 상 태로 전환하는 단계; 및 상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여， 다음 세그먼티드 팀 (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계를 포함 하고, 상기 웅답 프레임 정보는， 결합 식별자 (Association ID; AID) 정보 및 페이 지 정보를 재할당 (reassignment)하여 생성된 정보를 포함할 수 있다.
[14] 바람직하게는， 상기 웅답 프레임 정보는， 현재의 타임 스탬프 값 및 다음 번 비콘 프레임까지의 기간 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[15] 본 발명의 또다른 일 양상으로, 무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA) 이 제 1 DTIM (Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정 보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정보 청취 시점 사이에서 논-팀 (non-TIM) 모드에 서 팀 모드로 전환하여, 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서， 상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하는 단계; 상기 AP로부터 상 기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계; 및 상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하 여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여, 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계를 포함하고， .상기 STA 이 팀 모드로 전환한 시점이， 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 청취 시점 이전으로부터 일정 시간 이내인 경우에， 상기 웅답 프레임 정보는 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 청취 시점까지의 기간 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[16] 바람직하게는， 상기 웅답 프레임 정보는， 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값을 더 포함할 수 있다.
[17] 바람직하게는, 상기 DTIM 비콘 프레임 정보는, TIM 을 세그맨테이션 (segmentation)한 정보를 나타내는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE) 정 보 또는 단말의 페이징 (paging) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
[18] 본 발명의 또다른 일 양상으로, 무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA) 이 제 1 DTIM (Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정 보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정보 청취 시점 사이에서 논ᅳ팀 (nonᅳ TIM) 모드에 서 팀 모드로 전환하여， 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서, 상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하는 단계; 상기 AP로부터 상 기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 응답 프레임 정보를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계; 및 상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하 여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하는 단계; 및상기 STA 이 속 한 세그먼티드 팀 (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen) 하는 단계를 포함하고， 상기 TIM모드로 전환한 시점이， 상기 제 1 DTIM 비콘 프 레임 청취 시점 이후로부터 일정 시간 이내인 경우에ᅳ 상기 웅답 프레임 정보는 TIM 을 세그멘테이션 (segmentation)한 정보를 나타내는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE) 정보를 포함할 수 있다.
【유리한 효과】
[19] 본 발명에서는 논-팀 (non-TIM) 모드에서 팀 (TIM) 모드로 전환하였을 경 우에 채널 액세스하는 방안이 제공된다.
[20] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않 으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【도면의 간단한 설명】
[21] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으 로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
[22] 도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조 를 나타내는 도면이다.
[23] 도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[24] 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적 인 구조를 나타내는 도면이다.
[25] 도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[26] 도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[27] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[28] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[29] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다. [30] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[31] 도 10 내지 도 12 는 TIM 을 수신한 STA 의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
[32] 도 13 은 도 13 은 AEXassociation ID)를 그룹 기반으로 할당한 일 예를 보여주는 도면이다.
[33] 도 14는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE)의 일 예를 나타내는 도 면이다.
[34] 도 15는 AID요청 프레임의 일 예를 나타내는 도면이다.
[35] 도 16은 AID 웅답 프레임의 일 예를 나타내는 도면이다,
[36] 도 17은 AID 전환 요청 프레임의 일 예를 나타내는 도면이다.
[37] 도 18은 AID 전환 웅답 프레임의 일 예를 나타내는 도면이다.
[38] 도 19는 논-팀 모드에서 팀 모드로 전환 시의 채널 액세스 방안을 설명하 기 위한 도면이다. -
[39] 도 20 은 논ᅳ팀 모드에서 팀 모드로 전환 시의 또 다른 채널 액세스 방안 을 설명하기 위한 도면이다.
[40] 도 21 은 본 발명의 일례에 따른 채널 액세스 방안을 설명하기 위한 도면 이다.
[41] 도 22 는 본 발명의 또 다른 일례에 따른 채널 액세스 방안을 설명하기 위 한 도면이다.
[42] 도 23은 본 발명의 또 다른 일례에 따른 채널 액세스 방법을 설명하기 위 한 도면이다.
[43] 도 24 는 본 발명의 또 다른 일례에 따른 채널 액세스 방법을 설명하기 위 한 도면이다.
[44] 도 25는 본 발명에 적용하려는 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 【발명의 실시를 위한 형태】
[45] 이하， 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세 하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시 적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이몌 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이 해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나， 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. [46] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으 로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들 의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[47] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않 는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다,
[48] 몇몇 경우， 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나， 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으 로 도시된다. 또한， 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
[49] 본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템， 3GPPLTE 및 LTE-A(LTE- Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 증 적어 도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부 분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한， 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[50] 이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMACFrequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC—FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시 스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRACUniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000 과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TD A 는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다.0FDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확 성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기 술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[51] WLAN시스템의 구조
[52] 도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조 를 나타내는 도면이다.
[53] IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호 작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN 이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트 (Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN 에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS 의 멤버로서 2 개의 STA 이 포함되는 것 (STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고， STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으 로 도시한다. 도 1 에서 BSS 를 나타내는 타원은 해당 BSS 에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
[54] IEEE 802.11 LAN 에서 가장 기본적인 타입의 BSS 는 독립적인 BSSdndependent BSS; IBSS)이다ᅳ 예를 들어， IBSS는 2 개의 STA만으로 구성 된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한， 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS 의 대표적인 예시에 해당 할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경 우에 구성될 수 있으며， 이를 애드-흑 (ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
[55] STA의 켜지거나 꺼짐, STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서， BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해 서는， STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS 에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는， STA은 BSS에 연관 (associated)되어야 한다. 이러한 연관 (association)은 동적으로 설정될 수 있고， 분배시스템서비스 (Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
[56] 도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2에서는 도 1의 구조에서 분배시스템 (Distribution System; DS), 분배시스템매체 (Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인 트 (Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
[57] LAN 에서 직접적인 스테이션-대 -스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만， 경 우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템 (DS 구성될 수 있다.
[58] DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다ᅳ 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에， 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장 된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
[59] DS 는 논리적인 개념이며 분배시스템매체 (DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체 (DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체 는 상이한 목적을 위해서 사용되며， 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이 한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다 는 점에서， IEEE 802.11 LAN 구조 (DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성 이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 LAN구조는 다양하게 구현될 수 있으며， 각 각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.
[60] DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로 의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
[61] AP는， 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하 게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP 를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어， 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA 의 기능성을 가지면서, 연관된 STA 들 (STA1 및 STA4)가 DS 로 액세스 하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP 는 기본적으로 STA 에 해당하므로, 모든 AP 는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레 스는 반드시 동일할 필요는 없다. [62] AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되 는 데이터는, 항상 비제어 포트 (uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802. IX포 트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한 제어 포트 (controlled port)가 인 증되면 전송 데이터 (또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
[63] 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적 인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버 리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트 (Extended Service Set; ESS)를 개념적 으로 나타낸다.
[64] 임의의 (arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS 들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS 는 하나의 DS 에 연결된 BSS 들의 집합에 해당할 수 있다, 그러나， ESS 는 DS 를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LIX(Logical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고， 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
[65] IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS 들의 상대적인 물리적 위치에 대해 서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분 적으로 중첩될 수 있고， 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한， BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고, 논리 적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한， BSS들은 물리적으로 동일한 위 치에 위치할 수 있고， 이는 리던던시 (redundancy)를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한， 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하 나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드ᅳ흑 네트워크가 동작하는 경우나， 상이한 기관 (organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요 한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
[66] 도 4 는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서 는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
[67] 도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 STA은 IEEE 802.11 의 MAC/PHY규정에 따라 동작하는 기기이다. STA은 AP STA 및 비 -AP(non-AP) STA 을 포함한다. Non-AP STA 은 랩탑 컴 퓨터， 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직 접 다루는 기기 에 해당한다. 도 4 의 예시 에서 STAl, STA3, STA4 는 non-AP STA 에 해당하고, STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.
[68] 이하의 설명 에서 non-AP STA 은 단말 (terminal), 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치 (User Equipment; UE), 이동국 (Mobile Station; MS), 이동단말 (Mobile Terminal), 이동 가입자국 (Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한， AP 는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국 (Base Station; BS), 노드 -B(Node-B), 발전된 노드 -B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템 (Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지 국 (Femto BS) 등에 대웅하는 개념 이 다.
[69] 링크 셋업 과정
[70] 도 5 는 일반적 인 링 크 셋업 (link setup) 과정을 설명 하기 위 한 도면이 다.
[71] STA 이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데 이터를 송수신하기 위해서 는， 먼저 네트워크를 발견 (discovery)하고， 인증 (authentication)을 수행하고， 연관 (association)을 맺고 (establish), 보안 (security)을 위 한 인증 절차 등을 거 쳐 야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정， 세션 셋업 과정 이라고도 칭 할 수 있다. 또한， 링크 셋업 과정의 발견， 인증, 연관， 보안 설정 의 과정을 통칭하여 연관 과 정 이라고 칭할 수도 있다.
[72] 도 5 를 참조하여 예시 적 인 링크 셋업 과정 에 대해서 설명 한다.
[73] 단계 S510 에서 STA 은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA 의 스캐닝 (scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉, STA 이 네트 워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA 은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식 별하여 야 하는데， 특정 영 역 에 존재하는 네트워크 식 별과정을 스캐닝 이라고 한다.
[74] 스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝 (active scanning)과 수동적 스캐닝 (passive scanning)0] 있다.
[75] 도 5 에서는 예시 적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동 작을 도시 한다. 능동적 스캐닝에서 스캐 닝을 수행하는 STA 은 채 널들을 옮기 면서 주변에 어떤 AP 가 존재하는지 탐색하기 위 해 프로브 요청 프레 임 (probe request frame)을 전송하고 이 에 대한 웅답을 기 다린다. 웅답자 (responder)는 프로브 요 청 프레임을 전송한 STA 에게 프로브 요청 프레임에 대한 웅답으로 프로브 웅답 프레임 (probe response frame)을 전송한다. 여기에서, 웅답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임 (beacon frame)을 전송한 STA일 수 있 다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 웅답자가 되며， IBSS에서 는 IBSS 내의 STA 들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 웅답자가 일정하 지 않다. 예를 들어， 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 웅답 프레임을 수신한 STA은, 수신한 프로브 응답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널 (예를 들어， 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으 로 스캐닝 (즉， 2번 채널 상에서 프로브 요청 /웅답 송수신)을 수행할 수 있다.
[76] 도 5 에서 도시하고 있지 않지만, 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA 은 채널들을 옮기 면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11 에서 관리 프레임 (management frame) 중 하나로서， 무선 네트워크의 존재를 알리고， 스캐닝을 수 행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서, 무선 네트워크에 참여할 수 있 도록 주기적으로 전송된다. BSS 에서 AP 가 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고， IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전 송한다. 스캐닝을 수행하는 STA 은 비콘 프레임을 수신하면 비콘 프레임에 포함 된 BSS 에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채널에서 비콘 프레 임 정보를 기록한다. 비콘 프레임을 수신 (청취， listen)한 STA은, 수신한 비콘 프 레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널로 이동하여 동일한 방법으로 다음 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
[77] 능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면， 능동적 스캐닝이 수동적 스캐 닝보다 딜레이 (delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
[78] STA 이 네트워크를 발견한 후에， 단계 S520 에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이러한 인증 과정은 후술하는 단계 S540 의 보안 셋업 동작과 명확하게 구 분하기 위해서 첫 번째 인증 (first authentication) 과정이라고 칭할 수 있다.
[79] 인증 과정은 STA 이 인증 요청 프레임 (authentication request frame)을 AP 에게 전송하고， 이에 웅답하여 AP 가 인증 응답 프레임 (authentication response frame)을 STA 에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청 /웅답에 사용 되는 인증 프레임 (authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다. [80] 인증 프레임은 인증 알고리즘 번호 (authentication algorithm number), 인 증 트랜잭션 시퀀스 번호 (authentication transaction sequence number), 상태 코 —(status code), 검문 텍스트 (challenge text), RSN(Robust Security Network), 유한 순환 그룹 (Finite Cyclic Group) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인 증 요청 /웅답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며， 다른 정 보로 대체되거나, 추가적 인 정보가 더 포함될 수 있다.
[81] STA 은 인증 요청 프레임을 AP 에 게 전송할 수 있다. AP 는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여， 해당 STA 에 대한 인증을 허용할지 여부 를 결정할 수 있다. AP 는 인증 처 리 의 결과를 인증 옹답 프레 임을 통하여 STA 에게 제공할 수 있다.
[82] STA 이 성공적으로 인증된 후에， 단계 S530 에서 연관 과정 이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA 이 연관 요청 프레임 (association request frame)을 AP 에 게 전송하고, 이 에 웅답하여 AP 가 연관 웅답 프레 임 (association response frame)을 STA 에 게 전송하는 과정 을 포함한다.
[83] 예를 들어， 연관 요청 프레임은 다양한 능력 (capability)에 관련된 정보, 비 콘 청취 간격 (listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트 (supported rates), 지원 채 널 (supported channels), RSN, 이동성 도메 인 , 지 원 오 퍼 레이 팅 클래스 (supported operating classes), TIM 방송 요청 (Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작 (interworking) 서 비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
[84] 예를 들어 , 연관 웅답 프레 임은 다양한 능력 에 관련된 정보， 상태 코드, AID(Association ID), 지원 레이트, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미 터 세트， RCPKReceived Channel Power Indicator), RSNI (Received Signal to Noise Indicator), 이동성 도메 인， 타임 아웃 간격 (연관 컴 백 시 간 (association comeback time)), 중첩 (overlapping) BSS 스캔 파라미터 , TIM 방송 웅답， QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
[85] 이는 연관 요청 /웅답 프레 임 에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시 에 해당 하며， 다른 정보로 대체되거나， 추가적 인 정보가 더 포함될 수 있다.
[86] STA 이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에， 단계 S540 에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540 의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청 /응답을 통한 인증 과정 이 라고 할 수도 있고， 상기 단 계 S520 의 인증 과정을 첫 번째 인증 (first authentication) 과정이라고 하고, 단 계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
[87] 단계 S540 의 보안 셋업 과정은, 예를 들어， EAPOUExtensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이 (way) 핸드쉐이¾을 통해서， 프라이빗 키 셋업 (private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 또 한, 보안 셋업 과정은 IEEE 802.11 표준에서 정의하지 않는 보안 방식에 따라 수 행될 수도 있다.
[88] WLAN의 진화
[89] 무선랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정 된 기술 표준으로서 IEEE 802.11η이 존재한다. IEEE 802.11η은 네트워크의 속 도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로， IEEE 802.11η에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput; HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하 고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다증 안테나를 사용하는 MIMOCMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
[90] 무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라， 최근에는 IEEE 802.11η 이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율 을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처 리율 (Very High Throughput; VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11η 무선랜 시스템의 다음 버전 (예를 들어, IEEE 802.1 lac)으로서, MAC 서 비스 액세스 포인트 (Service Access Point; SAP)에서 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스 템중의 하나이다.
[91] 차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA 들이 동시에 채널에 액세스하는 MU— MIMC Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MUᅳ MIM0 전송 방식에 따르면， AP가 MIMO 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
[92] 또한, 화이트스페이스 (whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것 이 논의되고 있다. 예를 들어, 아날로그 TV의 디지털화로 인한 유휴 상태의 주파 수 대역 (예를 들어, 54~698MHz 대역)과 같은 TV화이트스페이스 (TV WS)에서의 무선랜 시스템의 도입은 IEEE 802.11af 표준으로서 논의되고 있다. 하지만, 이는 예시에 불과하고， 화이트스페이스는 허가된 유저 (licensed user)가 우선적으로 사 용할 수 있는 허가된 대역이라 할 수 있다. 허가된 유저는 허가된 대역의 사용을 허가 받은 유저를 의미하며, 허가된 장치 (licensed device), 프라이머리 유저 (primary user), 우선적 사용자 (incumbent user) 등으로 칭할 수도 있다.
[93] 예를 들어， WS에서 동작하는 AP 및 /또는 STA은 허가된 유저에 대한 보 호 (protection) 기능을 제공하여야 한다. 예를 들어 WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약 (regulation)상 분할되어 있는 주파수 대역인 특정 WS 채널을 마이 크로폰 (microphone)과 같은 허가된 유저가 이미 사용하고 있는 경우, 허가된 유 저를 보호하기 위하여 AP 및 /또는 STA 은 해당 WS 채널에 해당하는 주파수 대 역은 사용할 수 없다. 또한， AP 및 /또는 STA은 현재 프레임 전송 및 /또는 수신을 위해 사용하고 있는 주파수 대역을 허가된 유저가 사용하게 되면 해당 주파수 대 역의 사용을 중지해야 한다.
[94] 따라서 AP 및 /또는 STA 은 WS 대역 내 특정 주파수 대역의 사용이 가능 한지, 다시 말해서 상기 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절 차가 선행되어야 한다. 특정 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하 는 것을 스펙트럼 센싱 (spectrum sensing)이라 한다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 탐지 (energy detection) 방식, 신호 탐지 (signature detection) 방식 등이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나， DTV 프리앰블 (preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으 로 판단할 수 있다.
[95] 또한, 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논 의되고 있다 , IEEE 802.11 무선랜 시스템에서도 M2M통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah 로서 개발되고 있다. M2M 통신은 하나 이상의 머신 (Machine)이 포함되는 통신 방식을 의미하며, MTC(Machine Type Communi- cation) 또는 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서， 머신이란 사람의 직접적 인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체 (entity)를 의미한다. 예를 들어， 무선 통신 모들이 탑재된 검침기 (meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론, 사용자의 조작 /개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. M2M 통신은 디바이스 간의 통신 (예를 들어， D2D(Device-to-Device) 통신), 디바이스와 서버 (application server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로, 자동 판매기와 서버， pOS(Point of Sale) 장치와 서버， 전기， 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션 (application)에는, 보안 (security), 운송 (transportation), 스 케어 (health care) 등이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면, 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신 하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
[96] 구체적으로, M2M 통신은 많은 STA 의 개수를 지원할 수 있어야 한다. 현 재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는 하나의 AP에 최대 2007 개의 STA이 연 관되는 경우를 가정하지만, M2M 통신에서는 이보다 많은 개수 (약 6000 개)의 STA 이 하나의 AP 에 연관되는 경우를 지원하는 방안들이 논의되고 있다. 또한, M2M 통신에서는 낮은 전송 속도를 지원 /요구하는 애플리케이션이 많을 것으로 예상된다. 이를 원활하게 지원하기 위해서， 예를 들어， 무선랜 시스템에서는 TIM (Traffic Indication Map) 요소 기반으로 STA 이 자신에게 송신될 데이터의 존재 여부를 인지할 수 있는데， TIM의 비트맵 크기를 줄이는 방안들이 논의되고 있다. 또한, M2M통신에서는 송신 /수신 간격이 매우 긴 트래픽이 많을 것으로 예상된다. 예를 들어， 전기 /가스 /수도 사용량과 같이 긴 주기 (예를 들어， 한 달) 마다 매우 적은 양의 데이터를 주고 받는 것이 요구된다. 이에 따라, 무선랜 시스템에서는， 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수는 매우 많아지더라도, 하나의 비콘 주 기 동안에 AP로부터 수신할 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적은 경우를 효율적으로 지원하는 방안들이 논의되고 있다.
[97] 이와 같이 무선랜 기술은 빠르게 진화하게 있으며， 전술한 예시들 외에도 직접 링크 셋업, 미디어 스트리밍 성능의 개선, 고속 및 /또는 대규모의 초기 세션 셋업의 지원， 확장된 대역폭 및 동작 주파수의 지원 등을 위한 기술이 개발되고 있다.
[983 매체 액세스 메커니즘
[99] IEEE 802.11 에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control) 의 기본 액세스 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능 (Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데， 기본 적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액 세스 메커니즘 따르면， AP 및 /또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서， 소정의 시간 구간 (예를 들어, DIFS(DCF Inter-Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체 (medium)를 센싱 (sensing)하는 CCACClear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과， 만일 매체가 유휴 상태 (idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태 (occupied status) 인 것으로 감지되면， 해당 AP 및 /또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 액세스를 위한 지연 기간 (예를 들어， 임의 백오프 주기 (random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주 기의 적용으로, 여러 STA 들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로, 충돌 (collision)을 최소화시킬 수 있다.
[100] 또한， IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HCF(Hybrid Coordination Function) 를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 한다. PCF 는 폴링 (polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및 /또 는 STA 이 데이터 프레임을 수신할 수 있도톡 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫 는다. 또한， HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데 이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고, HCCA 는 폴링 (polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한， HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며， 경쟁 주기 (Contention Period; CP)와 비경쟁 주기 (Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
[101] 도 6은 백오프 (back-οίί) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[102] 도 6 을 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점 유 (occupied 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴 (idle) 상태로 변경되면， 여러 STA 들은 데이터 (또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때, 충돌을 최소화하기 위한 방안으로서， STA 들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간만큼 대기한 후에, 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사 -임의 정수 (pseudo-random integer) 값을 가지며， 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다, 여기서, CW 는 경쟁 원도우 (Contention Window) 파라미터 값이 다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin 이 주어지지만, 전송 실패의 경우 (예를 들 어， 전송된 프레임에 대한 ACK 을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax 가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고, 데이터 전송이 성공하는 경우에 는 CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CWmax 값은 2n-l (n=0, 1, 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
[103] 임의 백오프 과정이 시작되면 STA 은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점 유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고， 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
[104] 도 6 의 예시에서 STA3 의 MAC 에 전송할 패킷이 도달한 경우에， STA3 는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 나머지 STA 들은 매체가 점유 (busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STAl, STA2 및 STA5 의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴 (idle)상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에， 각 자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6 의 예시에서는 STA2 가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고, STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉, STA2가 백오 프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간 은 STA1 의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5 는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대 기한 후에， 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉， 잔여 백오프 시간만큼의 나머 지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5 의 잔여 백오프 시간이 STA1 보다 짧았으므로 STA5 이 프레임 전송을 시작하게 된 다. 한편， STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때， STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS 만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운을 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6 의 예시에서는 STA5 의 잔여 백오프 시간이 STA4 의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며， 이 경우， STA4와 STA5 간에 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우에는 STA4 와 STA5 모두 ACK 을 받지 못하여, 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우， STA4 와 STA5 는 CW 값을 2 배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편， STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가， 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후， 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
[105] STA의 센성 동작
[106] 전술한 바와 같이 CSMA/CA 메커니즘은 AP 및 /또는 STA 이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱 (physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱 (virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 숨겨진 노드 문제 (hidden node problem) 등과 같이 매체 액세스에서 발생할 수 있는 문제를 보완 하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워 크 할당 백터 (Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및 /또는 STA이， 매체가 이 용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및 /또는 STA 에게 지시 (indicate)하는 값이다. 따라서 NAV 로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP 및 /또는 STA 에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값 을 수신하는 STA 은 해당 기간 동안 매체 액세스 (또는 채널 액세스)가 금지 (prohibit) 또는 연기 (defer)된다. NAV 는， 예를 들어, 프레임의 MAC 헤더 (header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
[107] 또한, 충돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 층돌 검출 (robust collision detect) 메커니즘이 도입되었다. 이에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 실제 캐리어 센싱 범위와 전송 범위는 동일하지 않을 수도 있지만， 설명의 편의를 위해서 동일한 것으로 가정한다.
[108] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[109] 도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며， STA A 와 STA B 는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만， STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전 에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송 (즉, 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에, STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때 문에 층돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A 는 STA C 의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
[110] 도 7(b)는 노출된 노드 (exposed node)에 대한 예시이며， STAB는 STA A 에 데이터를 전송하고 있는 상황에서， STA C가 STA D에서 전송할 정보를 가지 고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱을 수행하면, STA B의 전송 으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라， STA C 가 STA D 에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나， 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범 위 밖에 있으므로， STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입 장에서는 충돌하지 않을 수도 있으므로, STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STA C 를 STA B 의 노출된 노드라고 할 수 있다.
[111] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[112] 도 7 과 같은 예시적인 상황에서 충돌 회피 (collision avoidance) 메커니즘 을 효율적으로 이용하기 위해세 RTSCrequest to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패¾( 0^ signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA (들)이 오버히어링 (overhearing)할 수 있도록 하여， 상기 주위의 STA (들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도톡 할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 전송하려는 STA 이 데이터를 받는 STA 에 RTS 프레임을 전송하면, 데이터를 받는 STA 은 CTS 프레임을 주위의 STA 들에게 전송함으로 써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[113] 도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며， STA A 와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STAC는 STAA와 STAB의 데이터 전송이 끝 날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
[114] 도 8(b)는 노출된 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며， STA A 와 STA B 간의 RTS/CTS 전송을 STA C가 오버히어링 함으로써， STA C는 자신이 다른 STA (예를 들어， STA D)에게 데이터를 전송하더라도 층돌이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다. 즉， STA B는 주위의 모든 STA들에게 RTS를 전송하고， 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만 을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
[115] 전력 관리 [116] 전술한 바와 같이 무선랜 시스템에서는 STA 이 송수신을 수행하기 전에 채널 센싱을 수행해야 하는데， 채널을 항상 센싱하는 것은 STA 의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비 하여 크게 차이가 나지 않으며， 수신 상태를 계속 유지하는 것도 전력이 제한된 (즉， 배터리에 의해 동작하는) STA 에게 큰 부담이 된다. 따라서, STA 이 지속적 으로 채널올 센싱하기 위해서 수신 대기 상태를 유지하면, 무선랜 처리율 측면에 서 특별한 이점 없이 전력을 비효율적으로 소모하게 된다. 이러한 문제점을 해결 하기 위해서， 무선랜 시스템에서는 STA 의 전력 관리 (power management; P ) 모드를 지원한다.
[117] STA의 전력 관리 모드는 액티브 (active) 모드 및 전력 절약 (power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모 드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태 (awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는， 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편, PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태 (sleep state, 또는 도즈 (doze) 상태)와 어웨이 크 상태 (awake state)를 전환 (switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA 은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행 하지 않는다.
[118] STA 이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문 에， STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수산이 불가 능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 슬립 상태로 동작하는 STA 이 AP 에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편, AP가 STA 에게 전송할 프레임이 있는 경우， 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다ᅳ 따라 서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해 (또한 존재한다면 이 를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다.
[119] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[120] 도 9를 참조하면 , AP(910)는 일정한 주기로 비콘 프레임 (beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다 (S911, S912, S913, S914, S915, S916). 비콘 프 레임에는 TIMCTraffic Indication Map) 정보 요소 (Information Element)가 포함된 다. TIM 정보 요소는 AP(910)가 자신과 연관된 STA 들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TIM 요소에는 유니 캐스트 (unicast) 프레임을 알려주는테 사용되는 TIM 과 멀티캐스트 (multicast) 또 는 브로드캐스트 (broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
[121] AP(910)는 3 번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1 회씩 DTIM올 전송할 수 있다. STA 920) 및 STA2(922)는 PS 모드로 동작하는 STA 이다. STAK920) 및 STA2(922)는 소정의 주기의 웨이크업 인터벌 (wakeup interval) 마다 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(910)에 의하여 전송된 TIM 요 소를 수신 (또는 청취)할 수 있도록 설정될 수 있다. 각각의 STA 은 자신의 로컬 클럭 (local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며, 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클력과 일치하는 것으로 가정한다.
[122] 예를 들어， 상기 소정의 웨이크업 인터벌은， STAK920)이 비콘 인터벌마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서, STAK920)은 AP(910)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S911) 어웨이크 상 태로 전환될 수 있다 (S921). STAK920)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득할 수 있다. 획득된 TIM 요소가 STAK920)에게 전송될 프레임이 있음을 지 시하는 경우， STAK920)은 AP(910)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll(Power Save-Poll) 프레임을 AP(910)에게 전송할 수 있다 (S921a). AP(910)는 PS-Poll 프레임에 대웅하여 프레임을 STAK920)에게 전송할 수 있다 (S931). 프레임 수신 을 완료한 STAK920)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
[123] AP(910)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서， 다른 장치가 매체 에 액세스하고 있는 등 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로， AP(910)는 정 확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다 (S912). 이 경우 STAK920)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이 크 상태로 전환하지만， 지연 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 슬립 상태로 전환한다 (S922).
[124] AP(910)가 세 번째로 비콘 프레임을 전송할 때， 해당 비콘 프레임에는 DTIM 으로 설정된 TIM 요소가 포함될 수 있다. 다만 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로 AP(910)는 비콘 프레임을 지연 전송한다 (S913). STAK920)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며, AP(910)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM 을 획득할 수 있다. STAK920)이 획득한 DTIM 은 STAK920)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA 을 위한 프레임이 존재함을 지시하는 경우를 가정한다. 이 경우, STAK920)은 자 신이 수신할 프레임이 없음을 확인하고 다시 슬립 상태로 전환하여 동작할 수 있 다 · AP(910)는 비콘프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다 (S932).
[125] AP(910)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다 (S914). 다만, STAK920)은 이 전 2회에 걸친 TIM요소 수신을 통해 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재한다 는 정보를 획득할 수 없었으므로， TIM 요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정 할 수 있다. 또는, AP(910)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STAK920)의 웨이크 업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STAK920)의 웨이크 업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STAK920)은 비콘 인터벌마다 TIM요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서， STAU920)은 AP(910)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고 (S914), 다섯 번째 비콘 프레임을 전 송하는 시점에 (S915) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다,
[126] AP(910)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S916), STAK920)은 어 웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM 요소를 획득할 수 있다 (S924). TIM요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로， STAK920)은 PS-Poll프레임을 AP(910)에게 전송하지 않고， AP(910)에 의해 전 송되는 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다 (S934). 한편 STA2(930)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STAU920)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서， STA2(930)는 AP(910)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점 (S215)에 어 웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다 (S941). STA2(930)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고， 프레임 전송을 요청하기 위해 AP(910)에게 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다 (S941a). AP(910)는 PS- Poll프레임에 대응하여 STA2(930)에게 프레임을 전송할 수 있다 (S933).
[127] 도 9 와 같은 전력 절약 모드 운영을 위해 TIM 요소에는 STA 이 자신에 게 전송될 프레임이 존재하는지를 지시하는 TIM 또는 브로드캐스트 /멀티캐스트 프레임이 존재하는지를 지시하는 DTIM 이 포함된다. DTIM 은 TIM 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다.
[128] 도 10 내지 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다. [129] 도 10을 참조하면, STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수 신 (청취)하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고， 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽 (데이터)이 있음을 알 수 있다ᅳ STA 은
PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA 들과 경쟁 (contending)을 수행한 후에， AP 에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-Poll프레임을 전송할 수 있다. STA에 의해 전송된 PS~Poil 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 수신하고 이 에 대한 확인 웅답 (ACK) 프레임을 AP 에게 전송할 수 있다. 이후 STA 은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[130] 도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS— Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간 (예를 들어, SIFS(Short Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 웅답 (immediate response) 방식에 따라 동작할 수 있다. 한편, AP 가 PSᅳ Poll 프레임을 수신한 후에 STA 에게 전송할 데이터 프레임을 SIFS 시간 동안에 준비하지 못한 경우에는 지연된 웅답 (deferred response) 방식에 따라 동작할 수 있으며， 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
[131] 도 11 의 예시에서 STA 이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP 로부터 TIM 을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP 로 전송하는 동작은 도 10 의 예시와 동일하다. AP 가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이 터 프레임을 준비하지 못한 경우， 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면, 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA 에게 전송할 수 있다. STA 은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 프레임을 AP 에게 전송하고， 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[132] 도 12는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다 . STA들은 AP로부 터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP 는 DTIM 을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터 (즉， 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고， 데이터 수신이 완료 된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다. [133] TIM구조
[134] 상기 도 9 내지 12를 참조하여 설명한 TIM (또는 DTIM) 프로토콜을 기반 으로 한 전력 절약 모드 운영 방법에 있어서， STA 들은 TIM요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 자신을 위해 전송될 데이터 프레임이 존재하는지 여부를 확인 할 수 있다. STA식별 정보는 STA 이 AP 와 연관 (association)시에 할당받는 식 별자인 AID(Association Identifier)와 관련된 정보일 수 있다.
[135] AID는 하나의 BSS 내에서는 각각의 STA에 대한 고유한 (unique) 식별자 로서 사용된다. 일례로， 현재 무선랜 시스템에서 AID 는 1 에서 2007 까지의 값 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는, AP 및 /또는 STA이 전송하는 프레임에는 AID를 위하여 14비트가 할당될 수 있으며， AID 값은 16383 까지 할당될 수 있으나 2008 에서 16383은 예비 (reserved) 값 으로 설정되어 있다.
[136] 기존의 정의에 따른 TIM 요소는， 하나의 AP 에 많은 개수의 (예를 들어, 2007 개 초과의) STA들이 연관될 수 있는 M2M 애플리케이션의 적용에 적절하 지 않다. 기존의 TIM 구조를 그대로 확장하는 경우에는 TIM 비트맵 크기가 너무 커져서 기존의 프레임 포맷으로는 지원할 수 없고, 낮은 전송 레이트 (rate)의 애플 리케이션을 고려하는 M2M통신에 적합하지 않다. 또한， M2M 통신에서는 하나의 비콘 주기 동안에 수신 데이터 프레임이 존재'하는 STA의 개수가 매우 적을 것으 로 예상된다. 따라서， 위와 같은 M2M 통신의 적용 예를 고려하면， TIM 비트맵의 크기는 커지지만 대부분의 비트가 0 값을 가지는 경우가 많이 발생할 것으로 예 상되므로, 비트맵을 효율적으로 압축하는 기술이 요구된다.
[137] 기존의 비트맵 압축 기술로서， 비트맵의 앞부분에 연속되는 0 을 생략하고 오프셋 (offset) (또는 시작점) 값으로 정의하는 방안이 마련되어 있다. 그러나, 버 퍼된 프레임이 존재하는 STA들의 개수는 적지만 각각의 STA 의 AID 값이 차이 가 큰 경우에는 압축 효율이 높지 못하다. 예를 들어 AID가 10와 2000의 값을 가지는 단 두 개의 STA 에게 전송할 프레임만이 버퍼되어 있는 경우에, 압축된 비트맵의 길이는 1990 이지만 양 끝을 제외하고는 모두 0 의 값을 가지게 된다. 하나의 AP 에 연관될 수 있는 STA의 개수가 적은 경우에는 비트맵 압축의 비효 율성이 크게 문제되지 않지만, STA의 개수가 증가하는 경우에는 이러한 비효율성 이 전체 시스템 성능을 저해하는 요소가 될 수도 있다. [138] 이를 해결하기 위한 방안으로서, AID 를 여러 그룹으로 나누어 보다 효과 적인 데이터의 전송을 수행하도록 할 수 있다. 각 그룹에는 지정된 그룹 ID(GID) 가 할당된다. 이러한 그룹 기반으로 할당되는 AID 에 대해서 도 13 을 참조하여 설명한다.
[139] 도 13 은 AID (association ID)를 그룹 기반으로 할당한 일 예를 보여주는 도면이다.
[140] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID 의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(a)의 예시에서는 AID 비트맵의 앞의 몇 비트들을 GID 를 나타내기 위해 사용 할 수 있다. 예를 들어, AID 비트맵의 처음 2 비트를 사용하여 4 개의 GID 를 나 타낼 수 있다. AID 비트맵의 전체 길이가 N 비트인 경우에， 처음 2 비트 (B1 및 B2)이 값은 해당 AID의 GID를 나,타낸다.
[141] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID 의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(b)의 예시에서는 AID 의 위치에 따라서 GID 가 할당될 수 있다. 이 때， 동 일한 GID를 사용하는 AID들은 오프셋 (offset) 및 길이 (length) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어， GID 1이 오프셋 A 및 길이 B로 표현되면， 비트맵 상에서 A 내 지 A+B-1의 AID들이 GID 1을 가진다는 것을 의미한다. 예를 들어ᅳ 도 13(b)의 예시에서, 전체 1 내지 N4 의 AID 가 4 개의 그룹으로 분할된다고 가정한다. 이 경우, GID 1에 속하는 AID들은 1 내지 N1 이며， 이 그룹에 속하는 AID들은 오 프셋 1 및 길이 N1로 표현될 수 있다. 다음으로， GID 2에 속하는 AID들은 오프 셋 N1+ 1 및 길이 N2— N1+ 1으로 표현될 수 있고, GID 3에 속하는 AID들은 오 프셋 N2+1 및 길이 N3-N2+1으로 표현될 수 있으며, GID 4에 속하는 AID들은 오프셋 N3+1 및 길이 N4— N3+1으로 표현될 수 있다.
[142] 이와 같은 그룹 기반으로 할당되는 AID가 도입되면， GID에 따라 다른 시 간 구간에 채널 액세스를 허용할 수 있도록 함으로써， 많은 수의 STA 에 대한 TIM요소 부족 문제를 해결함과 동시에 효율적인 데이터의 송수신이 이루어질 수 있다. 예를 들에 특정 시간 구간 동안에는 특정 그룹에 해당하는 STA (들)에게만 채널 액세스가 허용되고, 나머지 다른 STA (들)에게는 채널 액세스가 제한 (restrict)될 수 있다. 이와 같이 특정 STA (들)에게만 액세스가 허용되는 소정의 시간 구간을， 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW)라고 칭할 수도 있다. [143] GID 에 따른 채널 액세스에 대해서 도 13(c)를 참조하여 설명한다. 도 13(c)에서는 AID가 3 개의 그룹으로 나누어져 있는 경우， 비콘 인터벌에 따른 채 널 액세스 메커니즘을 예시적으로 난타낸다. 첫 번째 비콘 인터벌 (또는 첫 번째 RAW)은 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스가 허용되는 구간 이고, 다른 GID에 속하는 STA들의 채널 액세스는 허용되지 않는다. 이를 구현하 기 위해서， 첫 번째 비콘에는 GID 1에 해당하는 AID들만을 위한 TIM요소가 포 함된다. 두 번째 비콘 프레임에는 GID 2 를 가지는 AID 들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 두 번째 비콘 인터벌 (또는 두 번째 RAW) 동안에는 GID 2에 속하는 AID 에 해당하는 STA 의 채널 액세스 만이 허용된다. 세 번째 비콘 프레 임에는 GID 3을 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 세 번 째 비콘 인터벌 (또는 세 번째 RAW) 동안에는 GID 3 에 속하는 AID 에 해당하는 STA 의 채널 액세스 만이 허용된다. 네 번째 비콘 프레임에는 다시 GID 1 을 가 지는 AID 들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 네 번째 비콘 인터벌 (또 는 네 번째 RAW) 동안에는 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세 스 만이 허용된다. 그 다음으로, 다섯 번째 이후의 비콘 인터벌들 (또는 다섯 번째 이후의 RAW들)의 각각에서도， 해당 비콘 프레임에 포함된 TIM에서 지시되는 특 정 그룹에 속한 STA의 채널 액세스만이 허용될 수 있다.
[144] 도 13(c)에서는 비콘 인터벌에 따라 허용되는 GID 의 순서가 순환적 또는 주기적인 예시를 나타내지만， 이에 제한되는 것은 아니다. 즉， TIM 요소에 특정 GID (들)에 속하는 AID (들)만을 포함시킴으로써， 특정 시간 구간 (예를 들어, 특정 RAW) 동안에 상기 특정 AID (들)에 해당하는 STA (들)만의 채널 액세스를 허용하 고 나머지 STA (들)의 채널 액세스는 허용하지 않는 방식으로 동작할 수 있다.
[145] 전술한 바와 같은 그룹 기반 AID 할당 방식은， TIM 의 계층적 (hierarchical) 구조라고도 칭할 수 있다. 즉， 전체 AID 공간을 복수개의 블톡들로 분할하고， 0이 아닌 값을 가지는 특정 블록에 해당하는 STA (들) (즉, 특정 그룹의 STA)의 채널 액세스만이 허용되도록 할 수 있다. 이에 따라， 큰 크기의 TIM 을 작은 블록 /그룹으로 분할하여 STA 이 TIM 정보를 유지하기 쉽게 하고, STA 의 클래스， 서비스품질 (QoS), 또는 용도에 따라 블록 /그룹을 관리하기가 용이하게 된 다. 상기 도 13 의 예시에서는 2-레벨의 계층을 나타내지만， 2 이상의 레벨의 형 태로 계층적 구조의 TIM 이 구성될 수도 있다. 예를 들어， 전체 AID 공간을 복수 개의 페이지 (page) 그룹으로 분할하고， 각각의 페이지 그룹을 복수개의 블록으로 구분하고， 각각의 블록을 복수개의 서브-블톡으로 분할할 수도 있다. 이러한 경우, 상기 도 13(a)의 예시의 확장으로서， AID 비트맵에서 처음 N1 개의 비트는 페이 지 ID (즉， PID)를 나타내고， 그 다음 N2 개와 비트는 블록 ID 를 나타내고， 그 다 음 N3 개의 비트는 서브 -블록 ID 를 나타내고， 나머지 비트들이 서브—블록 내의 STA 비트 위치를 나타내는 방식으로 구성될 수도 있다.
[146] 이하에서 설명하는 본 발명의 예시들에 있어서， STA 들 (또는 각각의 STA 에 할당된 AID 들)을 소정의 계층적인 그룹 단위로 분할하고 관리하는 다양한 방 식들이 적용될 수 있으며， 그룹 기반 AID 할당 방식이 상기 예시들로 제한되는 것은 아니다.
[147] 페이지 세그맨테이션 (Page Segmentation)
[148] TIMCtraffic indication map)은 세그맨테이션 (segmentation) 될 수 있다. 이는 하나의 TIM 에 비트맵 정보를 모두 실어 전송할 경우， 전송 주체인 AP 및 수신 주체인 STA 모두에게 오버헤드로 동작할 수 있기 때문이다. STA 가 모든 비콘을 수신 (listen)하게 될 경우, 파워세이브 (power save) 측면에서 (상시 전원과 연결되어 있지 않은) STA 측에 부담 (burden)으로 작용할 수 있다. 이는 단말의 전송 패턴 (traffic pattern) 또는 서비스 타입 (service type)에 따라 각기 다론 비 트맵 정보를 하나의 TIM 에 포함시키는 경우가 발생하기 때문이다.
[149] 하나의 DTIM 비콘 인터벌 안에는 TIM 세그먼트마다, 고정된 길이의 페이 지 세그먼트를 포함할 수 있다. 이 경우, 페이지 세그먼트의 길이 (length)는 복수 의 DTIM 비콘 인터벌에 따라 변할 수 있다. 페이지 세그먼트의 길이는 하나의 페 이지당 블록의 개수를 DTIM 비콘 인터벌 내에 있는 팀 세그먼트의 개수로 나눈 값이기 때문이다. 각각의 배열된 (ordered) 페이지 세그먼트는 TIM 세그먼트로 연 속적으로 할당되고， 첫번째 페이지 세그먼트가 DTIM 세그먼트로 할당될 수 있다.
[150] TIM 세그먼트 내의 STA 의 할당 (assignment)를 지시하기 위한 세그먼트 카운트 요소 (Segment count Information Element)에 대하여 설명한다. 세그먼트 카운트 요소는 DTIM 비콘 프레임에 포함되어 전송되고, TIM 세그먼트에서는 전 송되지 '않는다. 세그먼트 카운트 요소는 TIM 세그먼트 내의 STA 들의 할당 정보 를 지시할 수 있다. 다시 말해서, 각 STA 들이 속한 TIM 세그먼트 (그룹)에 관한 할당 정보를 지시할 수 있다. 세그먼트 카운트 요소는 페이지 세그먼트 내의 STA 들의 웨이크업 인터벌을 지시할 수 있다. 각 페이지 세그먼트에 할당된 STA 들은 세그먼트 카운트 IE 내의 페이지 세그먼트 카운트 필드에 기초하여 연속적으로 자 기가 속한 TIM 세그먼트에서 깨어난다 (wake-up). 페이지 세그먼트의 길이는 페 이지 비트맵 내의 블록의 개수를 페이지 세그먼트 카운트로 나눈 값이다. 세그먼 트 카운트 요소 내의 페이지 오프셋 필드 및 페이지 세그먼트 카운트 필드는 각 팀 세그먼트 내의 초기 블록 오프셋 및 팀 요소의 범위 (range)를 지시할 수 있다.
[151] [수학식 1]
[152] Block offset/start =page offset + ((length of page segment) * (ΉΜ segment number - 1))+ 1
[153] [수학식 2]
[154] Block Range = page offset + length of page segment * TIM segment number
[155] 페이지 비트맵 필드에서 블록 비트가 0 으로 설정된 STA 들은 할당된 TIM 세그먼트에서 깨어나지 않는다.
[156] 세그먼트 카운트 요소 (Segment Count IE)
[157] 도 14는 세그먼트 카운트 요소 (Segment Count IE(information element)) 를 구성하는 필드들의 일 예를 나타내는 도면이다.
[158] 도 14 를 참조하면， 세그먼트 카운트 요소는 4 내지 8 옥텟의 길이로 구성 될 수 있다. 요소 아이디 (Element ID) 필드는 1 옥뻣으로 구성될 수 있으며 세그 먼트 카운트 요소를 지시하는 필드이다. 길이 필드는 1 옥렛으로 구성될 수 있으 몌 세그먼트 카운트 요소의 길이를 나타낸다. 페이지 인텍스 필드는 2 비트로 구 성될 수 있으며 비콘 내 현재 할당된 페이지를 지시한다. 페이지 세그먼트 카운트 필드는 5 비트로 구성될 수 있으며 TIM 세그먼트의 개수를 지시한다. 예를 들어， 4 값은 DTIM 비콘 인터벌 내의 4 개의 TIM 세그먼트들을 나타내며， 8 값은 DTIM 비콘 인터벌 내의 8 개의 TIM 세그먼트들을 나타낸다. 페이지 오프셋 필드 는 5 비트로 구성될 수 있으며, 할당된 페이지 세그먼트의 첫번째 블록을 나타낸 다. 예비 (reserved) 필드는 4 비트로 구성될 수 있다. 페이지 비트맵 필드는 0 내 지 4 옥¾으로 구성될 수 있으며, DTIM 요소 내의 모든 페이지 세그먼트들의 블 록을 위한 것이다. 다시 말해서， 페이지 비트맵 필드는 버퍼된 데이터를 블록 레 벨로 지시한다.
[159] 802.11ahSTA들은 다운링크 트래픽 신호를 위한 TIM entry를 가지지 않 도록 선택할 수 있다. 이러한 STA들올 위하^ AP는 다운링크 데이터를 저장하 고 STA 가요청할 때 이를 전송할 수 있다. 802.11ah STA들은 연관 과정 중에 다운링크 시그널링을 위한 TIM entry 7} 필요하지 않은 경우에 , AP에 알릴 수 있 다. non-TIM STA은 적어도 하나의 PS-Poll또는 트리거 프레임 (trigger frame) 을 매 리슨 인터벌 (listen interval)마다 전송하고, non-TIM STA은 매 리슨 인터 벌마다 비콘을 수신하기 위해 깨어있을 (wake) 것을 요구 받지 않는다.
[160] nonᅳ TIMSTA의 동작
[161] non-TIM(traffic indication map) 모드에서는 TIM 을 받을 필요가 없으므 로， non-TIM STA는 TIM을 포함하는 비콘 프레임 정보를 수신하지 않는다. TIM 에는 TIM 엔트리 (entry) 정보를 가지고 있어서 매 리슨 인터벌마다 비콘 프레임 을 수신할 수 있다. 하지만, non-TIM STA 에서는 TIM 을 포함하는 비콘 프레임 정보를 수신하지 않으므로 이러한 TIM 엔트리 정보를 확인할 수 없다. 따라서, 매 리슨 인터벌마다 비콘 프레임을 수신하지 않고서도 AP 에 접속할 수 있어야 한다.
[162] AP 는 non-TIM STA 이 채널에 접속할 수 있도톡 타겟 웨이크 시간 (Target Wake Times; TWT)을 스케쥴링 (scheduling) 할 수 있다. 따라서 non— TIM STA 는 스케즐링된 시간에 슬립 상태에서 웨이크업 상태로 전환하여 채널 액세스를 수행할 수 있다.
[163] non-TIM모드에서 TIM모드로 전환 (switch)
[164] STA는 동작 중에 TIM모드와 non— TIM모드 상호 간에 전환이 가능하다. TIM 모드에서 non-TIM모드로 전환할 수 있고， non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환할 수 있다. AP 는 모드 전환이 있을 경우, STA 에 새로운 AID 를 재할당할 수 있다. STA는 모드 전환 되는 것을 AP 에 알리기 위해 AP 에 AID 전환 요청 프레임 (AID Switch Request frame)을 전송할 수 있으며， 이를 수신한 AP는 STA 에 AID 전환 응답 프레임 (AID Switch Response frame)을 전송할 수 있다.
[165] AID 재할당 절차
[166] STA의 AID는 채널 액세스 관리를 위하여 재할당될 수 있다. STA는 AP 에게 AID 전환 요청 프레임 (AID Switch Request frame)을 전송할 수 있으며， 이 를 수신한 AP는 STA에 AID 전환 웅답 프레임 (AID Switch Response frame)을 전송하거나， 요청하지 않은 (unsolicited) AID 전환 웅답 프레임 (AID Switch Response frame)을 전송 할 수 있다.
[167] AID요청 요소 (AID Request element)
[168] 도 15는 AID 요청 요소 (프레임)의 일례를 나타내는 도면이다.
[169] 도 15 에 도시된 바와 같이 AID 요청 요소 (AID Request element) 어 1 대 하여 살펴볼 필요가 있는데, 도 13(a)를 참조하면， B1 부터 BN까지의 N 개의 요 소로 구성되어 있는 것올 볼 수 있다. AID 요청 요소는 요소 (Element) ID 필드, 길이 (length) 필드, AID 요청 모드 (AID Request Mode) 필드 및 선택적으로, 웨이 크업 인터벌 (wake-up interval) 필드, 피어 STA 어드레스 (peer STA address) 필 드， 서비스 타입 필드 등이 구성될 수 있다. 이 중 AID 요청 모드 필드는 AID 요 청 요소의 읍션 필드를 지시하는데 사용할 수 있다.
[170] 비트 0 은 웨이크업 인터벌 필드가 AID 요청 요소에 포함된 경우에 1 로 설정될 수 있다. 비트 1 은 피어 STA 어드레스 필드가 AID 요청 요소에 포함된 경우에 1 로 설정될 수 있다. 비트 2 는 서비스 타입 필드가 AID 요청 요소에 포 함된 경우에 1 로 설정될 수 있다. 이러한 선택적인 필드가 포함되지 않으면, 각 필드들은 0으로 설정될 수 있으몌 0및 1을 반대로 설정할 수도 있는 것도 가능 하다.
[171] STA 가 TIM 모드쎄서 nonᅳ TIM 모드로 전환되는 경우에는 비트 3 은 1 로 설정될 수 있고， 반대로 STA 가 non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환되는 경 우에는 비트 4가 1로 설정될 수 있다.
[172] 앞서 언급한 웨이크업 인터벌 필드는 새톱게 설정된 웨이크업 인터벌 값을 의미할 수 있고, 피어 STA 어드레스는 스테이션ᅳ대-스테이션 통신을 위한 피어 STA 의 MAC 어드레스일 수 있다. 서비스 타입은 STA 에 새톱게 설정된 서비스 타입을 의미할 수 있다.
[173] AID 웅답 요소 (AID Response element)
[174] 도 16은 AID 웅답 요소 (프레임)의 일례를 나타내는 도면이다.
[175] 도 16 에 도시된 바와 같이， 이 요소는 앞서 언급한 AID 요청 요소에 대한 웅답 요소이다. AID 웅답 요소는 요소 (Element) ID 필드, 길이 (length) 필드, AID 필드， AID 전환 카운트 (AID Switch Count) 필드, 웨이크업 인터벌 (Wakeup Interval) 필드 등으로 구성될 수 있다.
[176] AID 필드는 AP 로부터 새롭게 AID 할당된 정보를 포함할 수 있다. AP 가 STA 의 AID 가 바뀌는 것을 원치 않는 경우， AID 필드는 이전과 동일한 값으로 설정될 수 있다. AID 전환 카운트 필드는 새로운 AID가 할당된 경우, STA가 새 로운 AID 로 전환할 때까지의 비콘 인터벌 (beacon interval)의 개수를 나타낸다. 웨이크업 인터벌 필드는， 새로운 AID가 할당된 경우, 새로운 AID 의 팀 세그먼트 (TIM segment)를 포함하는 비콘 프레임을 수신 (listen)하기 위한 웨이크업 인터벌 을 나타낸다. [177] AID 전환 요청 프레 임 (AID Switch Request frame)
[178] 도 17 은 AID 전환 요청 프레 임 의 일례를 나타내는 도면이다.
[179] 도 17 에 도시 된 바와 같이， AID 전환 요청 프레임은 카테고리 (Category) 필드 동작 (Action) 필드, 다이 얼로그 토큰 (dialog Token) 필드, AID 요청 요소 (AID Request lE) 필드로 구성될 수 있다.
[180] 카테고리 필드는 S1G 를 위한 값을 설정 하고, 동작 필드는 AID 요청을 위 한 값을 설정 한다. 다이 얼로그 토큰 필드는 AID 전환 요청 프레 임을 요청 /웅답 동 작을 확인하기 위하여 전송하는 non-AP STA 에 의해 선택된 값이다. AID 요청 요소 필드는 AID 요청 요소를 포함한다.
[181] AID 전환 웅답 프레 임 (AID Switch Response frame)
[182] 도 18 은 AID 전환 웅답 프레임 의 일 예를 나타내는 도면이다.
[183] 도 18 에 도시 된 바와 같이， AID 전환 웅답 프레임은 카테고리 (Category) 필드， 동작 (Action) 필드, 다이 얼로그 토큰 (dialog Token) 필드， AID Response IE 필드로 구성 될 수 있다.
[184] 카테고리 필드는 S1G 를 위 한 값을 설정 하고， 동작 필드는 AID Response 를 위 한 값을 설정 한다. 다이 얼로그 토큰 필드는 AID Switch Request frame 에 해당하는 값이다. 만약 AID Switch Response frame 이 AID Switch Request frame 에 대한 웅답으로 전송되지 않는다면， 다이 얼로그 토큰 값은 0 으로 설정 될 수 있다, AID 요청 요소 필드는 AID 응답 요소를 포함한다.
[185] 본 발명은， 팀 세그멘테이션 (TIM Segmentation)으로 TIM 이 나뉘 어져 전 송되는 경우에 있어서ᅳ non-TIM 모드에서 동작하던 STA 이 TIM 모드로 전환되 었을 때 채 널 액세스 하는 방법에 대하여 다루기로 한다.
[186] 도 19 는 non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환시 채 널 액세스 하는 방법 의 일 예를 나타내는 도면이다.
[187] 도 19 를 참조하면， STA 가 non-TIM 모드로 동작 중에 TIM 모드로 전환 하게 된 경우이다. 이 때 , STA 가 TIM 모드에서 속한 세그맨티 드 팀 (segmented TIM)은 3 이라고 가정하고 설명 한다. STA 가 TIM 모드로 전환된 시 점 이 DTIM 을 포함하는 비콘 프레 임 이 브로드캐스트 (broadcast) 된 이후 시 점 임을 알 수 있 다. TIM STA 이 DTIM 정보를 수신하지 굣하였기 때문에 TIM STA 은 TIM 관련 정보를 모르는 상태가 되어버 린다. DTIM 정보에는 TIM 세그멘테이션 정보를 나 타내는 세그먼트 카운트 요소 (Segment count IE) 정보를 포함할 수 있다. 세그먼 트 카운트 요소는 TIM STA 가 어 떤 세그멘티 드 팀 에 속하는지 를 알 수 있는 정 보를 포함하며， 언제 자신이 속한 세그멘티드 팀 이 전송되는지 알 수 있는 수신 시 점 관련 정보를 더 포함할 수 있다. 각 세그맨티드 팀 (Segmented TIM)이 DTIM 으로 브로드캐스트되는 정보인 세그먼트 카운트 요소 또는 STA 의 페 이 징 (paging) 관련 정보를 포함하지 않는 경우라면, STA 는 세그먼트 카운트 요소 또 는 페이징 관련 정보를 획득하기 위하여 , 다음 DTIM 을 포함하는 비콘을 수신할 때까지 기 다려 야 한다. 이 경우는 STA 입 장에서 언제 다음 DTIM 비콘이 전송될 지 모르기 때문에 계속 웨 이크업 (wake-up) 상태로 동작하여 야 하므로 파워 세 이 빙 측면이나 단말의 작업 에 대해서 오버헤드로 작용할 수 있는 문제가 될 수 있다.
[188] 도 20 는 non— TIM 모드에서 TIM 모드로 전환시 채 널 액세스 하는 방법 의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
[189] 도 20 를 참조하면， 도 14 에서 각 세그먼티드 TIM(segmented TIM, 예를 들어， page segmented TIM-2)이 세그먼트 카운트 요소 또는 세그먼트 카운트 요 소의 압축본 (compressed)을 포함하거나, 또는 STA 의 페 이징 (paging) 정보를 포 함하고 있는 경우이다.
[190] TIM STA 는 TIM 모드로 전환된 이후 시 점부터 바로 다음 세그먼티드 TIM 을 포함한 비콘을 수신 (listen)할 때까지 웨 이크업 상태를 유지 한다. 도 15 에 도시 된 바와 같이 TIM STA 은 바로 다음 세그먼티 드 TIM 인 세그먼티드 TIM-2 를 수신한다. 이 때， TIM STA 는 세그먼티드 TIM-2 를 통해 세그먼트 카운트 요 소 또는 페이 징 정보를 획득할 수 있다. 이를 통해， 자신이 속한 세그먼티드 TIM 이 어 디 인지 알 수 있고 언제 TIM 을 수신하면 되는지를 알 수 있다. 다시 말해 서， TIM 모드로 전환하였을 때 놓친 DTIM 이 가진 정보를 알 수 있다. 따라서 STA 는 슬립 상태로 대기하고 있다가 자기가 속한 세그먼티드 TIM 수신 시 점에 맞추어 웨 이크업 상태로 전환하여 세그먼티 드 TIM 을 수신할 수 있다. 세그먼티 드 TIM 을 수신한 STA 는 버퍼 된 데 이터 상태 (buffered data status), 제한된 액 세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW) 정 보ᅤ 자원 할당 (resource allocation) 정보 등을 획득할 수 있다. 다만， 이 러 한 경우에도 STA 가 비콘 프레 임 (또는 제어 프레 임)을 통하여 시스템 정보를 획득하고 업그레이드 /업 데이트 등 의 동작을 바로 실 행해야 한다면， STA 가 속한 세그먼티드 TIM 을 수신하기까지 의 파워 소모 (power consumption) 문제 및 지 연 (latency) 문제기- 발생할 수 있다. [191] 따라서， 본 발명에서는 상기 언급한 문제점들을 해결하고 효율적으로 채널 액세스 하는 방법을 제안하고자 한다. 도 21 및 도 22을 참조하여 설명하기로 한 다.
[192] 실시예 1
[193] 도 21 은 본 발명에 따라 non-TIM모드에서 TIM모드로 전환된 STA 의 채널 액세스의 일례를 나타내는 도면이다.
[194] 도 21에 도시된 바와 같이 , STA는 non-TIM 모드 상태이므로 TIM 또는 DTIM을 수신 (청취, listen)할 수 없게 된다. DTIM 에는 세그먼트 카운트 요소를 포함하는데， 세그먼트 카운트 요소는 TIM 세그멘테이션 정보를 가지고 있어서 각 STA 가 어느 세그먼티드 TIM 에 속하는지 및 언제가 해당 STA 의 세그먼티드 TIM 을 수신하는 시점인지를 나타내는 정보를 포함하고 있다. 따라서， non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환하였을 경우 TIM 모드가 된 STA 은 AP 로부터 TIM (또는 DTIM) 정보를 수신하지 못하여, TIM 세그멘테이션 정보 또한 알 수 없게 된다. 이러한 경우에, STA는 자기가 어느 세그먼티드 TIM 에 속하는지， 언제 자 신이 속한 세그먼티드 TIM 을 수신하면 되는지를 알기 위하여, 세그먼트 카운트 요소를 포함하는 다음 DTIM 을 수신할 때까지 대기하고 있어야 한다. 하지만 계 속해서 대기하는 것은 파워 세이빙 측면에서 문제가 될 수 있으므로, 효율적인 방 안이 요구된다.
[195] 제안하는 방법은, STA이 논-팀 모드에서 팀 모드로 전환할 때에, STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하고， STA이 AP로부터 모드 전환 요 청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고， 슬립 (sleep) 상태로 전환 하도록 한다. STA 은 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환할 수 있으며, STA 이 속한 세그먼티드 TIM (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)할 수 있다. 이 때 의 웅답 프레임 정보는， 다음 번 (next) 비콘 정보 및 상기 STA 의 다음 번 타겟 비콘 전송 시간 (Target Beacon Transmission Time; TBTT) 정보를 포함하도록 하여， 비콘 프레임에 포함된 TIM(DTIM) 정보를 수신할 수 있다, 이하에서 자세 히 살펴보기로 한다.
[196] TIM 모드로 전환하기 위해서 STA 가 AP 에 전송한 AID 전환 요청 프레 임 (AID switch request frame)에 대한 웅답 프레임인 AID 전환 웅답 프레임 (AID switch response frame)에 다음 번 비콘 정보 및 해당 STA 의 다음 번 TBTT(next Target Beacon Transmission Time) 정보를 포함시켜서 전송할 수 있다.
[197] 다음 번 비콘 (next beacon) 정보는， 모드 전환된 시점에서 첫번째로 수신 되는 세그먼티드 TIM 의 페이지 인덱스 정보， 모드 전환된 시점의 절대값으로 볼 수 있는 타임 스탬프 (time stamp) 값 및 다음 세그먼티드 TIM의 수신시점까지의 기간 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[198] 다음 번 TBTT 정보는 해당 STA 이 속한 세그먼티드 TIM 까지의 기간 (duration) 정보， 모드 전환된 시점의 절대값으로 볼 수 있는 타임 스탬프 (time stamp) 값 및 해당 STA 의 페이지 정보를 포함할 수 있다. 여기서 TBTT 는 STA이 속한 세그먼티드 TIM에서 다음 세그먼티드 TIM까지의 시간을 의미한다.
[199] AID 전환 응답 프레임에서 상기와 같은 정보를 수신한 STA 는 파워 세이 빙을 위하여 슬립 (sleep 또는 doze) 상태로 전환한다. 슬립 상태에서 대기 중인 STA은 자신이 속한 세그먼티드 TIM 정보 및 수신 시점 정보를 통해서， 수신 시 점에 웨이크업 (wake-up) 모드로 전환하여 비콘을 수신 (listen)할 수 있다. 도 16 에서 예를 든 바와 같이ᅳ TIM STA이 페이지된 세그먼티드 TIM은 3이기 때문에， STA 는 페이지 세그먼티드 TIM— 2 를 수신하지 않고 슬립 상태로 대기하다가 페 이지 세그먼티드 TIM-3 에서 일어나서 비콘을 수신할 수 있다. 이 때 수신하는 비콘에는 버퍼된 데이터 상태， 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW) 정보， 자원 할당 정보 등이 포함될 수 있다.
[200] 실시예 2ᅳ AID 재할당
[201] 도 22 은 본 발명에 따라 non-TIM모드에서 TIM모드로 전환된 STA 의 채널 액세스의 일례를 나타내는 도면이다.
[202] 도 22을 참조하면， AP가 STA에게 전송하는 AID 전환 웅답 프레임에는 새롭게 할당된 AID 및 페이지에 관한 정보가 포함될 수 있다. 이 경우， 새롭게 할 당된 AID 는 모드 전환 시점에서 가장 가까운 비콘 수신 시점에 해당하는 세그먼 티드 TIM에 할당되는 것이 바람직하다.
[203] 본 실시예에서 제안하는 방법은 STA 이 논-팀 모드에서 팀 모드로 전환할 때에， STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하고， STA이 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신할 수 있다. STA은 웅답 프레임 정보를 수신한 후에는 슬립 (sleep) 상태로 전환한다. STA은 수신한 웅답 프레임 정보에 기초하여, 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환할 수 있으며, 다음 세그먼티드 팀 (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하게 된다. 이때의 웅답 프레임 정보에는， 결합 식별자 (Association ID; AID) 정보 및 페이지 정보를 재할당 (reassignment)하여 생성된 정보를 포함할 수 있다. 이하에서 자세히 살펴보기로 한다.
[204] AP로부터 AID가 새로 할당된 정보를 포함한 AID 전환 웅답 프레임을 수 신한 STA 는 가장 가까운 비콘 수신 때까지 슬립 상태로 전환하지 않는다. STA 는 모드 전환 시점에서 가장 가까운 비콘을 수신하여， 자신이 원하는 정보를 알 수 있다. 이러한 정보에는 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값 및 다음 비콘까지 의 기간 (duration) 정보를 포함할 수 있다.
[205] STA는 상기 정보를 통해 자신이 속한 세그먼티드 TIM을 기다리지 않고， 모드 전환 시점에서 가장 가까운 세그먼티드 TIM (예를 들어 도면에서 세그먼티드 TIMᅳ 2)부터 채널 액세스를 할 수 있다. 따라서 가장 가까운 세그먼티드 TIM 을 수신하여, 채널 액세스를 함으로써 시간 동기화 (time synchronization)를 할 수 있 으며， 시간 동기화를 통해 자신이 속한 세그먼티드 TIM(segmented TIM-3)을 수 신할 수 있다. 이 경우에도 STA 는 가장 가까운 세그먼티드 TIM 을 수신한 후에 슬립 상태로 전환하여 대기하고 있다가 STA 자신이 속한 세그먼티드 TIM 수신 시점에서 웨이크업 모드로 전환하여 비콘을 수신할 수 있다.
[206] 하기에 언급하는 두 가지 경우는 기본적으로 도 21 에서 설명한 내용을 포 함하며， non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환되는 시점에 따라 좀더 효율적으로 채널 액세스 하는 방안을 제안한다.
[207] 실시예 3-다음 DTIM 청취 시점에 가까을 경우
[208] 도 23 은 본 발명에 따라 non-TIM모드에서 TIM모드로 전환된 STA 의 채널 액세스의 일례를 나타내는 도면이다.
[209] 도 23 에 도시된 바와 같이， DTIM 을 포함한 비콘이 브로드캐스트 (broadcast)되고， DTIM 인터벌에 가까운 시간이 지나， 다음 DTIM 을 포함한 비 콘을 수신할 시점 근방에 non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환된 경우를 설명한 다. 이 경우는 AP가 STA에게 다음 DTIM까지의 기간 (duration) 정보 및 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값을 전송하여， STA가 다음 DTIM을 수신하여， 자신에 게 필요한 정보 즉， 어느 세그먼티드 TIM 에 속했는지와 언제 수신하는지를 획득 할 수 있다.
[210] 실시예 4 -DTIM 청취 시점 바로 다음에 전환된 경우 [211 ] 도 24 는 본 발명 에 따라 non-TIM 모드에서 TIM 모드로 전환된 STA 의 채 널 액세스의 일례를 나타내는 도면이다.
[212] 도 24 에 도시 된 바와 같이， DTIM 을 포함한 비콘이 브로드캐스트된 바로 직후에 non-TIM STA 이 TIM STA 으로 모드 전환되는 경우를 설명한다. 이 경우 가장 큰 문제는 다음 번 DTIM 을 수신 (listen)할 때까지 거 의 DTIM 인터벌에 가 까운 시간을 기다려 야 한다는 것이다. 따라서 다음 번 DTIM 을 수신할 때까지 계 속 액티브 (active) 모드로 동작한다는 것은 (상시 전원을 연결하지 않은) STA 입 장에서 전력 소모 문제가 될 수 있다.
[213] 따라서 , AP 가 AID 전환 웅답 프레 임 에 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE)를 포함하여 STA 에 전송할 경우， 이를 수신한 STA 는 DTIM 을 수신한 것과 유사한 효과를 얻을 수 있다. DTIM 내에 포함된 세그먼트 카운트 요소를 수 신한 것처 럼 STA 는 자신이 속한 세그먼티드 TIM 을 알 수 있고， 언제가 자신이 속한 세그먼티드 TIM 을 수신할 시 점 인지 또한 알 수 있게 된다. STA 는 모드 전 환 후 AID 전환 웅답 프레 임 정보에 기초하여， 슬립 상태로 전환하여 대기하고 있다가 자신이 속한 세그먼티드 TIM 을 수신하는 시 점에서 웨 이크업 상태로 전환 하여 비콘을 수신할 수 있다.
[214] 도 25 는 본 발명 의 일 실시 예에 따른 무선 장치 의 구성을 나타내는 블톡 도이다.
[215] AP(2510)는 프로세서 (2511)， 메모리 (2512)， 송수신기 (2513)를 포함할 수 있다. STA(2520)는 프로세서 (2521)， 메모리 (2522)， 송수신기 (2523)를 포함할 수 있다. 송수신기 (2513 및 2523)는 무선 신호를 송신 /수신할 수 있고, 예를 들어 , IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (2511 및 2521) 는 송수신기 (2513 및 2521)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및 / 또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (2511 및 2521)는 전술한 본 발명 의 다양한 실시 예에 따른 동작을 수행하도록 구성 될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명 의 다양한 실시 예에 따른 AP 및 STA 의 동작을 구현하는 모들이 메모리 (2512 및 2522)에 저장되고， 프로세서 (2511 및 2521)에 의 하여 실행될 수 있다. 메모리 (2512 및 2522)는 프로세서 (2511 및 2521)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (2511 및 2521)의 외부에 설치되어 프로세서 (2511 및 2521)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다. [216] 위와 같은 AP 및 STA 장치의 구체적인 구성은， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동 시에 적용되도록 구현될 수 있으며， 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생 략한다.
[217] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어， 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들 의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[218] 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또 는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서， 컨트를러， 마이크로 컨트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[219] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방 법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치 하여 , 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[220] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설 명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗 어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서， 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여 하려는 것이다.
【산업상 이용가능성】
[221] 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있 다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA)이 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속 하는 방법에 있어서，
상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하는 단계;
상기 STA 이 상기 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고， 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계;
상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여, 슬립 상태에서 웨이 크업 (wake-up) 상태로 전환하는 단계; 및
상기 STA 이 속한 세그먼티드 TIM (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레 임 정보를 청취 (listen)하는 단계;
를 포함하고，
상기 웅답 프레임 정보는， 다음 번 (next) 비콘 정보 및 상기 STA 의 다음 번 타겟 비콘 전송 시간 (Target Beacon Transmission Time; TBTT) 정보를 포함 하는， 채널 접속 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서，
상기 비콘 프레임 정보는, 버퍼된 (buffered) 데이터 상태 정보， 제한된 액세스 원도우 (restricted access window; RAW) 정보 및 자원 할당 정보를 포함하는， 채 널 접속 방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 STA 는， 상기 STA 이 속한 세그먼티드 TIM 을 포함하는 비콘 프레임 정보를 수신하고 다시 슬립 상태로 전환하는 단계를 더 포함하는, 채널 접속 방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서，
상기 다음 번 비콘 정보는, 바로 다음에 전송되는 세그먼티드 팀 (segmented TIM)의 페이지 인덱스 값， 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값 및 다음 번 비콘 프레임까지의 기간 (duration) 정보를 포함하는， 채널 접속 방법.
【청구항 5】
제 1항에 있어서， 상기 다음 번 타켓 비콘 전송 시간 정보 (TBTT)는， 다음 번 TBTT 까지의 기 간 (duration) 정보， 현재의 타임 스탬프 값 및 상기 STA의 페이지 정보를 포함하 고,
상기 TBTT는 STA이 속한 페이지 세그먼티드 TIM에서 다음 번 페이지 세 그먼티드 TIM까지의 시간인， 채널 접속 방법.
【청구항 6】 .
제 1항에 있어서,
상기 모드 전환 요청 프레임은 결합 식별자 (Association ID; AID) 전환 요청 프레임 (AID switch request frame)이고, 상기 모드 전환 웅답 프레임은, AID 전환 웅답 프레임 (AID switch response frame)인, 채널 접속 방법.
【청구항 7】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA)이 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속 하는 방법에 있어서,
상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하는 단계;
상기 STA 이 상기 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고, 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계;
상기 STA 이 수신한 상기 옹답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이 크업 (wakeᅳ up) 상태로 전환하는 단계; 및
상기 STA 이 다음 세그먼티드 팀 (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계;
를 포함하고，
상기 웅답 프레임 정보는， 결합 식별자 (Association ID; AID) 정보 및 페이지 정보를 재할당 (reassignment)하여 생성된 정보를 포함하는， 채널 접속 방법.
【청구항 8】
제 7항에 있어서,
상기 웅답 프레임 정보는， 현재의 타임 스템프 값 및 다음 번 비콘 프레임까 지의 기간 (duration) 정보를 포함하는， 채널 접속 방법.
【청구항 9】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA)이 제 1 DTIM (Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정 보 청취 시점 사이에서 논-팀 (non-TIM) 모드에서 팀 모드로 전환하여, 액세스 포 인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서,
상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 상기 AP에 전송하는 단계;
상기 AP 로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보 를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계;
상기 STA 이 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이 크업 (wake-up) 상태로 전환하는 단계; 및
상기 STA이 상기 제 2DTIM비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계;
를 포함하고，
상기 STA 이 팀 모드로 전환한 시점이， 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 청취 시점 이전으로부터 일정 시간 이내인 경우에， 상기 웅답 프레임 정보는 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 청취 시점까지의 기간 (duration) 정보를 포함하는, 채널 접속 방법.
【청구항 10】
제 9항에 있어서，
상기 웅답 프레임 정보는， 현재의 타임 스탬프 (time stamp) 값을 더 포함하는， 채널 접속 방법.
【청구항 11】
제 9항에 있어서，
상기 DTIM 비콘 프레임 정보는, TIM을 세그멘테이션 (segmentation)한 정보 를 나타내는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE) 정보 또는 단말의 페이징 (paging) 정보 중 적어도 하나 이상을 포함하는， 채널 접속 방법.
【청구항 12]
무선랜 (WLAN) 시스템에서 스테이션 (STA)이 제 1 DTIM (Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정 보 청취 시점 사이에서 논-팀 (nonᅳ TIM) 모드에서 팀 모드로 전환하여, 액세스 포 인트 (AP)에 채널 접속하는 방법에 있어서,
상기 STA이 모드 전환 요청 프레임 정보를 상기 AP에 전송하는 단계;
상기 AP 로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보 를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하는 단계; 상기 STA 이 수신한 상기 응답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이 크업 (wake-up) 상태로 전환하는 단계; 및
상기 STA 이 속한 세그먼티드 팀 (segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하는 단계;
를 포함하고,
상기 TIM모드로 전환한 시점이， 상기 제 1 DTIM 비콘 프레임 청취 시점 이 후로부터 일정 시간 이내인 경우에， 상기 웅답 프레임 정보는 TIM 을 세그멘테이 션 (segmentation)한 정보를 나타내는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE) 정보를 포함하는, 채널 접속 방법.
【청구항 13】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 스테이션 (STA) 장치에 있어서，
무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는，
상기 장치가 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하고, 상기 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하며， 상기 장치가 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여， 상기 장치가 속한 세그먼티 드 TIM(segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하도록 설 정되며，
상기 웅답 프레임 정보는, 다음 (next) 비콘 정보 및 상기 장치의 다음 번 TBTT(Target Beacon Transmission Time) 정보를 포함하는， 채널 접속 장치.
【청구항 14】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 스테이션
(STA) 장치에 있어서，
무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는，
상기 장치가 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP 에 전송하고, 상기 AP 로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 응답 프레임 정보를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하며， 상기 장치가 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여, 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여, 상기 장치가 속한 세그먼티 드 TIM(segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하도록 설 정되며，
상기 웅답 프레임 정보는， 결합 식별자 (Association ID; AID) 정보 및 페이지 정보를 재할당 (reassignment)하여 생성된 정보를 포함하는， 채널 접속 장치.
【청구항 15】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 스테이션 (STA) 장치에 있어서，
무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기 및
상기 송수신기와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는，
상기 장치가 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP에 전송하고, 상기 AP로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고 슬립 (sleep) 상태로 전환하며， 상기 장치가 수신한 상기 웅답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여, 상기 장치가 속한 세그먼티 드 TIM(segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하도록 설 정되며，
상기 장치가 제 1 DTIM(Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정보 수신 시점 사이에서 논팀 (non-TIM) 모드에서 TIM 모드로 전환하여， TIM 모드로 전환한 시점이， 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 수신 시점 이전으로부터 일정 시간 이내인 경우에, 상기 웅 답 프레임 정보는 상기 제 2 DTIM 비콘 프레임 수신 시점까지의 기간 (duration) 정보를 포함하는， 채널 접속 장치.
【청구항 16】
무선랜 (WLAN) 시스템에서 액세스 포인트 (AP)에 채널 접속하는 스테이션 (STA) 장치에 있어서，
무선 신호를 송신 및 수신하는 송수신기; 및
상기 송수신기와 기능적으로 결합하여 동작하는 프로세서를 포함하되， 상기 프로세서는， 상기 장치가 모드 전환 요청 프레임 정보를 AP 에 전송하고， 상기 AP 로부터 상기 모드 전환 요청 프레임 정보에 대한 웅답 프레임 정보를 수신하고 슬립
(sleep) 상태로 전환하몌 상기 장치가 수신한 상기 응답 프레임 정보에 기초하여， 슬립 상태에서 웨이크업 (wake-up) 상태로 전환하여， 상기 장치가 속한 세그먼티 드 TIM(segmented TIM)을 포함하는 비콘 프레임 정보를 청취 (listen)하도록 설 정되며,
상기 장치가 제 1 DTIM(Delivery Traffic Indication Map) 비콘 프레임 (beacon frame) 정보 및 제 2 DTIM 비콘 프레임 정보 청취 시점 사이에서 논팀 (non— TIM) 모드에서 TIM 모드로 전환하예 TIM 모드로 전환한 시점이， 상기 제 1 DTIM 비콘 프레임 청취 시점 이후로부터 일정 시간 이내인 경우에, 상기 응답 프레임 정보는 TIM 을 세그멘테이션 (segmentation)한 정보를 나타내는 세그먼트 카운트 요소 (segment count IE) 정보를 포함하는， 채널 접속 장치.
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