WO2014112707A1 - 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014112707A1
WO2014112707A1 PCT/KR2013/009741 KR2013009741W WO2014112707A1 WO 2014112707 A1 WO2014112707 A1 WO 2014112707A1 KR 2013009741 W KR2013009741 W KR 2013009741W WO 2014112707 A1 WO2014112707 A1 WO 2014112707A1
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WO
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sta
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backoff
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frame
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PCT/KR2013/009741
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석용호
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access, e.g. scheduled or random access
    • H04W74/08—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access]
    • H04W74/0833—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure
    • H04W74/0841—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure with collision treatment
    • H04W74/085—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using a random access procedure with collision treatment collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for performing backoff in a WLAN system.
  • Wireless LANs are based on radio frequency technology, which can be used in homes and businesses by using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs). Or it is a technology that allows wireless access to the Internet in a specific service area.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • 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.
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • IEEE 802.11ah As next-generation communication technology, machine-to-machine communication technology has been discussed. IEEE has been developed as a technical standard is IEEE 802.11ah to support the M2M communication in the 802.11 WLAN "system. In the M2M communication may take into account the occasional scenario in which communication at a low speed for a small amount of data in an environment where a large number of devices exist.
  • An object of the present invention is to propose a new backoff scheme applied to a WLAN system in which a plurality of primary channels exist.
  • a method of performing a backoff by a station (STA) in a WLAN system includes a method for transmitting a data unit having a size of a first channel width.
  • the first backoff process is performed on the first primary channel having the size of the first channel width, and the size of the second channel width is used for the transmission of the data unit having the size greater than or equal to the second channel width.
  • TX0P transmission opportunity
  • a station (STA) apparatus for performing backoff in a WLAN system includes a transceiver; And a processor.
  • the processor performs a first backoff process on a first primary channel when transmitting a data unit having a size of a first channel width, and transmits a data unit having a size of a second channel width.
  • TX0P transmission opportunity
  • TX0P When TX0P is allowed as a result of the first backoff process, only transmission of the data unit having the size of the first channel width may be performed.
  • the first channel width may be 1 MHz.
  • a data unit having a size of 1 dB z may be transmitted on the first primary channel having a size of 1 MHz.
  • transmission of a data unit having a size greater than or equal to the second channel width may be performed according to an idle state of at least one secondary channel.
  • the second channel width may be 2 dB z.
  • a data unit having a size of 2 ⁇ z may be transmitted on the second primary channel having a size of 2 z.
  • a data unit having a size may be transmitted on the second primary channel having a 2 z size and a secondary channel having a 2 MHz size.
  • TX0P being allowed as a result of the first backoff process may include that a value of the backoff timer of the first backoff process reaches zero.
  • TX0P being allowed as a result of the second backoff process may include that a value of the backoff timer of the second backoff process reaches zero.
  • the STA may be a SlG (Sub 1 GHz) STA.
  • the data unit may be a PPDK Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit).
  • PLCP Physical Layer Convergence Protocol
  • Advantageous Effects [24] may be provided to the present invention "according to the primary channel (primary channel) the present method can be applied in a plurality of wireless LAN system in which an efficient back-off and the equipment.
  • FIG. 1 is a diagram showing an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 illustrates 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.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for describing in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a group based AID.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • 16 is a diagram showing an example of a format shorter than S1G 2 z.
  • FIG. 17 shows an example of a format longer than S1G 2 kHz z.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an exemplary format of an S1G operation element
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a relationship between a primary channel and a secondary channel.
  • 20 is a diagram for explaining an example of a backoff process of an STA.
  • FIG. 21 illustrates an example of an STA backoff process according to the present invention.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating a backoff method according to an example of the present invention.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be substituted for components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of IEEE 802 systems, 3GPP systems, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) systems, and 3GPP2 systems, which are radio access systems. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDM Code Division Multiple Access FDMA
  • Frequency Division Multiple Access FDMA
  • Time Division Multiple Access TDMA
  • Orthogonal Frequency Division Multiple Access OFDMA
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented in a wireless technology such as Global System for Mobile Communications (GSM) / Gener a 1 Packet Radio Service (GPRS) / Enceded Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • GPRS Packet Radio Service
  • EDGE Enceded Data Rates for GSM Evolution
  • 0FDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRAC Evolved UTRA.
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • IEEE 802-20 E-UTRAC 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 as representing a coverage area in which STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 LAN is an independent BSS (IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • BSSCBSS1 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 LA 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, or entering or exiting the BSS region.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 illustrates another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • components such as a distribution system (DS), a distribution system medium (DSM), and an access point (AP) are added in the structure of FIG. 1.
  • DS distribution system
  • DSM distribution system medium
  • AP access point
  • the direct station-to-station distance in a LAN can be limited by PHY performance. In some cases, this distance limit may be striking, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • a distribution system (DS) can be configured to support extended coverage.
  • [61] DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, as shown in FIG. 1, instead of the BSSs independently, the BSSs may exist as components of an extended form of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • the IEEE 802.11 standard logically separates wireless medium (WM) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the plurality of media logically different, the flexibility of the IEEE 802.11 LAN structure (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 LAN structure can be implemented in various ways, and 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.
  • An AP means an entity that enables access to a DS through WM for associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 shown in FIG. 2 have a functionality of STA, and provide a function of allowing associated STAs (STA1 and STA4) to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities. The address used by the AP for communication on the network and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of 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 illustrates another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network having any size and complexity may be composed of DS and BSSs.
  • this type of network is called an ESS network.
  • the ESS may correspond to a set of BSSs connected to one DS. However, the ESS does not include a DS.
  • the ESS network is characterized by what appears to be an IBSS network at the LLC (Logical Link Control) 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.
  • LLC Logical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped to provide continuous coverage It is a commonly used form. Also, the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs. In addition, the BSSs may be located at the same physical location, which may be used to provide redundancy. In addition, 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 network is operating at the location of the ESS network, or if 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 C / PHY regulations of IEEE 802.11.
  • the STA includes an AP STA and a non-AP STA.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • 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. (Mobile Terminal), Mobile Subscriber Station (MSS), or the like.
  • the AP includes a base station (BS) ⁇ node-B (Node_B; ) , an evolved node-B (eNB), a base transceiver system (BTS), The concept corresponds to a femto base station (Femto BS).
  • 5 is a diagram for explaining a general link setup process.
  • the STA In order for the STA to set up a link and transmit and receive data with respect to the network, the STA first discovers the network, performs authentication (authentic icat ion), establishes an association (establ ish), and secures ( authentication process for security).
  • the link setup process may also be referred to as a session initiation process and a session setup process.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • An example link setup procedure will be described with reference to FIG. 5.
  • 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.
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmitted the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the responder may be an STA that last transmitted a beacon frame 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 answer frame, and then stores the next channel (for example, number 2).
  • Channel to perform scanning (ie, probe request / answer response on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • 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 periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit beacon frames.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • Beacons The STA receiving the frame may store the 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 may be referred to as a first authentication process in order to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • the authentication process includes the STA transmitting an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmitting an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for authentication request / response 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 challenge text, a Robust Security Network, and a finite loop. It may include information about a 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.
  • a group Finite Cyclic Group
  • 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 response frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, and RSN.
  • an association voice response frame may include information related to various capabilities, a status code, an association ID (AID), a support rate, an enhanced distributed channel access (EDCA) parameter set, an RCP KReceived channel power indicator (RSNI), and a received signal to RSNI.
  • Information such as a noise indicator, a mobility domain, a timeout interval (association km comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast answer, a QoS map, and the like.
  • This may correspond to some examples of information that may be included in the association request / answer frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • a security setup process may be performed in step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / answer.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup process of step S540 is performed. It may also be referred to simply as the authentication process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 includes, for example, performing a private key setup through 4-way handshaking through an Extensible Authentication Protocol over LAN (EAP0L) frame-all. can do.
  • 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 on the communication speed in the WLAN, IEEE 802.11 ⁇ exists as a relatively recent technical standard. IEEE 802.11 ⁇ aims to increase the speed and reliability of networks 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 or more, and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on MIM0 (Multiple Inputs and Multiple Outputs) technology.
  • HT High Throughput
  • MIM0 Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • the next generation WLAN system that supports Very High Throughput (VHT) is the next version of the IEEE 802.11 ⁇ WLAN system (e.g., IEEE 802. llac).
  • IEEE 802.11 ⁇ WLAN system e.g., IEEE 802. llac
  • the next generation WLAN system supports transmission of a multi-user multiple input multiple output (MU-MIM0) scheme in which a plurality of STAs simultaneously access a channel in order to efficiently use the wireless channel.
  • MU-MIM0 multi-user multiple input multiple output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs paired with MIM0.
  • TV whitespace TV whitespace
  • the idle frequency band e.g., 54-698 MHz
  • IEEE 802.11af an IEEE 802.11af standard.
  • whitespace may be referred to as a licensed band that can be preferentially used by a licensed user.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA that operates in MUST provide a protection function for an authorized user. For example, if an authorized user such as a microphone is already using a specific WS channel, which is a frequency band divided in a regulation to have a specific bandwidth in the WS band, the AP may be protected. And / or the STA cannot use a frequency band corresponding to the corresponding WS channel. In addition, the AP and / or STA 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 strength of the received signal is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that the authorized user is in use, or if the DTV preamble is detected, the authorized user may be determined to be in use. In addition, a machine-to-machine communication technology has been discussed as a next-generation communication technology.
  • M2M communication refers to a communication method that includes one or more machines (Machine), it may also be referred to as MTC (Machine Type Co. Unicat ion) or thing communication.
  • a machine is an entity that does not require human intervention 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 a server (appl icat ion server), and the like.
  • D2D device-to_device
  • Examples of device and server communications include vending machines and servers, point-of-sale devices and servers, and communication between electricity, gas or water meters and servers.
  • applications based on M2M communication include: Security, transport ions, health care, and the like. Considering the characteristics of this application, in general, M2M communication should be able to support the transmission and reception of a small amount of data at low speeds in an environment where there are 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.
  • methods for supporting a case where a larger number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP are provided. Is being discussed.
  • many applications that support / require low data rates are expected in M2M communication.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to the STA is based on a TIM Traffic Indication Map (element), and methods for reducing the bitmap size of the TIM are discussed. have.
  • M2M communication is expected to have a lot of traffic with a very long transmission / reception interval. For example, very small amounts of data are required to be sent and received over long periods of time, such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, even if the number of STAs that can be associated with one AP is very large, it is possible to efficiently support the case where the number of STAs having data frames to be received from the AP is very small during one beacon period. The ways to do this are discussed. [100] Thus, WLAN technology, as is support of fast and evolved, in addition to the above-described exemplary direct link setup, media streaming improvement in performance, high speed and / or the support of a large initial session setup, extended bandwidth and operating frequency Technology is being developed.
  • the basic access mechanism of the medium access control is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism also known as the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC, basically employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium during a predetermined time period (e.g., during a DCF Inter-Frame Space (DIFS), before starting transmission).
  • DIFS DCF Inter-Frame Space
  • a delay period e.g. random backoff period
  • STAs are expected to attempt frame transmission after waiting for different times, thereby minimizing collision. All.
  • HCF is based on the DCF and the Point Coordination Function (PCF).
  • PCF refers to a polling-based synchronous access method that polls periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • HCF has Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) and HCCACHCF Controlled Channel Access (EDCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users, and HCCA uses a non-competition based channel access method using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the QoSCQuality of Service of the WLAN, and can transmit QoS data in both Contention Period (CP) and Contention Free Period (CFP).
  • CP Contention Period
  • CFP Contention Free Period
  • the random backoff count has a pseudo-random integer value and can be determined as one of values in the range of 0 to CW.
  • CW is the contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CTmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (for example, when ACK for a transmitted frame is not received).
  • CW parameter value When the CW parameter value is CWmax, data transmission can be attempted while maintaining the CTmax value until the data transmission is successful. If the data transmission is successful, the CW parameter value is reset to the CTmin 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 may immediately transmit a frame. On the other hand, the remaining STAs monitor and wait that the medium is busy. 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 idle, and then counts down the backoff slot according to a random backoff count value selected by the STA. Can be performed. In the example of FIG. 6, STA2 selects the smallest backoff count value and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of 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, after counting down the remaining backoff slot by the remaining backoff time You can start sending frames. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission.
  • data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits as much as DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4, and in this case, a stratification may occur between STA4 and STA5. If a collision occurs, neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails. In this case, the STA4 and STA5 may double the CT value and then select a random backoff count value and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, and if the medium is idle, waits as much as DIFS, and then starts frame transmission after the remaining backoff time.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value indicative of an AP and / or STA that is currently using or is authorized to use the medium, to the other AP and / or STA for the time remaining until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period during which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • FIG. [112] FIG. 7 (a) is an example of a hidden node, where STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A is 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.
  • STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node
  • STA B is a case where STA C has information to be transmitted from STA D in a situation in which data is transmitted to STA A.
  • FIG. 7B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, since STA C is sensed as a medium occupancy state even if there is information to be transmitted to STA D, it must wait until the medium becomes idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, transmission from STA C and transmission from STA B may not collide with STA A's point of view, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, 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 RTS request to send and clear to send may be used.
  • the RTS / CTS between the two STAs may allow the surrounding STA (s) to overhear, allowing the surrounding STA (s) to 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 it will receive the data.
  • FIG. 8A illustrates an example of a method of solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 8A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until the data transmission of STA A and STA B is completed, thereby avoiding the dolmen.
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may identify another STA (eg, For example, it may be determined that no collision will occur even if data is transmitted to STA D). 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 WLAN system channel sensing must be performed before the STA performs transmission / reception, and always sensing the channel causes continuous power consumption of the STA.
  • the power consumption in the receive state is not significantly different than the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also a great burden for the power-limited (ie, battery operated) STA. Therefore, when the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, power consumption is inefficiently consumed without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the 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 cannot be transmitted or received in the sleep state-it cannot operate unconditionally for a long time. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to be transmitted to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Therefore, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether there is a frame to be transmitted to it (and to receive it if there is). 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • a 210 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S211, S212, S213, S214, S215, and S216).
  • the beacon frame includes a TIM Traffic Indication Map (Information Element).
  • the TIM information element includes information indicating that A 210 is buffered traffic for STAs associated with it and that a frame will be transmitted.
  • TIM elements include a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • the AP 210 may transmit the DTIM once every three beacon frames.
  • STAK220 and ST 2 222 are STAs operating in a PS mode.
  • the STAK220 and the STA2 222 may be configured to receive a TIM element transmitted by the AP 210 by switching from the sleep state to the awake state at every wakeup interval of a predetermined period.
  • 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 such that the STAK220 may switch to the awake state for each beacon interval to receive the TIM element. Accordingly, the STA 220 may be switched to the awake state when the AP 210 transmits the beacon frame for the first time (S211) (S221). STA 220 may receive a beacon frame and obtain a TIM element. When the obtained TIM element indicates that there is a frame to be transmitted to the STAU220, the STAK220 may transmit a PS-Pol 1 (Power Save-Poll) frame requesting the frame transmission to the AP 210 to the AK210 ( S221a). The AP 210 may transmit the frame to the STAK220 in response to the PS-Poll frame (S231). After receiving the frame, the STAK220 switches to the sleep state and operates.
  • PS-Pol 1 Power Save-Poll
  • the medium When the AP 210 transmits the beacon frame for the second time, the medium is occupied by another device accessing the medium such that the AP 210 is in a beacon frame according to the correct beacon interval. It may be transmitted at a delayed time without transmitting (S212). In this case, the STAK220 switches the operation mode to the awake state according to the beacon interval, but fails to receive the delayed beacon frame, and switches back to the sleep state (S222).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM. However, since the medium is occupied (busy medium) state, the AP 210 delays transmission of the beacon frame (S213).
  • the STA 220 may operate by switching to an awake state according to the beacon interval, and may obtain a DTIM through a beacon frame transmitted by the AP 210. It is assumed that the DTIM acquired by the STAK220 indicates that there is no frame to be transmitted to the STAK220 and that a frame for another STA exists. In this case, the STAK220 may determine that there is no frame to receive, and switch to the sleep state to operate.
  • the AP 210 transmits the frame to the STA after the beacon frame transmission (S232).
  • the AP 210 transmits a beacon frame a fourth time (S214).
  • STAK220 may not obtain information indicating that there is buffered traffic for itself through the previous two TIM element receptions, and thus may adjust the wakeup interval for TIM element reception.
  • the wakeup interval value of the STAK220 may be adjusted.
  • the STA 220 may be configured to switch the operating state by waking up once every three beacon intervals from the operating state for receiving the TIM element at every beacon interval. Accordingly, the STA 220 may not acquire the corresponding TIM element because the AP 210 maintains a sleep state (S215) at the time when the AP 210 transmits the fourth beacon frame (S214) and the fifth beacon frame (S215).
  • the STAK220 may operate by switching to an awake state and may acquire a TIM element included in the beacon frame (S224). Since the TIM element is a DTIM indicating that a broadcast frame exists, the STAK220 may receive the broadcast frame transmitted by A 210 without transmitting the PS-Poll frame to the AP 210 (S234). . Meanwhile, the wakeup interval set in the STA2 230 may be set at a longer period than the STAK220. Accordingly, the STA2 230 may switch to the awake state and receive the TIM element at the time S215 when the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time (S241).
  • the STA2 230 knows that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and may transmit a PS-Poll frame to the A 210 to request frame transmission (S241a).
  • the AP 210 may transmit the frame to the STA2 230 in response to the PS-Poll frame (S233).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether there is a frame to be transmitted to the STA or a DTIM indicating whether a broadcast / multicast frame exists.
  • DTIM may be implemented through field setting of the ⁇ IM element.
  • 10 to 12 are views for explaining in detail the operation of the STA received the TIM.
  • the STA transitions from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame including a TIM from an AP, interprets the received TIM element, and indicates that there is buffered traffic to be transmitted to the AP. Able to know.
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request an AP to transmit a data frame.
  • the AP may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame to the AP. The STA may then go back to sleep.
  • ACK acknowledgment
  • the AP after the AP receives the PS-Poll frame from the STA, the AP immediately sends a data frame after a predetermined time (for example, a short inter-frame space (SIFS)). Can work accordingly. Meanwhile, when the AP does not 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 for example, a short inter-frame space (SIFS)
  • an operation of receiving an TIM from the AP by switching from the sleep state to the awake state and transmitting a PS-Poll frame to the AP through contention is the same as the example of FIG. 10.
  • the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data 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 was successfully received to the AP and go to sleep.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon pream containing a DTIM element from the AP. STAs receive multicast / broadcast frames using the received DTIM. It will be appreciated that it will be sent.
  • 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 above 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) which is an identifier assigned to 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 assigned 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.
  • the TIM bitmap size is so large that it cannot be supported by the existing frame format, and is not suitable for M2M communication considering low transmission rate applications.
  • M2M communication it is expected that the number of STAs in which a received data frame exists during one beacon period is very small. Therefore, considering the application example of the M2M communication as described above, since the size of the TIM bitmap is expected to be large, but most of the bits have a value of 0, it is expected that a technique for efficiently compressing the bitmap.
  • bitmap compression technique there is a method of defining an offset (or starting point) value by omitting consecutive zeros in front of a bitmap.
  • the compression efficiency is not high. For example, if only frames to be transmitted to only two STAs having AID values of 10 and 2000 are buffered, The length is 1990, but all values are zero except for both ends.
  • the inefficiency of bitmap compression is not a big problem, but when the number of STAs increases, such inefficiency may be a factor that hinders overall system performance. .
  • the AID may be divided into groups to perform more efficient data transmission.
  • Each group is assigned a designated group ID (GID).
  • GID group ID
  • AIDs allocated on a group basis will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 (a) is a diagram illustrating an example of an AID allocated on a group basis.
  • the first few bits of the AID bitmap may be used to indicate a GID.
  • the first two bits of the AID bitmap may be used to represent four GIDs. If the total length of the AID bitmap is N bits, the first two bits (B1 and B2) indicate the GID of the corresponding AID.
  • FIG. 13B 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.
  • Fig. 13 (b) it is assumed that AIDs of all 1 to N4 are divided into four groups. If ', AID and belonging to the GID 1 are from 1 to N1, AID in this group can be represented by 1 and the offset 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.
  • FIG. 13C illustrates a channel access mechanism according to the beacon interval when the AID is divided into three groups.
  • the first beacon interval (or the first RAW) is a period in which channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 1 is permitted, and channel access of STAs belonging to another GID is not allowed.
  • the first beacon includes a TIM element for AIDs corresponding to GID 1 only.
  • the second beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 2, and thus only channel access of 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 includes a TIM element for only AIDs having GID 1, and accordingly, only the channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 1 is allowed during the fourth beacon interval (or fourth RAW). 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 (eg, a particular RAW). And operate in a manner that does not allow channel access of the remaining STA (s).
  • the group-based AID allocation scheme as described above may also be referred to as a hierarchical structure of the TIM. That is, the entire AID space may be divided into a plurality of blocks, and only channel access of STA (s) (that is, STAs of a specific group) corresponding to a specific block having a non-zero value may be allowed. Accordingly, the TIM is divided into small blocks / groups so that the STAs can easily maintain the TIM information, and it becomes easy to manage the blocks / groups according to the class, quality of service (QoS), or purpose of the STA.
  • QoS quality of service
  • a two-level hierarchy is shown, but a hierarchical TIM may be configured in the form of two or more levels.
  • each page group into a plurality of blocks may be divided into a plurality of sub-blocks.
  • the first N1 bits represent a page ID (i.e., PID)
  • the next N2 bits represent a block ID
  • the next N3 bits Represents a sub-block ⁇ ) 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.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • a Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit (PPDU) frame format may include a Short Training Field (STF), a Long Training Field (LTF), a SIG (SIGNAL) field, and a Data (Data) field. Can be.
  • the most basic (e. G., Non- HKHigh Throughput)) PPDU frame format is L-STF (Legacy-STF: may be composed of only), L-LTF (Legacy- LTF), SIG field and a data field.
  • PPDU frame format for example, HT-mixed format PPDU, HT-green format PPDU, VHT (Very High Throughput) PPDU, etc.
  • an additional (or other type) may be used between the SIG field and the data field.
  • STF, LTF, and SIG fields may be included.
  • STF is a signal for signal detection, AGC (Automatk Gain Control), diversity selection, precise time synchronization, etc.
  • LTF is a signal for channel estimation, frequency error estimation, etc. preamble
  • the PLCP preamble is a signal for synchronization and channel estimation of the 0FDM physical layer.
  • the SIG field may include a RATE field and a LENGTH field.
  • the RATE field may include information about modulation and coding rate of data.
  • the LENGTH field may include information about the length of data.
  • the SIG field may include a parity bit, a SIG TAIL bit, and the like.
  • the data field may include a SERVICE field, a PSDI PLCP Service Data Unit), a PPDU TAIL bit, and may include a padding bit if necessary.
  • Some bits of the SERVICE field may be used for synchronization of the descrambler at the receiving end.
  • the PSDU is based on a MAC Protocol Data Unit (PDU) defined in the MAC layer, and may include data generated / used in an upper layer.
  • the PPDU TAIL bit can be used to return the encoder to zero.
  • the padding bit may be used to adjust the length of the data field in a predetermined unit.
  • the MAC header includes a frame control field, a duration / ID field, an address field, and the like.
  • the frame control field may include control information required for frame transmission / reception.
  • the duration / ID field may be set to a time for transmitting a corresponding frame.
  • the frame control field of the MAC header may include Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame, and Order subfields.
  • the contents of each subfield of the frame control field may refer to the IEEE 802.11-2012 standard document.
  • the null data packet (NDP) frame format means a frame format that does not include a data packet. That is, the NDP frame refers to a frame format that includes only a PLCP header part (ie, STF, LTF, and SIG fields) in the general PPDU format, and does not include the remaining part (ie, data fields).
  • the NDP frame may be referred to as a short frame format.
  • SIG PPDU format three types of formats are defined. These are short formats used in S1G 2GHz z bandwidths, long formats used in S1G bandwidth 2Zz bandwidths, and formats used in SIGGhz bandwidths.
  • 15 is a diagram illustrating an example of the SIG 1 z format.
  • the SIG 1MHz format may be used for transmitting 1 ⁇ z PPDU Single User (SU) transmission.
  • the S1G 1MHz format of FIG. 15 is composed of STF, LTFl, SIG, LTF2-LTFN, and Data fields similarly to the Green-ield format defined in IEEE 802.11 ⁇ , but is a preamble portion compared to the Green-ield format. It can be understood that the transmission time of is increased by more than two times by repetition.
  • the STF field of FIG. 15 has a same periodici ty as STF (2 symbol length) in a PPDU for a bandwidth of 2 MHz or more, but is repeated 4 times in time (rep2). (Eg 160 S), 3 d ' B power boosting can be applied.
  • the LTF1 field of FIG. 15 is designed to be orthogonal in the frequency domain with the LTF1 field (2 symbol length) in a PPDU for a bandwidth of 2 MHz or more, and may be repeated two times in time and have a length of 4 symbols.
  • the LTF1 field may include DGKDouble Guard Interval (DGK), Long Training Sequence (LTS), LTS, Guard Interval (GI), LTS, GI, and LTS.
  • DGK DGKDouble Guard Interval
  • LTS Long Training Sequence
  • GI Guard Interval
  • LTS Guard Interval
  • GI Guard Interval
  • the SIG field of FIG. 15 may be repeatedly coded, the lowest Modular ion and Coding Scheme (MCS) (ie, BPSKC Binary Phase Shi ft Keying) and repetitive coding (rep2) are applied, and the rate is 1/2. It may be configured to be 6 symbols long.
  • MCS Modular ion and Coding Scheme
  • rep2 repetitive coding
  • the LTFN L1T field from the LTF2 field of FIG. 15 may be included in the case of MIM0 , and each LTF field may have a length of 1 symbol.
  • 16 is a diagram illustrating an example of a format shorter than S1G 2 kHz z.
  • SIG greater than or equal to 2 ⁇ z short format may be used for SU transmission using 2 ⁇ z, 4 MHz, 8 MHz and 16 MHz PPDUs.
  • the STF field of FIG. 16 may have a length of 2 symbols.
  • the LTF1 field of FIG. 16 may have a length of 2 symbols and may include DGI, LTS, and LTS. .
  • the SIG field of FIG. 16 may be applied to a quadrature PSK (QPSK), a BPSK, etc. as an MCS, and may have a length of 2 symbols.
  • QPSK quadrature PSK
  • BPSK BPSK
  • MCS MCS
  • the LTFN LTF field may have a length of 1 symbol.
  • 17 illustrates an example of a format longer than SIG 2 MHz.
  • SIG greater than or equal to 2 MHz long format is MU transmitted and SU beamformed using 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, and 16 MHz PPDUs. Can be used for transmission.
  • the format longer than S1G 2MHz may include an omni port ion transmitted in all directions and a data portion to which beamforming is applied.
  • the STF field of FIG. 17 may have a length of 2 symbols.
  • the LTF1 field of FIG. 17 may have a length of 2 symbols, and may include DGI, LTS, and LTS.
  • QPSK, BPSK, etc. may be applied as an MCS, and may have a length of 2 symbols.
  • the short training field for data (D-STF) field of FIG. 17 may have a length of 1 symbol.
  • D-LTF Long Training Field for Data
  • a SIG-B field of FIG. 17 may have a length of 1 symbol.
  • the present invention proposes a channel access mechanism in the BSS that supports 1 z channel bandwidth and 2 ⁇ z or more channel bandwidth, and particularly, a backoff mechanism.
  • STAs belonging to the BSS perform a backoff mechanism using a primary channel. That is, the CCA may be performed on the primary channel to determine whether the corresponding channel (or medium) is idle.
  • the primary channel is defined as a common channel for all the STAs constituting the BSS, and may be used for basic signal transmission such as beacons.
  • the primary channel may be expressed as a channel that is basically used for transmission of a data unit (eg, PPDU).
  • a secondary channel when the channel width used by the STA for data transmission is larger than the size of the primary channel.
  • the present invention proposes a backoff mechanism in such a multi-channel environment.
  • a sensor type STA it may support 1 ⁇ z or 2 MHz channel bandwidth only to reduce the complexity of the implementation.
  • IoT, ⁇ 2 ⁇ type of STA In this case, higher throughput is required, and to support this, 2MHz, 4GHz, 8MHz or 16MHz channel bandwidth (only) can be supported.
  • STAs supporting 1 MHz or 2 MHz channel bandwidth are referred to as low rate (LR) STAs, and STAs supporting 2 ⁇ z, 4 MH, 8 ⁇ z or 16 MHz channel bandwidths are referred to as high rate ( High Rate (HR) STA.
  • LR low rate
  • HR High Rate
  • the primary channel of the LR STA has a 1 MHz channel bandwidth
  • the primary channel of the HR STA has a 2 MHz channel bandwidth.
  • the primary channel is a multi-channel environment having the two types of channel bandwidth according to the capper Stability of the STA, it will be described in detail below with respect to back-off mechanism of the STA proposed by the present invention.
  • the AP may designate a primary channel to be used by the LR STA through a beacon frame or the like, which is referred to as a first primary channel in the present invention.
  • the AP may designate a primary channel to be used by the HR STA, which is called a second primary channel in the present invention.
  • the first primary channel may correspond to a primary channel having 1 kHz z bandwidth
  • the second primary channel may correspond to a primary channel having 2 MHz bandwidth.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an exemplary format of an S1G operating element.
  • the S1G operation element of FIG. 18 may be delivered to STAs belonging to a BSS through a beacon frame or a probe answering frame. Accordingly, the channel set of the S1G BSS can be set.
  • the S1G action element format includes an element IE element ID field, a length field, an S1G Operation Informat ion field, and a basic S1G-MCS and NSCS number of Spatial Stream. ) set) field.
  • the element ID field of the S1G operation element may be set to a value indicating that the corresponding information element is an S1G operation element.
  • the length field of the S1G operating element may be set to a value indicating the length of subsequent fields.
  • the S1G operation information field of the S1G operation element may include a channel width field and a primary channel number field. For example, bits 0 through 5 (B0-B5) of the channel width field may be set to a value indicating one of 1, 2, 4, 8, or 16 MHz. Next, bits 6 to 7 (B6-B7) of the channel width field may be set to a value indicating a locat ion of the first primary channel. For example, 00 may indicate that there is no first primary channel. This may indicate the lower side on the second primary channel and 10 may indicate the upper side on the second primary channel. 11 may be reserved.
  • B0-B5 of the channel width field may be configured as follows.
  • B0 may be set to 1 when the SIG BSS allows 1MHz PPDU transmission.
  • B1 may be set to ' 1 ' when the SIG BSS allows 2MHz PPDU transmission.
  • B2 may be set to 1 when the SIG BSS allows 4MHz PPDU transmission.
  • B3 may be set to 1 when the SIG BSS allows 8MHz PPDU transmission.
  • B4 may be set to 1 when the SIG BSS allows 16MHz PPDU transmission.
  • B5 may indicate the position of the 1 z z primary channel (e.g., if B5 is set to 0, it represents the lower side on the 2 ⁇ z primary channel, and if B5 is set to 1, it is on the 2 ⁇ z primary channel). Indicates the higher one).
  • the first primary channel corresponds to a portion of the second primary channel. That is, the first primary channel is on the second primary channel.
  • the channel bandwidth of the first primary channel is smaller than the channel bandwidth of the second primary channel.
  • the second primary channel (or primary z channel) is the first primary channel (or primary 1).
  • ⁇ z channel and the first primary channel may be located at either 1 MHz on the high frequency side or 1 MHz on the low frequency side of the 2 z bandwidth of the second primary channel.
  • the primary channel number field may be set to a value indicating a channel number of the second primary channel.
  • the position on the frequency of the second primary channel and the first primary channel may be specified by the channel width field and the primary channel number field in the S1G operation information field.
  • the basic S1G-MCS and NSS set of S1G operating elements may include a maximum SIG-MCS for 1SS field for one SS, and maximum SIG-MCS for two SSs. It may include a -MCS for 2SS) field, a maximum SIG for three SS—Max SIG-MCS for 3SS (MCS) field, and a maximum SIG-MCS for 4SS field for four SS. .
  • the AP may support the following three types of BSSs.
  • bits B6 to B7 of the channel width field may be limited to either 01 or 10. That is, the position of the first primary channel may be specified when the position of the first primary channel to be used by the LR STA is set to either the lower side or the higher side on the second primary channel.
  • bits B6 to B7 of the channel width field may be limited to 00. That is, the first primary channel for the LR STA is not configured (or does not exist), it may mean that 1 ⁇ z PPDU transmission is not supported in the corresponding BSS.
  • bits B6-B7 of the channel width field in the S1G operation element of FIG. 18 may be set to 00, 01, or 11.
  • the secondary channel is idle / busy based on the corresponding time point. You can determine the transmission bandwidth by checking the status.
  • the STA invokes a backoff process on the second primary channel (or primary 2 ′ z channel). You can. If the channel is idle on the second primary channel during the backoff slot, the STA may decrement the backoff timer by 1, and may determine whether the secondary channels are idle when the backoff timer reaches zero. That is, after the backoff timer reaches 0, the STA may perform CCA for the secondary 2MHz channel, the secondary 4MHz channel, or the secondary Hz channel. According to the CCA result for the secondary channel (s), the STA may perform PPDU (eg, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU) transmission including the secondary channel (s) in an idle state.
  • PPDU eg, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU
  • the STA may operate the backoff process on the first primary channel (or primary 1 ′ z channel). If the channel is idle on the first primary channel during the backoff slot, the STA may decrement the backoff timer by one. When the backoff timer reaches 0, the STA may determine whether the secondary channels are idle. That is, after the backoff timer reaches 0, the STA may perform CCA for the secondary 1 MHz channel, the secondary 2 MHz channel, the secondary 4 MHz channel, or the secondary 8 MHz channel. According to the CCA result for the secondary channel (s), the STA may perform PPDU (eg, 1, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU) transmission including the secondary channel (s) in an idle state.
  • PPDU eg, 1, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU
  • the AP may designate a secondary channel to be used by the LR STA through a beacon frame or the like. This is called a first secondary channel in the present invention.
  • the AP may designate a secondary channel to be used by the HR STA. This is called a second secondary channel in the present invention.
  • the first secondary channel corresponds to a portion of the second primary channel.
  • 19 is a diagram for explaining a relationship between a primary channel and a secondary channel.
  • the first primary channel and the first secondary channel correspond to a portion of the second primary channel. Only one second secondary channel may be set, or a plurality of second secondary channels may be set. When a plurality of second secondary channels are configured, the second secondary channels may have different channel bandwidths (eg, ChannelBandvidthl and ChannelBandwidth2).
  • the AP may include a first primary channel number, a second primary channel number, and a second secondary channel. Only the numbers are informed to the STAs, and the first secondary channel number may be omitted.
  • the LR STA may perform channel access on the first primary channel. For example, the LR STA can determine the idle / occupied state of the channel on the first primary channel and activate the backoff mechanism accordingly. During the backoff slot, the first primary channel If idle, the STA decrements the backoff timer by one, otherwise freezes the backoff timer (ie, does not decrement and maintains the previous backoff count value).
  • the HR STA may perform channel access on the second primary channel. For example, the HR STA can determine the idle / occupied state of the channel on the second primary channel and thereby activate the backoff mechanism. If the second primary channel is idle during the backoff slot, the STA decrements the backoff timer by one, otherwise stops the backoff timer (ie, maintains the previous backoff count value without decreasing it). .
  • the STA performs channel sensing on the second primary channel
  • 20 is a diagram for explaining an example of a backoff process of an STA.
  • FIG. 20A illustrates a backoff process of an LR STA
  • FIG. 20B illustrates a backoff process of an HR STA.
  • the LR STA and the HR STA start backoff at the same time, and the backoff timer values select 7 and 5, respectively.
  • the channel sensing is performed only on the first primary channel and the backoff process is performed according to the result. 4, 3, 2, 1 to decrease.
  • the first secondary channel was occupied by the communication of another BSS, the channel state was busy, but the LR STA performs channel sensing on the first primary channel, so the backoff timer reaches zero regardless of the use of the first secondary channel.
  • the STA is allowed to start a transmission opportunity (TX0P), and may transmit the data frame. However, when the backoff timer reaches zero, the first is performed.
  • the LR STA Since the state of the secondary channel is occupied, the LR STA cannot use the first secondary channel for data frame transmission, but only uses the first primary channel for a data frame (that is, a PPDU frame using 1 ⁇ z channel bandwidth). Can be transferred. Thereafter, the LR STA may receive an ACK frame from the AP.
  • the LR STA may perform the backoff process again to send additional data.
  • the LR STA which selects 5 as the random backoff timer value, reduces the backoff timer to 5, 4, 3 while the channel is idle on the first primary channel.
  • the HR STA The state of the first primary channel is occupied by the data frame transmission. Accordingly, the LR STA stops counting down the backoff timer. Thereafter, after the transmission of the data frame and the reception of the ACK frame by the HR STA are completed, the LR STA resumes the backoff process while the first primary channel is idle, and decreases the backoff timer value to 2, 1 to return the backoff timer. The value will reach zero.
  • the STA determines that the start of the transmission opportunity TX0P is allowed when the backoff timer value becomes 0, and may transmit a data frame. Since the state of the first secondary channel is idle when the backoff timer reaches zero, the LR STA uses both the first primary channel and the second secondary channel to generate a data frame (ie, a PPDU using 2 MHz channel bandwidth). Frame) can be transmitted.
  • a data frame ie, a PPDU using 2 MHz channel bandwidth.
  • the HR STA of FIG. 20 (b) channel sensing is performed on the second primary channel and a backoff process is performed according to the result to decrease the backoff timers to 5 and 4.
  • the HR STA stops counting down the backoff timer. Even if the channel state of a portion of the second primary channel (ie, the portion corresponding to the first secondary channel) becomes idle, another portion of the second primary channel (ie, the portion corresponding to the first primary channel) is occupied. If so, it is determined that the second primary channel itself is occupying.
  • the HR STA resumes counting down the backoff timer. Decrease the value to 3, 2, or 1.
  • the backoff timer reaches 0, it is determined that the start of the transmission opportunity TX0P is allowed, and the HR STA may transmit a data frame.
  • the HR STA can transmit a data frame (that is, a 4 ⁇ z PPDU frame) by using both the second primary channel and the nearly 12 secondary channel.
  • the LR STA has a higher probability of obtaining a transmission opportunity (TX0P) than the HR STA. That is, although the LR STA and the HR STA perform the backoff process using the first primary channel and the second primary channel, respectively, in general, the probability that the entire primary channel is idle is high. Since it is lower than the probability of being idle, the HR STA has less chance to perform an operation of reducing the backoff count than the LR STA, and as a result, the HR STA has a lower probability of obtaining a transmission opportunity (TX0P) than the LR STA. That is, a problem arises in that the fairness in channel access between the LR STA and the HR STA is broken.
  • both the LR STA and the HR STA perform the backoff only on the first primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA may support only the reception capability for the first primary channel in common, and the backoff mechanism of the LR STA and the HR STA may also be limited to proceed only in the first primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA commonly support reception capability for 1 MHz transmission, and provide a backoff mechanism in the 1 MHz channel.
  • the backoff timer reaches zero, the corresponding STA (i.e., no distinction between LR STA or HR STA) is allowed to start transmission opportunity (TX0P). It can be determined that the data is transmitted.
  • Transmission of a 4 MHz, 8 Hz z or 16 MHz PPDU frame may be determined.
  • the bandwidth of the data frame to be transmitted after the backoff timer reaches 0 may be limited according to the transmission capability of the STA.
  • both the LR STA and the HR STA perform the backoff mechanism using the first primary channel, the transmission capability of the STA having the backoff timer reaching 0, and the idle of the first secondary channel second secondary channels.
  • the transmission bandwidth of the data transmission is determined by the occupancy state.
  • the HR STA may perform the backoff process again.
  • the backoff process is performed again, unlike the new backoff process due to the stratification, It is possible to keep the previous value as it is without doubling the contention of the contention content, and to allow the backoff process to be performed again without changing the retransmission count.
  • both the LR STA and HR STA in common for the second primary channel
  • the backoff mechanisms of the LR STA and the HR STA may also be limited to proceed only in the second primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA commonly support reception capability for 2 MHz transmission, and the backoff mechanism is supported on the 2 MHz channel.
  • the backoff mechanism is supported on the 2 MHz channel.
  • Commonly done Perform channel sensing only on the 2MHz channel and perform the backoff process accordingly, if the start of the transmission opportunity (TX0P) is allowed (or if the backoff timer reaches zero), the corresponding STA (ie LR STA or HR). Without distinction of the STA may transmit data.
  • transmission of 1 z or 2 ms z PPDU frame is performed according to the idle / occupied state of the first primary channel, the first secondary channel, and the second primary channel. Can be.
  • Transmission of a ⁇ z or 16 ⁇ z PPDU frame may be determined.
  • the bandwidth of the data frame to be transmitted after the backoff timer reaches 0 may be limited according to the transmission capability of the STA.
  • both the LR STA and the HR STA perform the backoff mechanism using the second primary channel, and the transmission capper of the STA that is allowed to start the transmission opportunity (TX0P) (or the backoff timer reaches zero)
  • the transmission bandwidth of the data transmission is determined according to the capability and the idle / occupied state of the first primary channel, the first secondary channel and the second secondary channel.
  • this scheme may provide fairness of channel access between the LR STA and the HR STA.
  • the first primary channel is idle and the first secondary channel is occupied, then even the LR STAs intended to transmit the 1 MHz PPDU frame will be counted down because the second primary channel is occupied. You will not be able to continue.
  • the efficiency of bandwidth utilization is degraded in view of the entire system.
  • the LR STA performs a backoff process using the first primary channel and as a result starts the transmission opportunity (TX0P) (or backoff) Even after the timer reaches 0), even if the second secondary channel is in an idle state, it is proposed not to allow the use of the second secondary channel, but to restrict the data transmission using only the first primary channel.
  • the same meaning may be expressed differently by performing a backoff process on the first primary channel when the channel bonding the first primary channel and the first secondary channel is the same as the second primary channel.
  • TX0P start of the transmission opportunity
  • the backoff timer reaches zero
  • it is forbidden to transmit data on the second primary channel and the data on the first primary channel.
  • the transfer is allowed. This is a minimum measure for solving the problem of equity between the LR STA and the HR STA as compared with performing a backoff process on the second primary channel to transmit data on the second primary channel. Can be.
  • the backoff process is performed only on the first primary channel. It may also be understood that the backoff procedure must be performed on the second primary channel from the beginning.
  • 21 is a view for explaining an example of a backoff process of the STA according to the proposal of the present invention.
  • the backoff timer value may be decreased by one.
  • a STA has both capabilities of an LR STA and an HR STA (eg, supports all transmissions on a 1 MHz, 2 MHz, 4 z, 8 MHz, or 16 MHz channel bandwidth) Assume, even if such a STA performs a backoff procedure on the 1ms z channel and as a result allows the start of the transmission opportunity TX0P (or even if the backoff timer reaches zero), 2ms z. Data transmission over 4, 4, 8 or 16 MHz channels In other words, after performing the backoff mechanism in the first primary channel, it is prohibited to transmit data using the second primary channel and the second secondary channel.
  • the STA when the STA performs the backoff process on the first primary channel, only an operation of transmitting data (or PPDU using 1 ⁇ z channel bandwidth) using only the first primary channel is defined. do. If the STA performs a backoff procedure on the first primary channel and the first secondary channel (ie, the second primary channel), if the start of the transmission opportunity TX0P is allowed (or the backoff timer) After 0 reaches 0), depending on the channel state of the second secondary channel, data frame all transmission using only the second primary channel (or performing PPDU frame transmission using 2 MHz channel bandwidth), or second Data frames may be transmitted using both the primary channel and the second secondary channel (or PPDU frame transmission using 4 MHz channel bandwidth). ⁇
  • the STA transmits a data unit (or PPDU) having a maximum bandwidth of 4 dB z, but is not limited thereto.
  • a PPDU having a maximum 8 MHz bandwidth may be used.
  • the principles of the present invention can be applied to transmitting a PPDU having a channel size larger than that. For example, if a first backoff process is performed on the first primary channel (or 1 z z primary channel) and as a result the start of the transmission opportunity TX0P is allowed, only transmission of 1 ⁇ z PPDU is allowed. Is allowed (ie transmission of PPDUs above 2 MHz is not performed).
  • CCA thresholds [245] CCA operation i to STA is determined whether or not the first primer Li channels, the second time to perform a back-off procedure for the primary channel, the idle / occupied channel (i dl e / busy) in the present invention mainly Determined according to the CCA threshold (or CCA power threshold). For example, when the strength of the received signal detected in a channel is greater than or equal to the CCA threshold, the channel may be determined to be occupied. Higher CCA thresholds protect other signals less (ie, more likely to collide with signals transmitted by other devices), and lower CCA thresholds protect other signals (ie other devices). Are unlikely to collide with the signals they transmit.
  • the LR STA and the HR STA have different usage scenarios (usage plausibler io).
  • the LR STA wants to service longer distances with lower power, and the HR STA wants to get higher throughput than power consumption. Since they are oriented toward higher levels of each other, the CCA threshold, which is a criterion for determining whether the channel (or medium) is idle or occupied in the LR STA and the HR STA, needs to vary according to the environment used.
  • the present invention proposes to define two or more CCA thresholds.
  • the LR CCA threshold and the HR CCA threshold may be defined separately, and the HR CCA threshold may be set higher than the LR CCA threshold.
  • the STA using the HR CCA threshold determines that the channel is not occupied (ie, idle) even if this signal is detected.
  • the STA using the LR CCA threshold determines that the channel is occupied when this signal is detected.
  • An STA using an HR CCA threshold may be said to less protect signals transmitted by other devices than an STA using an LR CCA threshold. Therefore, the STA using the HR CCA threshold should set the service range relatively narrow compared to the STA using the LR CCA threshold.
  • the STA basically uses the HR CCA threshold as the CCA threshold value (or as the default value). If the STA is interrupted by the service due to the interference signal, it may transmit a management frame requesting HR CCA prohibition to the AP. Receiving the management frame requesting the HR CCA Prot, the AP can broadcast a management frame for commanding the HR CCA Prohibit to all terminals belonging to the S1G BSS. And management to order HR CCA Prohibit The STA (s) receiving the frame from the AP changes the CCA threshold from the HR CCA threshold to the LR CCA threshold.
  • 0BSS When some or all of the BSAs of different BSSs overlap and operate on the same channel, these BSSs are referred to as 0BSS.
  • the corresponding STA when receiving a management frame instructing an HR CCA Prohibit from an AP of a neighboring BSS, the corresponding STA (s) changes the CCA threshold to the LR CCA threshold.
  • the STA may use the CCA threshold changed to the LR CCA threshold, but this is not continuously applied. This is because if the AP of the neighboring BSS that sent the HR CCA Prohibit management frame no longer serves, the LR CCA threshold is no longer needed.
  • the STA (s) receiving the management frame instructing the HR CCA Prohibit may change the CCA threshold from the HR CCA threshold to the LR CCA threshold for a period of time (eg, the HR CCA Prohibit timeout). It can be changed and applied. After the HR CCA Prohibit timeout has passed, the CCA threshold is changed back to the HR CCA threshold. Therefore, if the CCA threshold is to be continuously changed to the LR CCA threshold, the management frame for commanding the HR CCA Prohibit should be continuously transmitted at a period less than the HR CCA Prohibit timeout.
  • the management frame for requesting the HR CCA Prohibit may include information (eg, HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout, etc.) that designates a time to which the HR CCA Prohibit is applied. That is, when a STA is interrupted by a service due to an interference signal, it requests an HR CCA Prohibit start time and an HR CCA Prohibit timeout indicating a corresponding time interval to request an HR CCA Prohibit for the time interval in which the interference signal occurs. Information may be included in a management frame requesting an HR CCA Prohibit.
  • information eg, HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout, etc.
  • the HR CCA Prohibit start time indicating the corresponding time interval, HR CCA Prohibit timeout, etc., in order to command the HR CCA Prohibit for a specific time interval may be used.
  • Information may be included in a management frame that commands the HR CCA Prohibit.
  • the STA (s) that have received the HR CCA Prohibit management frame including the HR CCA Prohibit start time and the HR CCA Prohibit timeout may have a CCA threshold only for the time interval specified by the HR CCA Prohibit start time and the HR CCA Prohibit timeout.
  • HR CCA It can be applied by changing from the threshold to the LR CCA threshold.
  • the original HR CCA threshold may continue to be used for an unspecified time interval.
  • the HR CCA Prohibit does not apply to the moved channel. This means that signaling for HR CCA Prohibit is performed per channel.
  • the AP that receives the HR CCA Prohibit management frame performs channel switching, when the terminal that receives the HR CCA Prohibit management frame scans on another channel, signaling for the previously received HR CCA Prohibit is ignored and HR Channel access can be performed using the CCA threshold.
  • FIG. 22 is a diagram for describing a backoff method according to an example of the present invention.
  • the STA may transmit a data unit (eg, MHz PPDU) having a size of a first channel width (eg, 1 z) to have a first channel width.
  • the first backoff procedure may be performed on one primary channel.
  • step S210 the STA is for transmission of data units (eg, 2MHz, 4MHz, 8 z, 16MHz PPDU) having a size larger than the second channel width (for example, 2MHz), A second backoff process may be performed on the second primary channel having the size of the second channel width.
  • data units eg, 2MHz, 4MHz, 8 z, 16MHz PPDU
  • the second channel width for example, 2MHz
  • the data unit having the first channel width (eg, 1 z PPDU) may be transmitted.
  • the transmission opportunity (TX0P) is allowed to the STA as a result of the step S2210
  • the first channel width (regardless of whether the first secondary channel is idle during the PIFS interval immediately before the start TX0P)
  • Only transmission of data units e.g., 1 Hz z PPDU
  • transmission of data units e.g., 2 MHz PPDU
  • a data unit having a size greater than or equal to the second channel width (for example, 2 MHz) (for example, 2 MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU) is possible.
  • the second channel width for example, 2 MHz
  • a 4 kHz z second secondary channel, and an 8 ffl z second secondary channel are idle during the PIFS interval just before the start of TX0P
  • a 16 MHz PPDU may be transmitted.
  • the 4MHz second secondary channel is idle during the PIFS interval immediately before the start TX0P
  • 8 ⁇ z PPDU can be transmitted.
  • a 4 MHz PPDU may be transmitted. In other cases, a 2 ⁇ z PPDU may be transmitted.
  • FIG. 22 The example method described in FIG. 22 is represented by a series of operations for simplicity of description, but is not intended to limit the order in which the steps are performed, and if necessary, each step may be simultaneously or in a different order. It may also be performed. In addition, not all the steps illustrated in FIG. 22 are necessary to implement the method proposed by the present invention.
  • FIG. 23 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the STA may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the transceiver 13 may transmit / receive a radio signal, for example, an IEEE 802 system.
  • the physical layer can be implemented.
  • the processor 11 may be connected to the transceiver 13 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • the processor 11 may be configured to perform an operation according to the various embodiments of the present invention described above.
  • modules that implement the operations according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 12 and executed by the processor 11.
  • the memory 12 may be included inside the processor 11 or installed outside the processor 11 and connected to the processor 11 by known means.
  • the STA (IO) of FIG. 23 may be configured to perform backoff in an environment in which two or more primary channels are set.
  • Processor 11 eu first channel width (e.g., 1 ⁇ z) (for example, '1 ⁇ z PPDU) data units having the size of the case for the transmission of the first fryer of claim 1 on the head channel It may be set to perform a backoff process.
  • the processor 11, the second fryer for the transmission of data units eg, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU
  • the second fryer for the transmission of data units eg, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU
  • the second fryer for the transmission of data units eg, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU
  • the second fryer for the transmission of data units eg, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU
  • the second backoff procedure on the head channel.
  • the processor 11 is configured to transmit the data unit having the size of the first channel width using the transceiver 13 when the transmission opportunity TX0P is allowed as a result of the first backoff process. Can be.
  • the processor 11 further includes the second backoff. When TX0P is allowed as a result of the process, a data unit having a size greater than or equal to the second channel width may be set to be transmitted using the transceiver 13.
  • embodiments of the present invention can 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 (Programmable). Logic Devices), Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable.
  • Logic Devices 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 that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit is located inside or outside the processor may be by various means which are well known - to exchange data with the processor.

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로， 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 스테이션 (STA)이 백오프를 수행하는 방법은, 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서; 제 1 백오프 과정을 수행하고， 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에는 상기 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하는 단계; 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TXOP)가 허용되는 경우 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계; 및 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TXOP가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로， 보다 구체적으로는 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 증에서 무선랜 (WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기 (Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터， 휴대용 멀티미디어 플레이어 (Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.
[3] 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고， 무선 네트워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어， IEEE 802.11η에서는 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 MIM0(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
【발명의 상세한 설명 1
【기술적 과제】
[4] . 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN" 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.
[5] 본 발명에서는 프라이머리 채널 (primary channel)이 복수개가 존재하는 무선랜 시스템에서 적용되는 새로운 백오프 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다.
[6] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[7] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 스테이션 (STA)이 백오프를 수행하는 방법은, 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하고, 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에는 상기 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하는 단계; 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계; 및 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
[8] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 스테이션 (STA) 장치는， 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는， 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하고， 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하고; 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하고; 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다.
[9] 상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.
[10] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송만이 수행될 수 있다.
[11] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭 보다 큰 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송은 수행되지 않는다.
[12] 상기 제 1 채널 폭은 1MHz일 수 있다. [13] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 1腿 z 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 1MHz 크기를 가지는 상기 제 1 프라이머리 채널 상에서 전송될 수 있다.
[14] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행될 수 있다.
[15] 상기 제 2 채널 폭은 2腿 z일 수 있다.
[16] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 2腿 z크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2丽 z 크기의 상기 제 2 프라이머리 채널 상에서 전송될 수 있다.
[17] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고， 상기 TX0P의 시작 직전의 PIFS(point coordination funct ion(PCF) interframe space) 인터벌 동안 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널이 유휴 상태인 경우， 4MHz 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2丽 z 크기의 상기 제 2 프라이머리 채널 및 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 상에서 전송될 수 있다.
[18] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고， 상기 TX0P의 시작 직전의 PIFS 인터벌 동안 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 및 4匪 z 크기를 가지는 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우， 8MHz 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2顧 z 크기의 상기 제 2 프라이머리 채널， 상기 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 및 상기 4MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 상에서 전송될수 있다.
[19] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은, 상기 제 1 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함할 수 있다.
[20] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함할 수 있다.
[21] 상기 STA은 SlG(Sub 1GHz) STA일 수 있다.
[22] 상기 데이터 유닛은 PPDlKPhysical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit)일 수 있다.
[23] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며, 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】 [24] 본 발명에"따르면 프라이머리 채널 (primary channel)이 복수개가 존재하는 무선랜 시스템에서 적용될 수 있는 효율적인 백오프 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
[25] 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. 【도면의 간단한 설명】
[26] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
[27] 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[28] 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[29] 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[30] 도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[31] 도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[32] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[33] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[34] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[35] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[36] 도 10 내지 도 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
[37] 도 13은 그룹 기반 AID에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
[38] 도 14는 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[39] 도 15는 S1G 1MHz포맷의 일례를나타내는 도면이다.
[40] 도 16은 S1G 2丽 z이상짧은포맷의 일례를나타내는도면이다.
[41] 도 17은 S1G 2腿 z 이상긴 포맷의 일례를나타내는도면이다. [42] 도 18은 S1G 동작 요소 (operation element)의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다ᅳ
[43] 도 19는프라이머리 채널과세컨더리 채널의 관계를설명하기 위한도면이다.
[44] 도 20은 STA의 백오프과정의 예시를설명하기 위한도면이다.
[45] 도 21은 본 발명의 제안에 따른 STA의 백오프 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이다ᅳ
[46] 도 22는본발명의 일례에 따른 백오프 방법을설명하기 위한도면이다.
[47] 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
【발명의 실시를 위한 형태】
[48] 이하， 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며， 본 발명아 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나， 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
[49] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[50] 이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
[51] 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나， 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다. [52] 본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템， 3GPP 시스템， 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[53] 이하의 기술은 CDM Code Division Multiple Access), FDMA( Frequency Division Multiple Access) , TDMA(Time Division Multiple Access) , OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) , SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access.) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile commun i cat i ons ) / GPRS (Gener a 1 Packet Radio Service)/EDGE(En anced 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-UTRAC Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[54] WLAN시스템의 구조
[55] 도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[56] IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트 (Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 LAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것 (STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고， STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)올 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역올 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. [57] IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Inckpendent BSS; IBSS)이다. 예를 들어， IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한， 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSSCBSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LA은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며， 이를 애드-혹 (ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
[58] STA의 켜지거나 꺼짐， STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서， BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는， STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는， STA은 BSS에 연관 (associated)되어야 한다. 이러한 연관 (association)은 동적으로 설정될 수 있고， 분배시스템서비스 (Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
[59] 도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템 (Distribution System; DS) , 분배시스템매체 (Distribution System Medium; DSM) , 액세스 포인트 (Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
[60] LAN에서 직접적인 스테이션-대 -스테이션의 거리는 PHY성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 층분할 수도 있지만， 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템 (DS)이 구성될 수 있다.
[61] DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로， 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
[62] DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체 (DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체 (DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며， 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조 (DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다ᅳ 즉， IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN구조가 특정될 수 있다.
[63] DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
[64] AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 엔티티 (entity)를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서， 연관된 STA들 (STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한， 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 엔티티이다. 丽 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
[65] AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는， 항상 비제어 포트 (uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802. IX 포트 액세스 엔티티에 의해서 처리될 수 있다. 또한， 제어 포트 (controlled port)가 인증되면 전송 데이터 (또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
[66] 도 3 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 도 2 의 구조에 추가적으로 넓은 커버리지를 제공하기 위한 확장된 서비스 세트 (Extended Service Set; ESS)를 개념적으로 나타낸다.
[67] 임의의 (arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나， ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLC(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) 이동할수 있다.
[68] IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고, 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한, BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고， 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고， 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드-혹 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 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
[69] 도 4 는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
[70] 도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 STA은 IEEE 802.11 의 C/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA은 AP STA 및 비- AP(non-AP) STA올 포함한다. Non-AP STA은 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STAl, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고， STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.
[71] 이하의 설명에서 non-AP STA은 단말 (terminal )， 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit /Receive Unit; WTRU) , 사용자 장치 (User Equi ment; UE), 이동국 (Mobile Station; MS), 이동단말 (Mobile Terminal), 이동 가입자국 (Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국 (Base Station; BS)ᅳ노드 -B(Node_B；)， 발전된 노드 -B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템 (Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국 (Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.
[72] 링크 셋업 과정
[73] 도 5는 일반적인 링크 셋업 (link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[74] STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 테이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견 (discovery)하고， 인증 (authent icat ion)을 수행하고， 연관 (association)을 맺고 (establ ish)， 보안 (security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정， 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한， 링크 셋업 과정의 발견， 인증， 연관， 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다. [75] 도 5를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
[76] 단계 S510에서 STA은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA의 스캐닝 (scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉， STA이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데， 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
[77] 스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝 (active scanning)과 수동적 스캐닝 (passive scanning)이 있다.
[78] 도 5에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시한다. 능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레임 (probe request frame)을 전송하고 이에 대한 웅답을 기다린다. 응답자 (responder )는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 웅답 프레임 (probe response frame)을 전송한다. 여기에서， 응답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임 (beacon frame)을 전송한 STA일 수 있다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 웅답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 웅답자가 일정하지 않다. 예를 들어， 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 웅답 프레임을 수신한 STA은， 수신한 프로브 웅답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널 (예를 들어, 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으로 스캐닝 (즉， 2번 채널 상에서 프로브 요청 /웅답 송수신)을 수행할 수 있다.
[79] 도 5에서 도시하고 있지 않지만， 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임 (management frame) 중 하나로서, 무선 네트워크의 존재를 알리고, 스캐닝을 수행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서， 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들미 돌아가면서 비콘 프레임을 전송한다. 스캐닝을 수행하는 STA은 비콘 프레임을 수신하면 비콘 프레임에 포함된 BSS에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채널에서 비콘 프레임 정보를 기록한다. 비콘 프레임을 수신한 STA은 수신한 비콘 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널로 이동하여 동일한 방법으로 다음 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
[80] 능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면， 능동적 스캐닝이 수동적 스캐닝보다 딜레이 (delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
[81] STA이 네트워크를 발견한 후에， 단계 S520에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이러한 인증 과정은 후술하는 단계 S540의 보안 셋업 동작과 명확하게 구분하기 위해서 첫 번째 인증 (first authentication) 과정이라고 칭할 수 있다.
[82] 인증 과정은 STA이 인증 요청 프레임 (authentication request frame)을 AP에게 전송하고， 이에 응답하여 AP가 인증 웅답 프레임 (authentication response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청 /응답에 사용되는 인증 프레임 (authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
[83] 인증 프레임은 인증 알고리즘 번호 (authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 시퀀스 번호 (authenticat ion transaction sequence number ) , 상태 코드 (status code) , 검문 텍스트 (challenge text), RSN( Robust Security Network), 유한 순환 그룹 (Finite Cyclic Group) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인증 요청 /응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며， 다른 정보로 대체되거나， 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
[84] STA은 인증 요청 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여 , 해당 STA에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처리의 결과를 인증 웅답 프레임을 통하여 STA에게 제공할 수 있다.
[85] STA이 성공적으로 인증된 후에, 단계 S530에서 연관 과정이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA이 연관 요청 프레임 (association request frame)을 AP에게 전송하고， 이에 응답하여 AP가 연관 웅답 프레임 (association response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다.
[86] 예를 들어, 연관 요청 프레임은 다양한 능력 (capability)에 관련된 정보， 비콘 청취 간격 (listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트 (supported rates), 지원 채널 (supported channels), RSN, 이동성 도메인， 지원 오퍼레이팅 클래스 (supported operating classes), TIM 방송 요청 (Traffic Indication Map Broadcast request) , 상호동작 (interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. [87] 예를 들어， 연관 웅답 프레임은 다양한 능력에 관련된 정보， 상태 코드， AID(Association ID), 지원 레이트， EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터 세트, RCPKReceived Channel Power Indicator), RSNI (Received Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인， 타임아웃 간격 (연관 컴백 시간 (associat km comeback time)), 중첩 (over lapping) BSS 스캔 파라미터, TIM 방송 웅답， QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
[88] 이는 연관 요청 /웅답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며， 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
[89] STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에， 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청 /웅답을 통한 인증 과정이라고 할 수도 있고， 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증 (first authentication) 과정이라고 하고， 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
[90] 단계 S540의 보안 셋업 과정은， 예를 들어， EAP0L( Extensible Authentication Protocol over LAN) 프레임올 통한 4ᅳ웨이 (way) 핸드쉐이킹을 통해서， 프라이빗 키 셋업 (private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 또한， 보안 셋업 과정은 IEEE 802.11 표준에서 정의하지 않는 보안 방식에 따라 수행될 수도 있다.
[91] WLAN의 진화
[92] 무선랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 표준으로서 IEEE 802.11η이 존재한다. IEEE 802.11η은 네트워크의 속도와 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 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIM0(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
[93] 무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라， 최근에는 IEEE 802.11η이 지원하는 테이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율 (Very High Throughput； VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11η 무선랜 시스템의 다음 버전 (예를 들어, IEEE 802. llac)으로서， MAC 서비스 액세스 포인트 (Service Access Point; SAP)에서 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템중의 하나이다ᅳ
[94] 차세대 무선랜 시스템은 무선채널올 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 MU-MIM0(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. 腿-ΜΙΜΟ 전송 방식에 따르면， AP가 MIM0 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
[95] 또한， 화이트스페이스 (whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것이 논의되고 있다. 예를 들어， 아날로그 TV의 디지털화로 인한 유휴 상태의 주파수 대역 (예를 들어， 54~698MHz 대역)과 같은 TV 화이트스페이스 (TV WS)에서의 무선랜 시스템의 도입은 IEEE 802.11af 표준으로서 논의되고 있다. 하지만， 이는 예시에 블과하고, 화이트스페이스는 허가된 유저 (licensed user)가 우선적으로 사용할 수 있는 허가된 대역이라 할 수 있다. 허가된 유저는 허가된 대역의 사용을 허가 받은 유저를 의미하며， 허가된 장치 (licensed device), 프라이머리 유저 (primary user), 우선적 사용자 (incumbent user) 등으로 칭할 수도 있다.
[96] 예를 들어, 에서 동작하는 AP 및 /또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호 (protection) 기능을 제공하여야 한다. 예를 들어 WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약 (regulation)상 분할되어 있는 주파수 대역인 특정 WS 채널을 마이크로폰 (microphone)과 같은 허가된 유저가 이미 사용하고 있는 경우, 허가된 유저를 보호하기 위하여 AP 및 /또는 STA은 해당 WS 채널에 해당하는 주파수 대역은 사용할 수 없다. 또한, AP 및 /또는 STA은 현재 프레임 전송 및 /또는 수신을 위해 사용하고 있는 주파수 대역을 허가된 유저가 사용하게 되면 해당 주파수 대역의 사용을 중지해야 한다.
[97] 따라서 AP 및 /또는 STA은 WS 대역 내 특정 주파수 대역의 사용이 가능한지, 다시 말해서 상기 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절차가 선행되어야 한다. 특정 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 것을 스펙트럼 센싱 (spectrum sensing)이라 한다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 탐지 (energy detection) 방식， 신호 탐지 (signature detection) 방식 등이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나, DTV 프리앰블 (preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단할 수 있다. [98] 또한, 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 무선랜 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신은 하나 이상의 머신 (Machine)이 포함되는 통신 방식을 의미하며， MTC(Machine Type Co隱 unicat ion) 또는 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서， 머신이란 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 엔티티 (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 (appl icat ion server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로， 자동 판매기와 서버， P0S(Point of Sale) 장치와 서버, 전기, 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다ᅳ 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션 (application)에는, 보안 (security)， 운송 (transportat ion)， 헬스 케어 (health care) 등이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면， 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
[99] 구체적으로, M2M 통신은 많은 STA의 개수를 지원할 수 있어야 한다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는 하나의 AP에 최대 2007 개의 STA이 연관되는 경우를 가정하지만， M2M 통신에서는 이보다 많은 개수 (약 6000 개)의 STA이 하나의 AP에 연관되는 경우를 지원하는 방안들이 논의되고 있다. 또한， M2M 통신에서는 낮은 전송 속도를 지원 /요구하는 애플리케이션이 많을 것으로 예상된다. 이를 원활하게 지원하기 위해서， 예를 들어， 무선랜 시스템에서는 TIM Traffic Indication Map) 요소 기반으로 STA이 자신에게 송신될 데이터의 존재 여부를 인지할 수 있는데， TIM의 비트맵 크기를 줄이는 방안들이 논의되고 있다. 또한， M2M 통신에서는 송신 /수신 간격이 매우 긴 트래픽이 많을 것으로 예상된다. 예를 들어， 전기 /가스 /수도 사용량과 같이 긴 주기 (예를 들어, 한 달) 마다 매우 적은 양의 데이터를 주고 받는 것이 요구된다. 이에 따라， 무선랜 시스템에서는， 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수는 매우 많아지더라도， 하나의 비콘 주기 동안에 AP로부터 수신할 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적은 경우를 효율적으로 지원하는 방안들이 논의되고 있다. [100] 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.
[101] 매체 액세스 메커니즘
[102] IEEE 802.11에 따른무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 액세스 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능 (Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데， 기본적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘 따르면， AP 및 /또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서, 소정의 시간구간 (예를 들어， DIFS(DCF Inter-Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체 (medium)를 센싱 (sensing)하는 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과, 만일 매체가 유휴 상태 (idle status)인 것으로 판단 되면， 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태 (occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및 /또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 액세스를 위.한 지연 기간 (예를 들어， 임의 백오프 주기 (random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주기의 적용으로， 여러 STA들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로， 층돌 (collision)을 최소화시킬 수 있다.
[103] 또한， IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HC Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 한다. PCF는 폴링 (polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및 /또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫는다. 또한， HCF는 EDCA( Enhanced Distributed Channel Access)와 HCCACHCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고， HCCA는 폴링 (polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한， HCF는 WLAN의 QoSCQuality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며， 경쟁 주기 (Contention Period; CP)와 비경쟁 주기 (Content ion Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다. ■ [104] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[105] 도 6을 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점유 (occupy 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴 (idle) 상태로 변경되면， 여러 STA들은 데이터 (또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때， 충돌을 최소화하기 위한 방안으로서， STA들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간만큼 대기한 후에， 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사ᅳ 임의 정수 (pseudo-random integer) 값을 가지며， 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서, CW는 경쟁 원도우 (Content ion Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CTmin이 주어지지만， 전송 실패의 경우 (예를 들어， 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CTmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고, 데이터 전송이 성공하는 경우에는 CTmin 값으로 리셋된다. OH, CWmin 및 CWmax 값은 2n-l (n=0, 1， 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
[106] 임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고， 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
[107] 도 6의 예시에서 STA3의 MAC에 전송할 패 이 도달한 경우에， STA3는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편， 나머지 STA들은 매체가 점유 (busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STAl, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에， 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고， STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉， STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에， 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다. 한편， STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때， STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후， 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운올 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA5의 잔여 백오프 시간이 STA4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며， 이 경우, STA4와 STA5 간에 층돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우에는 STA4와 STA5 모두 ACK을 받지 못하여， 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우， STA4와 STA5는 CT 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편， STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가， 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후， 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
[108] STA의 센싱 동작
[109] 전술한 바와 같이 CSMA/CA 메커니즘은 AP 및 /또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱 (physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱 (virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 숨겨진 노드 문제 (hidden node problem) 등과 같이 매체 액세스에서 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센성을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC은 네트워크 할당 백터 (Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및 /또는 STA이， 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및 /또는 STA에게 지시 (indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고， NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스가 금지된다. NAV는, 예를 들어， 프레임의 MAC헤더 (header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
[110] 또한, 층돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 층돌 검출 (robust collision detect) 메커니즘이 도입되었다. 이에 대해서 도 7 및 도 8을 참조하여 설명한다. 실제 캐리어 센싱 범위와 전송 범위는 동일하지 않을 수도 있지만， 설명의 편의를 위해서 동일한 것으로 가정한다.
[111] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다. [112] 도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며, STA A와 STA B는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만， STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송 (즉， 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에， STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 충돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
[113] 도 7(b)는 노출된 노드 (exposed node)에 대한 예시이며， STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서， STA C가 STA D에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱을 수행하면， STA B의 전송으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라, STA C가 STA D에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나， 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범위 밖에 있으므로， STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입장에서는 충돌하지 않을 수도 있으므로, STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STA C를 STA B의 노출된 노드라고 할 수 있다.
[114] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[115] 도 7과 같은 예시적인 상황에서 층돌 회피 (collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서, RTS request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패킷 (short signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA (들)이 오버히어링 (overhearing)할 수 있도록 하여， 상기 주위의 STA (들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도록 할 수 있다. 예를 들어， 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면， 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 STA들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[116] 도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며， STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 층돌을 피할 수 있게 된다. [117] 도 8(b)는 노출된 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며， STA A와 STA B 간의 RTS/CTS 전송을 STA C가 오버히어링함으로써， STA C는 자신이 다른 STA (예를 들어, STA D)에게 데이터를 전송하더라도 충돌이 발생하지 않올 것으로 판단할 수 있다. 즉， STA B는 주위의 모든 STA들에게 RTS를 전송하고， 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
[118] 전력 관리
[119] 전술한 바와 같이 무선랜 시스템에서는 STA이 송수신을 수행하기 전에 채널 센싱을 수행해야 하는데， 채널을 항상 센싱하는 것은 STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않으며, 수신 상태를 계속 유지하는 것도 전력이 제한된 (즉， 배터리에 의해 동작하는) STA에게 큰 부담이 된다. 따라서， STA이 지속적으로 채널을 센싱하기 위해서 수신 대기 상태를 유지하면， 무선랜 처리율 측면에서 특별한 이점 없이 전력을 비효율적으로 소모하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서， 무선랜 시스템에서는 STA의 전력 관리 (power management； PM) 모드를 지원한다.
[120] STA의 전력 관리 모드는 액티브 (active) 모드 및 전력 절약 (power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태 (awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는， 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편， PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태 (sleep state) (또는 도즈 (doze) 상태)와 어웨이크 상태 (awake state)를 전환 (switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며， 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
[121] STA이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문에， STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 - 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 슬립 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편， AP가 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우， 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서， STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해 (또한 존재한다면 이를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다. [122] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[123] 도' 9를 참조하면， A 210)는 일정한 주기로 비콘 프레임 (beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다 (S211, S212, S213, S214, S215, S216) . 비콘 프레임에는 TIM Traffic Indication Map) 정보 요소 (Information Element)가 포함된다. TIM 정보 요소는 A 210)가 자신과 연관된 STA들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며， 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TIM 요소에는 유니캐스트 (unicast) 프레임을 알려주는데 사용되는 TIM과 멀티캐스트 (multicast) 또는 브로드캐스트 (broadcast ) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
[124] AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송할 수 있다. STAK220) 및 ST 2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다. STAK220) 및 STA2(222)는 소정의 주기의 웨이크업 인터벌 (wakeup interval) 마다 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 각각의 STA은 자신의 로컬 클럭 (local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며， 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클럭과 일치하는 것으로 가정한다.
[125] 예를 들어， 상기 소정의 웨이크업 인터벌은， STAK220)이 비콘 인터벌마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서， STA 220)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S211) 어웨이크 상태로 전환될 수 있다 (S221). STA 220)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM요소를 획득할 수 있다. 획득된 TIM 요소가 STAU220)에게 전송될 프레임이 있음을 지시하는 경우， STAK220)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Pol 1 (Power Save-Poll) 프레임을 AK210)에게 전송할 수 있다 (S221a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대웅하여 프레임을 STAK220)에게 전송할 수 있다 (S231). 프레임 수신을 완료한 STAK220)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
[126] AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서， 다른 장치가 매체에 액세스하고 있는 등 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로， AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다 (S212). 이 경우 STAK220)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만， 지연 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 슬립 상태로 전환한다 (S222). [127] AP(210)가 세 번째로 비콘 프레임을 전송할 때, 해당 비콘 프레임에는 DTIM으로 설정된 TIM 요소가 포함될 수 있다. 다만， 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로 AP(210)는 비콘 프레임을 지연 전송한다 (S213). STA 220)은 비콘 인터벌에 맞추어 어웨이크 상태로 전환하여 동작하며， AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임을 통하여 DTIM을 획득할 수 있다. STAK220)이 획득한 DTIM은 STAK220)에 전송될 프레임은 없으며 다른 STA을 위한 프레임이 존재함을 지시하는 경우를 가정한다. 이 경우， STAK220)은 자신이 수신할 프레임이 없음을 확인하고, 다시 슬립 상태로 전환하여 동작할 수 있다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다 (S232).
[128] AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다 (S214). 다만， STAK220)은 이 전 2회에 걸친 TIM 요소 수신올 통해 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재한다는 정보를 획득할 수 없었으므로， TIM요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정할 수 있다. 또는， A 210)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STAU220)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우， STAK220)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서， STA 220)은 비콘 인터벌마다 TIM요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서， STA 220)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고 (S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에 (S215) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM요소를 획득할 수 없다.
[129] A 210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S216), STAK220)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM요소를 획득할 수 있다 (S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로， STAK220)은 PS-Poll 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고， A 210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다 (S234). 한편 STA2(230)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STAK220)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서， STA2(230)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점 (S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다 (S241). STA2(230)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고， 프레임 전송을 요청하기 위해 A 210)에게 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다 (S241a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 STA2(230)에게 프레임을 전송할 수 있다 (S233). [130] 도 9와 같은 전력 절약 모드 운영을 위해 TIM 요소에는 STA이 자신에게 전송될 프레임이 존재하는지를 지시하는 TIM 또는 브로드캐스트 /멀티캐스트 프레임이 존재하는지를 지시하는 DTIM이 포함된다. DTIM은†IM 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다.
[131] 도 10 내지 12는 TIM올 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
[132] 도 10을 참조하면， STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고， 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다. STA은 PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA들과 경쟁 (contending)을 수행한 후에 , AP에게 데이터 프레임 전송올 요청하기 위하여 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다. STA에 의해 전송된 PS-Poll 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임올 수신하고 이에 대한 확인응답 (ACK) 프레임을 AP에게 전송할수 있다. 이후 STA은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[133] 도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간 (예를 들어, SIFS(Short Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 웅답 (immediate response) 방식에 따라 동작할 수 있다. 한편， AP가 PS-Poll 프레임을 수신한 후에 STA에게 전송할 데이터 프레임을 SIFS 시간 동안에 준비하지 못한 경우에는 지연된 웅답 (deferred response) 방식에 따라 동작할 수 있으며， 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
[134] 도 11의 예시에서 STA이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP로부터 TIM을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하는 동작은 도 10의 예시와 동일하다. AP가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우， 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면， 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 프레임을 AP에게 전송하고， 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[135] 도 12는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다. STA들은 AP로부터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레암을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터 (즉， 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고， 데이터 수신이 완료된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다.
[136] TIM구조
[137] 상기 도 9 내지 12를 참조하여 설명한 TIM (또는 DTIM) 프로토콜을 기반으로 한 전력 절약 모드 운영 방법에 있어서, STA들은 TIM 요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 자신을 위해 전송될 데이터 프레임이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. STA 식별 정보는 STA이 AP와 연관 (association)시에 할당받는 식별자인 AID(Association Identifier)와 관련된 정보일 수 있다.
[138] AID는 하나의 BSS 내에서는 각각의 STA에 대한 고유한 (unique) 식별.자로서 사용된다. 일례로， 현재 무선랜 시스템에서 AID는 1에서 2007까지의 값 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는， AP 및 /또는 STA이 전송하는 프레임에는 AID를 위하여 14비트가 할당될 수 있으며， AID 값은 16383까지 할당될 수 있으나 2008에서 16383은 예비 (reserved) 값으로 설정되어 있다.
[139] 기존의 정의에 따른 TIM 요소는， 하나의 AP에 많은 개수의 (예를 들어， 2007개 초과의) STA들이 연관될 수 있는 M2M 애플리케이션의 적용에 적절하지 않다. 기존의 TIM 구조를 그대로 확장하는 경우에는 TIM 비트맵 크기가 너무 커져서 기존의 프레임 포맷으로는 지원할 수 없고, 낮은 전송 레이트의 애플리케이션을 고려하는 M2M 통신에 적합하지 않다. 또한， M2M 통신에서는 하나의 비콘 주기 동안에 수신 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적을 것으로 예상된다. 따라서， 위와 같은 M2M 통신의 적용예를 고려하면， TIM 비트맵의 크기는 커지지만 대부분의 비트가 0 값을 가지는 경우가 많이 발생할 것으로 예상되므로， 비트맵을 효율적으로 압축하는 기술이 요구된다.
[140] 기존의 비트맵 압축 기술로서， 비트맵의 앞부분에 연속되는 0을 생략하고 오프셋 (offset) (또는 시작점) 값으로 정의하는 방안이 마련되어 있다. 그러나， 버퍼된 프레임이 존재하는 STA들의 개수는 적지만 각각의 STA의 AID 값이 차이가 큰 경우에는 압축 효율이 높지 못하다. 예를 들어 AID가 10와 2000의 값을 가지는 단 두 개의 STA에게 전송할 프레임만이 버퍼되어 있는 경우에, 압축된 비트맵의 길이는 1990이지만 양 끝을 제외하고는 모두 0의 값을 가지게 된다. 하나와 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수가 적은 경우에는 비트맵 압축의 비효율성이 크게 문제되지 않지만， STA의 개수가 증가하는 경우에는 이러한 비효율성이 전체 시스템 성능을 저해하는 요소가 될 수도 있다.
[141] 이를 해결하기 위한 방안으로서， AID를 여러 그룹으로 나누어 보다 효과적인 데이터의 전송을 수행하도록 할 수 있다. 각 그룹에는 지정된 그룹 ID(GID)가 할당된다. 이러한 그룹 기반으로 할당되는 AID에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다ᅳ
[142] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(a)의 예시에서는 AID 비트맵의 앞의 몇 비트들을 GID를 나타내기 위해 사용할 수 있다. 예를 들어， AID비트맵의 처음 2 비트를 사용하여 4개의 GID를 나타낼 수 있다. AID 비트맵의 전체 길이가 N 비트인 경우에， 처음 2 비트 (B1 및 B2)이 값은 해당 AID의 GID를 나타낸다.
[143] 도 13(b)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(b)의 예시에서는 AID의 위치에 따라서 GID가 할당될 수 있다. 이 때， 동일한 GID를 사용하는 AID들은 오프셋 (offset) 및 길이 (length) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어， GID 1이 오프셋 A 및 길이 B로 표현되면， 비트맵 상에서 A 내지 A+B- 1의 AID들이 GID 1을 가진다는 것을 의미한다. 예를 들어， 도 13(b)의. 예시에서， 전체 1 내지 N4의 AID가 4개의 그룹으로 분할된다고 가정한다. 이 '경우， GID 1에 속하는 AID들은 1 내지 N1이며， 이 그룹에 속하는 AID들은 오프셋 1 및 길이 N1로 표현될 수 있다. 다음으로， GID 2에 속하는 AID들은 오프셋 N1+1 및 길이 N2ᅳ N1+1으로 표현될 수 있고， GID 3에 속하는 AID들은 오프셋 N2+1 및 길이 N3- N2+1으로 표현될 수 있으며， GID 4에 속하는 AID들은 오프셋 N3+1 및 길이 N4- N3+1으로 표현될 수 있다.
[144] 이와 같은 그룹 기반으로 할당되는 AID가 도입되면， GID에 따라 다른 시간 구간에 채널 액세스를 허용할 수 있도록 함으로써， 많은 수의 STA에 대한 TIM요소 부족 문제를 해결함과 동시에 효율적인 데이터의 송수신이 이루어질 수 있다. 예를 들어， 특정 시간 구간 동안에는 특정 그룹에 해당하는 STA (들)에게만 채널 액세스가 허용되고， 나머지 다른 STA (들)에게는 채널 액세스가 제한 (restrict)될 수 있다. 이와 같이 특정 STA (들)에게만 액세스가 허용되는 소정의 시간 구간을， 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW)라고 칭할 수도 있다. [145] GID에 따른 채널 액세스에 대해서 도 13(c)를 참조하여 설명한다. 도 13(c)에서는 AID가 3개의 그룹으로 나누어져 있는 경우， 비콘 인터벌에 따른 채널 액세스 메커니즘을 예시적으로 나타낸다. 첫 번째 비콘 인터벌 (또는 첫 번째 RAW)은 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스가 허용되는 구간이고， 다른 GID에 속하는 STA들의 채널 액세스는 허용되지 않는다. 이를 구현하기 위해서， 첫 번째 비콘에는 GID 1에 해당하는 AID들만을 위한 TIM요소가 포함된다. 두 번째 비콘 프레임에는 GID 2를 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며, 이에 따라 두 번째 비콘 인터벌 (또는 두 번째 RAW) 동안에는 GID 2에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 세 번째 비콘 프레임에는 GID 3을 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 세 번째 비콘 인터벌 (또는 세 번째 RAW) 동안에는 GID 3에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 네 번째 비콘 프레임에는 다시 GID 1을 가지는 AID들만을 위한 TIM 요소가 포함되며， 이에 따라 네 번째 비콘 인터벌 (또는 네 번째 RAW) 동안에는 GID 1에 속하는 AID에 해당하는 STA의 채널 액세스 만이 허용된다. 그 다음으로, 다섯 번째 이후의 비콘 인터벌들 (또는 다섯 번째 이후의 RAW들)의 각각에서도， 해당 비콘 프레임에 포함된 TIM에서 지시되는 특정 그룹에 속한 STA의 채널 액세스만이 허용될 수 있다. ·
[146] 도 13(c)에서는 비콘 인터벌에 따라 허용되는 GID의 순서가 순환적 또는 주기적인 예시를 나타내지만， 이에 제한되는 것은 아니다. 즉, TIM 요소에 특정 GID (들)에 속하는 AID (들)만을 포함시킴으로써, 특정 시간 구간 (예를 들어, 특정 RAW) 동안에 상기 특정 AID (들)에 해당하는 STA (들)만의 채널 액세스를 허용하고 나머지 STA (들)의 채널 액세스는 허용하지 않는 방식으로 동작할 수 있다.
[147] 전술한 바와 같은 그룹 기반 AID 할당 방식은, TIM의 계층적 (hierarchical ) 구조라고도 칭할 수 있다. 즉 전체 AID 공간을 복수개의 블록들로 분할하고， 0이 아닌 값을 가지는 특정 블록에 해당하는 STA (들) (즉， 특정 그룹의 STA)의 채널 액세스만이 허용되도록 할 수 있다. 이에 따라， 큰 크기의 TIM을 작은 블록 /그룹으로 분할하여 STA이 TIM 정보를 유지하기 쉽게 하고, STA의 클래스， 서비스품질 (QoS), 또는 용도에 따라 블록 /그룹을 관리하기가 용이하게 된다. 상기 도 13의 예시에서는 2-레벨의 계층을 나타내지만， 2 이상의 레벨의 형태로 계층적 구조의 TIM이 구성될 수도 있다. 예를 들어， 전체 AID 공간을 복수개의 페이지 (page) 그룹으로 분할하고， 각각의 페이지 그룹을 복수개의 블록으로 구분하고， 각각의 블록을 복수개의 서브-블록으로 분할할 수도 있다. 이러한 경우， 상기 도 13(a)의 예시의 확장으로서， AID 비트맵에서 처음 N1개의 비트는 페이지 ID (즉， PID)를 나타내고， 그 다음 N2개의 비트는 블록 ID를 나타내고, 그 다음 N3개의 비트는 서브 -블록 Π)를 나타내고， 나머지 비트들이 서브 -블록 내의 STA 비트 위치를 나타내는 방식으로 구성될 수도 있다.
[148] 이하에서 설명하는 본 발명의 예시들에 있어서， STA들 (또는 각각의 ST/ I 할당된 AID들)을 소정의 계층적인 그룹 단위로 분할하고 관리하는 다양한 방식들이 적용될 수 있으며， 그룹 기반 AID 할당 방식이 상기 예시들로 제한되는 것은 아니다.
[149] 프레임 구조
[150] 도 14는 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[151] PPDU(Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit) 프레임 포맷은， STF(Short Training Field), LTF(Long Training Field), SIG(SIGNAL) 필드 및 데이터 (Data) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 가장 기본적인 (예를 들어, non- HKHigh Throughput)) PPDU 프레임 포맷은 L-STF(Legacy-STF：)， L-LTF(Legacy-LTF) , SIG 필드 및 데이터 필드만으로 구성될 수 있다. 또한, PPDU 프레임 포맷의 종류 (예를 들어 , HT-mixed 포맷 PPDU, HT-greenf ield 포맷 PPDU, VHT(Very High Throughput) PPDU 등)에 따라서， SIG 필드와 데이터 필드 사이에 추가적인 (또는 다른 종류의) STF, LTF, SIG필드가 포함될 수도 있다.
[152] STF는 신호 검출， AGC(Automatk Gain Control), 다이버시티 선택， 정밀한 시간 동기 등을 위한 신호이고， LTF는 채널 추정， 주파수 오차 추정 등을 위한 신호이다ᅳ STF와 LTF를 합쳐서 PCLP프리앰블 (preamble)이라고 칭할 수 있고， PLCP 프리앰블은 0FDM물리계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호라고 할 수 있다.
[153] SIG 필드는 RATE 필드 및 LENGTH 필드 등을 포함할 수 있다. RATE 필드는 데이터의 변조 및 코딩 레이트에 대한 정보를 포함할 수 있다. LENGTH 필드는 데이터의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로， SIG 필드는 패리티 (parity) 비트， SIG TAIL 비트 등을 포함할 수 있다.
[154] 데이터 필드는 SERVICE 필드， PSDI PLCP Service Data Unit), PPDU TAIL 비트를 포함할 수 있고， 필요한 경우에는 패딩 비트도 포함할 수 있다. SERVICE 필드의 일부 비트는 수신단에서의 디스크램블러의 동기화를 위해 사용될 수 있다. PSDU는 MAC 계층에서 정의되는 MAC PDU(Protocol Data Unit)에 대웅하며, 상위 계층에서 생성 /이용되는 데이터를 포함할 수 있다. PPDU TAIL 비트는 인코더를 0 상태로 리턴하기 위해서 이용될 수 있다. 패딩 비트는 데이터 필드의 길이를 소정의 단위로 맞추기 위해서 이용될 수 있다.
[155] MAC 헤더는 프레임 제어 (Frame Control) 필드， 기간 (Duration)/ID 필드， 주소 (Address) 필드 등을 포함한다. 프레임 제어 필드는 프레임 송신 /수신에 필요한 제어 정보들을 포함할 수 있다. 기간 /ID 필드는 해당 프레임 등을 전송하기 위한 시간으로 설정될 수 있다. MAC 헤더의 Sequence Control, QoS Control, HT Control 서브필드들의 구체적인 내용은 IEEE 802.11-2012 표준 문서를 참조할 수 있다.
[156] MAC헤더의 프레임 제어 필드는， Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment , Retry, Power Management , More Data, Protected Frame, Order 서브필드들을 포함할 수 있다. 프레임 제어 필드의 각각의 서브필드의 내용은 IEEE 802.11-2012표준 문서를 참조할 수 있다.
[157] 한편， 널ᅳ데이터 패킷 (NDP) 프레임 포맷은 데이터 패킷올 포함하지 않는 형태의 프레임 포맷을 의미한다. 즉， NDP 프레임은， 일반적인 PPDU 포맷에서 PLCP 헤더 부분 (즉, STF, LTF 및 SIG 필드)만을 포함하고， 나머지 부분 (즉， 데이터 필드)은 포함하지 않는 프레임 포맷을 의미한다. NDP프레임은 짧은 (short) 프레임 포맷이라고 칭할 수도 있다.
[158] S1G프레임 포맷
[159] M2M, IoT( Internet of Things), 스마트 그리드 등의 애플리케이션을 지원하기 위해서는 장거리 (long range), 저전력 (low power) 통신이 요구된다. 이를 위해서, 1GHz 이하 (Sub 1GHz; SIG) 주파수 대역 (예를 들어, 902-928 MHz)에서 1ΜΗζ/2腿 z/4腿 z/8MHz/16MHz 채널 대역폭 (channel bandwidth)를 사용하는 통신 프로토콜을 사용하는 것이 논의되고 있다.
[160] SIG PPDU 포맷으로서， 3 가지 종류의 포떳이 정의된다. S1G 2腿 z 이상 대역폭에서 사용되는 짧은 포맷， S1G 2丽 z 이상 대역폭에서 사용되는 긴 포맷, 및 SIG 1腿 z 대역폭에서 사용되는 포맷이 그것이다.
[161] 도 15는 SIG 1丽 z포맷의 일례를나타내는도면이다.
[162] SIG 1MHz포맷은 1腿 z PPDU SU(Single User) 전송을위해서 사용될 수 있다. [163] 도 15의 S1G 1MHz 포맷은 IEEE 802.11η에서 정의되는 Green-f ield 포맷과 유사하게 STF, LTFl , SIG, LTF2-LTFN, Data 필드로 구성되지만， Green-f ield 포맷에 비하여 프리 앰블 부분의 전송 시간이 반복에 의해서 2 배 이상 증가한 형태로 이해될 수 있다.
[164] 도 15의 STF 필드는 2 MHz 이상의 대역폭에 대한 PPDU에서의 STF(2 심볼 길이 )와 동일한 주기 (same periodici ty)를 가지지만 시간 상에서 2번 반복 (rep2) 기법이 적용되어 4 심볼 길이 (예를 들어， 160 S )를 가지며， 3 d'B 전력 부스팅 이 적용될 수 있다.
[165] 도 15의 LTF1 필드는 2 MHz 이상의 대역폭에 대한 PPDU에서의 LTF1 필드 (2 심볼 길이 )와 주파수 도메인에서 직교 (orthogonal )하도록 설계되며， 시간 상에서 2번 반복되어 4 심볼 길이를 가질 수 있다. LTF1 필드는 DGKDouble Guard Interval ) , LTS(Long Training Sequence) , LTS, GI (Guard Interval ) , LTS, GI , LTS를 포함할 수 있다.
[166] 도 15의 SIG 필드는 반복 코딩될 수 있고， 가장 낮은 MCS(Modulat ion and Coding Scheme) (즉， BPSKCBinary Phase Shi ft Keying))와 반복 코딩 (rep2)이 적용되고， 레이트가 1/2이 되도록 구성되몌 6 심볼 길이로 정의될 수 있다.
[167] 도 15의 LTF2 필드부터 LTFNL1T 필드는 MIM0의 경우에 함될 수 있으며， 각각의 LTF 필드가 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[168] 도 16은 S1G 2腿 z 이상 짧은 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
[169] SIG 2MHz 이상 짧은 포맷 (SIG greater than or equal to 2 腿 z short format )은 2腿 z , 4MHz, 8MHz 및 16MHz PPDU를 사용하는 SU 전송을 위해서 사용될 수 있다.
[170] 도 16의 STF 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있다.
[171] 도 16의 LTF1 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있고, DGI , LTS, LTS를 포함할 수 있다. .
[172] 도 16회 SIG 필드는 MCS로서 QPSK(Quadrature PSK) , BPSK 등이 적용될 수 있고 , 2 심볼의 길이를 가질 수 있다.
[173] 도 16의 LTF2 필드부터 LTFNLTF 필드는 각각 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[174] 도 17은 SIG 2MHz 이상 긴 포떳의 일례를 나타내는 도면이다 .
[175] SIG 2MHz 이상 긴 포떳 (SIG greater than or equal to 2 MHz long format )은 2MHz , 4MHz, 8MHz 및 16MHz PPDU를 사용하는 MU 전송 및 SU 빔포밍된 (beainformed) 전송을 위해서 사용될 수 있다. S1G 2MHz 이상 긴 포맷은 전방향으로 전송되는 음니 부분 (omni port ion) 및 범포밍 (beamforming)이 적용되는 데이터 부분을 포함할 수 있다.
[ 176] 도 17의 STF 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있다.
[ 177] 도 17의 LTF1 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있고， DGI， LTS, LTS를 포함할 수 있다.
[ 178] 도 17의 SIGᅳ A(SIGNAL-A) 필드는 MCS로서 QPSK, BPSK 등이 적용될 수 있고， 2 심볼의 길이를 가질 수 있다.
[179] 도 17의 D-STF(Short Training f ield for Data) 필드는 1 심볼의 길이를 가질 수 있다.
[ 180] 도 17의 D-LTF(Long Training f ield for Data) 필드들, 즉 , D— LTF1 필드부터 D-LTFNLTF 필드는 각각 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[ 181] 도 17의 SIG— B(SIGNAL— B) 필드는 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[182] 1丽 z 채널 대역폭 및 2腿 z 이상 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서의 채널 액세스 메커니즘
[183] 본 발명에서는 1丽 z 채널 대역폭 및 2腿 z 이상 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서의 채널 액세스 메커니즘에 대해서， 특히 백오프 메커니즘에 대해서 제안한다.
[ 184] BSS에 속한 STA들은 프라이머리 채널 (pr imary channel )을 사용해서 백오프 메커니즘을 수행한다. 즉， 프라이머 리 채널 상에서 CCA 등을 수행하여 해당 채널 (또는 매체 )의 유휴 여부를 판단할 수 있다. 프라이머리 채널이란 BSS의 구성 ¾인 STA들 모두에 대한 공통 채널로서 정의되며， 비콘 등의 기본적인 신호 전송올 위하여 사용될 수 있다. 또한， 프라이머리 채널은 데이터 유닛 (예를 들어， PPDU)의 전송을 위해서 기본적으로 사용되는 채널이라고 표현할 수도 있다. 한편 , STA이 테이터 전송을 위해서 사용하는 채널 폭이 프라이머리 채널의 크기보다 큰 경우에， 해당 채널 내에서 프라이머리 채널 이외의 다른 채널을 세컨더리 채널 (secondary channel )이라고 한다.
[ 185] 종래의 무선랜 시스템에서는 프라이머리 채널의 대역폭의 크기는 한가지만 존재하였지만, 발전된 무선랜 시스템에서는 프라이머리 채널이 STA의 캐퍼빌리티 (capabi l i ty)에 따라 2 가지의 서로 다른 채널 대역폭을 가질 수 있다. 본 발명에서는 이러한 다중 채널 환경에서의 백오프 메커니즘에 대해서 제안한다.
[ 186] 예를 들어， 센서 (sensor) 타입 STA의 경우에는 구현의 복잡도를 줄이기 위해 1腿 z 또는 2MHz 채널 대역폭 (만)을 지원할 수 있다. 하지만， IoT, Μ2Μ 타입의 STA의 경우에는 보다 높은 처리율 (throughput )이 요구되며， 이를 지원하기 위해서는 2MHz , 4腿， 8MHz 또는 16MHz 채널 대역폭 (만)을 지원할 수 있다.
[187] 본 발명에서는， 1MHz 또는 2MHz 채널 대역폭을 지원하는 STA들을 낮은 레이트 (Low Rate; LR) STA이라고 칭하고 , 2腿 z , 4MH, 8腿 z 또는 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 STA들을 높은 레이트 (High Rate ; HR) STA이라고 칭한다. 또한， LR STA의 프라이머리 채널은 1MHz 채널 대역폭을 가지며， HR STA의 프라이머리 채널은 2MHz 채널 대역폭을 가지는 것으로 가정한다.
[188] 이와 같이 '프라이머리 채널이 STA의 캐퍼빌리티에 따라 2 가지의 채널 대역폭을 가지는 다중 채널 환경에서， 본 발명에서 제안하는 STA의 백오프 메커니즘에 대해서 이하에서 구체적으로 설명한다.
[189] AP는 비콘 프레임 등을 통해서 LR STA이 사용할 프라이머리 채널을 지정할 수 있으며 , 이를 본 발명에서는 제 1 프라이머리 채널이라고 칭한다. 또한， AP는 HR STA이 사용할 프라이머리 채널을 지정할 수 있으며 , 이를 본 발명에서는 제 2 프라이머리 채널이라고 부른다. 예를 들어， 제 1 프라이머 리 채널은 1腿 z 대역폭을 가지는 프라이머리 채널에 해당할 수 있고， 제 2 프라이머리 채널은 2MHz 대역폭을 가지는 프라이머리 채널에 해당할 수 있다.
[190] 도 18은 S1G 동작 요소 (operat ion element )의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다.
[191] 도 18의 S1G 동작 요소는 비콘 프레임 또는 프로브 웅답 프레임 등을 통해서 BSS에 속한 STA들에게 전달될 수 있다. 이에 따라， S1G BSS의 채널 세트가 설정될 수 있다.
[192] S1G 동작 요소 포맷은 요소 IE element ID) 필드, 길이 ( length) 필드, S1G 동작 정보 (Operat ion Informat ion) 필드 및 기본 S1G-MCS 및 NSS 세트 (Basic S1G-MCS and NSSCNumber of Spat ial Stream) set ) 필드를 포함할 수 있다.
[193] S1G 동작 요소의 요소 ID필드는 해당 정보 요소가 S1G 동작 요소임올 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[194] S1G 동작 요소의 길이 필드는 후속하는 필드들의 길이를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[195] S1G 동작 요소의 S1G 동작 정보 필드는 채널 폭 (Channel Width) 필드 및 프라이머리 채널 번호 (Primary Channel Number) 필드를 포함할 수 있다. [196] 예를 들어 , 채널 폭 필드의 비트 0 내지 비트 5(B0-B5)는 1， 2, 4， 8 또는 16MHz 중에서 하나를 지시하는 값으로 설정될 수 있다 . 다음으로， 채널 폭 필드의 비트 6 내지 비트 7(B6-B7)은 제 1 프라이머리 채널의 위치 ( locat ion)을 지시하는 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어， 00은 제 1 프라이머리 채널이 없음 (no f irst primary channel )을 지시할 수 있다. 이은 제 2 프라이머리 채널 상의 낮은 쪽 ( lower side)을， 10은 제 2 프라이머리 채널 상의 높은 쪽 (upper side)을 지시할 수 있다. 11은 유보 (reserved)될 수 있다.
[197] 또는, 채널 폭 필드의 B0— B5는 다음과 같이 구성될 수도 있다. B0는 SIG BSS가 1MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B1은 SIG BSS가 2MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에' 1로 설정될 수 있다. B2는 SIG BSS가 4MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B3는 SIG BSS가 8MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B4는 SIG BSS가 16MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B5는 1丽 z 프라이머리 채널의 위치를 나타낼 수 있다 (예를 들어 , B5가 0으로 설정되면 2腿 z 프라이머리 채널 상의 낮은 쪽을 나타내고， B5가 1로 설정되면 2腿 z 프라이머리 채널 상의 높은 쪽을 나타낸다) .
[198] 여기서， 제 1 프라이머리 채널은 제 2 프라이머리 채널의 일부에 해당된다. 즉， 제 1 프라이머리 채널은 제 2 프라이머리 채널 상에 존재한다. 또한， 제 1 프라이머리 채널의 채널 대역폭은 제 2 프라이머리 채널와 채널 대역폭보다 작다ᅳ 예를 들어 , 제 2 프라이머리 채널 (또는 프라이머리 2丽 z 채널)은 제 1 프라이머리 채널 (또는 프라이머리 1腿 z 채널 )을 포함하고， 제 1 프라이머리 채널은 제 2 프라이머 리 채널의 2丽 z 대역폭 중에서 높은 주파수 쪽의 1MHz 또는 낮은 주파수 쪽의 1MHz 중에서 어느 하나에 위치할 수 있다.
[199] 프라이머리 채널 번호 필드는 제 2 프라이머리 채널의 채 널 번호를 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
[200] 이와 같이， S1G 동작 정보 필드 내의 채널 폭 필드 및 프라이머리 채널 번호 필드에 의해서， 제 2 프라이머리 채널 및 제 1 프라이머리 채널 (존재하는 경우)의 주파수 상에서의 위치가 특정될 수 있다.
[201] S1G 동작 요소의 기본 S1G-MCS 및 NSS 세트는， 1 개의 SS(Spat ial Stream)에 대한 최대 SlG_MCS(Max SIG-MCS for 1SS) 필드， 2 개의 SS에 대한 최대 SlG-MCS(Max SIG-MCS for 2SS) 필드， 3 개의 SS에 대한 최대 SIG— MCS(Max SIG-MCS for 3SS) 필드, 및 4 개의 SS에 대한 최대 SlG-MCS(Max SIG-MCS for 4SS) 필드를 포함할 수 있다. N(N=1 , 2， 3 , 또는 4) 개의 SS에 대한 최대 S1G-MCS 필드는 N 개의 공간 스트림 (SS)에 대해서 최대로 지원되는 MCS에 대한 인덱스를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[202] 도 18을 참조하여 설명한 S1G 동작 요소를 이용하여 , AP는 다음의 3 가지 형 태의 BSS를 지원할 수 있다.
[203] 첫 번째로， LR STA들로만 구성되는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우， 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6— B7 비트가 01 또는 10 중의 어느 하나로 제한될 수 있다. 즉， LR STA이 사용할 제 1 프라이머리 채널에 대한 위치가 제 2 프라이머 리 채널 상의 낮은 쪽 또는 높은 쪽 중의 어느 하나로 설정되어야 제 1 프라이머리 채널의 위치가 특정될 수 있다.
[204] 두 번째로， HR STA들로만 구성되는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6— B7 비트가 00으로 제한될 수 있다. 즉， LR STA을 위한 제 1 프라이머리 채널은 설정되지 않고 (또는 존재하지 않고)， 1腿 z PPDU 전송이 해당 BSS에서는 지원되지 않음을 의미할 수 있다.
[205] 세 번째로 , LR STA과 HR STA이 공존하는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우， 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6-B7 비트는 00 , 01 또는 11로 설정될 수 있다 .
[206] 전술한 바와 같이 어떤 BSS에서 프라이머리 채널의 대역폭이 1MHz 및八또는 2顧 z로 설정되는 경우， 해당 BSS에 속한 STA의 백오프 과정에 대해서 이하에서 설명한다.
[207] 기본적으로， STA은 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 백오프 카운트 값 (또는 백오프 타이머 )이 0에 도달하면， 해당 시점을 기준으로 세컨더리 채널의 유휴 /점유 ( idle/busy) 상태를 확인하여 전송 대역폭을 결정할 수 있다.
[208] 예를 들어， HR STA들로만 구성되는 BSS와 같이 제 1 프라이머리 채널이 설정되지 않은 경우， STA은 제 2 프라이머리 채널 (또는 프라이머리 2腿 z 채널) 상에서 백오프 과정을 작동 ( invoke)시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 2 라이머리 채널 상에서 채널이 유휴 상태이면 STA은 백오프 타이머를 1씩 감소시켜 나가고， 백오프 타이머가 0에 도달하면 세컨더리 채널들이 유휴 상태인지를 확인할 수 있다. 즉， 백오프 타이머가 0에 도달한 후에， STA은 세컨더리 2MHz 채널， 세컨더 리 4MHz 채널 또는 세컨더리 Hz 채널에 대한 CCA를 수행할 수 있다. 세컨더리 채널 (들)에 대한 CCA 결과에 따라서， STA은 유휴 상태인 세컨더리 채널 (들)을 포함하여 PPDU (예를 들어， 2， 4， 8， 또는 16MHz PPDU)전송을 수행할 수 있다. [209] 예를 들어 , LR STA들로만 구성되는 BSS와 같이 제 1 프라이머리 채널이 설정된 경우, STA은 제 1 프라이머 리 채널 (또는 프라이머리 1腿 z 채널) 상에서 백오프 과정올 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널이 유휴 상태이면 STA은 백오프 타이머를 1씩 감소시켜 나가고， 백오프 타이머가 0에 도달하면 세컨더리 채널들이 유휴 상태인지를 확인할 수 있다. 즉， 백오프 타이머가 0에 도달한 후에， STA은 세컨더리 1MHz 채널， 세컨더리 2MHz 채널， 세컨더리 4MHz 채널 또는 세컨더리 8MHz 채널에 대한 CCA 등을 수행할 수 있다. 세컨더리 채널 (들)에 대한 CCA 결과에 따라서， STA은 유휴 상태인 세컨더리 채널 (들)을 포함하여 PPDU (예를 들어， 1， 2 , 4， 8， 또는 16MHz PPDU) 전송을 수행할 수 있다.
[210] 이하에서는 세컨더리 채널에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
[211] AP는 비콘 프레임 등을 통해서， LR STA이 사용할 세컨더리 채널을 지정할 수 있다. 이를 본 발명에서는 제 1 세컨더리 채널이라고 칭한다. 또한， AP는 HR STA이 사용할 세컨더리 채널을 지정할 수 있다. 이를 본 발명에서는 제 2 세컨더리 채널이라고 칭한다.
[212] 제 1 세컨더리 채널은 제 2 프라이머 리 채널의 일부에 해당한다. 제 2 세컨더리 채널은 복수개일 수 있으며 각각 다른 채널 대역폭을 가질 수 있다 .
[213] 도 19는 프라이머리 채널과 세컨더리 채널의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
[214] 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널은 제 2 프라이머리 채널의 일부에 해당한다. 제 2 세컨더리 채널은 하나만이 설정될 수도 있고， 복수개가 설정될 수도 있다. 복수개의 제 2 세컨더리 채널들이 설정되는 경우， 제 2 세컨더리 채널들은 각각 서로 다른 채널 대역폭 (예를 들어， ChannelBandvidthl 및 ChannelBandwidth2)을 가질 수 있다.
[215] 제 1 프라이머리 채널과 제 1 세컨더리 채널을 결합 (bonding)하여 제 2 프라이머리 채널과 같아지는 경우에는， AP는 제 1 프라이머리 채널 번호， 제 2 프라이머리 채널 번호， 제 2 세컨더리 채널 번호 만을 STA들에게 알려주고 , 제 1 세컨더리 채널 번호는 생략할 수 있다.
[216] 도 19와 같이 프라이머리 채널 및 세컨더리 채널이 설정되는 경우에서의 백오프 과정에 대해서 예시적으로 설명한다.
[217] LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 예를 들어， LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널의 유휴 /점유 상태를 판단하고 이에 따라 백오프 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 1 프라이머리 채널이 유휴 상태인 경우에는 STA은 백오프 타이머를 1만큼 감소시키고， 그렇지 않은 경우에는 백오프 타이머를 멈춘다 (freeze) (즉， 감소시키지 않고 이전의 백오프 카운트 값을 유지한다) .
[218] HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 예를 들어， HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널의 유휴 /점유 상태를 판단하고 이에 다라 백오프 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 2 프라이머리 채널이 유휴 상태인 경우에는 STA은 백오프 타이머를 1만큼 감소시키고， 그렇지 않은 경우에는 백오프 타이머를 멈춘다 (즉， 감소시키지 않고 이전의 백오프 카운트 값을 유지한다) .
[219] 여기서 , STA이 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을 수행하는 경우， 제 2 프라이머리 채널에 속하는 제 1 프라이머리 채널 또는 제 1 세컨더리 채널 중의 어느 하나에서라도 다른 STA의 채널 사용이 센싱되면 상기 게 2 프라이머리 채널 자체가 점유중 (busy)인 것으로 판단해야 한다.
[220] 도 20은 STA의 백오프 과정의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
[221] 도 20(a)는 LR STA의 백오프 과정을， 도 20(b)는 HR STA의 백오프 과정을 예시적으로 나타낸다. 도 20(a)와 도 20(b)의 예시에서 LR STA과 HR STA이 동일한 시점에 백오프를 시작하고， 백오프 타이머 값은 각각 7 및 5를 선택한 경우를 가정한다.
[222] 도 20(a)의 LR STA의 경우， LR STA의 경우， 제 1 프라이머리 채널 상에서만 채널 센싱을 수행하고 그 결과에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머를 7， 6， 5， 4, 3， 2， 1 로 감소시켜 나간다. 제 1 세컨더리 채널이 다른 BSS의 통신에 의해 채널 상태가 점유중 (Busy)이었지만， LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을 수행하므로 제 1 세컨더리 채널 사용에 무관하게 백오프 타이머가 0에 도달하고， 이에 따라 STA은 전송 기회 (transmi ssion opportuni ty; TX0P)를 시작 (begin)하는 것이 허용되며 , 데이터 프레임의 전송을 수행할 수 있다ᅳ 다만， 백오프 타이머가 0에 도달된 시점에서 제 1 세컨더리 채널의 상태가 점유중이므로， LR STA은 제 1 세컨더리 채널을 데이터 프레임 전송을 위해서 사용할 수는 없고 , 제 1 프라이머리 채널만을 사용해서 데이터 프레임 (즉， 1腿 z 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 )의 전송을 수행할 수 있다. 그 후， LR STA는 AP로부터 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
[223] LR STA은 추가적으로 데이터를 보내기 위해 백오프 과정을 다시 수행할 수 있다. 임의 백오프 타이머 값으로 5를 선택한 LR STA은， 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널이 유휴 상태인 동안에 백오프 타이머를 5， 4， 3으로 감소시킨다. 이 시점에서， HR STA의 데이터 프레임 전송으로 인하여 제 1 프라이머 리 채널의 상태가 점유중이 된다. 이에 따라， LR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 멈춘다. 그 후， HR STA의 데이터 프레임 전송 및 ACK 프레임 수신이 완료된 후에， LR STA은 제 1 프라이머리 채널이 유휴 중인 동안에 백오프 과정을 재개하여 백오프 타이머 값을 2， 1로 감소시켜 나가서 백오프 타이머 값이 0에 도달하게 된다. STA은 백오프 타이머 값이 0이 되면 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고， 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 백오프 타이머가 0에 도달된 시점에서 게 1 세컨더리 채널의 상태가 유휴 상태이므로 , LR STA은 제 1 프라이머리 채널 및 제 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임 (즉， 2MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 )을 전송할 수 있다.
[224] 도 20(b)의 HR STA의 경우， 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을 수행하고 그 결과에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머를 5 , 4로 감소시켜 나간다. 이 서점에서 제 2 프라이머리 채널의 일부분 (즉， 제 1 세컨더리 채널에 해당하는 부분)이 다른 LR STA에 의해서 사용되어 채널 상태가 점유중이 되면 , HR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 멈춘다. 제 2 프라이머리 채널의 일부분 (즉， 제 1 세컨더리 채널에 해당하는 부분)의 채널 상태가 유휴 상태가 되더라도 제 2 프라이머리 채널의 다른 일부분 (즉， 제 1 프라이머리 채널에 해당하는 부분)이 점유중인 경우에， 제 2 프라이머리 채널 자체가 점유중인 것으로 판단된다. 따라서 , 제 2 프라이머리 채널의 어느 부분에서도 채널이 점유중이지 않은 상태가 되면 (즉 , 제 2 프라이머리 채널의 전체가 유휴 상태가 되면 )， HR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 재개하여 그 값을 3， 2， 1로 감소시켜 나간다. 백오프 타이머가 0에 도달하면 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고， HR STA은 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 여기서， 제 2 세컨더리 채널이 유휴 상태이므로， HR STA은 제 2 프라이머리 채널 및 거 1 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임 (즉， 4腿 z PPDU 프레임 )을 전송할 수 있다.
[225] 도 20의 예시로부터 , LR STA이 HR STA에 비하여 전송 기회 (TX0P)를 얻을 확률이 높다는 것을 알 수 있다. 즉, LR STA과 HR STA이 각각 제 1 프라이머 리 채널， 제 2 프라이머리 채널을 사용해서 백오프 과정을 수행하지만， 일반적으로 제 2 프라이머리 채널 전체가 유휴 상태일 확률이 제 1 프라이머리 채널이 유휴 상태일 확률보다 낮기 때문에， HR STA은 LR STA보다 백오프 카운트를 감소시키는 동작을 수행할 기회가 적어지고， 결과적으로 HR STA은 LR STA보다 전송 기회 (TX0P)를 얻을 확률도 낮아진다. 즉， LR STA과 HR STA의 채널 액세스에서의 형평성 ( fai rness )이 깨지는 문제가 발생한다.
[226] 이러한 문제를 해결하기 위해 LR STA과 HR STA이 모두 제 1 프라이머리 채널 상에서만 백오프를 수행하도록 하는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 제 1 프라이머리 채널에 대한 수신 캐퍼빌리티만을 지원하도록 하고 , LR STA 및 HR STA의 백오프 메커니즘 역시 제 1 프라이머리 채널에서만 진행하도록 제한할 수도 있다 .
[227] 예를 들어， 1MHz , 2MHz , 4MHz , 8MHz , 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 1MHz 전송에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하고， 1MHz 채널에서 백오프 메커니즘을 공통적으로 수행하는 것이다. 1MHz 채널 상에서만 채널 센싱을 수행하고 그에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머가 0에 도달하게 되면 해당 STA (즉, LR STA 또는 HR STA의 구분 없이 )은 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고 데이터를 전송할 수 있다. 여기서， 백오프 카운트 다운 중에 세컨더리 채널의 상태가 유휴 /점유중인 것과 무관하게 , 해당 STA의 백오프 타이머가 0에 도달한 후의 세컨더리 채널 (들)의 유휴 /점유 상태에 따라서 Ifflz , 2丽 z , 4MHz , 8腿 z 또는 16MHz PPDU 프레임의 전송이 결정될 수 있다. 또한， STA의 전송 캐퍼빌리티에 따라서 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 전송될 데이터 프레임의 대역폭이 제한될 수도 있다.
[228] 즉 , LR STA 및 HR STA 모두 제 1 프라이머 리 채널을 사용해 백오프 메커니즘을 수행하고， 백오프 타이머가 0에 도달한 STA의 전송 캐퍼빌리티와, 제 1 세컨더리 채널 제 2 세컨더리 채널들의 유휴 /점유 상태에 따라서 데이터 전송의 전송 대역폭이 결정된다.
[229] 다만， 이러한 동작 방식에 의하면 , 제 1 프라이머리 채널 (즉， 프라이머리 1腿 z 채널 )만을 사용한 데이터 전송이 지원되지 않는 HR STA의 경우에는 (즉， HR STA은 데이터 전송올 위해서 최소한 제 2 프라이머리 채널 (즉， 프라이머리 2fflz 채널)을 사용해야 하므로)， 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되더라도 (또는 백오프 타이머가 0에 도달하였더라도) , 만약 모든 세컨더리 채널이 점유중이고 제 1 프라이머리 채널만이 유휴 상태라면， 데이터 전송을 수행하지 못하는 상황이 발생한다.
[230] 이 경우， HR STA은 백오프 과정을 다시 수행하도록 할 수 있다. 여기서， 다시 수행되는 백오프 과정은， 층돌로 인하여 새로운 백오프 과정이 작동되는 것과는 달리 , 경쟁 원도우 값올 2배로 증가시키지 않고 이전의 값을 그대로 유지하고， 재전송 카운트 역시 변경하지 않은 상태에서 백오프 과정이 다시 수행되도록 할 수 있다.
[231] 그러나， 이러한 방식에 따르면， LR STA과 HR STA의 채널 액세스의 형평성을 제공할 수는 있다고 하더라도, HR STA이 백오프 카운트 다운을 성공적으로 완료하더라도 채널 액세스를 수행할 수 없는 비효율성이 여 전히 문제될 수 있다.
[232] 한편 , 상기 도 20의 예시에서와 같이 LR STA과 HR STA의 채널 액세스에서의 형평성 이 깨지는 문제를 해결하기 위한 다른 방안으로서， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 제 2 프라이머리 채널에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하도록 하고， LR STA 및 HR STA의 백오프 메커니즘 역시 제 2 프라이머리 채널에서만 진행하도록 제한할 수도 있다.
[233] 예를 들어， 1MHz , 2MHz , 4MHz , 8MHz , 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 2MHz 전송에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하고 , 2MHz 채널에서 백오프 메커니즘을 공통적으로 수행하는 것이다. 2MHz 채널 상에서만 채널 센싱을 수행하고 그에 따라 백오프 과정을 수행하여， 전송 기회 (TX0P)의 시 작이 허용되면 (또는 백오프 타이머가 0에 도달하게 되면) 해당 STA (즉， LR STA 또는 HR STA의 구분 없이 )은 데이터를 전송할 수 있다. 여기서， 백오프 타이머가 0에 도달한 경우에는, 게 1 프라이머리 채널， 제 1 세컨더리 채널， 제 2 프라이머리 채널의 유휴 /점유 상태에 따라서， 1丽 z 또는 2腿 z PPDU 프레임의 전송이 수행될 수 있다. 또한， 백오프 카운트 다운 중에 제 2 세컨더리 채널의 상태가 유휴 /점유중인 것과 무관하게 , 해당 STA의 백오프 타이머가 0에 도달한 후의 제 2 세컨더리 채널의 유휴 /점유 상태에 따라서 4丽 z , 8顧 z 또는 16腿 z PPDU 프레임의 전송이 결정될 수 있다. 또한， STA의 전송 캐퍼빌리티에 따라서 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 전송될 데이터 프레임의 대역폭이 제한될 수도 있다.
[234] 즉/ LR STA 및 HR STA 모두 제 2 프라이머리 채널을 사용해 백오프 메커니즘을 수행하고， 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한) STA의 전송 캐퍼빌리티와, 제 1 프라이머리 채널 , 제 1 세컨더리 채널 , 제 2 세컨더리 채널들의 유휴 /점유 상태에 따라서 데이터 전송의 전송 대역폭이 결정된다.
[235] 이러한 방식에 따르면 , LR STA과 HR STA의 채널 액세스의 형평성을 제공할 수는 있다. 그러나, 만약 제 1 프라이머리 채널은 유휴 상태이고 제 1 세컨더리 채널이 점유 상태인 경우에는， 1MHz PPDU 프레임을 전송하려는 의도를 가지는 LR STA까지도 제 2 프라이머리 채널이 점유중임을 이유로 백오프 카운트 다운을 계속하지 못하게 된다. 결국 , 위와 같은 경우에는 유휴 상태의 제 1 프라이머리 채널의 활용올 막는 결과가 되므로， 전체 시스템 관점에서 대역폭 활용의 효율성이 저하되는 문제점이 존재한다.
[236] 전술한 문제들을 해결하기 위해서， 본 발명에서는 LR STA이 제 1 프라이머리 채널을 사용하여 백오프 과정을 수행하고 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달된 후에 ) 제 2 세컨더리 채널이 유휴 상태인 경우라도， 제 2 세컨더리 채널을 사용하는 것을 허용하지 않고， 제 1 프라이머리 채널만을 사용하여 데이터 전송을 수행하도록 제한하는 것을 제안한다.
[237] 동일한 의미를 달리 표현하자면， 제 1 프라이머리 채널과 제 1 세컨더리 채널을 결합 (bonding)한 채널이 제 2 프라이머리 채널과 동일한 경우에서 , 제 1 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 )， 제 2 프라이머리 채널 상에서 데이터를 전송하는 것은 금지하고， 제 1 프라이머리 채널 상에서의 데이터 전송은 허용한다는 것이다. 이는， HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 데이터를 전송하기 위해서 제 2 프라이머리 채널에서 백오프 과정을 수행하는 것과 비교하여， LR STA과 HR STA 간의 형평성의 문제를 해결하기 위한 최소한의 조치라고 할 수 있다.
[238] 이에 따르면， LR STA이 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널을 모두 사용하여 (즉， 제 2 프라이머리 채널 상에서 ) 데이터를 전송하고자 한다면， 제 1 프라이머리 채널 상에서만 백오프 과정을 수행하는 것이 아니라， 처음부터 제 2 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행해야 한다는 것으로도 이해될 수 있다 .
[239] 도 21은 본 발명의 제안에 따른 STA의 백오프 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[240] 도 21의 예시에서와 같이， LR STA이 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 (또는 2丽 z 이상의 채널 대역폭을 사용하는 PPDU)를 전송하려는 의도를 가진 경우라면， 계 1 프라이머리 채널 및 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우에만 백오프 타이머 값을 1 씩 감소시켜 나갈 수 있다.
[241] 만약, 어떤 STA이 LR STA 및 HR STA의 캐퍼빌리티를 모두 가지는 경우 (예를 들어， 1MHz , 2MHz , 4丽 z , 8MHz , 또는 16MHz 채널 대역폭 상에서의: 전송을 모두 지원하는 경우)를 가정하면 , 이러한 STA이 1腿 z 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우라도 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 경우라고 하더라도)， 2腿 z , 4MHz , 8MHz , 16MHz 채널 상에서 데이터 전송을 수행할 수는 없다 ᅳ 즉, 제 1 프라이머리 채널에서 백오프 메커니즘을 수행한 후， 제 2 프라이머리 채널 , 제 2 세컨더리 채널을 사용해서 데이터를 전송하는 것은 금지된다.
[242] 요컨대， STA이 제 1 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정올 수행한 경우에는 제 1 프라이머리 채널만올 사용하여 데이터 (또는 1匪 z 채널 대역폭을 사윰하는 PPDU)를 전송하는 동작만이 정의된다. 만약, STA이 게 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널 (즉， 제 2 프라이머리 채널) 상에서 백오프 과정을 수행한 경우라면， 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 )， 제 2 세컨더리 채널의 채널 상태에 따라서 , 제 2 프라이머리 채널만을 사용하여 데이터 프레임올 전송하거나 (또는 2MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 전송을 수행하거나)， 또는 제 2 프라이머리 채널과 제 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임을 전송할 수 있다 (또는 4MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 전송을 수행할 수 있다) . ᅳ
[243] 또한， 상기 도 20 및 21의 예시에서는 STA이 최대 4腿 z 대역폭의 데이터 유닛 (또는 PPDU)를 전송하는 것을 나타내지만, 이에 제한되는 것이 아니라， 도 19에서와 같이 최대 8MHz 대역폭의 PPDU 또는 그 이상의 채널 대역폭 크기를 가지는 PPDU를 전송하는 것에도 본 발명의 원리가 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어， 제 1 프라이머리 채널 (또는 1丽 z 프라이머리 채널) 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에는， 1腿 z PPDU의 전송만이 허용된다 (즉， 2MHz 이상의 PPDU의 전송은 수행되지 않는다) . 또한, 제 2 프라이머리 채널 (또는 2MHz 프라이머리 채널) 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에는， TX0P의 시작 직전의 PIFS(point coordinat ion funct i on (PCF) interframe space) 인터벌 동안의 제 2 세컨더리 채널 (2丽 zᅳ 4丽 z , 8腿 z 크기를 가지는 제 2 세컨더리 채널)의 유휴 상태에 따라서， 2丽 z PPDU (2腿 z 제 2 프라이머리 채널만이 유휴 상태인 경우) , 4MHz PPDU (2MHz 제 2 프라이머리 채널과 2丽 z 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우)， 8MHz PPDU (2腿 z 제 2 프라이머리 채널과， fflz 제 2 세컨더리 채널과， 4 腿 z 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우) , 또는 16腿 z PPDU (2丽 z 제 2 프라이머 리 채널과， 2讓 z 제 2 세컨더리 채널과， 4fflz 거 1 2 세컨더리 채널과, 8腿 z 거 1 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우)의 전송이 수행될 수 있다.
[244] CCA 임 계치 [245] 본 발명에서 STA 이 제 1 프라이머 리 채널 , 제 2 프라이머리 채널에 대해 백오프 과정을 수행할 때， 채널의 유휴 /점유 ( i dl e/busy) 여부를 판단하는 CCA 동작은ᅵ 주로 CCA 임계치 ( threshold) (또는 CCA 전력 임 계치 )에 따라서 결정된다. 예를 들어， 어떤 채널에서 검출되는 수신 신호의 강도가 CCA 임계치 이상인 경우에 해당 채널은 점유상태인 것으로 판단할 수 있다. CCA 임계치가 높게 설정될수록 다른 신호들을 덜 보호한다 (즉, 다른 기기들이 전송하는 신호와 충돌할 확률이 높다)고 할 수 있고 , CCA 임계치가 낮게 설정될수록 다른 신호들을 더 보호한다 (즉， 다른 기기들이 전송하는 신호와 충돌할 확률이 낮다)고 할 수 있다.
[246] 한편 , LR STA과 HR STA은 서로 다른 사용 시나리오 (usage scenar io)를 가진다. LR STA은 저전력으로 보다 먼 거리를 서비스 하기 원하며， HR STA은 전력 소모보다 높은 처리율 (throughput )을 얻기 원한다. 서로 상층된 목적을 지향하고 있기 때문에,， LR STA과 HR STA에서 채널 (또는 매체 )의 유휴 /점유 여부를 판단하는 기준이 되는 CCA 임계치는 사용되는 환경에 따라 달라질 필요가 있다.
[247] 이에 본 발명에서는 두 개 이상의 CCA 임 계치를 정의하는 것을 제안한다. 예를 들어， LR CCA 임 계치 및 HR CCA 임계치가 별도로 정의되며， HR CCA 임계치가 LR CCA 임계치보다 높게 설정될 수 있다. 예를 들어， HR CCA 임계치보다는 작고 LR CCA 임계치보다는 큰 신호가 검출되는 경우에， HR CCA 임계치를 사용하는 STA은 이 신호가 검출되더라도 채널이 점유상태가 아니라고 (즉， 유휴 상태라고) 판단하고 , LR CCA 임계치를 사용하는 STA은 이 신호가 검출되면 채널이 점유상태라고 판단하게 된다. HR CCA 임계치를 사용하는 STA은 LR CCA 임계치를 사용하는 STA에 비하여， 다른 기기들이 전송하는 신호를 덜 보호한다고 할 수 있다. 따라서， HR CCA 임계치를 사용하는 STA은 LR CCA 임계치를 사용하는 STA에 비하여 서비스 범위를 상대적으로 좁게 설정해야 한다.
[248] 본 발명에서는 , STA이 CCA 임계치 값으로 기본적으로는 (또는 디폴트로 설정된 값으로서 ) HR CCA 임계치를 사용한다고 가정한다. 만약， STA이 간섭 신호로 인해 서비스에 지장을 받는 경우， HR CCA 금지 (Prohibi t )를 요청하는 관리 프레임 (management frame)을 AP로 전송할 수 있다 . HR CCA Prohi bi t을 요청하는 관리 프레임을 수신한 AP는， HR CCA Prohibi t을 명 령하는 관리 프레임을 S1G BSS에 속한 모든 단말들에게 브로드캐스트할 수 있다. 그리고， HR CCA Prohibi t을 명령하는 관리 프레임을 AP로부터 수신받은 STA (들)은， CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경한다.
[249] 서로 다른 BSS들의 BSA의 일부 또는 전부가 겹치고 서로 동일한 채널 상에서 동작하는 경우에， 이러한 BSS들을 서로 0BSS라고 칭한다. 0BSS가 존재하는 환경에서, 인접 BSS의 AP로부터 HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임을 수신하게 되면， 해당 STA (들)은 CCA 임계치를 LR CCA 임계치로 변경한다. 이와 같이 STA은 LR CCA 임계치로 변경된 CCA 임계치를 사용할 수 있지만， 이는 지속적으로 적용되는 것은 아니다. HR CCA Prohibit 관리 프레임을보낸 인접 BSS의 AP가더 이상서비스를하지 않은 경우， LR CCA 임계치를사용할필요가 없어지기 때문이다.
[250] 따라서, HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임을 수신한 STA (들)은， 일정 시간 (예를 들어, HR CCA Prohibit 타임아웃 (timeout)) 동안 CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경하여 적용할 수 있다. HR CCA Prohibit timeout이 지난 후에， CCA 임계치는 다시 HR CCA 임계치로 변경된다. 따라서， CCA 임계치를 지속적으로 LR CCA 임계치로 변경하기 원한다면， HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임을 HR CCA Prohibit timeout 보다작은주기로 계속전송해야 한다.
[251] HR CCA Prohibit을 요청하는 관리 프레임에는 HR CCA Prohibit이 적용되는 시간을 지정하는 정보 (예를 들어， HR CCA Prohibit 시작 시간 (start time), HR CCA Prohibit timeout 등)가 포함될 수 있다. 즉， 어떤 STA이 간섭 신호로 인해 서비스에 지장을 받는 경우， 해당 간섭 신호가 발생하는 시간 구간에 대한 HR CCA Prohibit을 요청하기 위해 해당 시간 구간을 지시하는 HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout에 대한 정보가, HR CCA Prohibit을 요청하는 관리 프레임에 포함될 수 있다.
[252] 또한ᅳ AP가 HR CCA Prohibit올 명령하는 관리 프레임을 전송할 경우에도， 특정 시간 구간에 대한 HR CCA Prohibit을 명령하기 위해， 해당 시간 구간을 지시하는 HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout 등의 정보가 HR CCA Prohibit을 명령하는관리 프레임에 포함될 수 있다.
[253] HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout이 포함된 HR CCA Prohibit 관리 프레임을 수신한 STA (들)은， HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout에 의해서 특정되는 시간 구간에 대해서만 CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경하여 적용할 수 있다. 그리고， 지정되지 않은 시간 구간에서 대해서는 원래의 HR CCA 임계치를 계속 사용할 수 있다.
[254] HR CCA Prohibi t에 대한 관리 프레임을 수신한 AP 또는 STA이 다른 채널로 이동하게 되면， 이동한 채널에서 HR CCA Prohibi t은 적용되지 않는다. 이것은, HR CCA Prohibi t 에 대한 시그널링 이 채널 마다 (per channel ) 이루어짐을 의미한다. HR CCA Prohibi t 관리 프레임을 수신한 AP가 채널 스위칭을 수행하는 경우， HR CCA Prohibit 관리 프레임올 수신한 단말이 다른 채널에서 스캐닝을 하는 경우， 이전에 받은 HR CCA Prohibi t에 대한 시그널링은 무시되고 HR CCA 임계치를 사용하여 채널 액세스를 수행 할 수 있다.
[255] 도 22는 본 발명의 일례에 따른 백오프 방법을 설명하기 위한 도면이다.
[256] 단계 S2210에서 STA은 제 1 채널 폭 (예를 들어 , 1丽 z)의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어 MHz PPDU)의 전송을 위한 경우에는, 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행할 수 있다.
[257] 한편， 단계 S210에서 STA은 제 2 채널 폭 (예를 들어， 2MHz) 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， 2MHz , 4MHz , 8丽 z , 16MHz PPDU)의 전송을 위한 경우에는, 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행할 수 있다 .
[258] 단계 S2230에서는 상기 단계 S2210의 결과로 상기 STA에게 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우 , 상기 제 1 채널 폭을 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， 1丽 z PPDU)올 전송할 수 있다. 여기서， 상기 단계 S2210의 결과로 상기 STA에게 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우에는， (상기 TX0P 시작 직전의 PIFS 인터벌 동안에 제 1 세컨더리 채널이 유휴 상태인지 여부와 무관하게 ) 상기 제 1 채널 폭올 가지는 데이터 유닛 (예를 들어 , 1腿 z PPDU)의 전송만이 허용되고， 상기 제 1 채널 폭보다 큰 채널 폭을 가지는 데이터 유닛 (예를 들어 , 2MHz PPDU)의 전송은 허용되지 않는다.
[259] 단계 S2240에서는 상기 단계 S2220의 결과로 상기 STA에게 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우, 상기 제 2 채널 폭 (예를 들어， 2MHz) 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， 2MHz , 4MHz , 8MHz , 16MHz PPDU)의 전송이 가능하다. 예를 들어， 상기 TX0P 시작 직 전의 PIFS 인터벌 동안에 2MHz 제 2 세컨더리 채널， 4顧 z 제 2 세컨더리 채널 및 8 fflz 제 2 세컨더리 채널이 유휴 상태라면， 16MHz PPDU를 전송할 수 있다. 상기 TX0P 시작 직 전의 PIFS 인터벌 동안에 2MHz 제 2 세컨더리 채널 , 4MHz 제 2 세컨더리 채널이 유휴 상태라면， 8腿 z PPDU를 전송할 수 있다. 상기 TX0P 시작 직전의 PIFS 인터벌 동안에 2腿 z 제 2 세컨더리 채널이 유휴상태라면， 4MHz PPDU를 전송할수 있다. 그외의 경우에는 2腿 z PPDU를 전송할수 있다.
[260] 도 22에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만， 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며， 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한, 본 발명에서 제안하는 방법을 구현하기 위해서 도 22에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.
[261] 도 22에서 예시하는 본 발명의 방법에 있어서， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
[262] 도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
[263] STA(IO)는 프로세서 (11)， 메모리 (12), 송수신기 (13)를 포함할 수 있다ᅳ 송수신기 (13)는 무선 신호를 송신 /수신할 수 있고, 예를 들어 , IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11)는 송수신기 (13)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및 /또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 구현하는 모들이 메모리 (12)에 저장되고， 프로세서 (11)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리 (12)는 프로세서 (11)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (11)의 외부에 설치되어 프로세서 (11)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
[264] 도 23의 STA(IO)은 2 이상의 프라이머리 채널의 설정되는 환경에서 백오프를 수행하도록 설정될 수 있다. 프로세서 (11)는ᅳ 제 1 채널 폭 (예를 들어， 1丽 z)의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어，' 1丽 z PPDU)의 전송을 위한 경우에 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하도록 설정될 수 있다. 또한, 프로세서 (11)는， 제 2 채널 폭 (예를 들어， 2腿 z) 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz PPDU)의 전송을 위한 경우에는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하도록 설정될 수 있다. 또한， 프로세서 (11)는, 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기 (13)를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다. 또한， 프로세서 (11)는, 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기 (13)를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다.
[265] 위와 같은 장치의 구체적인 구성은， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며， 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
[266] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어， 본 발명의 실시예들은 하드웨어， 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합등에 의해 구현될 수 있다.
[267] 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits) , DSPs(Digital Signal Processors) , DSPDs(Digital Signal Processing Devices) , PLDs( Programmable Logic Devices) , FPGAs (Field Programmable Gate Arrays) , 프로세서, 컨트를러， 마이크로 컨트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[268] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들， 절차 또는 함수 둥의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여 , 이미 *공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[269] 상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만， 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라， 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
【산업상 이용가능성】 [270] 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나， 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선랜 시스템에서 스테이션 (STA)이 백오프를 수행하는 방법에 있어서， 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하고， 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에는 상기 게 2 채널 폭의 크기를 가지는 거] 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하는 단계;
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우, 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계; 및
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함하는， 백오프 수행 방법. 【청구항 2】
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우, 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송만이 수행되는， 백오프 수행 방법.
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우, 상기 제 1 채널 폭 보다 큰 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송은 수행되지 않는， 백오프 수행 방법 . [청구항 4】
제 1 항에 있어서，
상기 제 1 채널 폭은 1MHz인， 백오프 수행 방법 .
【청구항 5】
제 4항에 있어서，
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우, 1腿 z 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 1腿 z 크기를 가지는 상기 제 1 프라이머리 채널 상에서 전송되는, 백오프 수행 방법 .
【청구항 6】
제 1 항에 있어서， 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TXOP가 허용되는 경우， 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행되는， 백오프 수행 방법.
【청구항 7]
제 6 항에 있어서，
상기 제 2 채널 폭은 2MHz인, 백오프 수행 방법.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서，
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TXOP가 허용되는 경우， 2MHz 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2腿 z 크기의 상기 제 2 프라이머리 채널 상에서 전송되는, 백오프 수행 방법 .
【청구항 9】
제 7 항에 있어서，
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고， 상기 TX0P의 시작 직전의 PIFS(point coordinat ion funct ion(PCF) interframe space) 인터벌ᅵ 동안 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널이 유휴 상태인 경우,
4腿 z 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2MHz 크기의: 상기 제 2 프라이머리 채널 및 2腿 z 크기를 가지는 세컨더리 채널 상에서 전송되는， 백오프 수행 방법. 【청구항 10】
제 7 항에 있어서，
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고， 상기 TX0P의 시작 직전의 PIFS 인터벌 동안 2MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 및 4MHz 크기를 가지는 세컨더라 채널이 모두 유휴 상태인 경우，
8MHz 크기를 가지는 데이터 유닛은 상기 2MHz 크기의 상기 제 2 프라이머리 채널， 상기 2腿 z 크기를 가지는 세컨더리 채널 및 상기 4MHz 크기를 가지는 세컨더리 채널 상에서 전송되는， 백오프수행 방법.
【청구항 11】'
제 1 항에 있어서，
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 1 백오프 과정와 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함하는， 백오프 수행 방법.
【청구항 12】 거] 1 항에 있어세，
상기 게 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함하는, 백오프 수행 방법. 【청구항 131
제 1 항에 있어서，
상기 STA은 SKKSub 1GHz) STA인， 백오프 수행 방법 .
【청구항 14]
제 1항에 있어서，
상기 데이터 유닛은 PPDlKPhysical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit)인, 백오프 수행 방법.
【청구항 15】
무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 스테이션 (STA) 장치에 있어서， 송수신기; 및
프로세서를포함하고,
상기 프로세서는， 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하고， 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하고; 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되는 경우， 상기 제 1 채널 폭의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하고; 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 상기 제 2 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하도록 설정되는， 스테이션 (STA) 장치.
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