WO2014157782A1 - 무선랜 시스템에서 채널 액세스 수행 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 채널 액세스 수행 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014157782A1
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조한규
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system. More specifically, the present invention relates to a method and apparatus for accessing a channel in a WLAN system.
  • Wireless LANs are based on radio frequency technology and can be used in homes and businesses by using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), 3 ⁇ 4 top 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 WLAN a technical standard for supporting M2M communication is being developed as IEEE 802.11 ah.
  • M2M communications you may want to consider a scenario where you occasionally communicate a small amount of data at low speeds in an environment with many devices.
  • An object of the present invention is to provide an improved resource allocation field structure and a channel access method and apparatus of an STA in the WLAN system.
  • a first technical aspect of the present invention provides a method of performing a channel access by a multi-user group STA in a wireless communication system, the method comprising: receiving a resource allocation frame; And identifying a group indicator field included in the resource allocation frame, wherein the STA indicates that the slot indicator field indicates that a slot allocation field for an MU group exists in the resource allocation frame.
  • a second technical aspect of the present invention is a multi-user (STA) device for performing channel access in a wireless communication system, comprising: transmit / receive modules: and a processor, wherein the processor includes a resource allocation frame Receiving a signal to confirm a group indicator field, and when the group indicator field indicates that a slot allocation field for an MU group exists in the resource allocation frame, a slot start offset is determined based on the slot allocation field.
  • STA multi-user
  • the first to second technical aspects of the present invention may include the following.
  • next subfield does not match the group ID of the STA, and the first subfield does not match
  • the STA may ignore the slot allocation field after the slot allocation field.
  • the STA determines the slot.
  • the second subfield of the next slot allocation field of the allocation field may be compared with the group ID of the STA.
  • the slot allocation field for the MU group may be located from the beginning of one or more slot allocation fields included in the resource allocation frame.
  • the STA may ignore all of the slot allocation fields included in the group indicator field.
  • All the slot assignment fields may be slot assignment fields for each (assigned) STA.
  • the resource allocation frame includes a slot allocation field for at least one MU group and zero or more respective ( It may include all of the slot assignment fields for the assigned STA).
  • the resource allocation frame may include only a slot allocation field for each (assigned) STA. have.
  • the slot assignment field for each (assigned) STA may include a UL / DL indicator subfield, a partial AID subfield, and a slot start offset subfield.
  • the next subfield may be a group ID subfield, and the last subfield may be a slot start offset subfield.
  • the MU group may be a set of STAs for MU MIMOC Multiple Input Multiple Output.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a link setup process in a WLAN system.
  • FIG. 6 is a diagram for describing a backoff process.
  • 7 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • 13 is a diagram for explaining a group-based AID.
  • 14 through 16 are diagrams illustrating examples of an operation of an STA when a group channel access interval is set.
  • 17 to 18 are diagrams for explaining the RPS element.
  • 19 is a diagram for describing a resource allocation field.
  • FIG. 25 is a view for explaining the operation of the MU group STA according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 26 illustrates an operation of an individual STA according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention. [Best form for implementation of the invention]
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the "operations described in the embodiments of the present invention may be rearranged. Some components or features of one embodiment may be included in various embodiments, or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard instructions disclosed in at least one of IEEE 802 system 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-Advanced (LTE-A) system, and 3GPP2 system, which are radio access systems. That is, the steps or parts which are not described in order to clarify the technical spirit 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.
  • CDMAC Code Division Multiple Access FDMA
  • FDMA Code Division Multiple Access
  • FDMA Frequency Division Multiple Access
  • TDMA Time Division Multiple Access
  • OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access
  • SC-FDMA Single Carrier Frequency Division Multiple Access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as UTRACUniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFOMA may be implemented in wireless technologies such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, and Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • IEEE 802-20 IEEE 802-20
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 illustrates 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 to a higher layer may be provided by their interaction.
  • the Basic Service Set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 LAN.
  • FIG. 1 exemplarily shows that two BSSs (BSS1 and BSS2) exist and include two STAs as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2). do.
  • an ellipse representing a BSS may be understood to represent a coverage area where STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 LAN is an independent BSSdndependent BSS; IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • the BSS (BSS1 or BSS2) of FIG. 1 which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS. This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN is not planned and configured in advance, but requires a LAN. If so, it may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning on or off the STA, or entering or exiting the BSS region.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram illustrating 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 the LAN can be limited by the PHY performance. In some cases, this distance limit may be fragmented, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • a distribution system (DS) can be configured to support extended coverage.
  • DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of the BSS independently as shown in FIG. 1, the BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • the IEEE 802.11 standard logically separates wireless medium (WM) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones. In this way the plurality of media are logically different, the flexibility of the IEEE 802.11 LAN structure (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 LAN structure can be implemented in various ways, the corresponding LAN structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support mobile devices by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • the AP refers to an entity that enables access to the DS through the WM for the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 shown in FIG. 2 have the functionality of a STA, and provide a function to allow associated STAs (STA1 and STA4) to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities.
  • the address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of 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 shows another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network having any size and complexity may be 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 LLCCLogical Link Control (LLC) layer. STAs included in the ESS can communicate with each other, and mobile STAs can move from within one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LLC LLCCLogical Link Control
  • BSSs may be partially collapsing, which is a form commonly used to provide continuous coverage. Also, the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs. In addition, the BSSs can be located at the same physical location, which can be used to provide redundancy. In addition, one (or more than one) IBSS or ESS networks may be referred to as one (or more than one) ESS network. It may be physically present in the same space.
  • the ad-hoc network is operating at the location of the ESS network, if the IEEE 802.11 networks are physically overlapped by different organizations, or if two or more different access and security policies are required at the same location. It may correspond to an ESS network type in a case.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • an example of an infrastructure BSS including a DS is shown.
  • BSS1 and BSS2 constitute an ESS.
  • an STA is a device that operates according to MAC / PHY regulations of ⁇ 802.11.
  • the STA includes an AP STA and a non-AP STA.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as 3 ⁇ 4-top computers and mobile phones.
  • STA1, STA3, and STA4 correspond to non-AP STAs
  • STA2 and STA5 correspond to AP STAs.
  • a non-AP STA includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal (MS).
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • MS mobile terminal
  • SS mobile subscriber station
  • the AP includes a base station (BS), a node-B (evolved node-B), an evolved node-B (eNB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields.
  • BS base station
  • node-B evolved node-B
  • eNB evolved node-B
  • BTS base transceiver system
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • an STA In order for an STA to set up a link and transmit data to and from a network, the STA first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and establishes security. The certification process must be completed.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process i.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively called an association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the 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 transmits 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, so the AP becomes a responder.
  • the responder is not constant.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame, and stores the next channel (eg, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / answer response on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network, and is periodically transmitted so that an STA performing scanning can find a wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP In the BSS, the AP periodically transmits a beacon frame, and in the IBSS, STAs in the 1BSS rotate and transmit the beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the STA Upon receiving the beacon frame, the STA stores the BSS related information included in the received beacon frame, moves to the next channel, and then moves to the next channel. Scanning can be performed.
  • active scanning has the advantage of lower 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 a process in which the STA transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for an authentication request / answer is a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a challenge text, a RSNCRobust Security Network, and a finite rotation group. (Finite Cyclic Group) may contain information about the data. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • Finite Cyclic Group may contain information about the data. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • the STA may transmit an authentication request frame 1 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, a beacon listening interval, a service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, and RSN. Information about the mobility domain, supported operating classes, TIM Traffic Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • the associated voice response frame may include information related to various capabilities, status codes, AIDCAssociation IDs, support rates, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter sets, RCP KReceived Channel Power Indicators, RSNKReceived Signal to Noise Indicators, It may include information such as mobility domain, timeout interval (association comeback time), overlapping BSS scan parameter, TIM broadcast answer, QoS map, and the like.
  • 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 / response.
  • 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 may include, for example, performing private key setup through 4-way handshaking through an EAPOUExtensible Authentication Protocol over LAN frame. have.
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.1 In is a relatively recently established technical standard. IEEE 802.1 In aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More 'specifically, the IEEE 802.1 In the data processing speed and throughput greater than a maximum 540Mbps; and supports (High Throughput HT), also using a multiple antenna in both a transmitter and a receiver at both ends in order to minimize transmission errors and to optimize the data rate It is based on MIMOC Multiple Inputs and Multiple Outputs technology.
  • Next-generation wireless LAN system that supports Very High Throughput (VHT)
  • IEEE 802.11 ⁇ WLAN system e.g., IEEE 802.11ac
  • IEEE 802.11 radio that has recently been proposed to support data processing speeds of lGbps or higher in a MAC Service Access Point (SAP). It is one of the LAN system.
  • the next generation WLAN system supports MU-MIMO (Multi User Multiple Input Multiple Output) transmission in which a plurality of STAs simultaneously access a channel in order to efficiently use a wireless channel.
  • MU-MIMO Multi User Multiple Input Multiple Output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs paired with M1MO.
  • TV whitespace TV whitespace
  • the idle frequency band e.g., 54-698 MHz band
  • an IEEE 802.11af standard e.g., 54-698 MHz band
  • whitespace may be referred to as a licensed band that a licensed user can preferentially use.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may also be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA operating in a WS should provide a protection function for an authorized user. For example, if 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 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, energy detection and signal detection methods are used. If the strength of the received signal is above a certain value, it is determined that the authorized user is in use, If the DTV preamble is detected, it may be determined that the authorized user is in use.
  • M2M communication refers to a communication method including one or more machines (Machine), may also be referred to as MTC (Machine Type Communication) or thing communication.
  • MTC Machine Type Communication
  • a machine is an entity that does not require human intervention or intervention.
  • a device such as a meter or vending machine equipped with wireless communication modules, as well as a user device such as a smartphone that can automatically connect and communicate with a network without user intervention / intervention, can This may correspond to an example.
  • the M2M communication may include communication between devices (eg, device-to-device (D2D) communication), communication between a device, and an application server.
  • D2D device-to-device
  • Examples of device and server communication include communication between vending machines and servers, point of sale devices and servers, and electricity, gas or water meter readers and servers.
  • applications based on M2M communication may include security, transportation, and health care. Considering the nature of these applications, M2M communication should generally be able to support the transmission and reception of small amounts of data at low speeds in the presence of very many devices.
  • M2M communication should 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 greater number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP are provided. Is being discussed. It is also expected that many applications will support / require low baud rates in M2M communications.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to it is based on a TIM (Traffic Indication Map) element, and methods for reducing the bitmap size of the TIM are discussed. It is becoming.
  • TIM Traffic Indication Map
  • M2M communication is expected to 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 every long period of time, such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, one Although the number of STAs that can be associated with the AP is very large, methods for efficiently supporting the case where the number of STAs having data frames to be received from the AP during a beacon period are very small are discussed.
  • WLAN technology is rapidly evolving, and in addition to the above examples, direct link setup, improvement of media streaming performance, support for high speed and / or large initial session setup, support for extended bandwidth and operating frequency, etc. Technology is being developed for. .
  • the basic access mechanism of MACCMedium Access Control is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC. It basically 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 initiating transmission.
  • CCAC Clear Channel Assessment may be performed. As a result of sensing, if it is determined that the medium is in an idle state, the frame transmission is started through the medium.
  • the AP and / or STA does not start its own transmission and delay time for medium access (e.g., random backoff period). You can try to send the frame after waiting. With the application of a random backoff period, several STAs are expected to attempt frame transmission after waiting for different times, thereby minimizing collision.
  • medium access e.g., random backoff period
  • HCF hybrid coordination function
  • PCF Point Coordination Function
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • HCCA HCF Controlled Channel Access
  • the HCF includes a media access mechanism to improve the quality of service (QoS) of the WLAN and can transmit QoS data in both Contention Period (CP) and Contention Free Period (CFP).
  • QoS quality of service
  • CP Contention Period
  • CCP Contention Free Period
  • FIG. 6 illustrates a backoff process
  • the STAs may attempt to transmit data (or frame).
  • the STAs may select a random backoff count and wait for a corresponding slot time, respectively, before attempting transmission.
  • the random backoff count has a pseudo-random integer value and can be determined as one of values in the range of 0 to CW.
  • CW is the contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CWmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (eg, when an ACK for a transmitted frame is not received).
  • the STA continuously monitors the medium while counting down the backoff slot according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the medium to be occupied. In the meantime, data may also be transmitted in each of STA1, 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 the STA5 at the time of starting the frame transmission is an example of a shorter than the remaining backoff time of the STA1.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • the STA1 and the STA5 resume the stopped backoff count after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission. Meanwhile, data may also be transmitted in the STA4 while the STA2 occupies the medium.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4.
  • a collision may occur between STA4 and STA5.
  • neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails.
  • the STA4 and STA5 may double the CW value and then select a random backoff count value and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, waits for DIFS when the medium is idle, and starts frame transmission after the remaining backoff time passes.
  • 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).
  • NAV network allocation vector
  • the NAV is accessed by an AP and / or STA currently using or authorized to use the medium. This value indicates to the other AP and / or STA the time remaining until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period during which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • NAV E.g. It may be set according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • FIG. 7A illustrates an example of a hidden node, in which STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A is transmitting information to STA B
  • it may be determined that the medium is idle when STAC performs carrier sensing before sending data to STAB. This is because transmission (ie, media occupation) of STA A may not be sensed at the location of STA C.
  • the STAA may be said to be a hidden node of the STAC.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node
  • STA B is a case in which STAC has information to be transmitted in STAD while transmitting data to STA A.
  • FIG. 7B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly. Since STA C is sensed as a media 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, the STAC may be referred to as an exposed node of the STAB.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • short signaling packets such as request to send (RTS) and clear to send (CTS) are used.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • 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 data, the STA receiving data transmits a CTS frame to neighboring terminals. You can tell them you 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 data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may identify another STA (eg, For example, 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 surrounding terminals, 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 does not differ significantly compared to the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is a great burden for the power limited STA (ie, operated by a battery). Therefore, if the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, it inefficiently consumes power 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 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 operates in the sleep state as long as possible, power consumption is reduced.
  • the STA has an increased operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state.
  • the STA operating in the standby state may transmit the frame by switching to the awake state.
  • the STA in the sleep state is not able to receive and it is not known that there is a frame to receive. therefore.
  • the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether there is a frame to be transmitted to it (and also to receive it if there is).
  • 9 is a view for explaining a power management operation.
  • the AP 210 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S211, S212, S213, S214, S215, and S216).
  • the beacon frame includes a TIMTVaffic Indication Map information element.
  • the TIM information element includes information indicating that A 210 is buffered traffic for the STA stone associated with it and that a frame is to be transmitted.
  • the TTM element includes a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • the AP 210 may transmit the DTIM once each time three beacon frames are transmitted.
  • STAK220 and STA2 222 are STAs operating in a PS mode.
  • the STAK220 and the STA2 222 may be configured to receive the 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 the awake state based on its local clock. In the example of FIG. 9, it is assumed that the clock of the STA coincides with the clock of the AP.
  • the predetermined wake-up interval may be set to allow the STAU220 to switch to an awake state for each beacon interval to receive a TIM element.
  • the STAK220 may be switched to the awake state when the AP 210 first transmits the beacon frame (S211) (S221).
  • STAK220 may receive a beacon frame and obtain a TIM element.
  • the STAK220 may transmit a PS-Poll (Power Save-Poll) frame requesting the AP 210 to transmit the frame to the AP 210. (S221a).
  • PS-Poll Power Save-Poll
  • AP 210 is PS-Poll
  • the frame may be transmitted to the STAK220 in response to the frame (S231). After receiving the frame, the STAK220 switches to the sleep state and operates.
  • the AP 210 transmitting the beacon frame for the second time, since the medium is occupied by another device accessing the medium such that the AP 210 is busy, the AP 210 matches the beacon frame according to the correct beacon interval. Not able to transmit the delayed time can be transmitted (S212). In this case, the STAK220 switches the operation mode to the awake state according to the beacon interval, but fails to receive the delayed beacon frame, and switches back to the sleep state (S222).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM.
  • the AP 210 delays transmission of the beacon frame (S213).
  • the STAK220 operates by switching to an awake state according to the beacon interval, and may acquire 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 STAU220 may confirm that there is no frame to receive, and then switch to the sulph 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 reception of the previous two TIM elements, and thus may adjust the wakeup interval for receiving the TIM elements.
  • the wakeup interval value of the STAK220 may be adjusted.
  • STAU220 may be configured to switch the operating state by waking up once every three beacon intervals from switching the operating state for TM element reception every beacon interval. Accordingly, the STAU220 cannot acquire the corresponding TIM element because the AP 210 maintains a sleep state (S215) at the time when the AP 210 transmits the fourth N 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 the AP 210 without transmitting the PS-Poll frame to the AP 210 (S234). Meanwhile, the wakeup interval set in the STA2 230 may be set at a longer period than the STAK220. Accordingly, the STA2 230 may switch to the awake state at the time S215 when the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time and receive the TIM element (S241).
  • the STA2 230 may know that there is a frame to be transmitted to itself through the TIM element, and transmit a PS-Poll frame to the AP 210 to request frame transmission (S241a).
  • the AP 210 may transmit the frame to the STA2 230 in response to the PS-Poll frame (S233).
  • the TIM element includes a TIM indicating whether there is a frame to be transmitted to the STA or a DTIM indicating whether a broadcast / multicast frame exists.
  • DTIM can be implemented by setting fields in the T1M element.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining in detail an operation of an STA that has received a TIM.
  • the STA in order to receive a beacon frame including a TIM from an AP, the STA transitions from a sleep state to an awake state and interprets the received TIM element to indicate that there is buffered traffic to be transmitted to itself. Able to know. After the STA performs contending with other STAs for medium access for PS-Poll frame transmission, the STA may transmit the PS-Poll frame to request the AP to transmit the data frame. After receiving the PS-Poll frame transmitted by the STA, 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 operates according to an immediate response method after transmitting a data frame after a predetermined time (eg, SIFSCShort Inter-Frame Space) after receiving a PS-Poll frame from the STA. can do. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a delayed response method, which will be described with reference to FIG. 11.
  • a predetermined time eg, SIFSCShort Inter-Frame Space
  • the STA switches from the sleep state to the awake state to receive a TIM from the AP and transmits a PS-Poll frame to the AP through contention.
  • 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 has been successfully received to the AP, and may enter a sleep state.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame containing a DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after 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 by the STA at the time of association with the AP.
  • AID association identifier
  • AID is used as a unique identifier for each STA in one BSS.
  • the AID may be 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 an STA.
  • AID value can be assigned up to 16383, but in 2008, 16383 is set as a reserved value.
  • the TIM element according to the existing definition is not suitable for the application of the M2M application in which a large number (eg, more than 2007) STAs may be associated with one AP. If you extend the existing TIM structure as it is, the TIM bitmap size is so large that it cannot be supported by the existing frame format. It is not suitable for M2M communication considering the application. In addition, in 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, a technique for efficiently compressing bits 3 ⁇ 4 is required.
  • bitmap compression technique there is provided a method of defining an offset (or starting point) value by omitting consecutive zeros in front of a bitmap.
  • the compression efficiency is not high. For example, when only frames to be transmitted to only two STAs having AIDs of 10 and 2000 are buffered, the compressed bitmap has a length of 1990 but all have a value of 0 except at both ends.
  • 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. have.
  • AIDs are used. It can be divided into groups to perform more efficient data transmission. Each group is assigned a designated group ID (GID). Will be described with reference to Figure 13 for a 'AID allocated to this group-based.
  • GID group ID
  • 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) this value indicates the GID of that AID.
  • FIG. 13A illustrates another example of an AID allocated on a group basis.
  • the GID may be allocated according to the 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 on the bitmap have GID 1.
  • FIG. 13 (b) it is assumed that AIDs of all 1 to N4 are divided into four groups. In this case, AIDs belonging to GID 1 are 1 to N1, and AIDs belonging to this group are offset 1 and length. It can be expressed as Nl.
  • 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 4 The belonging AIDs may be represented by offset N3 + 1 and length N4-N3 + 1.
  • channel access may be allowed only to STA (s) corresponding to a specific group during a specific time interval, and channel access may be restricted to other STA (s).
  • a predetermined time interval in which only specific STA (s) are allowed access may be referred to as a restricted access window (RAW).
  • FIG. 13C illustrates a channel access mechanism according to the beacon interval when the AID is divided into three groups.
  • the first beacon interval (or the first RAW) is a period in which channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 1 is allowed, 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, so that 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 shows a cyclic or periodic example, but is not limited thereto. That is, specific to the TIM element.
  • AIIxes belonging to GID it allows channel access only of the STA (s) corresponding to the particular AID (s) during a particular time period (e.g., a particular RAW) and the rest of the STA (s).
  • Channel access may operate in a manner that does not allow.
  • the AID allocation scheme 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 can be divided into small blocks / groups so that the STAs can easily maintain the TIM information and manage the blocks / groups according to the class, quality of service (QoS), or purpose of the STA. 13 illustrates a two-level hierarchy, but a hierarchical TIM may be configured in the form of two or more levels.
  • QoS quality of service
  • the entire AID space may be divided into a plurality of page groups, each page group may be divided into a plurality of blocks, and each block may be divided into a plurality of sub-blocks.
  • the first N1 bits represent a page ID (i.e., PID)
  • the next N2 bits represent a block ID
  • the next N3 bits Represents a sub-block ID and may be configured in such a way that the remaining bits indicate the STA bit position in the sub-block.
  • STAs belonging to a specific group can use the channel only in the "group channel access interval" (or RAW) assigned to the group.
  • the traffic for the STA may have a characteristic that occurs according to a long period (eg, several ten minutes or several hours). Since the STA does not need to maintain the awake state frequently, it is preferable to operate in the sleep mode for a long time and to occasionally switch to the awake state (that is, the wakeup interval of the corresponding STA is set long).
  • an STA having a long period of wake-up interval may be referred to as an STA operating in a "long-sleeper" or "long-sleep” mode.
  • the reason why the wakeup period is set to be long is not necessarily limited to M2M communication, and the wakeup interval may be set to be long according to the state of the STA or the surrounding situation in general WLAN operation.
  • the STA may be based on the local click of the STA. It may be determined whether the wakeup interval has been elapsed. However, since the local clock of the STA generally uses a low-cost oscillator, there is a high probability that an error occurs, and furthermore, if the STA operates in a long-dependant mode, the error may become larger over time. Therefore, the time synchronization of the STA that wakes up from time to time may not match the time synchronization of the AP. For example, the STA calculates that it is a timing at which it can receive a beacon and switches to an awake state, but may not receive a beacon actually transmitted by the AP at that timing. That is, the STA may miss the beacon frame due to clock drift, and this problem may occur a lot when operating in a long-sleep mode.
  • 14 through 16 are diagrams illustrating examples of an operation of an STA when a group channel access interval is set.
  • -Poll can be run.
  • the AP since the time point when the STA3 transmits the PS-Poll belongs to the channel access interval for the group 1, the AP does not transmit data immediately after the ACK frame transmission, even if there is data to be transmitted to the STA3, the group to which the STA3 belongs. Data to STA3 is transmitted in the channel access interval (GID 3 channel access of FIG. U) allocated to 3.
  • the STA3 Since the STA3 transmits an ACK frame received from the AP to STA3 and indicates that there is data, the STA3 continues to wait for data reception under the assumption that its channel access is allowed. The STA3 consumes power unnecessarily even though data reception is not allowed until the time synchronization is correctly performed from the information included in the next beacon. '
  • FIG. 15 illustrates a case in which a STA having GID 1 (that is, belonging to group 1) misses a beacon frame at a waking timing. That is, an STA that does not receive a beacon including a GID (or PID) assigned to itself continues to wait in an awake state until it receives a beacon including its GID (or HD). That is, even though the time when the STA wakes up is a channel access interval assigned to the STA, the STA has not checked whether the TIM transmitted through the beacon includes its GID (or PID), and thus the timing is It is not known whether the channel access interval is assigned to the group.
  • GID 1 that is, belonging to group 1
  • the STA transitioned from the sleep state to the awake state continues after receiving the fourth beacon including its GID (ie, GID 1) after missing the first beacon. It is in an awake state, consuming unnecessary power. After all, after consuming unnecessary power, the STA can receive the beacon including the GID 1 and thus perform the RTS transmission, the CTS reception, the data frame transmission, and the ACK reception.
  • GID 1 the GID
  • the RPS element may include a set of optical parameters necessary for limited medium access, for group STA only.
  • the RPS element format is shown.
  • RAW allocation fields for groups 1 to N may be included.
  • the Nth RAW allocation field may include a PRAW Indication subfield, a Same Group Indication subfield, a PRAW Indication subfield, a RAW Group (conditionally present) subfield, a RAW Start Time subfield, a RAW Duration subfield, an Options subfield, It may include a RAW Slot Definition subfield.
  • the PRAW Indication subfield indicates whether the current RAW N allocation field is RAW or PRAW. If the PRAW Indication subfield value is 0, the current RAW N allocation field is for RAW, and if 1, the current RAW N allocation field is for PRAW.
  • the Same Group Indication subfield indicates whether the RAW group of the current RAW allocation is the same as the RAW group of the previous RAW allocation. This field is set to zero for the first RAW assignment.
  • the RAW assignment field is a RAW Group subfield, a RAW Start Time subfield, a RAW Duration subfield, an Options subfield, and a RAW Slot Definition subfield, as shown in FIG. 17 (b).
  • Field, Channel Indication subfield, and AP in Doze State subfield If the Same Group Indication subfield is set to 1, the RAW group subfield does not appear in the current RAW assignment field, and the RAW group is the same as the previous RAW group.
  • the RAW group subfield indicates the AID of the STA allowed limited access in the RAW period.
  • the RAW group subfield may include a Page Index subfield, a RAW Start AID subfield, and a RAW End AID subfield, as shown in FIG. 18 (a).
  • the Page Index subfield indicates the page index of the subset of AID
  • the RAW Start AID subfield indicates the 11 LSB of the STA with the lowest AID assigned to RAW
  • the RAW End AID subfield indicates the highest assigned to RAW. 11 of STAs with AID Indicate the LSB.
  • the RAW Start Time subfield indicates, in TU units, a time interval from when the beacon transmission is completed to the start of RAW.
  • the Option subfield appears when the value of the PRAW indicator subfield is set to 0, and includes a Paged STAs' Access subfield, a Frame Type Restriction subfield, and a Resource Allocation Frame Presence Indicator subfield.
  • the Slot Duration subfield indicates an interval of time slots of equivalent intervals in RAW. If the value of the Slot Duration subfield is equal to the value of the RAW Duration field, all STAs in the RAW group compete for medium access in the entire RAW period.
  • the slot assignment subfield indicates a slot allocated to STAs based on a position in the TIM element.
  • the Cross Slot Boundary subfield indicates whether ongoing transmission from the STA can cross the assigned slot boundary.
  • the resource allocation frame may be transmitted by the AP at the beginning of RAW if restricted media access is allowed in the BSS.
  • the resource allocation frame may be transmitted to all STAs in the RAW group to indicate whether there is buffered downlink data for the paged STA and time slots allocated for both uplink and downlink service periods.
  • the resource allocation frame may include a Frame Control field, a Duration field, an AID field, a BSSID field, a RAW Group field, a RAW Duration field, a Slot Assignment field, and a CRC field.
  • the Duration field indicates the length of the resource allocation frame
  • the TA field may indicate the partial MAC address of the AP transmitting the current resource allocation frame.
  • the BSSID field is an ID for identifying the BSS
  • the RAW Group field may indicate a STA AID assigned to RAW.
  • the RAW Duration field may include length information of a current RAW in which a resource allocation frame is transmitted.
  • Each individual / assigned STA or MU group STA may indicate a UL / DL subfield indicating U DL link direction information, information for an individual STA, or information for MU group STAs.
  • a UL / DL subfield, a Group indicator subfield, a Group ID subfield, and a Slot Start Offset subfield constitute a slot assignment field for an MU group as one block, and a UL / DL subfield and a Group indicator subfield.
  • a field, a partial AID subfield, and a Slot Start Offset subfield may configure a slot assignment field for an individual STA as one block.
  • the kill slot assignment field may include one or more blocks for either the MU group STA or the individual STA. It may be understood that the slot assignment field is composed of one or more slot assignment fields (attachments) for either the MU group STA or the individual STA.
  • 'unit block / allocation block / block' may constitute a slot allocation field and indicate a slot allocation field n (n is an integer) for either the MU group STA or the individual STA.
  • n is an integer
  • a block for an MU group means a slot allocation field for an MU group
  • a block for an individual STA means a slot allocation field for an individual STA.
  • each unit block has a fixed overhead of 2 bits in total for 1-bit UL / DL subfield and 1-bit Group indicator subfield.
  • the 1-bit Group indicator subfield there is a problem that the number of bits that can be used to indicate a partial AID of an individual STA is reduced. That is, the partial ID subfield, which can be composed of 7 bits, should be composed of 6 bits. Since the partial AID is composed of partial information of the AID, the effect of decreasing 1 bit is not significant (for example, false alarm issue, etc.). ).
  • the impact of bit reduction will be greater.
  • the unit block information is composed of octet units
  • an additional one octet must be used unnecessarily or the length of the slot start offset subfield must be enjoyed. You may.
  • an embodiment of the present invention provides improved resource allocation in consideration of the above matters.
  • the operation of the frame format, the MU group STA associated with it, and the individual / assigned STA is described.
  • 'unit block / assignment block / block' is referred to as a slot allocation field
  • a block for an MU group is a slot allocation field for an MU group
  • a block for an individual STA This means a slot allocation field for an individual STA.
  • the block for the MU group STA may include an end subfield instead of the conventional ULJDL subfield. This means that when the MU MIMO assumes only downlink, the UL / DL subfield is not used and is reserved. That is, in the case of the channel access allocation block for the MU group STA, the first bit is used as a termination bit (End of MU (EOM) group block) indicating that it is the last block for the MU group STA.
  • EOM End of MU
  • the first bit of the block for the MU group STA, the End (or E0M) subfield may indicate whether the current block is the last block for the MU group. For example, if the End subfield value is 0, it indicates 'No termination / No end of Block', that is, the block is not the last block for the MU group. Can be. If the value of the End subfield is 1, it may indicate 'Termination / End of Block', that is, the corresponding block is the last MU group block, and thereafter, there may be no block or no block for an individual STA. (Of course, the meaning of the End subfield bit value described above can be used as the reverse of the illustration.)
  • the block for the MU group including the End subfield is located from the beginning of the blocks of the slot assignment field.
  • Blocking for the MU group may be located first and second from the beginning of the block of the resource allocation frame. Then, after the last block for the MU group STA, a blit for an individual STA may be located. That is, after all of the blocks for the MU group are allocated, the blocks for the individual STAs are allocated.
  • each block for a conventional individual STA should include the group indicator subfield. This is because the STA may know that the specific block is the last block for the MU group STA through the End subfield, and therefore, from the next block, if it exists, the block for the individual STA may exist. This is because the group indicator subfield is unnecessary.
  • a slot allocation field of a resource allocation frame includes, for example, two blocks (2001, 2002) for an MU group STA and one block for an individual STA.
  • Blocks 2001-2002 each include the End subfield described above.
  • the block 2001 for the first MU group STA is not the last block of the MU group STA, and thus has an end bit value of zero. Since the block 2002 for the second MU group STA is the last block of the MU group STA, the End bit value is set to '1'.
  • the blot for each STA includes a UL / DL subfield, a partial AID subfield, and a slot start offset subfield.
  • the UE sees that the second bit of the first block is set to 1 and implicitly knows that the first bit of the first block does not indicate UL / DL but is an End subfield. And, it can be seen that the End bit is 0, and then there is more block for the MU group STA in the block.
  • the STA can see that the group indicator is set to 1 in the block for the second MU group STA and know that the first bit of the second block is the End subfield. And, it can be seen that the second block is the last block for the MU group STA through that the End subfield value is set to 1. In other words, the STA may implicitly know, through the End subfield, that the block for the individual STA continues or there is no allocation block in the next block of the current block.
  • the STA Since the STA recognizes that the third allocation block is the attachment for the individual STA, it determines which of the UL / DLs through the first bit of the third block and whether the AID corresponds to the next ⁇ bit. If the AID is applicable, the slot to perform the access may be determined through the slot start offset subfield.
  • an indicator indicating whether a block for the MU group STA exists in the current resource allocation frame may be included in the resource allocation frame.
  • the resource allocation frame according to the embodiment of the present invention may include an MU group indicator indicating whether a block for the MU group STA exists in the current resource allocation frame.
  • . 22 shows a resource allocation frame including the MU group indicator 2201.
  • a resource allocation frame according to an embodiment of the present invention may include a 1-bit MU group indicator 2201 immediately before a field for slot allocation.
  • the location of the MU group indicator in the resource allocation frame may be present in other locations than shown.
  • the MU group STA in the beacon interval may exist in the RAW before transmitting the resource allocation frame, and may include an indication bit indicating that resource allocation is to be performed. That is, the presence of the MU group STA may be informed through the indicator.
  • the MU group indicator is included in the RPS information element transmitted from the AP before the resource allocation frame is transmitted to determine whether the MU group (STA) exists in advance. You can also indicate. When a specific RAW N assignment in the RPS information element includes channel access assignment information for the MU group (STA) in the field, the (MU) group indicator is included in the corresponding RAW N assignment field to decode the resource allocation frame in the future. You can make it aware. If the block for the MU group STA indicates whether the block exists for the MU group STA, the block for the MU group STA does not need to include the group indicator subfield. That is, as shown in FIG. 23, blocks 2301 and 2302 for the MU group STA may include an end subfield, a group ID subfield, and a slot start offset subfield.
  • the resource allocation frame of FIG. 24 includes an MU group indicator indicating whether the current resource allocation frame includes a block for the MU group STA, and a block for the MU group STA includes an End subfield and a group ID field. , Slot start offset field.
  • the block for the individual STA includes a UL / DL subfield, a partial A [D subfield, a slot start offset subfield.
  • the MU group indicator does not have a block for the MU group STA in the resource allocation frame.
  • the resource allocation frame may include only slot allocation fields for individual STAs.
  • the resource allocation frame may include a block for at least one MU group STA and a block for zero or more individual STAs. have.
  • the group indicator field value is 1, it is assumed that the resource allocation frame includes a block for the MU group STA. use.
  • the MU group STA that receives the resource allocation frame checks the group indicator field included in the resource allocation frame (S2502). If the group indicator field is 1, that is, indicating that the slot allocation field for the MU group STA exists in the corresponding resource allocation frame, the MU group STA may determine the slot start offset based on the slot allocation field. . In detail, when the MU group indicator field is 1, the MU group STA checks whether the value of the first bit (End subfield) of the slot assignment field is 0 (S2503). If the first bit value is 0, the MU group STA recognizes that there is more slot allocation field for the MU group STA (S2504) and next time of the subfield corresponding to the first bit.
  • subfield group ID subfield
  • group ID subfield is its own group ID (S2505). That is, the group ID subfield is compared with its own group ID. Confirmation / comparison result, sends the own ⁇ if the group ID, the next subfield of slots PS-Poll frame, the medium access start time from the start offset subfield recognition (S2506), and the medium access start time (S2507 )can do. If the group ID does not match with the own group ID in step S2505, the next slot allocation field may be checked (S2508).
  • the MU group STA recognizes that the current slot assignment field is the last block (slot assignment field) for the MU group STA (S2510), and the group ID.
  • the MU group STA knows that the slot allocation field for the MU group STA no longer exists after the current slot assignment field, and thus additional information for finding the slot allocation is required. The process ends without performing a comparison or the like (S2513).
  • step S2502 If the group indicator field value is not 1 in step S2502, that is, if the slot allocation field for the MU group STA does not exist in the current resource allocation frame, the STA allocates the slot included in the resource allocation field. Ignore the field (s) (S2514).
  • 26 illustrates an operation of an individual STA (that is, a STA independent of the MU group) that receives a resource allocation frame according to an embodiment of the present invention.
  • the individual STA receives the resource allocation frame according to an embodiment of the present invention (S2601), and checks whether the group indicator field is 1 (S2602).
  • the group indicator field is 1, that is, indicating that a slot allocation field for the MU group STA exists in the resource allocation frame.
  • an individual STA may determine the slot start offset through the first bit of the slot allocation field for the MU group. Since the first bit of the slot allocation field for the MU group STA, that is, the End subfield indicates whether the current slot allocation field is the last slot allocation field for the MU group STA, the STA assigns the slot allocation for the MU group STA through this. You can see how long the field lasts.
  • the STA does not need to perform ID comparison and / or slot start offset determination on the slot assignment field having 1 as the End subfield value and the previous slot assignment fields, and has 1 as the End subfield value. From the next slot assignment field of the slot assignment field, ID comparison and / or slot start offset determination may be performed.
  • the STA checks whether the first bit value of the slot assignment field is 0 (S2603). If the first bit value of the slot allocation field is ⁇ , the STA recognizes that there are more slot allocation fields for the MU group (S2604), and ignores the remaining subfields of the current slot allocation field (or does not perform a comparison). (S2605). Thereafter, the STA checks the next slot allocation field (ie, returns to step S2603) (S2606). If the end bit value of the slot assignment field is not 0 in step S2603, the STA recognizes that the current slot assignment field is the last slot assignment field for the MU group (S2607) and ignores the remaining subfields of the current slot assignment field (S2608). )do. '
  • the STA checks the next slot assignment field (S2609). At this time, since the STA knows that the next slot assignment field is a slot assignment field for an individual STA, the STA recognizes the first subfield of the slot assignment field as a UL / DL subfield and checks a bit value (S2610). Then, it is checked whether or not the partial AID subfield that is the next subfield matches its own AID (S2611). If it matches, the start time of medium access is checked from the slot start offset subfield (S2612). Thereafter, the STA may transmit a PS-Poll frame to the AP at the medium access start time (S2613). In step S2611, if there is a mismatch with its AID, the STA checks the next slot allocation field (if present) (S2609).
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 10 may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the STA 20 may include a processor 21, a memory 22, and a transceiver 23.
  • the transceivers 13 and 23 may transmit / receive radio signals and, for example, may implement a physical layer in accordance with the IEEE 802 system.
  • the processors 11 and 21 may be connected to the transceivers 13 and 21 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system. Processors 11 and 21 may be configured to perform operations in accordance with various embodiments of the invention described above.
  • modules for implementing the operations of the AP and the STA according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 12 and 22 and executed by the processors 11 and 21.
  • the memories 12 and 22 may be included inside the processors 11 and 21 or may be installed outside the processors 11 and 21 and connected to the processors 11 and 21 by known means.
  • an embodiment of the present invention can be implemented through various means.
  • an embodiment 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 PLDsC 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
  • PLDsC Programmable Logic Devices PLDsC Programmable Logic Devices.
  • FPGAs Field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions that perform the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor . Alternatively, it may be located outside, to exchange data with the processor by a variety of known means. have. '

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 무선 통신 시스템에서 MU(Multi User) 그룹 STA(Station)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서, 자원 할당 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 자원 할당 프레임에 포함된 그룹 지시자 필드를 확인하는 단계를 포함하며, 상기 STA은 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정하는, 채널 액세스 수행 방법이다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 채널 액세스 수행 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로. 보다 구체적으로는 무선랜 시스템에서 채널에 액세스하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있디-. 이 중에서 무선랜 (WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기 (Personal Digital Assistant; PDA), ¾탑 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 지적되어은 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어， IEEE 802.1 In에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput; HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMOCMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
[4] 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine— to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11 ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.
[5] 무선랜 시스템에서의 통신은 모든 기기 간에 공유되는 매체 (medium)에서 수행된다. M2M 통신과 같이 기기의 개수가 증가하는 경우, 불필요한 전력 소모 및 간섭 발생을 저감하기 위해서, 채널 액세스 메커니즘을 보다 효율적으로 개선할 필요가 있다.
【발명의 상세한 설명】 【기술적 과제】
[6] 본 발명에서는 무선랜 시스템에서 개선된 자원 할당 필드 구조 및 이에 따른 STA의 채널 액세스 방법 및 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
[7] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기슬분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다ᅳ
【기술적 해결방법】
[8] 본 발명의 제 1 기술적인 측면은， 무선 통신 시스템에서 MU(Multi User) 그룹 STA(Station)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서, 자원 할당 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 자원 할당 프레임에 포함된 그룹 지시자 필드를 확인하는 단계를 포함하며, 상기 STA은 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정하는， 채널 액세스 수행 방법이다.
[9] 본 발명의 제 2 기술적인 측면은, 무선 통신 시스템에서 채널 액세스를 수행하는 MU(Multi User) 그룹 STA(Station) 장치 있어서, 송수신 모들: 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 자원 할당 프레임을 수신하여 그룹 지시자 필드를 확인하고, 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정하는, STA 장치이다ᅳ
본 발명의 제 1 내지 제 2 기술적인 측면은 다음 사항들을 포함할 수 있다.
[10] 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트를 확인하는 단계; 및 상기 첫 번째 비트에 해당되는 서브필드의 다음 번 서브필드와 상기 STA의 그룹 ID를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
[11] 상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하는 경우, 상기 슬롯 할당 필드의 마지막 서브필드로부터 미디엄 액세스의 시작 시기를 획득하는 단계; 및 상기 미디엄 액세스의 시작 시기에서 경쟁 후 PS-Poll 프레임을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
[12] 상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하지 않고, 상기 첫 번째 비트가, 상기 슬롯 할당 필드는 MU 그룹을 위한 마지막 슬롯 할당 필드임을 지시하는 경우, 상기 STA은 상기 슬롯 할당 필드 이후의 슬롯 할당 필드를 무시할 수 있다.
[13] 상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하지 않고, 상기 첫 번째 비트가, 상기 슬롯 할당 필드는 MU 그룹을 위한 마지막 슬롯 할당 필드가 아님을 지시하는 경우, 상기 STA은 상기 슬롯 할당 필드의 다음 번 슬롯 할당 필드의 두 번째 서브필드를 상기 STA의 그룹 ID와 비교할 수 있다.
[14] 상기 MU 그룹을 위한 술롯 할당 필드는 상기 자원 할당 프레임에 포함된 하나 이상의 슬롯 할당 필드들의 시작 부분부터 위치할 수 있다.
[15] 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재하지 않음을 지시하는 경우, 상기 STA은 상기 그룹 지시자 필드에 포함된 모든 술롯 할당 필드를 무시할 수 있다.
[16] 상기 모든 슬롯 할당 필드는 각각의 (할당된) STA을 위한 슬롯 할당 필드일 수 있다.
[17] 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 자원 할당 프레임은 적어도 하나의 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드와 0개 이상의 각각의 (할당된) STA을 위한 술롯 할당 필드를 모두 포함할 수 다.
[18] 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재하지 않음을 지시하는 경우, 상기 자원 할당 프레임은 각각의 (할당된) STA을 위한 슬롯 할당 필드만을 포함할 수 있다.
[19] 상기 각각의 (할당된) STA를 위한 슬롯 할당 필드는, UL/DL지시자 서브필드, 부분 AID서브필드， 슬롯 시작 오프셋 서브필드를 포함할 수 있다.
[20] 상기 다음 번 서브필드는 그룹 ID 서브필드고, 상기 마지막 서브필드는 슬롯 시작 오프셋 서브필드일 수 있다.
[21] 상기 MU그룹은 MU MIMOCMultiple Input Multiple Output)를 위한 STA의 집합일 수 있다.
【유리한 효과】
[22] 본 발명에 따르면 무선랜 시스템에서 개선된 자원 할당 필드 구조를 통해 효율적인 채널 액세스가 가능하다. [23] 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】
[24] 본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
' 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이디-.
도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10 내지 도 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 그룹 기반 AID에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 그룹 채널 액세스 인터벌이 설정되는 경우의 STA의 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
도 17 내지 도 18은 RPS 요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 자원 할당 필드를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 내지 도 24는 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 필드를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 발명의 실시예에 의한 MU 그룹 STA의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 26은 본 발명의 실시예에 의한 개별 STA의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 【발명의 실시를 위한 최선의 형태】
[25] 이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
[26] 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 다론 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
[27] 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.
[28] 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.
[29] 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 훈서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉， 본 발명의 실시예들 증 본 발명의 기술적 사상올 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.
[30] 이하의 기술은 CDMACCode 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 UTRACUniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기슬 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFOMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 둥과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[31] WLAN시스템의 구조
[32] 도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. .
[33] 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)을 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
[34] IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSSdndependent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹 (ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
[35] 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 있디-. 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.
[36] 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), 분배시스템매처) (Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트 (Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
[37] LAN에서 직접적인 스테이션-대 -스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 층분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템 (DS)이 구성될 수 있다.
[38] 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.
[39] DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체 (DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체 (DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 LAN 구조 (DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 LAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 LAN 구조가 특정될 수 있다.
[40] DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다. [41] AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들 (STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
[42] AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, 항상 비제어 포트 (uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802. IX 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한， 제어 포트 (controlled port)가 인증되면 전송 데이터 (또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
[43] 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.
[44] 임의의 (arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802.11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 ESS 네트워크라고 칭한다. ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다. 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 LLCCLogical Link Control) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다.
[45] IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 증첩될 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.
[46] 도 4 는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
[47] 도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 STA은 ΓΕΕΕ 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA은 AP STA 및 비 -AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA은 ¾탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STA1, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고, STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다.
[48] 이하의 설명에서 non-AP STA은 단말 (terminal), 무선 송수신 유닛 (Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치 (User Equipment: UE), 이동국 (Mobile Station; MS), 이동단말 (Mobile Terminal), 이동 가입자국 (Mobile Subscriber Station; SS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국 (Base Station; BS), 노드 -B(Node-B), 발전된 노드 -B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템 (Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국 (Femto BS) 등에 대웅하는 개념이다.
[49] 링크 셋업 과정
[50] 도 5는 일반적인 링크 셋업 (link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[51] STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견 (discovery)하고, 인증 (authentication)을 수행하고, 연관 (association)을 맺고 (establish), 보안 (security)을 위한 인증 절차 둥을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정, 세션 셋업 과정이라 i도 칭할 수 있다. 또한， 링크 셋업 과정의 발견, 인증, 연관, 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다.
[52] 도 5를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
[53] 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 식별과정올 스캐닝이라고 한다.
[54] 스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝 (active scanning)과 수동적 스캐닝 (passive scanning)이 있다.
[55] 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 응답을 기다린다. 웅답자 (responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 웅답으로 프로브 응답 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 응답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 응답자가 일정하지 않다. 예를 들어, 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 응답 프레임을 수신한 STA은, 수신한 프로브 웅답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널 (예를 들어, 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으로 스캐닝 (즉, 2번 채널 상에서 프로브 요청 /웅답 송수신)을 수행할 수 있다.
[56] 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 1BSS 내의 STA들이 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.
[57] 능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면, 능동적 스캐닝이 수동적 스캐닝보다 딜레이 (delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
[58] 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.
[59] 인증 과정은 STA이 인증 요청 프레임 (authentication request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 웅답하여 AP가 인증 응답 프레임 (authentication response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청 /웅답에 사용되는 인증 프레임 (authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
[60] 인증 프레임은 인증 알고리즘 번호 (authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 入 1 스 번호 (authentication transaction sequence number), 상태 코드 (status code), 검문 텍스트 (challenge text), RSNCRobust Security Network), 유한 순환 그룹 (Finite Cyclic Group) 둥에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인증 요청 /웅답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
[61] STA은 인증 요청 프레임을 AP에거 1 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.
[62] STA이 성공적으로 인증된 후에, 단계 S530에서 연관 과정이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA이 연관 요청 프레임 (association request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 웅답하여 AP가 연관 웅답 프레임 (association response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다.
[63] 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 클라 1스 (supported operating classes), TIM 송 요청 (Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작 (interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. ■ [64] 예를 들어, 연관 웅답 프레임은 다양한 능력에 관련된 정보, 상태 코드, AIDCAssociation ID), 지원 레이트, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터 세트, RCPKReceived Channel Power Indicator), RSNKReceived Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인, 타임아웃 간격 (연관 컴백 시간 (association comeback time)), 중첩 (overlapping) BSS 스캔 파라미터, TIM 방송 웅답, QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
[65] 이는 연관 요청 /응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
[66] STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에, 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청 /응답을 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.
[67] 단계 S540의 보안 셋업 과정은, 예를 들어, EAPOUExtensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이 (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.
[68] WLAN의 진화
[69] 무선랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 표준으로서 IEEE 802.1 In이 존재한다. IEEE 802.1 In은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다'구체적으로, IEEE 802.1 In에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput; HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMOCMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다ᅳ
[70] 무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.1 In이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리을 (Very High Throughput; VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11η 무선랜 시스템의 다음 버전 (예를 들어, IEEE 802.11ac)으로서, MAC 서비스 액세스 포인트 (Service Access Point; SAP)에서 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템증의 하나이다.
[71] 차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 MU-MIMO(Multi User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면, AP가 M1MO 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
[72] 또한, 화이트스페이스 (whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것이 논의되고 있다. 예를 들어, 아날로그 τν의 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 불과하고， 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.
[73] 예를 들어, WS에서 동작하는 AP 및 /또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호 (protection) 기능을 제공하여야 한다. 예를 들어 WS 대역에서 특정 대역폭을 가지도록 규약 (regulation)상 분할되어 있는 주파수 대역인 특정 WS 채널을 마이크로폰 (microphone)과 같은 허가된 유저가 이미 사용하고 있는 경우, 허가된 유저를 보호하기 위하여 AP 및 /또는 STA은 해당 WS 채널에 해당하는 주파수 대역은 사용할 수 없다. 또한, AP 및 /또는 STA은 현재 프레임 전송 및 /또는 수신을 위해 사용하고 있는 주파수 대역을 허가된 유저가 사용하게 되면 해당 주파수 대역의 사용을 중지해야 한다.
[74] 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 둥이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나, DTV 프리앰블 (preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단할 수 있다.
[75] 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 Communication) 또는 사물 통신으로 칭하여지기도 한다. 여기서, 머신이란 사람의 직접적인 조작이나 개입을 필요로 하지 않는 개체 (entity)를 의미한다. 예를 돌어, 무선 통신 모들이 탑재된 검침기 (meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론, 사용자의 조작 /개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. M2M 통신은 디바이스 간의 통신 (예를 들어, D2D(Device-to-Device) 통신), 디바이스와 서버 (application server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로, 자동 판매기와 서버, POS(Point of Sale) 장치와 서버, 전기, 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션 (application)에는, 보안 (security), 운송 (transportation), 헬스 케어 (health care) 둥이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면, 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
[76] 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.
[77] 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. .
[78] 매체 액세스 메커니즘
[79] IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MACCMedium 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 CCACClear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과, 만일 매체가 유휴 상태 (idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태 (occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및 /또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 액세스를 위한 지연 기간 (예를 들어, 임의 백오프 주기 (random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주기의 적용으로, 여러 STA들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로, 충돌 (collision)을 최소화시킬 수 있다.
[80] 또한, IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HCF(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 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고， HCCA는 폴링 (polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한,
HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기 (Contention Period; CP)와 비경쟁 주기 (Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
[81] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[82] 도 6을 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점유 (occupy 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴 (idle) 상태로 변경되면, 여러 STA들은 데이터 (또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때, 층돌을 최소화하기 위한 방안으로서, STA들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 술롯 시간만큼 대기한 후에, 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사- 임의 정수 (pseudo-random integer) 값을 가지며, 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서, CW는 경쟁 원도우 (Contention Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin이 주어지지만, 전송 실패의 경우 (예를 들어, 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고， 데이터 전송이 성공하는 경우에는 CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CWmax 값은 2Π-1 (n=0, 1, 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
[83] 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.
[84] 도 6의 예시에서 STA3의 MAC에 전송할 패킷이 도달한 경우에, STA3는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 나머지 STA들은 매체가 점유 (busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STA1, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에, 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고, STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉, STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에, 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다ᅳ 한편, STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때, STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운을 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA5의 잔여 백오프 시간이 STA4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며, 이 경우, STA4와 STA5 간에 충돌이 발생할 수 있다. 층돌이 발생하는 경우에는 STA4와 STA5 모두 ACK을 받지 못하여, 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우， STA4와 STA5는 CW 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편, STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가, 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
[85] STA의 센싱 동^
[86] 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 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC 은 네트워크 할당 백터 (Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및 /또는 STA이. 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및 /또는 STA에게 지시 (indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP 및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스가 금지된다. NAV는. 예를 들어. 프레임의 MAC 헤더 (header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
[87] 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.
[88] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[89] 도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며, STA A와 STA B는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만, STAC가 STAB로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송 (즉, 매체 점유)올 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에, STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 층돌이 발생하게 된다. 이 때 STAA는 STAC의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
[90] 도 7(b)는 노출된 노드 (exposed node)에 대한 예시이며, STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서, STAC가 STAD에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 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 STAC를 STAB의 노출된 노드라고 할 수 있다.
[91] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[92] 도 7과 같은 예시적인 상황에서 충돌 회피 (collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서, RTS(request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패 (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 프레임올 전송하면, 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 단말들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[93] 도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
[94] 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 않을 것으로 판단할 수 있다. 즉, STA B는 주위의 모든 단말기에 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.
[95] 전력 관리
[96] 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.
[97] 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)와 어웨이크 상태 (awake state)를 전환 (switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
[98] STA이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 즐어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 술립 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 이 - 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.
[99] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[100] 도 9를 참조하면, AP(210)는 일정한 주기로 비콘 프레임 (beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다 (S211, S212, S213, S214, S215, S216). 비콘 프레임에는 TIMTVaffic Indication Map) 정보 요소 (Information Element)가 포함된다. TIM 정보 요소는 A 210)가 자신과 연관된 STA돌에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TTM 요소에는 유니캐스트 (unicast) 프레임을 알려주는데 사용되는 TIM과 멀티캐스트 (multicast) 또는 브로드캐스트 (broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
[101] AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송할 수 있다. STAK220) 및 STA2(222)는 PS 모드로 동작하는 STA이다. STAK220) 및 STA2(222)는 소정의 주기의 웨이크업 인터벌 (wakeup interval) 마다 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP(210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도특 설정될 수 있다. 각각의 STA은 자신의 로컬 클력 (local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며, 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클럭과 일치하는 것으로 가정한다.
[102] 예를 돌어, 상기 소정의 웨이크업 인터벌은, STAU220)이 비콘 인터벌마다 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 따라서 , STAK220)은 AP(210)가 첫 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S211) 어웨이크 상태로 전환될 수 있다 (S221). STAK220)은 비콘 프레임을 수신하고 TIM 요소를 획득할 수 있다. 획득된 TIM 요소가 STAK220)에게 전송될 프레임이 있음을 지시하는 경우, STAK220)은 AP(210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll(Power Save-Poll) 프레임을 AP(210)에게 전송할 수 있다 (S221a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 프레임을 STAK220)에게 전송할 수 있다 (S231). 프레임 수신을 완료한 STAK220)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
[103] 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 시점쎄 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).
[104] 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). STAK220)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, STAU220)은 자신이 수신할 프레임이 없음올 확인하고, 다시 술립 상태로 전환하여 동작할 수 있다. AP(210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다 (S232).
[105] AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다 (S214). 다만, STAK220)은 이 전 2회에 걸친 TIM 요소 수신을 통해 자신에 대한 버퍼된 트래픽이 존재한다는 정보를 획득할 수 없었으므로， TIM 요소 수신을 위한 웨이크업 인터벌을 조정할 수 있다. 또는, AP(210)에 의해 전송되는 비콘 프레임에 STAK220)의 웨이크업 인터벌 값을 조정을 위한 시그널링 정보가 포함된 경우, STAK220)의 웨이크업 인터벌 값이 조정될 수 있다. 본 예시에서, STAU220)은 비콘 인터벌마다 TM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서, STAU220)은 AP(210)가 네 ᅵ번째 비콘 프레임을 전송하고 (S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에 (S215) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다.
[106] AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S216), STAK220)은 어웨이크 상태로 전환하여 동작하고 비콘 프레임에 포함된 TIM요소를 획득할 수 있다 (S224). TIM 요소는 브로드캐스트 프레임이 존재함을 지시하는 DTIM이므로, STAK220)은 PS-Poll 프레임을 AP(210)에게 전송하지 않고, AP(210)에 의해 전송되는 브로드캐스트 프레임을 수신할 수 있다 (S234). 한편 STA2(230)에 설정된 웨이크업 인터벌은 STAK220)보다 긴 주기로 설정될 수 있다. 따라서, STA2(230)는 AP(210)가 다섯 번째로 비콘 프레임을 전송하는 시점 (S215)에 어웨이크 상태로 전환하여 TIM 요소를 수신할 수 있다 (S241). STA2(230)는 TIM 요소를 통하여 자신에게 전송될 프레임이 존재함을 알고, 프레임 전송을 요청하기 위해 AP(210)에게 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다 (S241a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대응하여 STA2(230)에게 프레임을 전송할 수 있다 (S233).
[107] 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 T1M 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다ᅳ
[108] 도 10 내지 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이디-.
[109] 도 10을 참조하면, STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 술립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고, 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다. STA은 PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA들과 경쟁 (contending)을 수행한 후에, AP에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있디-. STA에 의해 전송된 PS-Poll 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 확인웅답 (ACK) 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. 이후 STA은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[110] 도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간 (예를 들어, SIFSCShort 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.
[111] 도 11의 예시에서 STA이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP로부터 TIM을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하는 동작은 도 10의 예시와 동일하다. AP가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우， 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면, 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK프레임을 AP에게 전송하고, 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[112] 도 12는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다. STA들은 AP로부터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터 (즉， 멀티캐스트 /브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고， 데이터 수신이 완료된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다.
[113] TIM구조
[114] 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 할당 받는 식별자인 AID(Association Identifier)와 관련된 정보일 수 있다.
[115] AID는 하나의 BSS 내에서는 각각의 STA에 대한 고유한 (unique) 식별자로써 사용된다. 일례로, 현재 무선랜 시스템에서 AID는 1에서 2007까지의 값 중 하나의 값으로 할당될 수 있다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는, AP 및 /또는 STA이 전송하는 프레임에는 AID를 위하여 14비트가 할당될 수 있으며. AID 값은 16383까지 할당될 수 있으나 2008에서 16383은 예비 (reserved) 값으로 설정되어 있다.
[116] 기존의 정의에 따른 TIM 요소는, 하나의 AP에 많은 개수의 (예를 들어, 2007개 초과의) STA들이 연관될 수 있는 M2M 애폴리케이션의 적용에 적절하지 않다. 기존의 TIM 구조를 그.대로 확장하는 경우에는 TIM 비트맵 크기가 너무 커져서 기존의 프레임 포맷으로는 지원할 수 없고, 낮은 전송 레이트의 애플리케이션올 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, 비트 ¾을 효율적으로 압축하는 기술이 요구된다.
[117] 기존의 비트맵 압축 기술로서, 비트맵의 앞부분에 연속되는 0을 생략하고 오프셋 (offset) (또는 시작점) 값으로 정의하는 방안이 마련되어 있다. 그러나, 버퍼된 프레임이 존재하는 STA들의 개수는 적지만 각각의 STA의 AID 값이 차이가 큰 경우에는 압축 효율이 높지 못하다. 예를 들어 AID가 10와 2000의 값을 가지는 단 두 개의 STA에게 전송할 프레임만이 버퍼되어 있는 경우에, 압축된 비트맵의 길이는 1990이지만 양 끝을 제외하고는 모두 0의 값을 가지게 된다. 하나의 AP에 연관될 수 있는 STA의 개수가 적은 경우에는 비트맵 압축의 비효을성이 크게 문제되지 않지만, STA의 개수가 증가하는 경우에는 이러한 비효율성이 전체 시스템 성능을 저해하는 요소가 될 수도 있다.
[118] 이를 해결하기 위한 방안으로서, AID를 여러. 그룹으로 나누어 보다 효과적인 데이터의 전송을 수행하도록 할 수 있다. 각 그룹에는 지정된 그룹 ID(GID)가 할당된다. '이러한 그룹 기반으로 할당되는 AID에 대해서 도 13을 참조하여 설명한다.
[119] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(a)의 예시에서는 AID 비트맵의 앞의 몇 비트들을 GID를 나타내기 위해 사용할 수 있다. 예를 들어, AID 비트맵의 처음 2 비트를 사용하여 4개의 GID를 나타낼 수 있다. AID 비트맵의 전체 길이가 N 비트인 경우에, 처음 2 비트 (B1 및 B2)이 값은 해당 AID의 GID를 나타낸다.
[120] 도 13(a)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(b)의 예시에서는 AID의 위치에 따라서 GID가 할당될 수 있다. 이 때, 동일한 GID를 사용하는 AID들은 오프셋 (offset) 및 길이 (length) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, GID 1이 오프셋 A 및 길이 B로 표현되면, 비트맵 상에서 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 Nl로 표현될 수 있다. 다음으로, GID 2에 속하는 AID들은 오프셋 N1+ 1 및 길이 N2-N1+1으로 표현될 수 있고, GID 3에 속하는 AID들은 오프셋 N2+ 1 및 길이 N3-N2+1으로 표현될 수 있으며, GID 4에 속하는 AID들은 오프셋 N3+ 1 및 길이 N4-N3+ 1으로 표현될 수 있다.
[121] 이와 같은 그룹 기반으로 할당되는 AID가 도입되면， GID에 따라 다른 시간 구간에 채널 액세스를 허용할 수 있도록 함으로써, 많은 수의 STA에 대한 TIM 요소 부족 문제를 해결함과 동시에 효율적인 데이터의 송수신이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 특정 시간 구간 동안에는 특정 그룹에 해당하는 STA (들)에게만 채널 액세스가 허용되고, 나머지 다른 STA (들)에게는 채널 액세스가 제한 (restrict)될 수 있다. 이와 같이 특정 STA (들)에게만 액세스가 허용되는 소정의 시간 구간을, 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW)라고 칭할 수도 있다.
[122] 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.
[123] 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 ΑΠΧ들)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.
[124] 전술한 바와 같은 그룹 기반. AID 할당 방식은, TIM의 계충적 (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 ID를 나타내고, 나머지 비트들이 서브 -블록 내의 STA 비트 위치를 나타내는 방식으로 구성될 수도 있다.
[125] 개선된 채널 액세스 방안
[126] 그룹 기반으로 AID가 할당 /관리되는 경우, 특정 그룹에 속한 STA들은 해당 그룹에게 할당된 "그룹 채널 액세스 인터벌" (또는 RAW)에서만 채널을 사용할 수 있다. 만약 STA이 M2M 애풀리케이션을 지원하는 경우에, 해당 STA에 대한 트래픽은 긴 주기 (예를 들어, 몇 십분 또는 몇 시간)에 따라 발생하는 특성을 가질 수 있다. 이러한 STA은 어웨이크 상태를 자주 유지할 필요가 없기 때문에, 긴 시간 동안 슬립 모드로 동작하고 가끔씩 어웨이크 상태로 전환되는 것 (즉, 해당 STA의 웨이크업 인터벌이 길게 설정되는 것)이 바람직하다. 이와 같이 긴 주기의 웨이크업 인터벌을 가지는 STA을 "long-sleeper" 또는 "긴-슬립" 모드로 동작하는 STA이라고 칭할 수도 있다. 다만, 웨이크업 주기가 길게 설정되는 원인은 반드시 M2M 통신을 위한 것으로 제한되지는 않고, 일반적인 무선랜 동작에 있어서도 STA의 상태나 주변 상황 등에 따라서 웨이크업 인터벌이 길게 설정될 수도 있다.
[127] 웨이크업 인터벌이 설정되면, STA은 자신의 로컬 클릭에 기초하여 상기 웨이크업 인터벌이 도과되는지 여부를 결정할 수 있다. 그러나, STA의 로컬 클럭은 저가의 오실레이터를 사용하는 경우가 일반적이므로 오차가 발생할 확률이 높고, 더군다나 STA이 긴 -술립 모드로 동작한다면 그 오차가 시간이 지남에 따라 더욱 커질 수 있다. 따라서, 가끔씩 깨어나는 STA의 시간 동기는 AP의 시간 동기와 일치하지 않을 수 있다. 예를 들어, STA은 자신이 비콘을 수신할 수 있는 타이밍인 것으로 계산하여 어웨이크 상태로 전환하지만, 해당 타이밍에서는 실제로 AP가 전송하는 비콘을 수신하지 못할 수도 있다. 즉, 클럭 드리프트 (clock drift)로 인하여 STA은 비콘 프레임을 놓칠 (miss) 수도 있으며, 긴 -슬립 모드로 동작하는 경우에는 이러한 문제가 많이 발생할 수.있다.
[128] 도 14 내지 도 16은 그룹 채널 액세스 인터벌이 설정되는 경우의 STA의 동작의 예시들을 나타내는 도면이다.
[129] 도 14의 예시에서 STA3은 그롭 3(즉, GID=3)에 속한 STA인데, 그룹 1(즉, GID=1)에 할당된 채널 액세스 인터벌에서 깨어나서, AP에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Poll을 수행할 수 있다. STA으로부터 PS-Poll을 수신한 AP는 STA3에게 ACK 프레임을 전송하는데, AP가 STA3에게 전송할 버퍼된 데이터가 있다면 상기 ACK 프레임을 통해서 이를 지시하는 정보 (즉， 전송될 데이터가 존재한다는 정보)를 제공할 수 있다. 예를 들어， ACK 프레임에 포함되는 1 비트 크기의 "More Data" 필드 (또는 MD 필드)의 값을 1로 설정 (즉. MD=1)함으로써 싱-기 정보를 지시할 수 있다.
[130] 여기서， STA3가 PS-Poll을 전송한 시점은 그룹 1에 대한 채널 액세스 인터벌에 속하므로, AP는 STA3에게 전송할 데이터가 있더라도 상기 ACK 프레임 전송 후에 바로 데이터를 전송하는 것이 아니라, STA3가 속한 그룹 3에게 할당된 채널 액세스 인터벌 (도 U의 GID 3 channel access)에서 STA3으로의 데이터를 전송한다.
[131] STA3의 입장에서는 AP로부터 MD=1로 설정된 ACK 프레임을 수신하였기 때문에， AP로부터 데이터가 전송되기를 계속하여 대기하게 된다. 즉, 도 14의 예시에서는 STA3은 깨어난 직후에 비콘을 수신하지 못하였기 때문에, 자신의 로컬 클력에 기반한 계산에 따라서 자신이 깨어난 시점이 자신이 속한 그룹에게 할당된 채널 액세스 인터벌일 수도 있고 자신에게 전송될 데이터가 있을 수도 있다는 가정하에 , ΑΡ에게 PSᅳ Poll을 보낸다. 또는, 자신이 긴 -슬립 모드로 동작하기 때문에 시간 동기화가 맞지 않을 수도 있다고 가정하고, 혹시 자신에게 전송될 데이터가 있다면 수신하기 위해서 STA3은 AP에게 PS-Poll을 보낼 수도 있다. STA3가 AP로부터 수신한 ACK 프레임이 STA3에게 전송될 ， 데이터가 있음을 지시 (indicate)하므로, STA3는 자신의 채널 액세스가 허용된 인터벌이라는 가정 하에서 계속하여 데이터 수신을 대기하게 되는 것이다. STA3는 다음 비콘에 포함된 정보로부터 시간 동기화를 올바르게 수행하기 전까지는, 데이터 수신이 허용되지 않는데도 불필요하게 전력을 소모하게 된다. '
[132] 특히, STA3가 긴 -슬립 모드로 동작하는 경우에는 비콘을 자주 수신하지 못하기 때문에, 자신이 속한 채널 액세스 인터벌이 아닌 경우에도 CCA 수행하는 등 불필요한 전력 소모가 발생할 수 있다.
[133] 다음으로, 도 15의 예시에서는 GID 1을 가지는 (즉, 그룹 1에 속한) STA이 깨어난 타이밍에서 비콘 프레임을 놓치는 경우를 나타낸다. 즉, 자신에게 할당된 GID (또는 PID)가 포함된 비콘을 수신하지 못한 STA은, 자신의 GID (또는 HD)가 포함된 비콘을 수신할 때까지 계속하여 어웨이크 상태에서 대기하게 된다. 즉, 비록 STA이 깨어난 시점이 자신에게 할당된 채널 액세스 인터벌이라고 하더라도, STA은 비콘을 통해 전송되는 TIM에 자신의 GID (또는 PID)가 포함되어 있는지를 확인하지 못하였으므로, 해당 타이밍이 자신의 그룹에 할당된 채널 액세스 인터벌인지를 알 수 없다.
[134] 이와 같이, 도 15의 예시에서 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환된 STA은 첫 번째 비콘을 놓친 후에 자신의 GID (즉, GID 1)를 포함하는 네 번째 비콘을 수신할 때까지 계속하여 어웨이크 상태에 있으므로 불필요한 전력을 소모하게 된다. 결국 불필요한 전력을 소모한 후에야, STA은 GID 1을 포함하는 비콘을 수신할 수 있고 이에 따라 RTS 전송, CTS 수신, 데이터 프레임 전송, ACK 수신을 수행할 수 있다.
[135] 도 16에서는 STA이 다른 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌애 깨어난 경 ·?-¾ 나타낸다. 예를 들어, GID 3을 가지는 STA이 GID 1에 대한 채널 액세스 인터벌에 깨어날 수 있다. 즉， GID 3을 가지는 STA은 깨어난 후에 자신의 GID에 해당하는 비콘을 수신하기까지 불필요하게 전력을 소모하게 된다. 세 번째 비콘에서 GID 3을 지시하는 TIM을 수신하게 되면, 자신의 그룹에 대한 채널 액세스 인터벌임을 인지하고 RTS, CTS 등을 통한 CCA 후에 데이터 전송 및 ACK 수신 등의 동작을 수행할 수 있다.
[136] RPS요소 (RPS element)
[137] RPS 엘리먼트는 그룹 STA만올 위한, 제한된 매체 접근을 위해 필요한 광라미터의 집합을 포함할 수 있다. 도 17(a)에는 RPS 요소 포맷이 도시되어 있다. 도 17(a)를 참조하면, 그룹 1부터 N까지를 위한 RAW 할당 필드 (RAW 할당 fields)를 포함할 수 있다. 구체적으로, N번째 RAW 할당 필드는, PRAW Indication 서브필드, Same Group Indication 서브필드, PRAW Indication 서브필드, RAW Group (conditionally present)서브필드, RAW Start Time서브필드, RAW Duration 서브필드, Options 서브필드, RAW Slot Definition 서브필드를 포함할 수 있다. PRAW Indication 서브필드는 현재 RAW N 할당 필드가 RAW인지 PRAW인지를 지시한다. 만약, PRAW Indication서브필드 값이 0이면 현재의 RAW N 할당 필드는 RAW를 위한 것을, 1이면 현재의 RAW N 할당 필드는 PRAW를 위한 것임을 나타낸다.
[138] 도 17(b)는 PRAW Indication 서브필드 값이 0인 경우 RAW N 할당의 구성을, 도 17(c)는 PRAW Indication서브필드 값이 0인 경우 RAW N 할당 필드의 구성을 각각 도시하고 있다. Same Group Indication 서브필드는 현재 RAW할당의 RAW 그룹이 이전 RAW 할당의 RAW 그룹과 동일한지 여부를 지시한다. 최초의 RAW 할당에 대해서는 이 필드는 0으로 설정된다. Same Group Indication 서브필드가 0으로 세팅된 경우, RAW 할당 필드는 도 17(b) 에 도시된 바와 같이 RAW Group 서브필드， RAW Start Time 서브필드, RAW Duration 서브필드, Options서브필드， RAW Slot Definition서브필드, Channel Indication 서브필드, AP in Doze State서브필드를 포함한다. 만약, Same Group Indication서브필드가 1로 세팅된 경우, RAW그룹 서브필드는 현재 RAW 할당 필드에 나타나지 않으며, RAW 그룹은 이전 RAW그룹과 동일하다.
[139] RAW 그룹 서브필드는 RAW 구간에서 제한된 액세스가 허용된 STA의 AID를 지시한다. RAW그룹 서브필드는, 도 18(a)에 도시된 바와 같이, Page Index 서브필드, RAW Start AID 서브필드， RAW End AID 서브필드를 포함할 수 있다. Page Index서브필드는 AID의 서브셋의 페이지 인덱스를 지시하며, RAW Start AID 서브필드는 RAW에 할당된 가장 낮은 AID를 갖는 STA의 11 LSB를 지시하며, RAW End AID 서브필드는 RAW 에 할당된 가장 높은 AID를 갖는 STA의 11 LSB를 지시한다. RAW Start Time 서브필드는, TU 단위로， 비콘 전송이 완료된 시점부터 RAW의 시작 시점까지의 시간 구간을 나타낸다.
[140] 도 18(b)에는 Options서브필드가 도시되어 있다. Option서브필드는 PRAW 지시자 서브필드의 값이 0으로 설정된 경우 나타나며， Paged STAs' Access 서브필드， Frame Type Restriction서브필드， Resource Allocation Frame Presence Indicator서브필드를 포함한다.
도 18(c)에는 RAW slot definition 서브필드가 도시되어 있다. 도 18(c)에서, Slot Duration서브필드는 RAW 내에서 등가 구간의 타임 슬롯의 구간을 나타낸다. Slot Duration 서브필드의 값이 RAW Duration 필드의 값과 둥가이면, RAW 그룹 내 모든 STA은 전체 RAW 구간에서 미디엄 액세스를 위해 경쟁을 수행한다. Slot 할당 서브필드는 TIM 요소 내 위치에 기반하여 STA들에 할당된 술롯을 지시한다. Cross Slot Boundary 서브필드는 STA으로부터의 진행중인 전송이 할당된 슬롯 경계를 크로스할 수 있는지 여부를 나타낸다.
[141] 자원 할당프레임 포맷 (Resource Allocation Frame Format)
[142] 도 19에는 종래 기술에 따른 자원 할당 프레임 포맷이 도시되어 있다. 자원 할당 프레임은 BSS에서 제한적인 매체 접근이 허락되는 경우 RAW의 시작 부분에서 AP에 의해 전송될 수 있다. 자원 할당 프레임은, 페이지된 STA을 위해 버퍼된 하향링크 데이터가 존재하는지 여부 및 상향링크 및 하향링크 서비스 기간 모두를 위해 할당된 타임 슬롯을 지시하기 위해, RAW 그룹 내의 모든 STA에게 전송될 수 있다. 자원 할당 프레임은 Frame Control 필드， Duration 필드, AID 필드, BSSID 필드, RAW Group 필드, RAW Duration 필드, Slot Assignment 필드 및 CRC 필드를 포함할 수 있다. Duration 필드는 자원 할당 프레임의 길이를 지시하며, TA 필드는 현재의 자원 할당 프레임을 전송하는 AP의 부분 (partial) MAC 주소를 지시할 수 있다. BSSID 필드는 BSS를 식별하는 ID이며, RAW Group 필드는 RAW에 할당된 STA AID를 지시할 수 있다. RAW Duration 필드는 자원 할당 프레임이 전송되는 현재 RAW의 길이 정보를 포함할 수 있다.
[143] Slot Assignment 필드에서는 STA / MU 그룹 STA의 어드레스 (address) 정보 및 해당 채널 액세스 슬롯 정보를 전달한다. 각 개별 (each)/할당된 (assigned) STA혹은 MU 그룹 STA들은 U DL 링크 방향 정보를 지시하는 UL/DL서브필드, 개별 STA을 위한 정보인지 또는 MU 그룹 STA들을 위한 정보인지를 지시하는 Group indicator서브필드, MU 그룹 STA일 시 그룹 ID 정보, 개별 STA일 시 해당 STA의 부분 (partial) AID 정보를 포함하는 Group ID/Partial AID 서브필드, 채널 액세스 슬롯 정보를 포함하는 Slot Start Offset 서브필드를 포함할 수 있다. MU 그룹 STA들에 적용되는 MU MIM0는 DL만을 가정하는 경우 UL/DL 서브필드는 리저브 (reserved) 된다. 도 19에서, UL/DL 서브필드, Group indicator 서브필드, 그룹 ID 서브필드, Slot Start Offset 서브필드가 하나의 블록으로써 MU 그룹을 위한 술롯 할당 필드를 구성하며, UL/DL 서브필드, Group indicator 서브필드, partial AID서브필드， Slot Start Offset서브필드가 하나의 블톡으로써 개별 STA을 위한 술롯 할당 필드를 구성할 수 있다. 죽' 슬롯 할당 필드는， MU 그룹 STA또는 개별 STA중 어느 하나를 위한 블록 하나 이상을 포함할 수 있다. 이는, 슬롯 할당 필드가 MU 그룹 STA 또는 개별 STA 중 어느 하나를 위한 슬롯 할당 필드 (붙록) 하나 이상으로 구성되는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 이하에서 '단위 블톡 /할당 블록 /블록'이라 함은, 슬롯 할당 필드를 구성하며, MU그룹 STA또는 개별 STA 중 어느 하나를 위한 슬롯 할당 필드 n(n은 정수)를 지시하는 것일 수 있다. 즉, 이하에서 MU 그룹을 위한 블록이라 함은 MU 그룹을 위한 술롯 할당 필드를 의미하며, 개별 STA을 위한 블록이라 함은 개별 STA을 위한 슬롯 할당 필드를 의미하는 것이다.
[144] 이와 같은 종래의 자원 할당 프레임 포맷 증 특히 슬롯 할당 필드의 경우, 각 단위 블톡은 1 비트의 UL/DL서브필드 및 1비트의 Group indicator서브필드를 위해 총 2 비트의 고정적인 오버헤드가 존재하며, 특히 1비트의 Group indicator 서브필드로 인해, 개별 STA의 부분 (partial) AID를 지시하는데 사용될 수 있는 비트 수가 줄어드는 문제가 있다. 즉, 7 비트로 구성할 수 있는 부분 ID 서브필드가 6 비트로 구성되어야 하는데, 부분 AID는 AID의 부분적인 정보로 구성되기 때문에 1 비트의 감소로 인한 영향이 적지 않다 (예를 들어, false alarm issue등). 일반적으로 자원 ¾당을 받는 STA이 MU 그룹 STA 보다 개별 STA이 더 많음을 고려하면 비트 감소로 인한 영향은 더욱 클 것이다. 또한, 단위 블록 정보는 옥렛 단위로 구성되므로 그 크기를 맞추는 과정에서 층분한 크기의 부분 AID를 구성해 주어야 할 경우 불필요하게 추가적으로 1 옥렛이 더 사용되어야 하거나 또는 슬롯 스타트 오프셋 서브필드의 길이를 즐여야 할 수도 있다.
[145] 이하, 본 발명의 실시예에서는 위와 같은 사항들을 고려한 개선된 자원 할당 프레임 포맷, 이에 관련된 MU 그룹 STA, 개별 (each)/할당된 (assigned) STA의 동작들이 설명된다. 앞서 언급된 바와 같이， 이하에서 '단위 블록 /할당 블록 /블록'이라 함은 슬롯 할당 필드를, MU그룹을 위한 블록이라 함은 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드를, 개별 STA을 위한 블록이라 함은 개별 STA을 위한 슬롯 할당 필드를 각각 의미하는 것이다.
[146] 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임 포맷
[147] 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임에서 MU 그룹 STA을 위한 블록은 종래의 ULJDL 서브필드 대신 End 서브 필드를 포함할 수 있다. 이는, MU MIMO가 하향링크만을 가정하는 경우 UL/DL 서브필드가 사용되지 않고 리저브 (reserved)되는 것을 이용하는 것이다. 즉, MU 그룹 STA을 위한 채널 액세스 할당 블록의 경우, 첫 번째 비트를 MU 그룹 STA을 위한 마지막 블록임을 알려주는 종료 비트 (termination bit, End of MU(EOM) group block)로 사용하는 것이다.
[148] 보다 상세히, MU 그룹 STA을 위한 블록의 첫 번째 비트, End (또는 E0M) 서브필드는 현재의 블록이 MU 그룹을 위한 마지막 블록인지 여부를 지시할 수 있다. 예를 들에 End서브필드 값이 0이면 'No termination/No end of Block', 즉 해당 블록이 MU 그룹을 위한 마지막 블록이 아님을 지시하며, 이후에도 계속 MU 그룹을 위한 블록이 존재하는 것을 의미할 수 .있다. 그리고, End 서브필드 값이 1이면, 'Termination/End of Block', 즉 해당 블록이 마지막 MU 그룹 블록임을 지시하며， 이후에는 개별 STA을 위한 블톡 또는 더 이상의 블록이 없음을 지시할 수 있다. (물론, 상술한 End 서브필드 비트 값이 의미하는 바는 예시된 바의 역으로도 사용 가능하다)
[149] 이와 같은 End서브필드를 위해, End 서브필드를 포함하는 MU 그룹을 위한 블록은 슬롯 할당 필드의 블록들 중에서 맨 앞 부분부터 위치하게 된다. 예를 들어, 자원 할당 프레임에, 도 20의 예시와 같이, 총 3개의 블록 (2 개의 MU 그룹을 위한 블톡 (2001, 2002)와 1 개의 개별 STA을 위한 블록 (2003))이 존재하는 경우, MU 그룹을 위한 블톡은 자원 할당 프레임의 블록 내 맨 앞 부분부터 첫 번째, 두 번째로 위치할 수 있다. 그리고， MU 그룹 STA을 위한 마지막 블록 이후, 개별 STA을 위한 블톡이 위치할 수 있다. 즉, MU 그룹을 위한 블록이 모두 할당된 후 개별 STA을 위한 블록이 할당되는 것이다. 이와 같은 구성을 통해, 개별 STA을 위한 블록은, 종래의 개별 STA을 위한 블록 각각이 그룹 지시자 서브필드를 포함하여야만 하는 것과 달리, 그룹 지시자 서브필드를 생략할 수 있다. 이는, STA은 End 서브필드를 통해 특정 블톡이 MU 그룹 STA을 위한 마지막 블록임을 알 수 있고, 따라서 그 다음 블록부터는, 만약 존재한다면 개별 STA을 위한 블록임을 알 수 있기 때문에, 개별 STA을 위한 블록 각각에 그룹 지시자 서브필드는 불필요하기 때문이다.
[150] 도 20에는 상술한 End 서브필드를 포함하는 자원 할당 프레임 포맷의 일 예가 도시되어 있다.
[151] 도 20을 참조하면, 자원 할당 프레임의 슬롯 할당 필드는, 예시적으로, MU 그룹 STA을 위한 블록 2개 (2001, 2002)와 개별 STA을 위한 블록 1개로 이루어지며, MU 그룹 STA을 위한 블록 (2001ᅳ 2002)은 각각 앞서 설명된 End 서브필드를 포함한다. 첫 번째 MU 그룹 STA을 위한 블록 (2001)은 MU 그룹 STA 마지막 블록이 아니므로, End 비트 값 0을 가진다. 그리고 두 번째 MU 그룹 STA을 위한 블록 (2002)은 MU 그룹 STA 마지막 블록이므로, End 비트 값이 1로 설정되어 있다. 그리고, 개별 STA을 위한 블톡은 UL/DL 서브필드, 부분 AID 서브 필드, 슬롯 스타트 오프셋 서브필드를 포함하는 것을 알 수 있다.
[152] 이와 같은 예시에서, 단말은 첫 번째 블록의 두 번째 비트가 1로 설정된 것을 보고 첫 번째 블록의 첫 번째 비트가 UL/DL을 지시하는 것이 아니라 End 서브필드임을 묵시적으로 알 수 있다. 그리고, End 비트가 0인 것을 보고, 이후 블톡에 MU 그룹 STA을 위한 블록이 더 존재함을 알 수 있다. STA은 두 번째 MU 그룹 STA을 위한 블록에서 그룹 지시자가 1로 설정된 것을 보고 두 번째 블록의 첫 번째 비트가 End 서브필드임을 알 수 있다. 그리고, End 서브필드 값이 1로 설정된 것을 통해, 두 번째 블톡이 MU 그룹 STA을 위한 마지막 블록임을 알 수 있다. 다시 말해, STA은 End 서브필드를 통해, 현재 블록의 다음 블록에 개별 STA을 위한 블록이 계속되거나 또는 어떤 할당 블록도 존재하지 않음을 묵시적으로 알 수 있다. STA은 세 번째 할당 블록이 개별 STA을 위한 붙록임을 인지하고 있으므로, 세 번째 블록의 첫 번째 비트를 통해 UL/DL 중 어느 것인지, 다음 Ί 비트를 통해 자신의 AID가 해당되는지를 판단하고, 자신의 AID가 해당되는 경우 슬롯 스타트 오프셋 서브필드를 통해 액세스를 수행할 슬롯을 결정할 수 있다.
[153] 도 21에는 위 설명된 End 서브필드가 적용되는 경우에 있어서. 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 블록이 존재하지 않는 경우, 다시 말해 자원 할당 프레임에 하나 이상의 개별 STA을 위한 블록만 존재하는 경우를 도시하고 있다. 앞서 설명된 바와 같이， MU 그룹 STA을 위한 블록의 첫 번째 비트가 End 서브 필드로써 사용됨으로 인해, 개별 STA을 위한 블록에는 그룹 지시자 필드가 포함되지 않는다. 따라서, MU 그룹 STA을 위한 블록 없이, 개별 STA을 워한 블록만 존재하는 경우 도 21과 같이 슬롯 할당 필드가 이루어질 수 있다. MU 그룹 STA을 위한 할당 구조와 개별 STA 할당 구조는 그 크기 및 /또는 전체적인 구조는 동일하게 구성될 수 있더라도, 구체적인 필드 구성은 각각 다르게 정의될 수 있는 것이다.
[154] 다만, 도 21과 같은 경우 현재 자원 할당 프레임에는 MU 그룹 STA을 위한 블특이 존재하는지 여부가 명시 /지시될 필요가 있다. 이를 위해 자원 할당 프레임에 현재 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA올 위한 블록이 존재하는지 여부를 지시하는 지시자가 포함될 수 있다.
[155] 즉, 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임은, 현재의 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 블록이 존재하는지 여부를 지시하는， MU 그룹 지시자 (MU group Indicator)를 포함할 수 있다. 도 22에는 MU 그룹 지시자 (2201)를 포함하는 자원 할당 프레임이 도시되어 있다. 도 22를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임은, 슬롯 할당을 위한 필드 직전에 1 비트의 MU 그룹 지시자 (2201)를 포함할 수 있다. 물론, 자원 할당 프레임 내 MU 그룹 지시자의 위치는 도시된 바와 다른 위치에도 존재할 수 있다.
[156] 또 다른 예로써, 자원 할당 프레임 전송 전 RAW에 해당 비콘 인터벌 내 MU 그룹 STA이 존재하여 자원 할당을 해 즐 것임을 알려주는 지시 비트 (indication bit)를 포함하도록 할 수도 있다. 즉, MU 그룹 STA 존재 여부를 지시자를 통해 알려 줄 수 있다.
[157] 또 다른 예로써, 만약 자원 할당 프레임에 MU 그룹 지시자를 포함시킬 공간이 층분치 않다면, 자원 할당 프레임 전송 전에 AP로부터 전송되는 RPS 정보요소에 포함시켜 미리 MU 그룹 (STA)의 존재 여부를 지시할 수도 있다. RPS 정보요소 내의 특정 RAW N assignment에 필드에 MU group (STA)에 대한 채널 액세스 할당 정보가 포함되는 경우, 해당 RAW N assignment 필드 안에 (MU) 그룹 지시자를 포함시켜 향후 단말이 자원 할당 프레임을 복호시 인지하도록 할 수 있다. [158] MU 그룹 STA을 위한 블록이 존재하는지 여부를 MU 그룹 지시자 (또는 지시 비트)를 통해 알려 주는 경우, MU 그룹 STA을 위한 블록 역시 그룹 지시자 서브 필드를 포함할 필요가 없다. 즉, 도 23에 도시된 바와 같이， MU 그룹 STA을 위한 블록 (2301， 2302)은, End 서브 필드, 그룹 ID 서브필드, 슬롯 스타트 오프셋 서브필드로 구성될 수 있다.
[159] 이하에서는, 상술한 바와 같은 본 발명의 자원 할당 프레임을 수신한 MU 그룹 STA와 개별 STA의 동작에 대해 살펴본다. 즉, 이하의 설명에서는 앞서 설명된 구성들을 포함하는, 도 24에 도시된 바와 같은 자원 할당 프레임을 전제로 한다. 부연 설명하자면, 도 24의 자원 할당 프레임은 현재 자원 할당 프레임이 MU 그룹 STA을 위한 불록을 포함하는지 여부를 지시하는 MU 그룹 지시자를 포함하며, MU 그룹 STA을 위한 블록은 End 서브필드， 그룹 ID 필드, 슬롯 스타트 오프셋 필드로 이루어진다. 또한, 개별 STA을 위한 블록은 UL/DL 서브필드, 부분 A[D 서브필드, 슬롯 스타트 오프셋 서브필드를 포함한다. 도 24에서는 예시적으로 자원 할당 프레임이 복수개의 MU 그룹 STA을 위한 블록, 개별 STA을 위한 블록을 포함하는 경우를 도시하였으나, MU 그룹 지시자가 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 블록이 존재하지 않음을 지시하는 경우, 자원 할당 프레임에는 개별 STA을 위한 슬롯 할당 필드만을 포함할 수 있다. 또한, MU 그룹 지시자가 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 블록이 존재함을 지시하는 경우, 자원 할당 프레임에는 적어도 하나의 MU 그룹 STA을 위한 블록과 0개 이상의 개별 STA을 위한 블록을 포함할 수 있다. 또한, 설명의 편의를 위해 그룹 지시자 필드 값이 1인 경우 자원 할당 프레임이 MU 그룹 STA을 위한 블록을 포함하는 것으로 전제하며, 상술한 설명에서 사용된 '블록 '이란 용어 대신 '슬롯 할당 필드'를 사용한다.
[160] 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당프레임을 수신한 MU그룹 STA의 동작
[161] 도 25를 참조하면, 자원 할당 프레임을 수신 (S2501)한 MU 그룹 STA은 자원 할당 프레임에 포함된 그룹 지시자 필드를 확인 (S2502)한다. 만약, 그룹 지시자 필드가 1인 경우， 즉 해당 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우， MU 그룹 STA은 그 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정할 수 있다. 구체적으로, MU 그룹 STA은 MU 그룹 지시자 필드가 1인 경우， 술롯 할당 필드의 첫 번째 비트 (End 서브필드) 값이 0인지 확인 (S2503)한다. [162] 만약, 상기 첫 번째 비트값이 0 인 경우, MU 그룹 STA은 MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드가 더 존재함을 인식 (S2504)하고, 상기 첫 번째 비트에 해당되는 서브필드의 다음 번 서브필드 (그룹 ID 서브필드)가 자신의 그룹 ID인지 확인 (S2505)한다. 즉, 그룹 ID 서브필드와 자신의 그룹 ID를 비교하는 것이다. 확인 /비교 결과, 자신의 ■그룹 ID에 해당하는 경우, 다음 서브필드인 슬롯 스타트 오프셋 서브필드로부터 미디엄 액세스 시작시기를 인식 (S2506)하고, 상기 미디엄 액세스 시작 시기에 PS-Poll 프레임을 전송 (S2507)할 수 있다. 단계 S2505에서 그룹 ID가 자신의 그룹 ID와 불일치하는 경우, 다음 번 슬롯 할당 필드를 확인 (S2508)할 수 있다.
[163] 단계 S2503에서 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트 값이 0이 아닌 경우, MU 그룹 STA은 현재 슬롯 할당 필드가 MU 그룹 STA을 위한 마지막 블톡 (슬롯 할당 필드)임올 인식 (S2510)하고, 그룹 ID 서브필드가 자신의 그룹 ID인지 확인 (S2505)한다. 죽, 그룹 ID 서브필드와 자신의 그룹 ID를 비교하는 것이다. 확인 /비교 결과, 자신의 그룹 ID에 해당하는 경우, 다음 서브필드인 슬롯 스타트 오프셋 서브필드로부터 미디엄 액세스 시작시기를 인식 (S2511)하고, 상기 미디엄 액세스 시작 시기에 PS-Poll 프레임을 전송 (S2512)할 수 있다. 단계 S2510에서 그룹 ID가 자신의 그룹 ID와 불일치하는 경우, MU 그룹 STA은 현재 슬롯 할당 필드의 이후에는 MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드가 더 이상 존재하지 않음을 알고 있으므로, 슬롯 할당을 찾기 위한 추가적인 비교 등의 프로세싱을 수행하지 않고 종료 (S2513)한다.
[164] 단계 S2502에서 그룹 지시자 필드 값이 1이 아닌 경우, 즉, 현재 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드가 존재하지 않음을 지시하는 경우, STA은 자원 할당 필드에 포함된 슬롯 할당 필드 (들)을 무시 (S2514)한다.
[165] 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임을 수신한 개범 /할당된 STA의 ¾
[166] 도 26에는 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임을 수신한 개별 STA (즉, MU그룹과 무관한 STA)의 동작이 도시되어 있다.
[167] 개별 STA은 본 발명의 실시예에 의한 자원 할당 프레임을 수신 (S2601)하고, 그룹 지시자 필드가 1인지 여부를 확인 (S2602)한다. 그룹 지시자 필드가 1인 경우, 즉 자원 할당 프레임에 MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 개별 STA은 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트를 통해 슬롯 스타트 오프셋을 결정할 수 있다. MU 그룹 STA을 위한 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트， 즉, End 서브필드는 현재 슬롯 할당 필드가 MU 그룹 STA을 위한 마지막 슬롯 할당 필드인지 여부를 지시하므로, STA은 이를 통해 MU 그룹 STA올 위한 슬롯 할당 필드가 언제까지 계속되는지를 알 수 있다. 다시 말해, STA은 End 서브필드 값으로 1을 갖는 슬롯 할당 필드와 그 이전의 술롯 할당 필드들에 대해서는 ID 비교 및 /또는 슬롯 스타트 오프셋 결정을 수행할 필요가 없고, End 서브필드 값으로 1을 갖는 슬롯 할당 필드의 다음 슬롯 할당 필드부터 ID 비교 및 /또는 슬롯 스타트 오프셋 결정을 수행할 수 있다.
[168] 계속해서 그룹 지시자 필드가 1인 경우, STA은 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트값이 0인지 확인 (S2603)한다. 슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트값이 ◦인 경우, STA은 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 더 존재함을 인식 (S2604)하고, 현재 슬롯 할당 필드의 나머지 서브필드들을 무시 (또는, 비교를 수행하지 않음)한다 (S2605). 이후, STA은 다음 번 슬롯 할당 필드를 확인 (즉, 단계 S2603으로 되돌아감)한다 (S2606). 단계 S2603에서 슬롯 할당 필드의 End 비트 값이 0이 아닌 경우, STA은 현재 슬롯 할당 필드가 MU 그룹을 위한 마지막 술롯 할당 필드임을 인식 (S2607)하고, 현재 슬롯 할당 필드의 나머지 서브필드를 무시 (S2608)한다. '
[169] 후속 슬롯 할당 필드가 존재하는 경우, STA은 다음 번 슬롯 할당 필드를 확인 (S2609)한다. 이 때, STA은 상기 다음 번 슬롯 할당 필드부터는 개별 STA을 위한 슬롯 할당 필드임을 알고 있으므로， 슬롯 할당 필드의 첫 번째 서브필드를 UL/DL 서브필드로 인식하고 비트값을 확인 (S2610)한다. 그리고, 다음 번 서브필드인 부분 AID 서브필드가 자신의 AID와 일치하는지 여부를 확인 (S2611)하여， 일치하는 경우 슬롯 스타트 오프셋 서브필드로부터 미디엄 액세스의 시작 시기를 확인 (S2612)한다. 이후, STA은 미디엄 액세스 시작 시기에 PS-Poll 프레임을 AP로 전송 (S2613)할 수 있다. 단계 S2611에서, 자신의 AID와 불일치하는 경우, STA은, 다음 번 슬롯 할당 필드 (존재하는 경우)를 확인 (S2609)한다.
[170] 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다. [171] 도 27는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
[172] AP(10)는 프로세서 (11), 메모리 (12)， 송수신기 (13)를 포함할 수 있다. STA(20)는 프로세서 (21), 메모리 (22), 송수신기 (23)를 포함할 수 있다. 송수신기 (13 및 23)는 무선 신호를 송신 /수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11 및 21)는 송수신기 (13 및 21)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및 /또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11 및 21)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 AP 및 STA의 동작을 구현하는 모들이 메모리 (12 및 22)에 저장되고 프로세서 (11 및 21)에 의하여 실행될 수 있다. 메모리 (12 및 22)는 프로세서 (11 및 21)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (11 및 21)의 외부에 설치되어 프로세서 (11 및 21)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
[173] 위와 같은 AP 및 STA 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.
[174] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예돌은 하드웨어, 펌웨어 (firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[175] 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따론 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDsCProgrammable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트를러, 마이크로 컨트를러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[176] 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다ᅳ 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부. 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다. '
[177] 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】
[178] 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

【특허청구범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 MlKMulti User) 그룹 STA(Station)이 채널 액세스를 수행하는 방법에 있어서，
자원 할당 프레임을 수신하는 단계; 및
상기 자원 할당 프레임에 포함된 그룹 지시자 필드를 확인하는 단계;
를 포함하며,
상기 STA은 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우,
상기 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우,
슬롯 할당 필드의 첫 번째 비트를 확인하는 단계; 및
상기 첫 번째 비트에 해당되는 서브필드의 다음 번 서브필드와 상기 STA의 그룹 ID를 비교하는 단계;
를 더 포함하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 3】
제 2항에 있어서,
상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하는 경우,
상기 술롯 할당 필드의 마지막 서브필드로부터 미디엄 액세스의 시작 시기를 획득하는 단계; 및
상기 미디엄 액세스의 시작 시기에서 경쟁 후 PS-Poll 프레임을 전송하는 단계; 를 포함하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 4】
게 3항에 있어서,
상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하지 않고,
상기 첫 번째 비트가， 상기 슬롯 할당 필드는 MU 그룹을 위한 마지막 슬롯 할당 필드임을 지시하는 경우
상기 STA은 상기 슬롯 할당 필드 이후의 슬롯 할당 필드를 무시하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 5】
제 4항에 있어서,
상기 다음 번 서브필드가 상기 STA의 그룹 ID와 일치하지 않고,
상기 첫 번째 비트가, 상기 슬롯 할당 필드는 MU 그룹을 위한 마지막 슬롯 할당 필드가 아님을 지시하는 경우,
상기 STA은 상기 슬롯 할당 필드의 다음 번 슬롯 할당 필드의 두 번째 서브필드를 상기 STA의 그룹 ID와 비교하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 6】
제 2항에 있어서，
상기 MU 그룹을 위한 슬릇 할당 필드는 상기 자원 할당 프레임에 포함된 하나 이상의 슬롯 할당 필드들의 시작 부분부터 위치하는， 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 7】 '
제 2항에 있어서, ¾
상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재하지 않음을 지시하는 경우,
상기 STA은 상기 그룹 지시자 필드에 포함된 모든 슬롯 할당 필드를 무시하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 8】
제 7항에 있어서,
상기 모든 슬롯 할당 필드는 각각의 (할당된) STA을 위한 슬롯 할당 필드인, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 9】
저12항에 있어서,
상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우,
상기 자원 할당 프레임은 적어도' 하나의 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드와 0개 이상의 각각의 (할당된) STA을 위한 슬롯 할당 필드를 모두 포함하는. 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 10】
제 2항에 있어서,
상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재하지 않음을 지시하는 경우,
상기 자원 할당 프레임은 각각의 (할당된) STA을 위한 슬롯 할당 필드만을 포함하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 11】
제 10항에 있어서,
상기 각각의 (할당된) STA를 위한 슬롯 할당 필드는, UL/DL 지시자 서브필드, 부분 AID 서브필드, 술롯 시작 오프셋 서브필드를 포함하는, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 12】
거 13항에 있어서,
상기 다음 번 서브필드는 그룹 ID 서브필드고, 상기 마지막 서브필드는 슬롯 시작 오프셋 서브필드인, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 13]
제 2항에 있어서,
상기 MU 그룹은 MU MIMOCMultiple Input Multiple Output)를 위한 STA의 집합인, 채널 액세스 수행 방법.
【청구항 14】
무선 통신 시스템에서 채널 액세스를 수행하는 MU(Multi User) 그룹 STA(Station) 장치 있어서，
송수신 모들; 및
프로세서;
를 포함하고,
상기 프로세서는 자원 할당 프레임을 수신하여 그룹 지시자 필드를 확인하고， 상기 그룹 지시자 필드가 상기 자원 할당 프레임에 MU 그룹을 위한 슬롯 할당 필드가 존재함을 지시하는 경우, 상기 슬롯 할당 필드에 기초하여 슬롯 스타트 오프셋을 결정하는, STA장치
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