WO2014178502A1 - 무선랜 시스템에서 동적 채널 센싱 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 동적 채널 센싱 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014178502A1
WO2014178502A1 PCT/KR2013/010123 KR2013010123W WO2014178502A1 WO 2014178502 A1 WO2014178502 A1 WO 2014178502A1 KR 2013010123 W KR2013010123 W KR 2013010123W WO 2014178502 A1 WO2014178502 A1 WO 2014178502A1
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sta
backoff
mhz
cca
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PCT/KR2013/010123
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석용호
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엘지전자 주식회사
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    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for dynamically sensing a channel in a WLAN system.
  • Wireless LAN is based on radio frequency technology, using a portable terminal such as a personal digital assistant (PDA), a laptop computer, a portable multimedia player (PMP), or the like. It is a technology that allows wireless access to the Internet in a specific service area.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • IEEE 802 ⁇ 11 ⁇ supports High Throughput (HT) with data throughput rates up to 540 Mbps and higher, and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates.
  • HT High Throughput
  • MIMCX Multiple Inputs and Multiple Outputs technology
  • Machine-to-Machine (M2M) communication technology is being discussed as the next generation communication technology.
  • IEEE 802.11 WLAN system a technical standard for supporting M2M communication is being developed as IEEE 802.11ah.
  • 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 propose a new backoff scheme including an operation of determining whether to occupy or idle a wireless medium by applying an appropriate parameter according to a situation.
  • a method of performing a backoff in a WLAN system includes: when transmitting a data unit having a size greater than or equal to a first channel width, Performing a first backoff procedure on a first primary channel having a size of a second channel width less than or equal to one channel width using a first CCA condition; In case of transmission of a data unit having a size greater than or equal to the third channel width, on the second primary channel having the size of the fourth channel width less than or equal to the third channel width, a second backoff using a second CCA condition Performing a process; And transmitting a data unit having a size greater than or equal to the first channel width when the transmission opportunity TX0P is allowed as a result of the first backoff process, and transmitting the data unit having a size larger than the first channel width as the result of the second backoff process. And transmitting the data unit having a size larger than the width.
  • a station (STA) apparatus for performing backoff in a WLAN system includes: a transceiver; And a processor.
  • the processor is configured to transmit a first CCA condition on a first primary channel having a size of a second channel width less than or equal to the first channel width when transmitting a data unit having a size greater than or equal to a first channel width.
  • the second backoff using a second CCA condition Carry out the process; If transmission interest TX0P is allowed as a result of the first backoff process, a data unit having a size greater than or equal to the first channel width is transmitted using the transceiver, and TX0P is allowed as a result of the second backoff process.
  • the data unit having a size greater than or equal to the third channel width may be set to be transmitted using the transceiver.
  • the third channel width may be greater than the first channel width, and the second CCA threshold of the second CCA condition may be higher than the first CCA threshold of the first CCA condition.
  • the first CCA threshold may be A dBm, and the second CCA threshold may be A + 3 dBm.
  • the first primary channel When a signal above the first CCA threshold is detected on the first primary channel, it may be determined that the first primary channel is occupied (BUSY). In addition, when a signal above the second CCA threshold is detected on the second primary channel, it may be determined that the second primary channel is in an occupied (BUSY) state.
  • the value of the backoff timer of the first backoff process may decrease for each backoff slot.
  • the value of the backoff timer of the second backoff process may decrease for each backoff slot.
  • TX0P being allowed as a result of the first backoff process may include that a value of the backoff timer of the first backoff process reaches zero.
  • TX0P being allowed as a result of the second backoff process may include that the value of the backoff timer of the second backoff process reaches zero.
  • transmission of a data unit having a size greater than or equal to the first channel width may be performed according to an idle state of at least one secondary channel.
  • transmission of a data unit having a size greater than or equal to the third channel width may be performed according to an idle state of at least one secondary channel.
  • TX0P is allowed as a result of the second backoff process and the at least one secondary channel is occupied, a new backoff process may be performed.
  • the second channel width may be part of the first channel width
  • the fourth channel width may be part of the third channel width
  • the size of the first channel width may be W MHz, 2W MHz, 4W MHz, or 8W MHz, and the size of the second channel width may be W MHz.
  • the size of the third channel width may be 2W MHz, 4W MHz, or 8W MHz, and the size of the fourth channel width may be W MHz.
  • the data unit may be a PPDK Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit).
  • PLCP Physical Layer Convergence Protocol
  • a new backoff method and apparatus including an operation of determining whether to occupy or idle a wireless medium by applying an appropriate parameter according to a situation.
  • 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 illustrates another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 5 is a view for explaining a link setup process in a WLAN system.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a power management operation.
  • 10 to 12 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a group based AID.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • FIG. 15 shows an example of an S1G 1 MHz format.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of a format shorter than S1G 2 MHz.
  • 17 shows an example of a format longer than S1G 2 MHz.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an exemplary format of an S1G operation element.
  • FIG. 19 is a diagram for explaining a relationship between a primary channel and a secondary channel.
  • 20 is a diagram for explaining an example of a backoff process of an STA.
  • FIG. 21 illustrates an example of an STA backoff process according to the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram illustrating a transmission operation using a discontinuous channel.
  • FIG. 23 is a diagram for describing channels usable by a WLAN system in a 5 GHz band.
  • 24 is a diagram for explaining a CCA technique according to an example of the present invention.
  • 25 is a diagram for explaining a CCA technique according to an additional example of the present invention.
  • FIG. 26 is a diagram illustrating a backoff method according to an example 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. [Form for implementation of invention]
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be substituted for components or features of another embodiment.
  • Specific terms used in the following descriptions are provided to help the understanding of the present invention, and the use of the specific terms may be changed into other forms without departing from the technical spirit of the present invention.
  • Embodiments of the present invention provide wireless access systems such as IEEE 802 system, 3GPP system 3GPP LTE . And standard documents disclosed in at least one of an LTE-Advanced (LTE-A) system and a 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in this document may be explained by a commercial standard document.
  • LTE-A LTE-Advanced
  • 3GPP2 3GPP2
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented by a radio technology such as UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with a wireless technology such as Global System for Mobile communication (GSM) / Gener a 1 Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communication
  • GPRS Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • 0FDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 is a diagram showing an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 structure may be composed of a plurality of components, and a WLAN supporting transparent STA mobility for higher layers may be provided by their interaction.
  • the Basic Service Set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 LAN. 1 shows two BSSs (BSS1 and BSS2) is present and two STAs are included as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2).
  • 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 BS Basic Service Area.
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 LAN is an independent BSS (IBS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • BSSCBSS1 or BSS2 of FIG. 1, which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS.
  • This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of LAN may not be configured in advance, but may be configured when a LAN is required, which may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning on or off the STA, or entering or exiting the BSS area.
  • 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 dynamically established and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 2 is a diagram showing 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 PHY performance. In some cases, this distance limit may be striking, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • a distribution system (DS) can be configured to support extended coverage.
  • 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 distinguishes between wireless medium (DS) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components. The definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones.
  • the plurality of media 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 means an entity that enables access to the DS through the WM for the associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 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 network and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of the AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.11 port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied. 3 conceptually illustrates an extended service set (ESS) for providing wide coverage in addition to the structure of FIG. 2.
  • ESS extended service set
  • a wireless network of arbitrary size and complexity may be composed of DS and BSSs.
  • this type of network is called an ESS network.
  • 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 in the LUXLogical Link Control (LB) negotiation. STAs included in the ESS may communicate with each other, and mobile STAs may move from within one BSS to another BSS (within the same ESS) transparently to the LLC.
  • LB LUXLogical Link Control
  • BSSs can be partially overlapped, which is a form commonly used to provide continuous coverage.
  • the BSSs may not be physically connected, and logically there is no limit to the distance between the BSSs.
  • the BSSs may be located at the same physical location, which may be used to provide redundancy.
  • one (or more) IBSS or ESS networks may be physically present in the same space as one (or more than one) ESS network.
  • 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 IEEE 802.11.
  • the STA includes an AP STA and a non-AP STA.
  • Non-AP STAs are devices that users typically handle, such as laptop computers and mobile phones.
  • STAl, STA3, and STA4 correspond to non-AP STAs
  • STA2 and STA5 correspond to AP STAs.
  • a non-AP STA includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal (MS). Mobile Terminal), Mobile Subscriber Station (MSS), or the like.
  • the AP includes a base station (BS), a node-B (Node-B), an evolved Node-B (eNB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields. It is a concept that stands for Femto BS.
  • the STA may have a plurality of hierarchical structures.
  • the hierarchical structure covered by the 802.11 standard document is mainly a MAC sublayer and a physical (PHY) layer on the DLUData Link Layer.
  • the PHY may include a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity, a PMDCPhysical Medium Dependent (PMDCP) entity, and the like.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMDCP PMDCPhysical Medium Dependent
  • the MAC sublayer and the PHY conceptually contain management entities called MAC sublayer management entities (MLMEs) and physical layer management entities (PLMEs), respectively.These entities provide a layer management service interface on which layer management functions operate. .
  • SME Station Management Entity
  • An SME is a layer-independent entity that can be present in a separate management plane or appear to be off to the side.
  • the exact functions of the SME are not described in detail in this document, but generally they do not include the ability to collect layer-dependent states from various LMEs and set similar values for layer-specific parameters. You may seem to be in charge. SMEs generally perform these functions on behalf of general system management entities, and can implement standard management protocols.
  • a primitive refers to a set of elements or parameters related to a particular purpose.
  • ⁇ -GET The request primitive is used to request the value of a given MIB attribute (management information based attribute information).
  • XX-GET The confirm primitive is used to return the appropriate MIB attribute information value if Status is "Success", otherwise return an error indication in the Status field.
  • XX-SET The request primitive is used to request that the indicated MIB attribute be set to the given value. If the MIB attribute means a specific operation, this is to request that the operation be performed. And XX-SET.
  • the confirm primitive is used to confirm that the indicated MIB attribute is set to the requested value when status is "success", otherwise return an error condition in the status field.
  • the MIB attribute means a specific operation, this confirms that the operation is performed.
  • the MLME and the SME may exchange various MLME_GET / SET primitives through the MLME_SAP (Service Access Point).
  • various PLME_GET / SET primitives can be exchanged between PLME and SME through PLME_SAP, and between MLME and PLME through MLME—PLME SAP.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining a general link setup process.
  • the STA In order for the STA to set up a link and transmit / receive data with respect to the network, the STA first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and secures the security. It must go through the certification process.
  • the link setup process may also be referred to as a session initiation process and a session setup process.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, it must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. A network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • Scanning methods include active scanning and passive scanning 0 ].
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmitted the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the answering machine may be an STA that transmits a beacon frame last in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame because the AP transmits a beacon frame.
  • the responder is not constant.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 may identify BSS-related information included in the received probe response frame. Store and move to the next channel (for example, channel 2) to perform scanning (i.e., probe request / answer response on channel 2) in the same way.
  • channel 2 for example, channel 2
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network, and is periodically transmitted so that an STA performing scanning can find a wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit a 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 may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process 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.
  • An authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a chal lenge text, a Robust Security Network, and a finite loop. It may include information about a group (Finite Cyclic Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • a group Finite Cyclic Group
  • the STA may transmit an authentication request frame to the AP.
  • the AP determines whether to allow authentication for the STA based on the information included in the received authentication request frame. You can decide.
  • 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 information the beacon listen interval related to the various capabilities (capability) (listen interval), SSID (service set identifier), supported rate (supported rates), supported channel (supported channels), Information about an RSN, a mobility domain, supported operating classes, a TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, an interworking service capability, and the like may be included.
  • associative answer frame includes information related to various capabilities, status code, association ID (AID), support rate, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter set, Received Channel Power Indicator (RCPI), RSNI (Received). Signal to Noise Indicator), mobility domain 'timeout interval (association ion comeback time), overlapping BSS scan parameters, 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 / answer.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup process of step S540 is performed. It may also be referred to simply as the authentication process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 includes, for example, performing three private key setup through 4-way handshaking through an EAPOL (Extensible Authentication Protocol over LAN) frame. can do.
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • IEEE 802.11 WLAN standard provides a transmission rate of 11 Mbps (IEEE 802.11b) or 54 Mbps (IEEE 802.11a) using an unlicensed band at 2.4 GHz or 5 GHz.
  • IEEE 802.11g applies OFDM at 2.4 GHz, providing a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11 ⁇ In order to overcome the limitation on the communication speed in the WLAN, IEEE 802.11 ⁇ exists as a relatively recently established technical standard. IEEE 802.11 ⁇ aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating distance of wireless networks. More specifically, IEEE 802.1 In supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and more. MIMOC Multiple Inputs uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. and Multiple Outputs) technology. That is, IEEE 802.11 ⁇ applies MIM0—OFDM to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11 ⁇ supports channel bandwidths of up to 40 MHz, which provides a transmission rate of 600 Mbps.
  • Next-generation wireless LAN systems that support Very High Throughput (VHT) are the next version of the IEEE 802.11 eta wireless system (e.g., IEEE 802. llac), which can be used at MAC Service Access Points (SAPs). It is one of the recently proposed IEEE 802.11 WLAN system to support the data processing speed of lGbps or more. To this end, the VHT system supports 80 MHz or 160 MHz channel bandwidths and up to eight spatial streams. When implemented with 160MHz channel bandwidth, eight spatial streams, 256QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and short GI (short GI) capability, it delivers up to 6.9Gbps.
  • VHT Very High Throughput
  • the next generation WLAN system supports MU (MIMCX 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 MIMCX Multi User Multiple Input Multiple Output
  • the AP may simultaneously transmit packets to one or more STAs paired with MIM0.
  • TV whitespace such as the band (eg, 54-698 MHz band)
  • IEEE 802.11af the band
  • whitespace may be a licensed band that a licensed user may preferentially use.
  • An authorized user refers to a user who is authorized to use an authorized band, and may be referred to as a licensed device, a primary user, an incumbent user, or the like.
  • an AP and / or STA operating in a WS should provide a protect ion 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 that is divided in the regulation to have a specific bandwidth in the WS band, the AP can be used to protect the authorized user. 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 must be preceded by a procedure for determining whether a specific frequency band in the WS band is available, that is, whether there is an authorized user in the frequency band. Knowing whether there is an authorized user in a specific frequency band is called spectrum sensing. As a spectrum sensing mechanism, an energy detection method and a signal detection method are used. If the strength of the received signal is greater than or equal to a predetermined value, it may be determined that the authorized user is in use, or if the DTV preamble is detected, the authorized user may be determined to be in use.
  • M2M (Machine-to-Machine) communication technology has been discussed as a next-generation communication technology.
  • IEEE 802.11 WLAN system a technical standard for supporting M2M communication is being developed as IEEE 802.11ah.
  • M2M communication refers to a communication method including one or more machines (Machine), may also be referred to as MTC (Machine Type Communication) or thing communication.
  • a machine is an entity that does not require human intervention or intervention.
  • devices such as meters or vending machines equipped with wireless communication modules, as well as user devices such as smartphones that can automatically connect and communicate with the network without user intervention / intervention, This may correspond to an example.
  • M2M communication between devices Communication (eg, device-to-device (D2D) communication), communication between a device and a server (appl icat ion server), and the like.
  • Examples of device and server communication include communication between a vending machine and a server, a Point of Sale (POS) device and a server, an electricity, gas or water meter and a server.
  • applications based on M2M communication may include security, transport ion, and health care. Given the nature of this application, in general, M2M communications should be able to support the occasional low speed transmission and reception of small amounts of data in a very large number of devices.
  • M2M communication should be able to support a large number of STAs.
  • WLAN system it is assumed that a maximum of 2007 STAs are associated with one AP, but in M2M communication, there are methods for supporting a case where a greater number (approximately 6000 STAs) are associated with one AP. Is being discussed.
  • many applications that support low data rates are expected in M2M communication.
  • an STA may recognize whether data to be transmitted to the user is based on a TIMCTraffic Indication Map element, and methods for reducing the bit size of the TIM have been discussed. .
  • 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 (e.g. one month), such as electricity / gas / water use. Accordingly, in the WLAN system, even though the number of STAs that can be associated with one AP becomes very large, the number of STAs having data frames to be received from the AP during one beacon period is very efficiently supported. The ways to do this 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.
  • a basic access mechanism of a medium 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 employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium during a predetermined time interval (e.g., during a DCF Inter-Frame Space (DIFS), before starting transmission).
  • DIFS DCF Inter-Frame Space
  • CCMClear Channel Assessment can 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 is based on the DCF and the Point Coordination Function (PCF).
  • PCF refers to a polling-based synchronous access method that polls periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • HCF also has EEOUEnhanced Distributed Channel Access (EEOU) and HCF Controlled Channel Access (HCCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users, and HCCA uses a non-competition based channel access scheme using a polling mechanism.
  • 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). have.
  • QoS quality of service
  • FIG. 6 illustrates a backoff process
  • 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.
  • CW parameter is given CWmin as initial value, but in case of transmission failure (ex. For example, when the ACK for the transmitted frame is not received), the value can be doubled. If the CW parameter value is CWmax, data transmission can be attempted while maintaining the CTmax value until the data transmission is successful.
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slot according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the medium to be occupied. In the meantime, data may be transmitted in each of STAl, STA2, and STA5, and each ' STA waits for DIFS when the medium is monitored idle, and then counts the backoff slots according to a random backoff count value selected by the STA. You can do the down. In the example of FIG. 6, STA2 selects the smallest backoff count value and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of STA5 is shorter than the remaining backoff time of STA1.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • 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.
  • data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4, and in this case, a stratification may occur between STA4 and STA5.
  • both STA4 and STA5 do not receive an ACK and thus fail to transmit data.
  • STA4 and STA5 double the CW value and then increase the random backoff count value. You can select and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, and if the medium is idle, waits as much as DIFS, and then starts frame transmission after the remaining backoff time.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value in which an AP and / or STA currently using or authorized to use a medium instructs another AP and / or STA the time remaining until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period in which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a hidden node and an exposed node.
  • FIG. 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 may be transmitting information to STA B, it may be determined that the medium is idle when STA C performs carrier sensing before sending data to STA B. This is because transmission of STA A (ie, media occupation) may not be sensed at the location of STA C.
  • the STA B receives the information of the STA A and the STA C at the same time, so that the stratification occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 7B is an example of an exposed node
  • STA B is a case where STA C has information to be transmitted from STA D in a situation in which data is transmitted to STA A.
  • FIG. 7B if STA C performs carrier sensing, due to transmission of STA B It can be determined that the medium is occupied. Accordingly, even though there is information to be transmitted to STA D, STA C is sensed as being occupied by the medium, and thus, waits until the medium becomes idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, the transmission from STA C and the transmission from STA B may not collide in the position of STA A, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, STA C may be referred to as an exposed node of STA B.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • a short signaling packet such as a request to send (RTS) and a clear to send (CTS) may be 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 the data, the STA receiving the data may inform the neighboring STAs that it will receive the data by transmitting the CTS frame.
  • FIG. 8A illustrates an example of a method of solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 8A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until the data transmission of STA A and STA B is completed, thereby avoiding the dolmen.
  • FIG. 8 (b) illustrates an example of a method for resolving an exposed node problem, and STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may identify another STA (eg, For example, even when data is transmitted to STA D, it may be determined that no stratification occurs. That is, STA B transmits an RTS to all neighboring STAs, and only STA A having data to actually transmit 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.
  • Power consumption in the receive state is not significantly different from power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also limited in power (i.e. Operating by) is a great burden to the STA. Therefore, if the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, it consumes power inefficiently without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state (or a doze state) and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA As the STA operates in the sleep state for as long as possible, power consumption increases, so that the STA increases its operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to transmit to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Therefore, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether there is a frame to be transmitted to it (and to receive it if there is).
  • 9 is a view for explaining a power management operation.
  • a 210 transmits a beacon frame to STAs in a BSS at regular intervals (S211, S212, S213, S214, S215, and S216).
  • the beacon frame includes a TIMCTraffic Indication Map information element.
  • the TIM information element includes information indicating that the AP 210 is present with buffered traffic for STAs associated with it and will transmit a frame.
  • the AP 210 may transmit the DTIM once every three beacon frames.
  • STAU220 and STA2 222 are STAs operating in a PS mode.
  • STAK220 The STA2 222 may be configured to receive the TIM element transmitted by the A 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 STA's clock coincides with the clock of the AP.
  • the predetermined wakeup interval may be set to allow the STAK220 to switch to the awake state for each beacon interval to receive the TIM element. Therefore, 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. When the acquired TIM element indicates that there is a frame to be transmitted to the STAK220, the STAK220 may transmit a PS-Pol 1 (Power Save-Poll) frame requesting frame transmission to the AP 210 from A210. (S221a). The AP 210 may transmit the frame to the STA 220 in response to the PS-Poll frame (S231). After completing the frame reception, the STAU220 switches to the sleep state to operate.
  • PS-Pol 1 Power Save-Poll
  • the AP 210 When the AP 210 transmits 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. It may be transmitted at a delayed time without transmitting (S212). In this case, the STAK220 switches the operation mode to the awake state according to the beacon interval, but fails to receive the delayed beacon frame, and switches back to the sleep state (S222).
  • the beacon frame may include a TIM element set to DTIM.
  • 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 determine that there is no frame to receive, and switch to the sleep state again. AK210 transmits the frame to the STA after the beacon frame transmission (S232).
  • the AP 210 transmits a beacon frame for the fourth time (S214).
  • STA1 220 indicates that there is buffered traffic for itself through the reception of the previous two TIM elements. Since information could not be obtained, it is possible to adjust the wakeup interval for TIM element reception.
  • the wakeup interval value of the STAK220 may be adjusted.
  • the STA 220 may be configured to switch the operating state by waking up once every three beacon intervals from the operating state for receiving the TIM element every beacon interval. Accordingly, the STAK220 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 beacon frame (S214) and the fifth beacon frame (S215).
  • the STA1 220 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 a 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 and receive the TIM element at the time S215 when the AP 210 transmits the beacon frame for the fifth time (S241).
  • the STA2 230 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 may be implemented through field setting of a TIM element.
  • 10 to 12 are diagrams for describing in detail the operation of the STA that has received the TIM.
  • STA is that the transition to an awake state from a sleep state to receive a beacon frame including a TIM from the AP, and the interpreting the received TIM element prior to their "songdoel buffer traffic It can be seen.
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request the AP to transmit a data frame after contending with other STAs for medium access for PS-Poll frame transmission.
  • AP receiving the PS-Poll frame transmitted by the STA may transmit the frame to the STA. have.
  • 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 transmits a data frame after a predetermined time (eg, SIFSCShort Inter-Frame Space). Can work accordingly. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a delayed response method. This 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, receives a TIM from the AP, and transmits a PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 10. If the AP fails to prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame was successfully received to the AP and go to sleep.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon 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 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 AIDCAssociation Identifier, which is an identifier assigned by the STA at the time of association with the AP.
  • AID is used as a unique identifier for each STA in one BSS. For example, in the current WLAN system, the AID may be assigned to one of values from 1 to 2007. In the currently defined WLAN system, 14 bits may be allocated for an AID in a frame transmitted by an AP and / or STA, and an AID value may be allocated up to 16383, but in 2008, 16383 is set as a reserved value. It is.
  • the TIM element according to the existing definition is not suitable for application of an M2M application in which a large number of STAs (eg, more than 2007) may be associated with one AP.
  • the TIM bitmap size is so large that it cannot be supported by the existing frame format, and is not suitable for M2M communication considering low transmission rate applications.
  • M2M communication it is expected that the number of STAs in which a received data frame exists during one beacon period is very small. Therefore, considering the application 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 compressing the bitmap efficiently is required.
  • bitmap compression technique there is a method of defining an offset (or starting point) value by omitting consecutive zeros in front of a bitmap.
  • the compression efficiency is not high. For example, in the case where 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 has 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. .
  • the AID may be divided into groups to perform more efficient data transmission.
  • Each group is assigned a designated group ID (GID).
  • GID group ID
  • AIDs allocated on a group basis will be described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 13 (a) is a diagram illustrating an example of an AID allocated on a group basis.
  • the first few bits of the AID bitmap may be used to indicate a GID.
  • the first two bits of the AID bitmap can be used to represent four GIDs. have. If the total length of the AID bitmap is N bits, the first two bits (B1 and B2) indicate the GID of the corresponding AID.
  • FIG. 13B is a diagram illustrating another example of an AID allocated on a group basis.
  • the GID may be allocated according to the location of the AID.
  • AIDs using the same GID may be represented by an offset and a length value.
  • GID 1 is represented by an offset A and a length B, it means that AIDs A through A + B ⁇ 1 have GID 1 on the bitmap.
  • FIG. 13B 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 may be represented by offset 1 and length N1.
  • MDs belonging to GID 2 may be represented by offset N1 + 1 and length N2-N1 + 1
  • AIDs belonging to GID 3 may be represented by offset N2 + 1 and length N3-N2 +
  • GID AIDs belonging to 4 may be represented by an offset N3 + 1 and a length N4-N3 + 1.
  • channel access may be allowed only to STA (s) corresponding to a specific group during a specific time interval, and channel access may be restricted to other STA (s).
  • a predetermined time interval in which only specific STA (s) are allowed access may be referred to as a restricted access window (RAW).
  • RAW restricted access window
  • FIG. 13C illustrates a channel access mechanism according to the beacon interval when the AID is divided into three groups.
  • First beacon interval (or first
  • the first beacon includes a TIM element only for AIDs corresponding to GID 1.
  • the second beacon frame includes a TIM element only for AIDs having GID 2, and thus only channel access of an STA corresponding to an AID belonging to GID 2 is allowed during the second beacon interval (or second RAW).
  • the third beacon frame contains a TIM element for AIDs with GID 3 only, so that during the third beacon interval (or third RAW) only the channel access of the STA corresponding to the AID belonging to GID 3 Is allowed.
  • the fourth beacon frame again includes a ⁇ element for only AIDs having all GIDs 1, and thus only channel accesses of STAs corresponding to AIDs belonging to GID 1 are allowed during the fourth beacon interval (or fourth RAW). Then, even in each of the fifth and subsequent beacon intervals (or fifth and subsequent RAWs), only channel access of the STA belonging to the specific group indicated in the TIM included in the beacon frame may be allowed.
  • the order of GIDs allowed according to the beacon interval is cyclic or periodic, but the present invention is not limited thereto. That is, by including only the AID (s) belonging to a particular GID (s) in the TIM element, allowing channel access only to the STA (s) corresponding to the particular AID (s) during a particular time interval (e.g., a particular RAW). And operate in a manner that does not allow channel access of the remaining STA (s).
  • the group-based AID allocation scheme as described above may also be referred to as a hierarchical structure of the TIM. That is, the entire AID space may be divided into a plurality of blocks, and only channel access of the STA (s) (that is, the STA of a specific group) corresponding to a specific block having a non-zero value may be allowed. Accordingly, the TIM is divided into small blocks / groups so that the STAs can easily maintain the TIM information, and it becomes easy to manage the blocks / groups according to the class, quality of service (QoS), or purpose of the STA.
  • QoS quality of service
  • FIG. 13 a two-level hierarchy is shown, but a hierarchical TIM may be configured in the form of two or more levels.
  • 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.
  • frame structure 14 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • the Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit (PPDU) frame format may include a Short Training Field (STF), a Long Training Field (LTF), a SIG (SIGNAL) field, and a Data (Data) field. Can be.
  • the most basic (e.g., non-HT) PPDU frame format may consist of only Legacy-STF (Legacy-LTF), SIG field, and data field.
  • additional (or other types) STF LTF between the SIG field and the data field
  • the SIG field may be included.
  • STF is a signal for signal detection
  • AGC Automatic Gain Control
  • LTF is a signal for channel estimation and frequency error estimation.
  • the STF and LTF may be referred to as a PCLP preamble
  • the PLCP preamble may be referred to as a signal for synchronization and channel estimation of the 0FDM physical layer.
  • the SIG field may include a RATE field and a LENGTH field.
  • the RATE field may include information about modulation and coding rate of data.
  • the LENGTH field may include information about the length of data.
  • the SIG field may include a parity bit, a SIG TAIL bit, and the like.
  • the data field may include a SERVICE field, a PSDI PLCP Service Data Unit), a PPDU TAIL bit, and may include a padding bit if necessary.
  • Some bits of the SERVICE field may be used for synchronization of the descrambler at the receiving end.
  • the PSDU is based on a MAC Protocol Data Unit (PDU) defined in the MAC layer, and may include data generated / used in an upper layer.
  • the PPDU TAIL bit can be used to return the encoder to zero.
  • the padding bit may be used to adjust the length of the data field in a predetermined unit.
  • the MAC header includes a frame control field, a duration / ID field, an address field, and the like.
  • the frame control field may include control information required for frame transmission / reception.
  • the duration / ID field may be set to a time for transmitting a corresponding frame.
  • the frame control field of the MAC header may include Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame, and Order subfields.
  • the contents of each subfield of the frame control field may refer to the IEEE 802.11-2012 standard document.
  • the null-data packet (NDP) frame format refers to a frame format of a type that does not include a data packet. That is, the DP frame refers to a frame format including only a PIXP header part (ie, STF, LTF, and SIG fields) in the general PPDU format, and not including the rest part (ie, data fields).
  • the NDP frame may be referred to as a short frame format.
  • SIG PPDU format As the SIG PPDU format, three types of formats are defined. These include short formats used in SIG 2MHz bandwidths, long formats used in SIG 2fflz bandwidths, and formats used in the SIG 1MHz bandwidths.
  • 15 is a diagram illustrating an example of the SIG 1 MHz format.
  • the SIG 1MHz format may be used for 1MHz PPDU single user (SU) transmission.
  • the SIG 1MHz format of FIG. 15 is composed of STF ⁇ LTF1, SIG, LTF2-LTFN, and Data fields similarly to the Green-field format defined in IEEE 802.11 ⁇ , but the transmission time of the preamble portion compared to the Green-field format. By this iteration can be understood to be more than doubled form.
  • the STF field of FIG. 15 has the same periodicity as the STF (two symbol length) in the PPDU for a bandwidth of 2 MHz or more, but is applied with a two-time repetition (rep2) scheme in time to provide a four symbol length ( For example, with 160 s), 3 dB power boosting can be applied.
  • rep2 two-time repetition
  • the LTF1 field of FIG. 15 is designed to be orthogonal in the frequency domain with the LTF1 field (2 symbol length) in the PPDU for a bandwidth of 2 MHz or more, and may be repeated two times in time and have a length of 4 symbols. have.
  • the LTF1 field is a DGI (Double Guard Interval), LTSCLong Training Sequence (LTS), LTS, Guard Interval (GI), LTS, GI, and LTS.
  • the SIG field of FIG. 15 may be repeatedly coded, and the lowest Modular On and Coding Scheme (MCS) (ie, Binary Phase Shi ft Keying) and repeated coding (rep2) are applied, and the rate is increased. It is configured to be 1/2 and can be defined as 6 symbols long.
  • MCS Modular On and Coding Scheme
  • rep2 repeated coding
  • the LTFN LTF field may be included in the case of MIM0, and each LTF field may have a length of 1 symbol.
  • 16 shows an example of a format of SIG 2 MHz or more and shorter.
  • SIG greater than or equal to 2 ⁇ z short format may be used for SU transmission using 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, and 16 MHz PPDUs.
  • the STF field of FIG. 16 may have a length of 2 symbols.
  • the LTF1 field of FIG. 16 may have a length of 2 symbols, and may include DGI, LTS, and LTS.
  • a SIG field of FIG. 16 may be applied to a quadrature PSK (QPSK), a BPSK, or the like as an MCS, and may have a length of 2 symbols.
  • QPSK quadrature PSK
  • BPSK BPSK
  • MCS MCS
  • the LTFN LTF field may have a length of 1 symbol.
  • 17 is a diagram illustrating an example of a format longer than SIG 2 MHz.
  • SIG greater than or equal to 2 MHz long format may be used for MU transmission and SU beam formed transmission using 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, and 16 z z PPDUs. have.
  • the format longer than SIG 2MHz may include an omni port ion transmitted in all directions and a data portion to which beamforming is applied.
  • the STF field of FIG. 17 may have a length of 2 symbols.
  • the LTF1 field of FIG. 17 may have a length of 2 symbols, and may include DGI ⁇ LTS and LTS.
  • the SIG-A (SIGNAL—A) field of FIG. 17 may be applied to QPSK, BPSK, etc. as the MCS. It may have a length of 2 symbols.
  • the short training file for data (D-STF) field of FIG. 17 may have a length of 1 symbol.
  • D-LTF Long Training f ield for Data
  • Each of the D-LTFNLTF fields may have a length of 1 symbol.
  • a SIG-B (SIGNAL-B) field of FIG. 17 may have a length of one symbol.
  • the present invention proposes a channel access mechanism in the BSS that supports 1 MHz channel bandwidth and 2 MHz or more channel bandwidth, and in particular, a backoff mechanism.
  • STAs belonging to the BSS perform a backoff mechanism using a primary channel. That is, the CCA may be performed on the primary channel to determine whether the corresponding channel (or medium) is idle.
  • the primary channel is defined as a common channel for all STAs that are members of the BSS and may be used for basic signal transmission such as beacons.
  • the primary channel may be expressed as a channel basically used for transmitting a data unit (eg, a PPDU).
  • a secondary channel when the channel width used by the STA for data transmission is larger than the size of the primary channel.
  • 1MHz or 2MHz channel bandwidth may be supported to reduce implementation complexity.
  • IoT, ⁇ 2 ⁇ type STA is required to have a higher throughput, and to support this, 2MHz, 4MH, 8MHz, or 16MHz channel bandwidth (only) may be supported.
  • STAs supporting 1 MHz or 2 MHz channel bandwidth are referred to as Low Rate (LR) STAs, and STAs supporting 2 MHz, 4 MH, 8 MHz or 16 MHz channel bandwidths are referred to as High Rate (HR). ) STA.
  • LR STA Low Rate
  • HR High Rate
  • the primary channel of the LR STA has a 1MHz channel bandwidth
  • the primary channel of the HR STA has a 2MHz channel bandwidth.
  • the AP may designate a primary channel to be used by the LR STA through a beacon frame, which is called a first primary channel in the present invention.
  • the AP may designate a primary channel to be used by the HR STA, which is called a second primary channel in the present invention.
  • the first primary channel may correspond to a primary channel having a 1 MHz bandwidth
  • the second primary channel may correspond to a primary channel having a 2 Hz z bandwidth.
  • FIG. 18 is a diagram illustrating an exemplary format of an S1G operation element.
  • the S1G operating element of FIG. 18 may be delivered to STAs belonging to a BSS through a beacon frame or a probe answering frame. Accordingly, the channel set of the S1G BSS can be set.
  • the S1G action element format includes an element IE element ID field, a length field, an S1G operation information field, and a basic S1G-MCS and NSS set (Basic S1G-MCS and Nisber of Spatial Stream). set) field.
  • the element ID field of the S1G operation element may be set to a value indicating that the corresponding information element is an S1G operation element.
  • the length field of the S1G operating element may be set to a value indicating the length of subsequent fields.
  • the S1G operation information field of the S1G operation element may include a channel width field and a primary channel number field.
  • bits 0 through 5 (B0-B5) of the channel width field may be set to a value indicating one of 1, 2, 4, 8, or 16 z.
  • bits 6 to 7 (B6-B7) of the channel width field may be set to a value indicating the location of the first primary channel. For example, 00 may indicate no first primary channel. 01 may indicate the lower side on the second primary channel and 10 may indicate the upper side on the second primary channel. 11 may be reserved.
  • B0-B5 of the channel width field may be configured as follows.
  • B0 may be set to 1 when the S1G BSS allows 1MHz PPDU transmission.
  • B1 may be set to 1 when the S1G BSS allows 2MHz PPDU transmission.
  • B2 may be set to 1 when the S1G BSS allows 4MHz PPDU transmission.
  • B3 allows the S1G BSS to transmit 8 z z PPDU In this case, it may be set to 1.
  • B4 may be set to 1 when the S1G BSS allows 16 kHz z PPDU transmission.
  • B5 may indicate the position of the 1 MHz primary channel (e.g., if B5 is set to 0, it will indicate the lower side on the 2 MHz primary channel, and if B5 is set to 1, it will indicate the higher side on the 2 MHz primary channel).
  • the first primary channel corresponds to a part of the second primary channel. That is, the first primary channel is on the second primary channel. Also, the channel bandwidth of the first primary channel is smaller than the channel bandwidth of the second primary channel.
  • the second primary channel (or primary 2 MHz channel) includes the first primary channel (or primary 1 MHz channel), and the first primary channel is the higher frequency of the 2 MHz bandwidth of the second primary channel. It can be located at either 1MHz on the side or 1MHz on the low frequency side.
  • the primary channel number field may be set to a value indicating a channel number of the second primary channel.
  • the position on the frequency of the second primary channel and the first primary channel may be specified by the channel width field and the primary channel number field in the S1G operation information field.
  • the basic S1G-MCS and NSS set of the S1G operating element includes a maximum S1G-MCS for 1SS field for one SS (Spatial Stream), maximum SlG- for two SSs.
  • Max S1G-MCS for 2SS (MCS) field, Max S1G-MCS for 3SS field for 3 SSs, and Max SlG-MCSGfex S1G-MCS for 4SS field for 4 SSs can do.
  • the AP may support the following three types of BSSs.
  • a BSS configured only with LR STAs may be supported.
  • the B6-B7 bit of the channel width field may be limited to either 01 or 10 in the S1G operating element of FIG. 18. That is, the position of the first primary channel may be specified when the position of the first primary channel to be used by the LR STA is set to either the lower side or the higher side on the second primary channel.
  • bits B6-B7 of the channel width field may be limited to 00 in the S1G operation element of FIG. 18.
  • LR STA The first primary channel may not be set (or not present) and may mean that a 1 MHz PPDU transmission is not supported in the corresponding BSS.
  • bits B6-B7 of the channel width field in the S1G operating element of FIG. 18 may be set to 00, 01, or 11.
  • the STA performs a backoff process on the primary channel and the backoff count value (or the backoff timer) reaches 0, idle / busy of the secondary channel based on the corresponding time point is idle / busy.
  • the transmission bandwidth can be determined by checking the status.
  • the STA may invoke a backoff process on the second primary channel (or primary 2 MHz channel). Can be. If the channel is idle on the second primary channel during the backoff slot, the STA may decrement the backoff timer by one. When the backoff timer reaches 0, the STA may determine whether the secondary channels are idle. That is, after the backoff timer reaches 0, the STA may perform CCA for the secondary 2MHz channel, the secondary 4MHz channel, or the secondary 8MHz channel. According to the CCA result for the secondary channel (s), the STA may perform PPDU (eg, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU) transmission including the secondary channel (s) in an idle state.
  • PPDU eg, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU
  • the STA may operate a backoff process on the first primary channel (or primary 1MHz channel). If the channel is idle on the first primary channel during the backoff slot, the STA may decrement the backoff timer by one. When the backoff timer reaches 0, the STA may determine whether the secondary channels are idle. That is, after the backoff timer reaches 0, the STA may perform CCA for the secondary 1 MHz channel, the secondary 2 MHz channel, the secondary 4 MHz channel, or the secondary 8 MHz channel. According to the CCA result for the secondary channel (s), the STA may perform PPDU (eg, 1, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU) transmission including the secondary channel (s) in an idle state.
  • PPDU eg, 1, 2, 4, 8, or 16 MHz PPDU
  • the AP may designate a secondary channel to be used by the LR STA through a beacon frame or the like. This is referred to as a first secondary channel in the present invention.
  • the AP may designate a secondary channel to be used by the HR STA. This is called a second secondary channel in the present invention.
  • the first secondary channel corresponds to a portion of the second primary channel.
  • the second secondary channel may be plural and have different channel bandwidths.
  • 19 is a diagram for explaining a relationship between a primary channel and a secondary channel.
  • the first primary channel and the first secondary channel correspond to a portion of the second primary channel. Only one second secondary channel may be set, or a plurality of second secondary channels may be set. When a plurality of second secondary channels are configured, the second secondary channels may have different channel bandwidths (eg, ChannelBandwidthl and ChannelBandwidth2).
  • the AP may include the first primary channel number, the second primary channel number, and the second primary channel number. Only the secondary channel number is notified to the STAs, and the first secondary channel number may be omitted.
  • the LR STA may perform channel access on the first primary channel. For example, the LR STA can determine the idle / occupied state of the channel on the first primary channel and activate the backoff mechanism accordingly. If the first primary channel is idle during the backoff slot, the STA decrements the backoff timer by one, otherwise freezes the backoff timer (ie, does not decrement the previous backoff count). Keep the value).
  • the HR STA may perform channel access on the second primary channel. For example, the HR STA can determine the idle / occupied state of the channel on the second primary channel and thereby activate the backoff mechanism. If the second primary channel is idle during the backoff slot, the STA decrements the backoff timer by one, otherwise stops the backoff timer (ie, does not decrement and maintains the previous backoff count value). do) . In the case where the STA performs channel sensing on the second primary channel, if channel use of another STA is sensed in any one of the first primary channel and the first secondary channel belonging to the second primary channel, the STA is detected. It should be determined that the second primary channel itself is busy.
  • 20 is a diagram for explaining an example of a backoff process of an STA.
  • FIG. 20 (a) illustrates a backoff process of an LR STA
  • FIG. 20 (b) illustrates a backoff process of an HR STA.
  • FIGS. 20A and 20B it is assumed that the LR STA and the HR STA start backoff at the same time, and the backoff timer values select 7 and 5, respectively.
  • the channel sensing is performed only on the first primary channel and the backoff process is performed according to the result. 4, 3, 2, 1 to decrease.
  • the first secondary channel was occupied by the communication of another BSS, the channel state was busy, but the LR STA performs channel sensing on the first primary channel, so the backoff timer reaches zero regardless of the use of the first secondary channel. In this way, the STA is allowed to start a transmission opportunity (TX0P), and may transmit a data frame.
  • TX0P transmission opportunity
  • the LR STA cannot use the first secondary channel for data frame transmission, and only uses the first primary channel for data frame. (Ie PPDU frames using 1 MHz channel bandwidth) can be performed. Thereafter, the LR STA may receive an ACK frame from the AP.
  • the LR STA may perform the backoff process again to additionally send data.
  • the LR STA which selects 5 as the random backoff timer value, reduces the backoff timers to 5, 4, and 3 while the channel is idle on the first primary channel.
  • the state of the first primary channel is occupied due to the data frame transmission of the HR STA. Accordingly, the LR STA stops counting down the backoff timer.
  • the LR STA resumes the backoff process while the first primary channel is idle, and decreases the backoff timer value to 2, 1 to return the backoff timer. The value will reach zero.
  • the STA determines that the start of the transmission opportunity TX0P is allowed when the backoff timer value becomes 0, and may transmit a data frame. Since the state of the first secondary channel is idle when the backoff timer reaches zero, the LR STA uses both the first primary channel and the second secondary channel to generate a data frame (ie, a PPDU using a 2 MHz channel bandwidth). Frame) can be transmitted. In the case of the HR STA of FIG. 20 (b), channel sensing is performed on the second primary channel and a backoff process is performed according to the result to reduce the backoff timer to 5 and 4.
  • the HR STA stops counting down the backoff timer. Even if the channel state of a portion of the second primary channel (ie, the portion corresponding to the first secondary channel) becomes idle, another portion of the second primary channel (ie, the portion corresponding to the first primary channel) is occupied. If so, it is determined that the second primary channel itself is occupying. Thus, if the channel is not occupied in any part of the second primary channel (i.e., the entirety of the second primary channel is idle), the HR STA resumes counting down the back-off timer.
  • the HR STA may transmit a data frame.
  • the HR STA can transmit a data frame (that is, a 4 ms z PPDU frame) using both the second primary channel and the second secondary channel.
  • a probability of obtaining a transmission opportunity TX0P is higher than that of the HR STA. That is, although the LR STA and the HR STA perform the backoff process using the first primary channel and the second primary channel, respectively, the first primary channel is generally confirmed that the entire second primary channel is idle. Since it is lower than the probability of being idle, the HR STA has less chance to perform an operation of reducing the backoff count than the LR STA, and as a result, the HR STA has a lower probability of obtaining a transmission opportunity (TX0P) than the LR STA. That is, a problem arises in that the fairness in the channel access of the LR STA and the HR STA is broken.
  • both the LR STA and the HR STA perform the backoff only on the first primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA may support only the reception capability for the first primary channel in common, and the backoff mechanism of the LR STA and the HR STA may also be limited to proceed only in the first primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA commonly support the reception capability for 1 MHz transmission, and the backoff mechanism is applied to the 1 MHz channel. Commonly done Only on 1 MHz channel
  • the corresponding STA that is, without distinction between the LR STA or the HR STA determines that the transmission opportunity (TX0P) is allowed to start. And transfer the data.
  • 1MHz, 2 ⁇ z, Transmission of 4 MHz, 8 MHz or 16 MHz PPDU frames can be determined.
  • the bandwidth of the data frame to be transmitted after the backoff timer reaches 0 may be limited according to the transmission capability of the STA.
  • both the LR STA and the HR STA perform the backoff mechanism using the first primary channel, and the transmission capability of the STA having the backoff timer reaching 0, the first secondary channel, and the second secondary channels.
  • the idle / occupied state determines the transmission bandwidth of the data transmission.
  • the HR STA may perform the backoff process again.
  • the backoff process performed again unlike the new backoff process due to the collision, does not double the contention window value and maintains the previous value and does not change the retransmission count.
  • the off process can be performed again.
  • both the LR STA and the HR STA in common for the second primary channel
  • the backoff mechanisms of the LR STA and the HR STA may also be limited to proceed only in the second primary channel.
  • both the LR STA and the HR STA commonly support the reception capability for 2 MHz transmission, and the backoff mechanism is supported on the 2 MHz channel.
  • transmission of a 16 MHz PPDU frame may be determined.
  • the bandwidth of the data frame to be transmitted after the backoff timer reaches 0 may be limited according to the transmission capability of the STA.
  • both the LR STA and the HR STA perform a backoff mechanism using the second primary channel, and transmission of the STA that is allowed to start the transmission opportunity TX0P (or the backoff timer reaches zero)
  • the transmission bandwidth of the data transmission is determined according to the capacity, the idle / occupation status of the first primary channel, the first secondary channel, and the second secondary channel.
  • the LR STA performs a backoff process using the first primary channel and as a result starts the transmission opportunity (TX0P) (or backoff) Even after the timer reaches 0), even if the second secondary channel is in an idle state, it is proposed not to allow the use of the second secondary channel, but to restrict the data transmission using only the first primary channel.
  • the same meaning may be expressed by performing a backoff process on the first primary channel when the channel bonding the first primary channel and the first secondary channel is the same as the second primary channel.
  • TX0P start of the transmission opportunity
  • transmitting data on the second primary channel is prohibited and data transmission on the first primary channel is allowed.
  • This is a minimum measure for solving the problem of fairness between the LR STA and the HR STA as compared with the HR STA performing a backoff process on the second primary channel to transmit data on the second primary channel. have.
  • the backoff process is performed only on the first primary channel. It can also be understood that the backoff process must be performed on the second primary channel from the beginning.
  • FIG 21 illustrates an example of an STA backoff process according to the present invention.
  • the backoff timer value can be decremented by 1 only when both the primary channel and the secondary channel are idle.
  • a STA has both capabilities of an LR STA and an HR STA (eg, supports all transmissions on a 1 MHz, 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, or 16 MHz channel bandwidth), Even if such a STA performs a backoff process on a 1 MHz channel and consequently allows the start of a transmission opportunity (TX0P) (or even if the backoff timer reaches zero), 2 MHz, 4 MHz, 8 MHz, 16 ms. It is not possible to perform data transmission on the z channel. That is, after performing the backoff mechanism on the first primary channel, transmitting data using the second primary channel and the second secondary channel is prohibited.
  • TX0P transmission opportunity
  • the STA when the STA performs the backoff process on the first primary channel, only an operation of transmitting data (or PPDU using 1 MHz channel bandwidth) using only the first primary channel is defined. If the STA performs a backoff process on the first primary channel and the first secondary channel (ie, the second primary channel), if the start of the transmission opportunity TX0P is allowed (or the backoff timer) Reaches 0), according to the channel state of the second secondary channel, to transmit a data frame using only the second primary channel (or perform a PPDU frame transmission using a 2 MHz channel bandwidth), or the second Using both the primary channel and the secondary channel A data frame may be transmitted (or a PPDU frame transmission using 4 ⁇ z channel bandwidth may be performed).
  • 20 and 21 illustrate that the STA transmits a data unit (or PPDU) having a maximum 4 MHz bandwidth, but is not limited thereto.
  • a PPDU having a maximum 8 MHz bandwidth or more may be used.
  • the principles of the present invention can also be applied to transmitting a PPDU having a channel bandwidth size. For example, if the first backoff procedure is performed on the first primary channel (or 1 MHz primary channel) and as a result the start of the transmission opportunity TX0P is allowed, only transmission of 1 ⁇ z PPDU is allowed. (Ie transmission of PPDUs above 2 MHz is not performed).
  • the CCA operation for determining whether the channel is idle / busy is mainly performed by a CCA threshold ( threshold) (or CCA power threshold).
  • a CCA threshold or CCA power threshold
  • the strength of a received signal detected in a channel is greater than or equal to the CCA threshold, it may be determined that the channel is occupied.
  • Higher CCA thresholds protect other signals less (i.e., more likely to collide with signals transmitted by other devices); lower CCA thresholds protect other signals (i.e. other devices). Are unlikely to stratify with the signals they transmit).
  • the LR STA and the HR STA have different usage scenarios (usage plausibler io).
  • the LR STA wants to service longer distances with lower power, and the HR STA wants to get higher throughput than power consumption. Because we are aiming for the higher purpose of each other,
  • the CCA threshold which is a criterion for determining whether the channel (or medium) is idle or occupied in the LR STA and the HR STA, needs to vary according to the environment used.
  • the present invention proposes to define two or more CCA thresholds.
  • the LR CCA threshold and the HR CCA threshold may be defined separately, and the HR CCA threshold may be set higher than the LR CCA threshold.
  • the STA using the HR CCA threshold determines that the channel is not occupied (ie, idle) even if this signal is detected.
  • the STA using the LR CCA threshold determines that the channel is occupied when this signal is detected.
  • An STA using an HR CCA threshold may be said to protect less signals transmitted from other devices than an STA using an LR CCA threshold. Therefore, the STA using the HR CCA threshold should set the service range relatively narrow compared to the STA using the LR CCA threshold.
  • the STA basically uses the HR CCA threshold as the CCA threshold value (or as the default value). If the STA is interrupted by the service due to the interference signal, it may transmit a management frame requesting HR CCA prohibition to the AP. Receiving the management frame requesting the HR CCA Prohibit, the AP can broadcast a management frame for commanding the HR CCA Prohibit to all terminals belonging to the S1G BSS. Then, the STA (s) receiving the management frame that commands the HR CCA Prohibit from the AP changes the CCA threshold from the HR CCA threshold to the LR CCA threshold.
  • 0BSS When some or all of the BSAs of different BSSs overlap and operate on the same channel, these BSSs are referred to as 0BSS.
  • the corresponding STA when receiving a management frame that commands HR CCA Prohibit from an AP of a neighboring BSS, the corresponding STA (s) changes the CCA threshold to the LR CCA threshold.
  • the STA may use the CCA threshold changed to the LR CCA threshold, but this is not continuously applied. This is because the AP of the neighbor BSS that has sent the HR CCA Prohibit management frame no longer needs to use the LR CCA threshold.
  • the STA (s) receiving the management frame instructing the HR CCA Prohibit may set the CCA threshold to LR at the HR CCA threshold for a predetermined time (eg, HR CCA Prohibit timeout). It can be applied by changing to the CCA threshold. After the HR CCA Prohibit imeout has passed, the CCA threshold is changed back to the HR CCA threshold. Therefore, the CCA threshold If you want to continuously change to the LR CCA threshold, you must continue to transmit a management frame that commands the HR CCA Prohibit at a period less than the HR CCA Prohibit timeout.
  • a predetermined time eg, HR CCA Prohibit timeout
  • the management frame for requesting the HR CCA Prohibit may include information (eg, HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout, etc.) that designates a time to which the HR CCA Prohibit is applied. That is, when a STA is interrupted by a service due to an interference signal, in order to request an HR CCA Prohibit for a time interval in which the interference signal occurs, an HR CCA Prohibit start time indicating an appropriate time interval and HR CCA Prohibit timeout The information about may be included in a management frame for requesting an HR CCA Prohibit.
  • information eg, HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout, etc.
  • an HR CCA Prohibit start time indicating a corresponding time interval may be included in the management frame to command the HR CCA Prohibit.
  • the STA (s) that have received the HR CCA Prohibit management frame including the HR CCA Prohibit start time and the HR CCA Prohibit timeout may have a CCA threshold only for the time interval specified by the HR CCA Prohibit start time and the HR CCA Prohibit timeout. Can be applied by changing from the HR CCA threshold to the LR CCA threshold. The original HR CCA threshold may continue to be used for an unspecified time period.
  • the AP STA uses the SDM Space Division. Multiple Access) or MU-MIMO. That is, simultaneous transmission and reception between multiple non-AP STAs and AP STAs is allowed.
  • legacy STAs such as IEEE 802.11a / n may operate at various positions in the frequency band in supporting more extended channel bandwidth (eg, 160 MHz channel bandwidth of the VHT system). It is not easy to find a contiguous 160MHz channel that they do not use. Therefore, it is necessary to aggregate noncontiguous channels and use them as an extended channel bandwidth.
  • extended channel bandwidth eg, 160 MHz channel bandwidth of the VHT system.
  • 22 is a block diagram illustrating a transmission operation using a discontinuous channel.
  • the transmitting side performing a discontinuous transmission (Non-contiguous TX)
  • two DACs Digital-to-Analog
  • a PL Phase Locked Loop Reference Oscillator
  • Each of the outputs from the Converter is multiplied.
  • the output of the output of the DAC-1 multiplied by the reference oscillator output via the PLL and the output of the output of the DAC-2 multiplied by the reference oscillator output via the PLL may be ADDed and transmitted on the wireless medium.
  • the output of the DAC-1 may correspond to the first segment (Segment 0) of the 160MHz channel bandwidth
  • the output of the DAC-2 may stand on the second segment (Segment 1) of the 160MHz channel bandwidth.
  • the transmitting side performing the discontinuous transmission may position the two frequency segments of the transmitting side next to each other in order to communicate with the receiving side performing the continuous reception (contiguous RX).
  • FIG. 23 is a diagram illustrating channels available for a WLAN system in a 5 GHz band.
  • FIG. 23 shows the position on the frequency of currently available channels for the IEEE 802.11ac system in the 5 GHz band and new channels to be additionally available in the future.
  • UNII Unlicensed National Information Infrastructure
  • UNI 1-2 UNI 1-3
  • UNII3 UNII 3.
  • UNII-1 also called UNII Low
  • UNII-2 is the part located in the band 5250Hz to 5350Hz called UNII Mid
  • UNII_2e or UNII- It includes the part located in the 5470Hz-5725Hz band called Worldwide.
  • UNII-3 is also called UNII-Upper and is defined as being in the 5725Hz-5825Hz band.
  • the number of available 80 MHz channels increases from six to nine.
  • the number of available 16 (MHz channels will increase from two to four now.
  • the present invention proposes a dynamic CCA scheme for maximizing the efficiency of use of a wireless medium in the CSMA / CA scheme employed by a WLAN system.
  • the dynamic CCA scheme proposed by the present invention may include varying a CCA parameter for each BSS.
  • the dynamic CCA scheme proposed by the present invention may include applying a CCA parameter (or CCA condition) that is divided according to a channel width of a data unit (PPDU) to be transmitted.
  • a CCA parameter or CCA condition
  • the CCA operation is an operation for determining that a corresponding operation channel is occupied by another STA when receiving power of A dBm or more is detected (for example, the start of a PPDU of A dBm or more) is detected on a specific operating channel. Can be.
  • the STA stops the current backoff process (that is, the countdown of the backoff counter) and waits until the CCA determines that the operation channel is idle. .
  • the conventional CCA operation and the backoff operation are summarized as follows. Basically, all STAs may perform a backoff process on the primary W MHz channel. That is, if the backoff timer is set within the range from 0 to C3 ⁇ 4iin, and it is determined that the CCA for the primary W MHz channel is idle during the backoff slot time, the backoff timer is decremented by one.
  • the STA having the backoff timer reaching 0 may transmit a DATA frame on the corresponding channel.
  • the RTS frame may be transmitted first, and then the DATA frame may be transmitted after receiving the CTS frame from the destination STA.
  • the DATA frame may be directly transmitted to the destination STA without exchanging the RTS frame or the CTS frame.
  • the channel is accessed by setting a NAV value to avoid simultaneous transmission (or collision) of the STAs on the corresponding channel. To postpone. During the NAV setup time, the backoff timer is not decremented even if the CCA determines that the channel is idle.
  • the back channel may continue by increasing the primary channel bandwidth.
  • other STAs ie, a third STA or a third party STA
  • a third STA or a third party STA may perform a duration field of the RTS frame or CTS frame. It is possible to estimate the channel usage time of the STA through the NAV. At this time, the third party STAs may perform CCA by increasing the primary channel bandwidth and continue backoff accordingly.
  • third party STAs may perform CCA by doubling the primary channel bandwidth, in which case the primary channel CCA parameter may be changed. For example, when CCA is performed by doubling the primary channel bandwidth, the CCA threshold may be increased by 3 dBm. The third party STA may continue the backoff process using the changed CCA parameter.
  • the primary channel bandwidth targeted for the backoff is W MHz
  • a data unit ie, a PPDU
  • W MHz a data unit having a channel width of W MHz (or more than W MHz).
  • a backoff (or CCA) process If you are transmitting a data unit with a channel width of W MHz (or more than W MHz), A channel occupancy / idle state may be determined based on a CCA threshold of A dBm on the primary channel, and thus a backoff process may be performed.
  • the channel occupancy / idle state is determined based on a CCA threshold of A + 3 dBm on a 2 W MHz primary channel, and accordingly The backoff process can be performed.
  • the 20 MHz primary channel when performing a CCA using a CCA threshold of A dBm for a 20 MHz primary channel, the 20 MHz primary channel may be detected as occupied, but the primary channel having a 40 MHz primary channel is occupied.
  • the CCA is performed using the CCA threshold of A + 3 dBm, the channel may be determined to be idle. If the STA determines that the channel is idle as a result of performing CCA using a CCA threshold of A + 3 dBm for the primary channel having a size of 40 dB z, the backoff timer may be decreased by one.
  • the backoff timer reaches 0, the corresponding STA must transmit (or include) a data frame using a 40 MHz primary channel, that is,
  • a backoff process is performed using a CCA threshold of A dBm on a primary channel having a size of 20 MHz.
  • a backoff process may be performed using a CCA threshold of A + 3 dBm on a primary channel having a size of 40 dBz.
  • the STA uses the primary channel, which is increased by 2 times, and the CCA threshold.
  • the backoff process may be performed using a CCA parameter that is increased by 3 dBm (ie, A + 6 dBm). For example, if a CCA is performed using a CCA threshold of A + 6 dBm on a primary channel of 80 MHz size, and the channel is determined to be idle, the backoff timer may be decremented by one. Here, when the backoff timer reaches 0, the STA must transmit a data frame using (or including) an 80 MHz primary channel.
  • the STA performs the backoff using the CCA threshold of A + 6 dBm for the primary channel of 80 MHz size, the STA is prohibited from transmitting a PPDU having a channel width of less than 80 MHz even during TX0P. in short, In case of transmitting a data unit having a channel width of 20 MHz or more, performing a backoff process using a CCA threshold of A dBm on a primary channel having a size of 20 MHz, and transmitting a data unit having a channel width of 40 MHz or more.
  • a CCA threshold of dBm can be used to represent the backoff process.
  • the STA uses the primary channel that is increased by 2 times and the CCA threshold. the increased further by 3 dBm can perform a back-off process using the CCA parameters (i.e. i a + 9 dBm). For example, if a CCA is performed using a CCA threshold of A + 9 dBm on a primary channel having a size of 160 MHz, and the channel is determined to be idle, the backoff timer may be decremented by one. Here, when the backoff timer reaches 0, the corresponding STA must transmit (or include) a data frame using a 160 MHz primary channel.
  • the STA performs a backoff using a CCA threshold of A + 9 dBm for a 160fflz primary channel, the STA is prohibited from transmitting a PPDU having a channel width of less than 160 MHz even during TXOP.
  • the STA performs a backoff using a CCA threshold of A dBm on a primary channel having a size of 20 MHz, and transmitting a data unit having a channel width of 40 MHz or more.
  • the reason why the STA increases the CCA threshold by 3 dBm when the width of the primary channel performing CCA is doubled is as follows.
  • the output power transmitted by the STA is constant, if the channel width in which the PPDU is transmitted is doubled, the output power per unit bandwidth is reduced by half. Therefore, if the channel bandwidth for transmitting the PPDU is doubled, the interference level to other STAs is reduced by half. Increasing it by 2 times (ie, by 3 dBm) does not change the actual interference level received by other STAs.
  • the interference caused by the STA using the power P when transmitting the W MHz size PPDU is X dBm
  • the interference caused by the STA using the power P when the PPDU having the size 2W MHz is transmitted.
  • the magnitude can be said to be X-3 dBm.
  • the CCA is an operation for detecting whether an interference signal caused by another STA exists on the channel. When a signal having an interference magnitude greater than the CCA threshold is detected on the channel, the CCA is determined to be occupied by another STA.
  • the CCA threshold of the first STA may be regarded as related to the interference level caused by the PPDU transmission of the second STA.
  • the application of the CCA threshold of A dBm to the W MHz PPDU transmission by the first STA means that it is determined as an occupied state when the interference level caused by the W MHz PPDU transmission of the second STA is A dBm or more. If the first STA applies a CCA threshold of A dBm for 2W MHz PPDU transmission, it means that the first STA determines to occupy even when the interference level caused by the MHz PPDU transmission of the second STA is observed above A dBm. do.
  • a certain STA wants to transmit a PPDU of W MHz or more, whether or not there is PPDU transmission of other STAs on the corresponding channel may be determined using A dBm as a CCA threshold, and which STA is 2W MHz. In case of transmitting a PPDU of the above size, it may be determined whether PPDU transmission of other STAs exists on the corresponding channel using A + 3 dBm as the CCA threshold.
  • 24 is a diagram for explaining a CCA technique according to an example of the present invention.
  • STA1 and STA4 having data to transmit may perform a backoff process on a 20MHz primary channel.
  • the CCA threshold on the 20 MHz primary channel is A Assume dBm. That is, the STA1 and the STA4 may stop the backoff timer countdown by determining that the CCA result value is occupied when there is a signal received with a power of A dBm or more.
  • STA1 and STA4 are assumed to have different randomly selected backoff timer start values, so that the backoff timer of STA1 first reaches zero. Accordingly, the STA1 can perform frame transmission and reception using a 20MHz primary channel.
  • STA1 may transmit the RTS to STA2, which is a destination STA, and STA2 receiving the RTS may reply CTS to STA1. Accordingly, STA1 transmits an A-MPDU (DATA) to STA2. In response, STA2 may transmit a Block ACK frame to STA1.
  • A-MPDU DATA
  • STA2 may transmit a Block ACK frame to STA1.
  • STA4 which determines that the CCA result value for the 20MHz primary channel is occupied by the frames transmitted and received by STA1, increases the primary channel bandwidth by 4 times (ie, 80MHz primary channel) and Together, the CCA threshold can be raised by 6 dBm (ie to A + 6 dBm) to resume backoff.
  • the backoff procedure according to the elevated CCA threshold may, for example, perform a backoff timer countdown based on the received signal strength across the 80 MHz primary channel, or receive signal at a portion of the 80 MHz primary channel increment. The backoff timer countdown may be performed based on the strength.
  • the STA4 performing the backoff process on the 80MHz primary channel may perform frame transmission and reception using the 80MHz primary channel after the backoff timer reaches zero. For example, STA4 may transmit an RTS to STA3, and STA3 may reply CTS to STA4. Accordingly, STA4 may transmit an A-MPDU (DATA) to STA3. In response, STA3 may block ACK frame to STA4. Can be transmitted.
  • STA4 may transmit an RTS to STA3
  • STA3 may reply CTS to STA4.
  • STA4 may transmit an A-MPDU (DATA) to STA3.
  • STA3 may block ACK frame to STA4. Can be transmitted.
  • DATA A-MPDU
  • STA4 may again start backoff on the 2 (MHz primary channel.
  • the CCA threshold in the 20MHz primary channel is 6 dBm compared to the CCA threshold for the 80kHz z primary channel. As low as (i.e. in A dBm) the backoff can be performed.
  • a CTS and a Block ACK frame transmitted by STA3 may interfere with communication between STA1 and STA2.
  • a specific STA may request other STAs to perform dynamic CCA.
  • 25 is a diagram for describing a CCA technique according to an additional example of the present invention.
  • the STA3 may estimate the channel usage time of the STA1 and the STA2 through a duration field included in the RTS / CTS frame exchanged between the STA1 and the STA2. If STA3 is an AP, the channel is idle as a result of CCA for its 80 MHz primary channel. It is possible to inform all STAs belonging to its BSS that it is determined that the state. A frame used by one STA to inform another STA of its CCA result may be referred to as a CCA control frame.
  • STA3 In order to transmit a CCA control frame, STA3 performs a backoff process on an 80 MHz primary channel (ie, an 80 MHz primary channel determined to be idle as a result of CCA), and when the backoff timer reaches zero, 80 ⁇ z fryer
  • the CCA control frame can be transmitted using the header channel.
  • the STA Upon receiving the CCA control frame, the STA changes its CCA parameter based on the dynamic CCA duration information CCA bandwidth information, CCA threshold level information, etc. included in the CCA control frame, and resumes the backoff process based on the changed CCA parameter. can do.
  • the dynamic CCA duration information indicates that STAs belonging to a BSS configured by the AP (for example, STA3) should perform channel access using the changed CCA parameter during the time indicated by the duration value.
  • the CCA bandwidth information indicates the bandwidth of the CCA that STAs should use during the dynamic CCA duration.
  • the CCA threshold level information indicates the threshold level of the CCA used by the STAs during the dynamic CCA duration. That is, during the CCA duration indicated through the CCA control frame, if a signal equal to or greater than the indicated CCA threshold level is detected on the indicated CCA bandwidth, it may be determined that the wireless medium having the corresponding bandwidth is occupied.
  • the STA may recover the original CCA parameter value to recover the channel access procedure after the indicated CCA duration expires. You can start again.
  • the increased CCA threshold on the increased primary channel bandwidth may be implemented in various ways.
  • the CCA threshold for the 40 MHz primary channel is set to 3 dBm higher than the CCA threshold (for example, A dBm) for the 20 MHz primary channel (for example, A + 3 dBm).
  • the CCA threshold for example, A + 3 dBm
  • the CCA threshold eg, A + 3 dBm
  • the channel bandwidth sampling for channel occupancy / idle state determination does not change during the backoff process of the STA (that is, the CCA for the 20MHz primary channel and the CCA for the 40MHz primary channel are All are performed based on received signal strength on a 20 MHz channel), which has the advantage of simplicity of implementation.
  • additional considerations arise from the MAC protocol point of view.
  • the entire channel for example, 40 MHz channel
  • the entire channel for example, 40 MHz channel
  • the entire PPDU transport channel is idle.
  • the PPDU may not be actually transmitted.
  • the PPDU may not be transmitted on the 40 MHz channel. That is, the PPDU may be transmitted on the 40 MHz channel when the remaining 20 MHz channel (eg, the secondary 20 MHz channel) is idle during PIFS immediately before the actual PPDU transmission after the backoff timer expires. Therefore, even when the backoff timer expires and the TX0P is acquired as a result of performing the backoff process based on only a part of the 40MHz channel, the PPDU may not be actually transmitted and a new backoff process may need to be performed again.
  • the remaining 20 MHz channel eg, a secondary 20 MHz channel
  • the STA may perform the backoff process again without increasing (or changing) the contention window parameter used for the previous backoff.
  • a first CCA condition eg, on a first primary channel corresponding to W MHz or a portion thereof
  • an operation of performing a first backoff process using a CCA threshold set to A dBm may be defined. If TX0P is allowed as a result of the first backoff process, transmission of a data unit having a size greater than or equal to the first channel width is possible.
  • a backoff process distinguished from the first backoff process in case of transmission of a data unit having a size greater than or equal to a third channel width (for example, 2W MHz), a second fryer corresponding to 2W MHz or a part thereof is provided.
  • An operation of performing a second backoff process using a second CCA condition (eg, a CCA threshold set to A + 3 dBm) on the head channel may be defined. If TX0P is allowed as a result of the second backoff process, transmission of a data unit having a size larger than the third channel width is possible.
  • a second CCA condition eg, a CCA threshold set to A + 3 dBm
  • a primitive for instructing the PHY to change the CCA parameter needs to be defined in the MAC of the STA.
  • PHY-CONFIG In the request primitive, a new CCA_CHANNEL_LIST,
  • This primitive is a request by the MAC sublayer to the local PHY entity to configure the PHY.
  • the primitive provides the following parameter :
  • This primitive is generated by the MAC sublayer for the local PHY entity when it desires to change the configuration of the PHY.
  • This primitive is issued by the PHY to the local MAC entity to confirm that the PHY has applied the parameters provided in the PHY-CONFIG. request pr imi t ive.
  • This primitive is issued by the PHY to the MAC entity when the PHY has received and successfully applied the parameters in the PHY-CONFIG. request primitive.
  • Table 3 below shows PHY-CONFIG.
  • PHYCONFIG_VECTOR included in the request primitive a description of an exemplary PHYC0NFIGJ / ECT0R including CCA_CHA NEL_LIST and CCA_LEVEL_TYPE newly defined according to the present invention is shown.
  • CCA—PHYCONFIG_ VECTOR corresponding to CHANNEL_LIST indicates that the MAC layer of the STA is the PHY-CCA. Specifies a list of channels to be reported and received by the indicat ion primitive. For example, when the STA considers the 40MHz PPDU transmission based on the 3dB high CCA threshold by the dynamic CCA scheme proposed by the present invention, the STA needs CCA information for the 40MHz channel, the 80Hz z channel, and the 160MHz channel. No CCA information is needed for the 20 MHz channel. Therefore, by using CCA_CHANNEL_LIST to set the channel set excluding 20MHz primary channel PHY-CONFIG. The request primitive can be called and passed to the PHY layer.
  • the PHY-CCA When the PHY layer receives PHYC0NFIG_VECT0R called CCA_CHANNEL_LIST from the MAC layer, the PHY-CCA.
  • the target channels of the CCA reported through the indicat ion primitive are limited to the channel set designated by CCA_CHANNEL_LIST.
  • the STA may vary the CCA threshold. That is, one or more different CCA thresholds may be defined, and the STA may use PHYC0NFKLVECT0R called CCA_LEVEL_TYPE to set the CCA thresholds to be used in the PHY layer.
  • the CCA thresholds are Type 1, Type 2, Type 3, Type 4,. . .
  • several types may be defined, and information about a type that the STA wants to use may be encoded as CCA_LEVEL_TYPE.
  • the CCA threshold of Type 1 is A dBm
  • the CCA thresholds of Type 2, Type 3, and Type 4 are A + 3 dBm, A + 6 dBm, and A + 9 dBm, respectively.
  • one type of CCA threshold may consist of a set of CCA thresholds.
  • a CCA threshold of Type 1 could be a CCA threshold for PPDUs with a W MHz channel width, a CCA threshold for PPDUs with a 2 W MHz channel width, a CCA threshold for a PPDU with a 4 W MHz channel width, and a 8W ⁇ z channel width.
  • CCA_LEVEL_TYPE PHYC0NFIG_VECT0R
  • the CCA thresholds reported through indicat ion primitives are determined based on the CCA type.
  • Table 4 below shows PHY-CCA. An example of the definition of an indicat ion primitive is shown.
  • Thi s pr imi t ive is an indicat ion by the PHY to the local MAC ent i ty of the current state of the medium and to provide observed IPI values when IPI cahnne oa l rU0 MHz PPD 4
  • Table 5 below shows PHY— CCA. Channel-list parameter elements included in the indication primitive.
  • 26 illustrates a backoff method according to an example of the present invention.
  • a first CCA condition eg, a set of CCA thresholds of a first type (ie, W) A set defined as A dBm for detection of MHz PPDUs, A + 3 dBm for detection of 2W MHz PPDUs, A + 6 dBm for detection of 4W MHz PPDUs, and A + 9 dBm for detection of 8W MHz PPDUs.
  • the first backoff process can be performed by using.
  • a second CCA condition e.g., a set of CCA thresholds of a second type
  • a second backoff process may be performed using a set))) defined as A + 12 dBm.
  • a transmission opportunity TX0P is allowed as a result of the first backoff process, a data unit having a size greater than or equal to the first channel width (for example, a PPDU having a channel width greater than or equal to W MHz) is transmitted. Can be.
  • a data unit having a size greater than or equal to the third channel width (for example, a PPDU having a channel width greater than or equal to 2W MHz, 4W MHz, or 8 MHz). Can be transmitted.
  • FIG. 26 The example method described in FIG. 26 is presented as a series of actions for simplicity of description, but is not intended to limit the order in which the steps are performed, where each step is concurrent or in a different order as necessary. May be performed. In addition, not all the steps illustrated in FIG. 26 are necessary to implement the method proposed in the present invention.
  • FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the STA may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the transceiver 13 may transmit / receive a radio signal, for example, may implement a physical layer according to the IEEE 802 system.
  • the processor 11 may be connected to the transceiver 13 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • the processor 11 may be configured to perform an operation according to the various embodiments of the present invention described above.
  • modules that implement the operations according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 12 and executed by the processor 11.
  • the memory 12 may be included inside the processor 11 or installed outside the processor 11 and connected to the processor 11 by known means.
  • An STA (IO) of FIG. 23 may be configured to perform a backoff process for channel access according to a CCA scheme proposed by the present invention in a WLAN system.
  • the processor 11 may be configured to transmit a data unit having a size greater than or equal to a first channel width (for example, a PPDU having a channel width greater than or equal to W MHz) to the first channel width.
  • a first CCA condition eg, a first
  • a first primary channel eg, a primary channel corresponding to a portion of w MHz primary channel or w MHz
  • the following second channel width size CCA threshold set of type i.e.A dBm for detection of W MHz PPDU, A + 3 dBm for detection of 2W MHz PPDU, A + 6 dBm for detection of 4W MHz PPDU, A for detection of 8W MHz PPDU
  • the processor 11 may include a data unit having a size greater than or equal to the first channel width (eg, a PPDU having a channel width greater than or equal to W ⁇ z). ) May be set to transmit using the transceiver 13.
  • the processor 11 may be configured to transmit a data unit having a size greater than or equal to a third channel width, for example, a PPDU having a channel width greater than or equal to 2W MHz, 4W MHz, or 8 MHz.
  • a second primary channel e.g., a 2W MHz primary channel, or a W MHz primary channel
  • a second CCA condition for example, a second type of CCA Threshold set (i.e., A + 3 dBm for detection of W MHz PPDUs, A + 6 dBm for detection of 2 W MHz PPDUs, A + 9 dBm for detection of 4 W MHz PPDUs, A + for detection of 8 W MHz PPDUs Can be set to perform the second backoff process using a set defined).
  • the processor 11 may provide a data unit having a size greater than or equal to the third channel width (for example, a channel width greater than 2W ⁇ z, 4W MHz, or 8 MHz).
  • Branch PPDU may be set to be transmitted using the transceiver 13.
  • the above-described embodiments of the present invention may be implemented through various means.
  • the embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware (fir are are), software, or a combination thereof.
  • the method according to the embodiments of the present invention may include one or more ASICs Application Specific Integrated Circuits (DICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and PLDs (Pr ogr ammab).
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Pr ogr ammab
  • 1 Logic Devices, Field Programmable Gate Arrays, FPGAs, It may be implemented by a processor, a controller, a microcontroller, a microprocessor, or the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of modules, procedures, or functions for performing the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 동적으로 채널을 센싱하는 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법은, 상이한 크기의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛의 전송을 위해서, 구분되는 조건(Clear Channel Assessment Conditions)을 적용하여 CCA를 수행하고 이에 기초하여 백오프를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선랜 시스템에서 동적 채널 센싱 방법 및 장치
【기술분야】
[1] 이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로， 보다 구체적으로는 무선랜 시스템에서 동적으로 채널을 센싱하는 방법 및 장치에 대한 것이다.
【배경기술】
[2] 최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜 (WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기 (Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터， 휴대용 멀티미디어 플레이어 (Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.
[3] 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 최근의 기술 표준에서는 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장한 시스템이 도입되었다. 예를 들어， IEEE 802·11η에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율 (High Throughput； HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMCXMultiple Inputs and Multiple Outputs) 기술의 적용이 도입되었다.
【발명의 상세한 설명】 .
【기술적 과제】
[4] 차세대 통신 기술로서 M2M(Machine-to-Machine) 통신 기술이 논의되고 있다. IEEE 802.11 WLAN 시스템에서도 M2M 통신을 지원하기 위한 기술 표준이 IEEE 802.11ah로서 개발되고 있다. M2M 통신에서는 매우 많은 기기가 존재하는 환경에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 통신하는 시나리오를 고려할 수 있다.
[5] 본 발명에서는 상황에 따라 적절한 파라미터를 적용하여 무선 매체 (丽)의 점유 /유휴 여부를 결정하는 동작을 포함하는 새로운 백오프 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다.
[6] 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며， 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
【기술적 해결방법】
[7] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법은， 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서, 제 1 CCA 조건 (Clear Channel Assessment Conditions)을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하는 단계; 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 3 채널 폭 이하의 제 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서, 제 2 CCA 조건을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하는 단계; 및 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하고, 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
[8] 상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 스테이션 (STA) 장치는, 송수신기; 및 프로세서를 포함할 수 있다. 상기 프로세서는， 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서, 제 1 CCA 조건 (Clear Channel Assessment Conditions)을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하고; 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 3 채널 폭 이하의 게 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서， 제 2 CCA 조건을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하고; 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기희 (TX0P)가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하고, 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다.
[9] 상기 본 발명에 따른 실시예들에 있어서 이하의 사항이 공통으로 적용될 수 있다.
[10] 상기 제 3 채널 폭은 상기 제 1 채널 폭 보다 크고， 상기 제 2 CCA 조건의 제 2 CCA 임계치는 상기 제 1 CCA조건의 게 1 CCA 임계치에 비하여 높을 수 있다. [11] 상기 제 1 CCA 임계치는 A dBm이고， 상기 제 2 CCA 임계치는 A+3 dBm일 수 있다.
[12] 상기 제 1 프라이머리 채널 상에서 상기 제 1 CCA 임계치 이상의 신호가 검출되는 경우， 상기 제 1 프라이머리 채널이 점유 (BUSY) 상태인 것으로 결정될 수 있다. 또한， 상기 제 2 프라이머리 채널 상에서 상기 제 2 CCA 임계치 이상의 신호가 검출되는 경우， 상기 제 2 프라이머리 채널이 점유 (BUSY) 상태인 것으로 결정될 수 있다.
[13] 상기 제 1 프라이머리 채널이 유휴 (idle) 상태인 경우 상기 제 1 백오프 과정의 백오프 타이머의 값은 백오프 슬롯마다 감소할 수 있다. 또한， 상기 제 2 프라이머리 채널이 유휴 ( Ue) 상태인 경우 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값은 백오프 슬롯마다 감소할 수 있다.
[14] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은, 상기 제 1 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함할 수 있다.
[15] 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행될 수 있다. 또한， 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행될 수 있다.
[16] 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고， 상기 하나 이상의 세컨더리 채널이 점유 상태인 경우, 새로운 백오프 과정이 수행될 수 있다.
[17] 상기 제 2 채널 폭은 상기 제 1 채널 폭의 일부이고， 상기 제 4 채널 폭은 상기 제 3 채널 폭의 일부일 수 있다.
[18] 상기 제 1 채널 폭의 크기는 W MHz, 2W MHz, 4W MHz, 또는 8W MHz 이고， 상기 제 2 채널 폭의 크기는 W MHz일 수 있다.
[19] 상기 제 3 채널 폭의 크기는 2W MHz, 4W MHz, 또는 8W MHz 이고， 상기 제 4 채널 폭의 크기는 W MHz일 수 있다.
[20] 상기 데이터 유닛은 PPDlKPhysical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit)일 수 있다. [21] 본 발명에 대하여 전술한 일반적인 설명과 후술하는 상세한 설명은 예시적인 것이며， 청구항 기재 발명에 대한 추가적인 설명을 위한 것이다.
【유리한 효과】
[22] 본 발명에 따르면 상황에 따라 적절한 파라미터를 적용하여 무선 매체 (丽)의 점유 /유휴 여부를 결정하는 동작을 포함하는 새로운 백오프 방법 및 장치가 제공될 수 있다.
[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.
[25] 도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[26] 도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[27] 도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 또 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. .
[28] 도 4는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[29] 도 5는 무선랜 시스템에서의 링크 셋업 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[30] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[31] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[32] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[33] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[34] 도 10 내지 도 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
[35] 도 13은 그룹 기반 AID에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
[36] 도 14는 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[37] 도 15는 S1G 1MHz포맷의 일례를나타내는도면이다. [38] 도 16은 S1G 2MHz 이상짧은포맷의 일례를 나타내는도면이다.
[39] 도 17은 S1G 2MHz 이상긴 포맷의 일례를 나타내는도면이다.
[40] 도 18은 S1G 동작 요소 (operation element)의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다.
[41] 도 19는프라이머리 채널과 세컨더리 채널의 관계를 설명하기 위한도면이다.
[42] 도 20은 STA의 백오프 과정의 예시를설명하기 위한도면이다.
[43] 도 21은 본 발명의 제안에 따른 STA의 백오프 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[44] 도 22는불연속 채널을사용하는 전송 동작을 설명하기 위한블록도이다.
[45] 도 23은 5GHz 대역에서 무선랜 시스템이 사용가능한 채널들을 설명하기 위한 도면이다.
[46] 도 24는본 발명의 예시에 따른 CCA기법을설명하기 위한도면이다.
[47] 도 25는본 발명의 추가적인 예시에 따른 CCA기법을설명하기 위한도면이다.
[48] 도 26은본 발명의 일례에 따른 백오프 방법을설명하기 위한도면이다.
[49] 도 27은본 발명의 일 실시예에 따른무선 장치의 구성을나타내는 블록도이다. 【발명의 실시를 위한 형태】
[50] 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.
[51] 이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한， 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고， 또는 다른 실시예의 대웅하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. [52] 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.
[53] 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.
[54] 본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템 3GPP LTE .및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한， 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상가표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
[55] 이하의 기술은 CDMA (Code Division Multiple Access), FDMA( Frequency Division Multiple Access) , TDMA(Time Division Multiple Access) , 0FDMA( Orthogonal Frequency Division Multiple Access) , SC-FDMAC Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRAOJniversal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술 (radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communi cat i ons ) /GPRS (Gener a 1 Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 0FDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA( Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
[56] WLAN시스템의 구조
[57] 도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
[58] 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 BS Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
[59] IEEE 802.11 LAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS( Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한， 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSSCBSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한， 이러한 형태의 LAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 LAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹 (ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
[60] STA의 켜지거나 꺼짐， STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서， BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는， STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA은 BSS에 연관 (associated)되어야 한다. 이러한 연관 (association)은 동적으로 설정될 수 있고 분배시스템서비스 (Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
[61] 도 2 는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 다른 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 2 에서는 도 1 의 구조에서 분배시스템 (Distribution System; DS) , 분배시스템매체 (Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트 (Access Point; AP) 등의 구성요소가 추가된 형태이다.
[62] 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.
[63] 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. [64] DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체 (DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여， IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (Wireless Medium; 麵)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.
[65] DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
[66] AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 엔티티 (entity)를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어， 도 2 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들 (STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한， 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 엔티티이다. 丽 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
[67] AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는， 항상 비제어 포트 (uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802. IX 포트 액세스 엔티티에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트 (controlled port)가 인증되면 전송 데이터 (또는 프레임 )는 DS로 전달될 수 있다.
[68] 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.
[69] 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 LUXLogical Link Control) 계충에서 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.
[70] IEEE 802.11 에서는 도 3 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다. BSS들은 부분적으로 중첩될 수 있고， 이는 연속적인 커버리지를 제공하기 위해서 일반적으로 이용되는 형태이다. 또한， BSS들은 물리적으로 연결되어 있지 않을 수 있고， 논리적으로는 BSS들 간의 거리에 제한은 없다. 또한, BSS들은 물리적으로 동일한 위치에 위치할 수 있고， 이는 리던던시를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 (또는 하나 이상의) ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 애드-혹 네트워크가 동작하는 경우나, 상이한 기관 (organizations)에 의해서 물리적으로 중첩되는 IEEE 802.11 네트워크들이 구성되는 경우나 동일한 위치에서 2 이상의 상이한 액세스 및 보안 정책이 필요한 경우 등에서의 ESS 네트워크 형태에 해당할 수 있다.
[71] 도 4 는 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 4 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
[72] 도 4 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 STA은 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. STA은 AP STA 및 비- AP(non-AP) STA을 포함한다. Non-AP STA은 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 4 의 예시에서 STAl, STA3, STA4 는 non-AP STA에 해당하고， STA2 및 STA5 는 AP STA 에 해당한다 .
[73] 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; MSS) 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.
[74] 계층 구조 [75] 무선랜 시스템에서 동작하는 STA의 동작은 계층 (layer) 구조의 관점에서 설명할 수 있다. 장치 구성의 측면에서 계층 구조는 프로세서에 의해서 구현될 수 있다. STA는 복수개의 계층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어， 802.11 표준문서에서 다루는 계층 구조는 주로 DLUData Link Layer) 상의 MAC 서브계층 (sublayer) 및 물리 (PHY) 계층이다. PHY은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체， PMDCPhysical Medium Dependent) 개체 등을 포함할 수 있다. MAC 서브계층 및 PHY은 각각 MLME(MAC sublayer Management Entity) 및 PLME( (Physical Layer Management Entity)라고 칭하여지는 관리 개체들을 개념적으로 포함한다. 이러한 개체들은 계층 관리 기능이 작동하는 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다.
[76] 정확한 MAC 동작을 제공하기 위해서， SME(Station Management Entity) 가 각각의 STA 내에 존재한다. SME는， 별도의 관리 플레인 내에 존재하거나 또는 따로 떨어져 (off to the side) 있는 것으로 보일 수 있는, 계층 독립적인 개체이다. SME의 정확한 기능들은 본 문서에서 구체적으로 설명하지 않지만， 일반적으로는 다양한 계충 관리 개체 (LME)들로부터 계층-종속적인 상태를 수집하고， 계층 -특정 파라미터들의 값을 유사하게 설정하는 등의 기능을 담당하는 것으로 보일 수 있다. SME는 일반적으로 일반 시스템 관리 개체를 대표하여 (on behalf of) 이러한 기능들을 수행하고， 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
[77] 전술한 개체들은 다양한 방식으로 상호작용한다. 예를 들어， 개체들 간에는 GET/SET 프리머티브 (primitive)돌을 교환 (exchange)함으로써 상호작용할 수 있다. 프리머티브는 특정 목적에 관련된 요소 (element)나 파라미터들의 세트를 의미한다. Π-GET. request 프리머티브는 주어진 MIB attribute (관리 정보 기반 속성 정보)의 값올 요청하기 위해 사용된다. XX-GET. confirm 프리머티브는， Status가 "성공 "인 경우에는 적절한 MIB 속성 정보 값을 리턴하고， 그렇지 않으면 Status 필드에서 에러 지시를 리턴하기 위해 사용된다. XX-SET. request 프리머티브는 지시된 MIB 속성이 주어진 값으로 설정되도록 요청하기 위해 사용된다. 상기 MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우， 이는 해당 동작이 수행되는 것을 요청하는 것이다. 그리고, XX-SET. confirm 프리머티브는 status가 "성공 "인 경우에 지시된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 확인하여 주고 그렇지 않으면 status 필드에 에러 조건을 리턴하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우， 이는 해당 동작이 수행되었음을 확인하여 준다. [78] 또한， MLME 및 SME는 다양한 MLME_GET/SET 프리머티브들을 MLME_SAP( Service Access Point)을 통하여 교환할 수 있다. 또한， 다양한 PLME_GET/SET 프리머티브들이 , PLME_SAP을 통해서 PLME와 SME 사이에서 교환될 수 있고, MLME— PLME SAP을 통해서 MLME와 PLME사이에서 교환될 수 있다.
[79] 링크 셋업 과정
[80] 도 5는 일반적인 링크 셋업 (link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[81] STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견 (discovery)하고， 인증 (authentication)을 수행하고， 연관 (association)을 맺고 (establ ish) , 보안 (security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정， 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한， 링크 셋업 과정의 발견， 인증， 연관， 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다.
[82] 도 5를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
[83] 단계 S510에서 STA은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA의 스캐닝 (scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉， STA이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데, 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
[84] 스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝 (active scanning)과 수동적 스캐닝 (passive scanning)0] 있다.
[85] 도 5에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시한다. 능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레임 (probe request frame)을 전송하고 이에 대한 웅답을 기다린다. 응답자 (responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임 (probe response frame)올 전송한다. 여기에서, 웅답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임 (beacon frame)을 전송한 STA일 수 있다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 웅답자가 되며， IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 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.
[86] 도 5에서 도시하고 있지 않지만， 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임 (management frame) 중 하나로서， 무선 네트워크의 존재를 알리고， 스캐닝을 수행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서， 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고, IBSS에서는 IBSS 내의 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 등일한 방법으로 다음 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
[87] 능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면， 능동적 스캐닝이 수동적 스캐닝보다 딜레이 (delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
[88] 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.
[89] 인증 과정은 STA이 인증 요청 프레임 (authentication request frame)을 AP에게 전송하고， 이에 웅답하여 AP가 인증 웅답 프레임 (authentication response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청 /웅답에 사용되는 인증 프레임 (authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
[90] 인증 프레임은 인증 알고리즘 번호 (authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 시퀀스 번호 (authentication transaction sequence number ) , 상태 코드 (status code) , 검문 텍스트 (chal lenge text) , RSN(Robust Security Network) , 유한 순환 그룹 (Finite Cyclic Group) 등에 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.
[91] STA은 인증 요청 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여， 해당 STA에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처리의 결과를 인증 웅답 프레임을 통하여 STA에게 제공할 수 있다.
[92] 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 응답 프레임 (association response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다.
[93] '예를 들어, 연관 요청 프레임은 다양한 능력 (capability)에 관련된 정보， 비콘 청취 간격 (listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트 (supported rates), 지원 채널 (supported channels), RSN, 이동성 도메인, 지원 오퍼레이팅 클래스 (supported operating classes), TIM 방송 요청 (Traffic Indication Map Broadcast request) , 상호동작 (interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
[94] 예를 들에 연관 웅답 프레임은 다양한 능력에 관련된 정보， 상태 코드， AID(Association ID), 지원 레이트， EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터 세트， RCPI (Received Channel Power Indicator), RSNI (Received Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인ᅳ 타임아웃 간격 (연관 컴백 시간 (associat ion comeback time)), 중첩 (over lapping) BSS 스캔 파라미터， TIM 방송 웅답， QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
[95] 이는 연관 요청 /응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며， 다른 정보로 대체되거나， 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
[96] STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에， 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청 /웅답을 통한 인증 과정이라고 할 수도 있고， 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증 (first authentication) 과정이라고 하고， 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
[97] 단계 S540의 보안 셋업 과정은， 예를 들어， EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이 (way) 핸드쉐이킹을 통해세 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.
[98] WLAN의 진화 [99] IEEE 802.11 WLAN 표준은 2.4GHz 또는 5GHz 에서 비면허 대역 (unlicensed band)을 이용한 11Mbps (IEEE 802.11b) 또는 54Mbps (IEEE 802.11a)의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4GHz에서 OFDM을 적용하여, 54Mbps의 전송 속도를 제공한다.
[100] 무선랜에서 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 표준으로서 IEEE 802.11η이 존재한다. IEEE 802.11η은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고， 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로 IEEE 802.1 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 있다. 즉， IEEE 802.11η은 MIM0— OFDM을 적용하여 , 4개의 공간 스트림 (spatial stream)에 대해서 300Mbps 의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11η 에서는 채널 대역폭을 40MHz까지 지원하며, 이 경우 600Mbps 의 전송 속도를 제공한다.
[101] 무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라， 최근에는 IEEE 802.11η이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 초고처리율 (Very High Throughput； VHT)를 지원하는 차세대 무선랜 시스템은 IEEE 802.11η무선랜 시스템의 다음 버전 (예를 들어, IEEE 802. llac)으로서， MAC 서비스 액세스 포인트 (Service Access Point; SAP)에서 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템중의 하나이다. 이를 위해, VHT 시스템은 80MHz 또는 160MHz 채널 대역폭， 최대 8개의 공간 스트림을 지원한다. 160MHz 채널 대역폭， 8개 공간 스트림, 256QAM(Quadrature Amplitude Modulation), 짧은 가드 인터벌 (short GI) 기능을 모두 구현하는 경우， 최대 6.9Gbps 의 전송 속도를 제공한다.
[102] 차세대 무선랜 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 MU— MIMCXMulti User Multiple Input Multiple Output) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIM0 전송 방식에 따르면, AP가 MIM0 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
[103] 또한， 화이트스페이스 (whitespace)에서 무선랜 시스템 동작을 지원하는 것이 논의되고 있다. 예를 들어， 아날로그 TV의 디지털화로 인한 유휴 상태의 주파수 대역 (예를 들어, 54~698MHz 대역)과 같은 TV 화이트스페이스 (TV WS)에서의 무선랜 시스템의 도입은 IEEE 802.11af 표준으로서 논의되고 있다. 하지만， 이는 예시에 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.
[104] 예를 들어, WS에서 동작하는 AP 및 /또는 STA은 허가된 유저에 대한 보호 (protect ion) 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.
[105] 따라서 AP 및 /또는 STA은 WS 대역 내 특정 주파수 대역의 사용이 가능한지, 다시 말해서 상기 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절차가 선행되어야 한다. 특정 주파수 대역에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 것을 스펙트럼 센싱 (spectrum sensing)이라 한다. 스펙트럼 센싱 메커니즘으로 에너지 탐지 (energy detection) 방식， 신호 탐지 (signature detection) 방식 등이 활용된다. 수신 신호의 강도가 일정 값 이상이면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단하거나， DTV 프리앰블 (preamble)이 검출되면 허가된 유저가 사용중인 것으로 판단할 수 있다.
[106] 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 엔티티 (entity)를 의미한다. 예를 들어， 무선 통신 모들이 탑재된 검침기 (meter)나 자동 판매기와 같은 장치는 물론， 사용자의 조작 /개입 없이 자동으로 네트워크에 접속하여 통신을 수행할 수 있는 스마트폰과 같은 사용자 기기도 머신의 예시에 해당할 수 있다. M2M 통신은 디바이스 간의 통신 (예를 들어, D2D(Device-to-Device) 통신)， 디바이스와 서버 (appl icat ion server) 간의 통신 등을 포함할 수 있다. 디바이스와 서버 통신의 예시로, 자동 판매기와 서버， P0S(Point of Sale) 장치와 서버， 전기, 가스 또는 수도 검침기와 서버 간의 통신을 들 수 있다. 그 외에도 M2M 통신 기반의 애플리케이션 (application)에는, 보안 (security)， 운송 (transportat ion) , 헬스 케어 (health care) 등이 포함될 수 있다. 이러한 적용례의 특성을 고려하면， 일반적으로 M2M 통신은 매우 많은 기기가 존재하는 환¾에서 가끔씩 적은 양의 데이터를 저속으로 송수신하는 것을 지원할 수 있어야 한다.
[107] 구체적으로， M2M 통신은 많은 STA의 개수를 지원할 수 있어야 한다. 현재 정의되어 있는 무선랜 시스템에서는 하나의 AP에 최대 2007 개의 STA이 연관되는 경우를 가정하지만, M2M통신에서는 이보다 많은 개수 (약 6000 개)의 STA이 하나의 AP에 연관되는 경우를 지원하는 방안들이 논의되고 있다. 또한， M2M 통신에서는 낮은 전송 속도를 지원八요구하는 애플리케이션이 많을 것으로 예상된다. 이를 원활하게 지원하기 위해서, 예를 들어， 무선랜 시스템에서는 TIMCTraffic Indication Map) 요소 기반으로 STA이 자신에게 송신될 데이터의 존재 여부를 인지할 수 있는데， TIM의 비트템 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 시스템에서는ᅳ 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.
[108] 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.
[109] 매체 액세스 메커니즘
[110] IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC (Medium Access Control)의 기본 액세스 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능 (Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘 따르면， AP 및 /또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서, 소정의 시간구간 (예를 들에 DIFS(DCF Inter-Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체 (medium)를 센싱 (sensing)하는 CCMClear 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, 층돌 (collision)을 최소화시킬 수 있다.
[111] 또한， IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HCFCHybrid 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 EEOUEnhanced 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 (Content ion Period; CP)와 비경쟁 주기 (Content ion Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
[112] 도 6은 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
[113] 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 슬롯 시간만큼 대기한 후에， 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 의사- 임의 정수 (pseudo-random integer) 값을 가지며， 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서， CW는 경쟁 원도우 (Content ion Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin이 주어지지만 전송 실패의 경우 (예를 7 들어， 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CTmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고， 데이터 전송이 성공하는 경우에는
CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CTmax 값은 2Π-1 (η=0, 1， 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
[114] 임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬릇을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고， 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
[115] 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 STAl, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 ' STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에， 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고, STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉， STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에, 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다. 한편， STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때, STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 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 층돌이 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.
[116] STA의 센싱 동작
[117] 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 MAC은 네트워크 할당 백터 (Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및 /또는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및 /또는 STA에게 지시 (indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스가 금지된다. NAV는, 예를 들어, 프레임의 MAC 헤더 (header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
[118] 또한 충돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 충돌 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.
[119] 도 7은 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
[120] 도 7(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며， STA A와 STA B는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만， STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송 (즉， 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에， STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 층돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
[121] 도 7(b)는 노출된 노드 (exposed node)에 대한 예시이며， STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서， STA C가 STA D에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱을 수행하면, STA B의 전송으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라 STA C가 STA D에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나， 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범위 밖에 있으므로， STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입장에서는 층돌하지 않을 수도 있으므로， STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STA C를 STA B의 노출된 노드라고 할 수 있다.
[122] 도 8은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
[123] 도 7과 같은 예시적인 상황에서 층돌 회피 (collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서, RTS( request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패킷 (short signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA (들)이 오버히어링 (overhearing)할 수 있도록 하여 , 상기 주위의 STA (들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도록 할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면， 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 STA들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
[124] 도 8(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며 , STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 층돌을 피할 수 있게 된다.
[125] 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 층돌이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다. 즉， STA B는 주위의 모든 STA들에게 RTS를 전송하고, 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
[1263 전력 관리
[127] 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. 따라서ᅳ STA이 지속적으로 채널을 센성하기 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.
[128] STA의 전력 관리 모드는 액티브 (active) 모드 및 전력 절약 (power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태 (awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는， 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편， PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태 (sleep state) (또는 도즈 (doze) 상태)와 어웨이크 상태 (awake state)를 전환 (switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
[129] 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. 슬립 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편, AP가 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우, 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서， STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해 (또한 존재한다면 이를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다.
[130] 도 9는 전력 관리 동작을 설명하기 위한 도면이다.
[131] 도 9를 참조하면， A 210)는 일정한 주기로 비콘 프레임 (beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송한다 (S211, S212, S213, S214, S215, S216). 비콘 프레임에는 TIMCTraffic Indication Map) 정보 요소 (Informat ion Element)가 포함된다. TIM 정보 요소는 AP(210)가 자신과 연관된 STA들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함한다. TIM 요소에는 유니캐스트 (umcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 ΉΜ과 멀티캐스트 (multicast) 또는 브로드캐스트 (broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIMCde livery traffic indication map)이 있다.
[132] AP(210)는 3번의 비콘 프레임을 전송할 때 마다 1회씩 DTIM을 전송할 수 있다. STAU220) 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 A 210)에 의하여 전송된 TIM 요소를 수신할 수 있도록 설정될 수 있다. 각각의 STA은 자신의 로컬 클럭 (local clock)에 기초하여 어웨이크 상태로 전환할 시점을 계산할 수 있으며， 도 9의 예시에서는 STA의 클럭은 AP의 클력과 일치하는 것으로 가정한다.
[133] 예를 들어 상기 소정의 웨이크업 인터벌은， STAK220)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 A 210)에게 프레임 전송을 요청하는 PS-Pol 1 (Power Save-Poll) 프레임을 AP(210)에게 전송할 수 있다 (S221a). AP(210)는 PS-Poll 프레임에 대웅하여 프레임을 STA 220)에게 전송할 수 있다 (S231). 프레임 수신을 완료한 STAU220)은 다시 슬립 상태로 전환하여 동작한다.
[134] AP(210)가 두 번째로 비콘 프레임을 전송함에 있어서， 다른 장치가 매체에 액세스하고 있는 등 매체가 점유된 (busy medium) 상태이므로， AP(210)는 정확한 비콘 인터벌에 맞추어 비콘 프레임을 전송하지 못하고 지연된 시점에 전송할 수 있다 (S212). 이 경우 STAK220)은 비콘 인터벌에 맞추어 동작 모드를 어웨이크 상태로 전환하지만， 지연 전송되는 비콘 프레임을 수신하지 못하여 다시 슬립 상태로 전환한다 (S222).
[135] A 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 없음을 확인하고, 다시 슬립 상태로 전환하여 동작할 수 있다. AK210)는 비콘 프레임 전송 후 프레임을 해당 STA에게 전송한다 (S232) .
[136] AP(210)는 네 번째로 비콘 프레임을 전송한다 (S214). 다만， STA1(220)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, STA 220)은 비콘 인터벌마다 TIM 요소 수신을 위해 운영 상태를 전환하던 것을 3회의 비콘 인터벌마다 한 번 깨어나는 것으로 운영 상태를 전환하도록 설정될 수 있다. 따라서， STAK220)은 AP(210)가 네 번째 비콘 프레임을 전송하고 (S214), 다섯 번째 비콘 프레임을 전송하는 시점에 (S215) 슬립 상태를 유지하므로 해당 TIM 요소를 획득할 수 없다.
[137] AP(210)가 여섯 번째로 비콘 프레임을 전송할 때 (S216), STA1(220)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).
[138] 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 TIM 요소의 필드 설정을 통하여 구현될 수 있다.
[139] 도 10 내지 12는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
[140] 도 10을 참조하면, STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고， 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전'송될 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 있다. 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.
[141] 도 10과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간 (예를 들에 SIFSCShort Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 응답 (i隱 ediate 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 있으몌 이에 대해서 도 11을 참조하여 설명한다.
[142] 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 ACK 프레임을 AP에게 전송하고， 슬립 상태로 전환될 수 있다.
[143] 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.
[144] TIM 구조
[145] 상기 도 9 내지 12를 참조하여 설명한 TIM (또는 DTIM) 프로토콜을 기반으로 한 전력 절약 모드 운영 방법에 있어서, STA들은 TIM 요소에 포함된 STA 식별 정보를 통하여 자신을 위해 전송될 데이터 프레임이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다. STA 식별 정보는 STA이 AP와 연관 (association)시에 할당받는 식별자인 AIDCAssociation Identifier)와 관련된 정보일 수 있다. [146] AID는 하나의 BSS 내에서는 각각의 STA에 대한 고유한 (unique) 식별자로서 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.
[147] 기존의 정의에 따른 TIM 요소는， 하나의 AP에 많은 개수의 (예를 들어， 2007개 초과의) STA들이 연관될 수 있는 M2M 애플리케이션의 적용에 적절하지 않다. 기존의 TIM 구조를 그대로 확장하는 경우에는 TIM 비트맵 크기가 너무 커져서 기존의 프레임 포맷으로는 지원할 수 없고, 낮은 전송 레이트의 애플리케이션을 고려하는 M2M 통신에 적합하지 않다. 또한, M2M 통신에서는 하나의 비콘 주기 동안에 수신 데이터 프레임이 존재하는 STA의 개수가 매우 적을 것으로 예상된다. 따라서， 위와 같은 M2M 통신의 적용예를 고려하면 TIM 비트맵의 크기는 커지지만 대부분의 비트가 0 값을 가지는 경우가 많이 발생할 것으로 예상되므로, 비트맵을 효율적으로 압축하는 기술이 요구된다.
[148] 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 비효율성이 크게 문제되지 않지만， STA의 개수가 증가하는 경우에는 이러한 비효율성이 전체 시스템 성능을 저해하는 요소가 될 수도 있다.
[149] 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.
[150] 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.
[151] 도 13(b)는 그룹 기반으로 할당된 AID의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(b)의 예시에서는 AID의 위치에 따라서 GID가 할당될 수 있다. 이 때， 동일한 GID를 사용하는 AID들은 오프셋 (offset) 및 길이 (length) 값으로 표현될 수 있다. 예를 들어, GID 1이 오프셋 A 및 길이 B로 표현되면， 비트맵 상에서 A 내지 A+B— 1의 AID들이 GID 1을 가진다는 것을 의미한다. 예를 들어， 도 13(b)의 예시에서， 전체 1 내지 N4의 AID가 4개의 그룹으로 분할된다고 가정한다. 이 경우， GID 1에 속하는 AID들은 1 내지 N1이며， 이 그룹에 속하는 AID들은 오프셋 1 및 길이 N1로 표현될 수 있다. 다음으로, GID 2에 속하는 MD들은 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,
[152] 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 들에 특정 시간 구간 동안에는 특정 그룹에 해당하는 STA (들)에게만 채널 액세스가 허용되고， 나머지 다른 STA (들)에게는 채널 액세스가 제한 (restrict)될 수 있다. 이와 같이 특정 STA (들)에게만 액세스가 허용되는 소정의 시간 구간을, 제한된 액세스 원도우 (Restricted Access Window; RAW)라고 칭할 수도 있다.
[153] 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， 다론 GID에 속하는 STA들의 채널 액세스는 허용되지 않는다. 이를 구현하기 위해서， 첫 번째 비콘에는 GID 1에 해당하는 AID들만을 위한 TIM 요소가 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 1올 가지는 AID들만을 위한 ΉΜ 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.
[154] 도 13(c)에서는 비콘 인터벌에 따라 허용되는 GID의 순서가 순환적 또는 주기적인 예시를 나타내지만， 이에 제한되는 것은 아니다. 즉， TIM 요소에 특정 GID (들)에 속하는 AID (들)만을 포함시킴으로써， 특정 시간 구간 (예를 들어， 특정 RAW) 동안에 상기 특정 AID (들)에 해당하는 STA (들)만의 채널 액세스를 허용하고 나머지 STA (들)의 채널 액세스는 허용하지 않는 방식으로 동작할 수 있다.
[155] 전술한 바와 같은 그룹 기반 AID 할당 방식은， TIM의 계층적 (hierarchical ) 구조라고도 칭할 수 있다. 즉， 전체 AID 공간을 복수개의 블록들로 분할하고， 0이 아닌 값을 가지는 특정 블록에 해당하는 STA (들) (즉， 특정 그룹의 STA)의 채널 액세스만이 허용되도록 할 수 있다. 이에 따라， 큰 크기의 TIM을 작은 블록 /그룹으로 분할하여 STA이 TIM 정보를 유지하기 쉽게 하고, STA의 클래스， 서비스품질 (QoS), 또는 용도에 따라 블록 /그룹을 관리하기가 용이하게 된다. 상기 도 13의 예시에서는 2-레벨의 계층을 나타내지만， 2 이상의 레벨의 형태로 계층적 구조의 TIM이 구성될 수도 있다. 예를 들어， 전체 AID 공간을 복수개의 페이지 (page) 그룹으로 분할하고, 각각의 페이지 그룹을 복수개의 블록으로 구분하고, 각각의 블록을 복수개의 서브-블록으로 분할할 수도 있다. 이러한 경우， 상기 도 13(a)의 예시의 확장으로서， AID 비트맵에서 처음 N1개의 비트는 페이지 ID (즉， PID)를 나타내고, 그 다음 N2개의 비트는 블록 ID를 나타내고, 그 다음 N3개의 비트는 서브 -블록 ID를 나타내고， 나머지 비트들이 서브 -블록 내의 STA 비트 위치를 나타내는 방식으로 구성될 수도 있다.
[156] 이하에서 설명하는 본 발명의 예시들에 있어서， STA들 (또는 각각의 STA에 할당된 AID들)을 소정의 계층적인 그룹 단위로 분할하고 관리하는 다양한 방식들이 적용될 수 있으며， 그룹 기반 AID 할당 방식이 상기 예시들로 제한되는 것은 아니다.
[157] 프레임 구조 [158] 도 14는 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설몇하기 위한 도면이다.
[159] PPDU (Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit) 프레임 포맷은， STF( Short Training Field), LTF(Long Training Field), SIG(SIGNAL) 필드 및 데이터 (Data) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 가장 기본적인 (예를 들어, non- HT(High Throughput)) PPDU 프레임 포맷은 L-STF(Legacy-STF L-LTF(Legacy-LTF) , SIG 필드 및 데이터 필드만으로 구성될 수 있다. 또한， PPDU 프레임 포맷의 종류 (예를 들어, HT-niixed 포맷 PPDU, HT-greenf ield 포맷 PPDU, VHT(Very High Throughput) PPDU 등)에 따라서， SIG 필드와 데이터 필드 사이에 추가적인 (또는 다른 종류의) STF, LTF, SIG필드가포함될 수도 있다.
[160] STF는 신호 검출, AGC(Automatic Gain Control), 다이버시티 선택, 정밀한 시간 동기 둥을 위한 신호이고， LTF는 채널 추정 , 주파수 오차 추정 등을 위한 신호이다. STF와 LTF를 합쳐서 PCLP 프리앰블 (preamble)이라고 칭할 수 있고, PLCP 프리앰블은 0FDM물리계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호라고 할 수 있다.
[161] SIG 필드는 RATE 필드 및 LENGTH 필드 등을 포함할 수 있다. RATE 필드는 데이터의 변조 및 코딩 레이트에 대한 정보를 포함할 수 있다. LENGTH 필드는 데이터의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로, SIG 필드는 패리티 (parity) 비트， SIG TAIL비트 등을 포함할 수 있다.
[162] 데이터 필드는 SERVICE 필드， PSDI PLCP Service Data Unit), PPDU TAIL 비트를 포함할 수 있고， 필요한 경우에는 패딩 비트도 포함할 수 있다. SERVICE 필드의 일부 비트는 수신단에서의 디스크램블러의 동기화를 위해 사용될 수 있다. PSDU는 MAC 계층에서 정의되는 MAC PDU(Protocol Data Unit)에 대웅하며, 상위 계층에서 생성 /이용되는 데이터를 포함할 수 있다. PPDU TAIL 비트는 인코더를 0 상태로 리턴하기 위해서 이용될 수 있다. 패딩 비트는 데이터 필드의 길이를 소정의 단위로 맞추기 위해서 이용될 수 있다.
[163] MAC 헤더는 프레임 제어 (Frame Control) 필드， 기간 (Duration)/ID 필드， 주소 (Address) 필드 등을 포함한다. 프레임 제어 필드는 프레임 송신 /수신에 필요한 제어 정보들을 포함할 수 있다. 기간 /ID 필드는 해당 프레임 등을 전송하기 위한 시간으로 설정될 수 있다. MAC 헤더의 Sequence Control, QoS Control, HT Control 서브필드들의 구체적인 내용은 IEEE 802.11-2012 표준 문서를 참조할 수 있다. [164] MAC 헤더의 프레임 제어 필드는, Protocol Version, Type, Subtype , To DS, From DS, More Fragment , Retry, Power Management , More Data, Protected Frame, Order 서브필드들을 포함할 수 있다. 프레임 제어 필드의 각각의 서브필드의 내용은 IEEE 802.11-2012 표준 문서를 참조할 수 있다.
[165] 한편， 널-데이터 패킷 (NDP) 프레임 포맷은 데이터 패킷을 포함하지 않는 형태의 프레임 포맷을 의미한다. 즉, DP 프레임은， 일반적인 PPDU 포맷에서 PIXP 헤더 부분 (즉， STF, LTF 및 SIG 필드)만을 포함하고, 나머지 부분 (즉， 데이터 필드)은 포함하지 않는 프레임 포맷을 의미한다. NDP 프레임은 짧은 (short) 프레임 포맷이라고 칭할 수도 있다.
[166] S1G프레임 포맷
[167] M2M, IoT( Internet of Things), 스마트 그리드 등의 애플리케이션을 지원하기 위해서는 장거리 (long range), 저전력 (low power) 통신이 요구된다. 이를 위해서, 1GHz 이하 (Sub 1GHz; SIG) 주파수 대역 (예를 들어， 902-928 MHz)에서 lMHz/2MHz/4MHz/8MHz/ 16MHz 채널 대역폭 (channel bandwidth)를 사용하는 통신 프로토콜을 사용하는 것이 논의되고 있다.
[168] SIG PPDU 포맷으로서, 3 가지 종류의 포맷이 정의된다. SIG 2MHz 이상 대역폭에서 사용되는 짧은 포맷， SIG 2fflz 이상 대역폭에서 사용되는 긴 포맷， 및 SIG 1MHz 대역폭에서 사용되는 포맷이 그것이다.
[169] 도 15는 SIG 1MHz포맷의 일례를 나타내는도면이다.
[170] SIG 1MHz포맷은 1MHz PPDU SU(Single User) 전송을 위해서 사용될 수 있다.
[171] 도 15의 SIG 1MHz 포맷은 IEEE 802.11η에서 정의되는 Green-field 포맷과 유사하게 STFᅳ LTF1, SIG, LTF2-LTFN, Data 필드로 구성되지만, Green-field 포맷에 비하여 프리앰블 부분의 전송 시간이 반복에 의해서 2 배 이상 증가한 형태로 이해될 수 있다.
[172] 도 15의 STF 필드는 2 MHz 이상의 대역폭에 대한 PPDU에서의 STF(2 심볼 길이)와 동일한 주기 (same periodicity)를 가지지만 시간 상에서 2번 반복 (rep2) 기법이 적용되어 4 심블 길이 (예를 들어, 160 s)를 가지며， 3 dB 전력 부스팅이 적용될 수 있다.
[173] 도 15의 LTF1 필드는 2 MHz 이상의 대역폭에 대한 PPDU에서의 LTF1 필드 (2 심볼 길이)와 주파수 도메인에서 직교 (orthogonal)하도특 설계되며， 시간 상에서 2번 반복되어 4 심볼 길이를 가질 수 있다. LTF1 필드는 DGI (Double Guard Interval), LTSCLong Training Sequence) , LTS , GI (Guard Interval ) , LTS , GI , LTS를 포함할 수 있다.
[174] 도 15의 SIG 필드는 반복 코딩될 수 있고 , 가장 낮은 MCS (Modulat i on and Coding Scheme) (즉 , BPSK(Binary Phase Shi ft Keying) )와 반복 코딩 (rep2)이 적용되고， 레이트가 1/2이 되도록 구성되며 , 6 심볼 길이로 정의될 수 있다.
[175] 도 15의 LTF2 필드부터 LTFNLTF 필드는 MIM0의 경우에 포함될 수 있으며 , 각각의 LTF 필드가 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[176] 도 16은 SIG 2MHz 이상 짧은 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
[177] SIG 2MHz 이상 짧은 포맷 (SIG greater than or equal to 2 腿 z short format )은 2MHz , 4MHz , 8MHz 및 16MHz PPDU를 사용하는 SU 전송을 위해서 사용될 수 있다.
[178] 도 16의 STF 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있다.
[179] 도 16의 LTF1 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있고， DGI， LTS , LTS를 포함할 수 있다.
[180] 도 16의 SIG 필드는 MCS로서 QPSK(Quadrature PSK) , BPSK 등이 적용될 수 있고 , 2 심볼의 길이를 가질 수 있다.
[181] 도 16의 LTF2 필드부터 LTFNLTF 필드는 각각 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[182] 도 17은 SIG 2MHz 이상 긴 포맷의 일례를 나타내는 도면이다.
[183] SIG 2MHz 이상 긴 포맷 (SIG greater than or equal to 2 MHz long format )은 2MHz , 4MHz , 8MHz 및 16丽 z PPDU를 사용하는 MU 전송 및 SU 빔포밍된 (beam formed) 전송을 위해서 사용될 수 있다. SIG 2MHz 이상 긴 포맷은 전방향으로 전송되는 음니 부분 (omni port ion) 및 빔포밍 (beamforming)이 적용되는 데이터 부분을 포함할 수 있다.
[184] 도 17의 STF 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있다.
[185] 도 17의 LTF1 필드는 2 심볼 길이를 가질 수 있고， DGIᅳ LTS , LTS를 포함할 수 있다.
[186] 도 17의 SIG-A(SIGNAL— A) 필드는 MCS로서 QPSK , BPSK 등이 적용될 수 있고 . 2 심볼의 길이를 가질 수 있다.
[187] 도 17의 D-STF(Short Training f i eld for Data) 필드는 1 심볼의 길이를 가질 수 있다. [188] 도 17의 D-LTF(Long Training f ield for Data) 필드들， 즉， D-LTF1 필드부터
D-LTFNLTF 필드는 각각 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[189] 도 17의 SIG-B(SIGNAL-B) 필드는 1 심볼 길이를 가질 수 있다.
[190] 1MHz 채널 대역폭 및 2MHz 이상 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서의 채널 액세스 메커니즘
[191] 본 발명에서는 1MHz 채널 대역폭 및 2MHz 이상 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서의 채널 액세스 메커니즘에 대해서， 특히 백오프 메커니즘에 대해서 제안한다.
[192] BSS에 속한 STA들은 프라이머리 채널 (primary channel )을 사용해서 백오프 메커니즘을 수행한다. 즉， 프라이머리 채널 상에서 CCA 등을 수행하여 해당 채널 (또는 매체 )의 유휴 여부를 판단할 수 있다. 프라이머 리 채널이란 BSS의 구성원인 STA들 모두에 대한 공통 채 널로서 정의되며， 비콘 등의 기본적인 신호 전송을 위하여 사용될 수 있다. 또한， 프라이머 리 채널은 데이터 유닛 (예를 들어， PPDU)의 전송을 위해서 기본적으로 사용되는 채널이라고 표현할 수도 있다. 한편， STA이 데이터 전송을 위해서 사용하는 채널 폭이 프라이머 리 채널의 크기보다 큰 경우에 , 해당 채널 내에서 프라이머 리 채널 이외의 다른 채널을 세컨더리 채널 (secondary channel )이 라고 한다.
[193] 종래의 무선랜 시스템에서는 프라이머리 채널의 대역폭의 크기는 한가지만 존재하였지만， 발전된 무선랜 시스템에서는 프라이머 리 채널이 STA의 캐퍼빌리티 (capabi l i ty)에 따라 2 가지의 서로 다른 채널 대역폭을 가질 수 있다. 본 발명에서는 이러한 다중 채널 환경에서의 백오프 메커 니즘에 대해서 제안한다.
[194] 예를 들어， 센서 (sensor) 타입 STA의 경우에는 구현의 복잡도를 줄이기 위해 1MHz 또는 2MHz 채널 대역폭 (만)을 지원할 수 있다. 하지만， IoT , Μ2Μ 타입의 STA의 경우에는 보다 높은 처리율 (throughput )이 요구되며， 이를 지원하기 위해서는 2MHz , 4MH , 8MHz 또는 16MHz 채널 대역폭 (만)을 지원할 수 있다.
[195] 본 발명에서는 , 1MHz 또는 2MHz 채널 대역폭을 지원하는 STA들을 낮은 레이트 (Low Rate ; LR) STA이라고 칭하고， 2MHz , 4MH , 8MHz 또는 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 STA들을 높은 레이트 (High Rate ; HR) STA이라고 칭한다. 또한， LR STA의 프라이머리 채널은 1MHz 채널 대역폭을 가지며， HR STA의 프라이머 리 채널은 2MHz 채널 대역폭을 가지는 것으로 가정한다.
[196] 이와 같이 프라이머리 채널이 STA의 캐퍼빌리티에 따라 2 가지의 채널 대역폭을 가지는 다중 채널 환경에서 , 본 발명에서 제안하는 STA의 백오프 메커니즘에 대해서 이하에서 구체적으로 설명한다. [197] AP는 비콘 프레임 둥올 통해서 LR STA이 사용할 프라이머리 채널을 지정할 수 있으며, 이를 본 발명에서는 제 1 프라이머리 채널이라고 칭한다. 또한， AP는 HR STA이 사용할 프라이머리 채널을 지정할 수 있으며， 이를 본 발명에서는 제 2 프라이머리 채널아라고 부른다. 예를 들어， 제 1 프라이머리 채널은 1MHz 대역폭을 가지는 프라이머리 채널에 해당할 수 있고， 제 2 프라이머리 채널은 2腿 z 대역폭을 가지는프라이머리 채널에 해당할수 있다.
[198] 도 18은 S1G 동작 요소 (operation element)의 예시적인 포맷을 나타내는 도면이다.
[199] 도 18의 S1G 동작 요소는 비콘 프레임 또는 프로브 웅답 프레임 등을 통해서 BSS에 속한 STA들에게 전달될 수 있다. 이에 따라， S1G BSS의 채널 세트가 설정될 수 있다.
[200] S1G동작요소포맷은요소 IE element ID) 필드， 길이 (length) 필드, S1G동작 정보 (Operation Information) 필드 및 기본 S1G-MCS 및 NSS 세트 (Basic S1G-MCS and NSS(Niimber of Spatial Stream) set) 필드를포함할수 있다.
[201] S1G 동작 요소의 요소 ID필드는 해당 정보 요소가 S1G 동작 요소임을 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[202] S1G 동작 요소의 길이 필드는 후속하는 필드들의 길이를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[203] S1G 동작 요소의 S1G 동작 정보 필드는 채널 폭 (Channel Width) 필드 및 프라이머리 채널 번호 (Primary Channel Number) 필드를포함할수 있다.
[204] 예를 들어, 채널 폭 필드의 비트 0 내지 비트 5(B0-B5)는 1， 2， 4， 8 또는 16丽 z 중에서 하나를 지시하는 값으로설정될 수 있다. 다음으로， 채널 폭 필드의 비트 6 내지 비트 7(B6-B7)은 제 1 프라이머리 채널의 위치 (location)을 지시하는 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어， 00은 제 1 프라이머리 채널이 없음 (no first primary channel)을 지시할 수 있다. 01은 제 2 프라이머리 채널 상의 낮은 쪽 (lower side)을， 10은 제 2 프라이머리 채널 상의 높은 쪽 (upper side)을 지시할 수 있다. 11은 유보 (reserved)될 수 있다.
[205] 또는， 채널 폭 필드의 B0-B5는 다음과 같이 구성될 수도 있다. B0는 S1G BSS가 1MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B1은 S1G BSS가 2MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B2는 S1G BSS가 4MHz PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B3는 S1G BSS가 8丽 z PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B4는 S1G BSS가 16顧 z PPDU 전송을 허용하는 경우에 1로 설정될 수 있다. B5는 1MHz 프라이머리 채널의 위치를 나타낼 수 있다 (예를 들어， B5가 0으로 설정되면 2MHz 프라이머 리 채널 상의 낮은 쪽올 나타내고, B5가 1로 설정되면 2MHz 프라이머리 채널 상의 높은 쪽을 나타낸다) .
[206] 여기서， 제 1 프라이머 리 채널은 제 2 프라이머리 채널의 일부에 해당된다. 즉 , 제 1 프라이머리 채널은 제 2 프라이머리 채널 상에 존재한다. 또한， 제 1 프라이머리 채널의 채널 대역폭은 제 2 프라이머리 채널의 채널 대역폭보다 작다. 예를 들어， 제 2 프라이머리 채널 (또는 프라이머리 2MHz 채널)은 제 1 프라이머리 채널 (또는 프라이머리 1MHz 채널)을 포함하고， 제 1 프라이머리 채널은 제 2 프라이머 리 채널의 2MHz 대역폭 중에서 높은 주파수 쪽의 1MHz 또는 낮은 주파수 쪽의 1MHz 중에서 어느 하나에 위치할 수 있다.
[207] 프라이머리 채널 번호 필드는 제 2 프라이머리 채널의 채널 번호를 지시하는 값으로 설정될 수 있다.
[208] 이와 같이， S1G 동작 정보 필드 내의 채널 폭 필드 및 프라이머 리 채널 번호 필드에 의해서， 제 2 프라이머리 채널 및 제 1 프라이머리 채널 (존재하는 경우)의 주파수 상에서의 위치가 특정될 수 있다.
[209] S1G 동작 요소의 기본 S1G-MCS 및 NSS 세트는 , 1 개의 SS(Spat i al Stream)에 대한 최대 SlG-MCS(Max S1G-MCS for 1SS) 필드， 2 개의 SS에 대한 최 대 SlG-MCS(Max S1G-MCS for 2SS) 필드 , 3 개의 SS에 대한 최 대 SlG-MCS(Max S1G-MCS for 3SS) 필드， 및 4 개의 SS에 대한 최대 SlG-MCSGfex S1G-MCS for 4SS) 필드를 포함할 수 있다. N(N=1 , 2， 3， 또는 4) 개의 SS에 대한 최대 S1G-MCS 필드는， N 개의 공간 스트림 (SS)에 대해서 최대로 지원되는 MCS에 대한 인텍스를 나타내는 값으로 설정될 수 있다.
[210] 도 18을 참조하여 설명한 S1G 동작 요소를 이용하여， AP는 다음의 3 가지 형 태의 BSS를 지원할 수 있다.
[211] 첫 번째로 , LR STA들로만 구성되는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우， 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6-B7 비트가 01 또는 10 중의 어느 하나로 제한될 수 있다. 즉， LR STA이 사용할 제 1 프라이머 리 채널에 대한 위치가 제 2 프라이머 리 채널 상의 낮은 쪽 또는 높은 쪽 중의 어느 하나로 설정되어야 제 1 프라이머리 채 널의 위치가 특정될 수 있다.
[212] 두 번째로 , HR STA들로만 구성되는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6-B7 비트가 00으로 제한될 수 있다 . 즉， LR STA을 위한 제 1 프라이머리 채널은 설정되지 않고 (또는 존재하지 않고)ᅳ 1MHz PPDU 전송이 해당 BSS에서는 지원되지 않음을 의미할 수 있다.
[213] 세 번째로， LR STA과 HR STA이 공존하는 BSS가 지원될 수 있다. 이 경우, 도 18의 S1G 동작 요소에서 채널 폭 필드의 B6-B7 비트는 00， 01 또는 11로 설정될 수 있다.
[214] 전술한 바와 같이 어떤 BSS에서 프라이머 리 채널의 대역폭이 1MHz 및 /또는 2MHz로 설정되는 경우， 해당 BSS에 속한 STA의 백오프 과정에 대해서 이하에서 설명한다.
[215] 기본적으로， STA은 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 백오프 카운트 값 (또는 백오프 타이머 )이 0에 도달하면 , 해당 시 점을 기준으로 세컨더리 채널의 유휴 /점유 ( idle/busy) 상태를 확인하여 전송 대역폭을 결정할 수 있다.
[216] 예를 들어 , HR STA들로만 구성되는 BSS와 같이 제 1 프라이머 리 채널이 설정되지 않은 경우， STA은 제 2 프라이머 리 채널 (또는 프라이머 리 2MHz 채널) 상에서 백오프 과정을 작동 ( invoke)시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널이 유휴 상태이면 STA은 백오프 타이머를 1씩 감소시켜 나가고 , 백오프 타이머가 0에 도달하면 세컨더리 채널들이 유휴 상태인지를 확인할 수 있다. 즉 , 백오프 타이머가 0에 도달한 후에， STA은 세컨더리 2MHz 채널 , 세컨더리 4MHz 채 널 또는 세컨더리 8MHz 채널에 대한 CCA를 수행할 수 있다. 세컨더리 채널 (들)에 대한 CCA 결과에 따라세 STA은 유휴 상태인 세컨더 리 채널 (들)을 포함하여 PPDU (예를 들어， 2， 4, 8, 또는 16MHz PPDU)전송을 수행할 수 있다.
[217] 예를 들어， LR STA들로만 구성되는 BSS와 같이 제 1 프라이머리 채널이 설정된 경우 , STA은 제 1 프라이머리 채널 (또는 프라이머 리 1MHz 채널) 상에서 백오프 과정을 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널이 유휴 상태이면 STA은 백오프 타이머를 1씩 감소시켜 나가고， 백오프 타이머가 0에 도달하면 세컨더리 채널들이 유휴 상태인지를 확인할 수 있다. 즉 , 백오프 타이머가 0에 도달한 후에， STA은 세컨더리 1MHz 채널 , 세컨더 리 2MHz 채널， 세컨더리 4MHz 채널 또는 세컨더리 8MHz 채널에 대한 CCA 등을 수행할 수 있다. 세컨더리 채널 (들)에 대한 CCA 결과에 따라서 , STA은 유휴 상태인 세컨더리 채널 (들)을 포함하여 PPDU (예를 들어 , 1， 2, 4， 8 , 또는 16MHz PPDU) 전송을 수행할 수 있다.
[218] 이하에서는 세컨더리 채널에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. [219] AP는 비콘 프레임 등을 통해서， LR STA이 사용할 세컨더리 채널을 지정할 수 있다ᅳ 이를 본 발명에서는 제 1 세컨더리 채널이라고 칭한다. 또한， AP는 HR STA이 사용할 세컨더리 채널을 지정할 수 있다. 이를 본 발명에서는 제 2 세컨더리 채널이라고 칭한다.
[220] 제 1 세컨더리 채널은 제 2 프라이머리 채널의 일부에 해당한다. 제 2 세컨더리 채널은 복수개일 수 있으며 각각 다른 채널 대역폭을 가질 수 있다.
[221] 도 19는 프라이머리 채널과 세컨더리 채널의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
[222] 제 1 프라이머 리 채널 및 제 1 세컨더 리 채널은 제 2 프라이머리 채널의 일부에 해당한다. 제 2 세컨더리 채널은 하나만이 설정될 수도 있고， 복수개가 설정될 수도 있다. 복수개의 제 2 세컨더리 채널들이 설정되는 경우 , 제 2 세컨더리 채널들은 각각 서로 다른 채널 대역폭 (예를 들어， ChannelBandwidthl 및 ChannelBandwidth2)을 가질 수 있다.
[223] 제 1 프라이머리 채 널과 제 1 세컨더리 채 널을 결합 (bonding)하여 제 2 프라이머리 채널과 같아지는 경우에는, AP는 제 1 프라이머리 채널 번호 , 제 2 프라이머리 채널 번호， 제 2 세컨더리 채널 번호 만을 STA들에게 알려주고， 제 1 세컨더리 채널 번호는 생략할 수 있다.
[224] 도 19와 같이 프라이머리 채널 및 세컨더리 채널이 설정되는 경우에서의 백오프 과정에 대해서 예시적으로 설명한다.
[225] LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널 액세스를 수행할 수 있다 . 예를 들어 , LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널의 유휴 /점유 상태를 판단하고 이에 따라 백오프 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 1 프라이머 리 채널이 유휴 상태인 경우에는 STA은 백오프 타이머를 1만큼 감소시 키고 , 그렇지 않은 경우에는 백오프 타이머를 멈춘다 ( freeze) (즉， 감소시키지 않고 이전의 백오프 카운트 값을 유지한다) .
[226] HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널 액세스를 수행할 수 있다. 예를 들어 , HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널의 유휴 /점유 상태를 판단하고 이에 다라 백오프 메커니즘을 작동시킬 수 있다. 백오프 슬롯 동안 제 2 프라이머 리 채널이 유휴 상태인 경우에는 STA은 백오프 타이머를 1만큼 감소시 키고 , 그렇지 않은 경우에는 백오프 타이머를 멈춘다 (즉 , 감소시키지 않고 이전의 백오프 카운트 값을 유지한다) . [227] 여기서 , STA이 제 2 프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을 수행하는 경우， 제 2 프라이머리 채널에 속하는 제 1 프라이머리 채널 또는 제 1 세컨더리 채널 중의 어느 하나에서라도 다른 STA의 채널 사용이 센싱되면 상기 제 2 프라이머리 채널 자체가 점유중 (busy)인 것으로 판단해야 한다.
[228] 도 20은 STA의 백오프 과정의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
[229] 도 20(a)는 LR STA의 백오프 과정을， 도 20(b)는 HR STA의 백오프 과정을 예시적으로 나타낸다. 도 20(a)와 도 20(b)의 예시에서 LR STA과 HR STA이 동일한 시점에 백오프를 시작하고， 백오프 타이머 값은 각각 7 및 5를 선택한 경우를 가정한다.
[230] 도 20(a)의 LR STA의 경우， LR STA의 경우 , 제 1 프라이머리 채널 상에서만 채널 센싱을 수행하고 그 결과에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머를 7 , 6 , 5， 4， 3， 2， 1 로 감소시켜 나간다. 제 1 세컨더리 채널이 다른 BSS의 통신에 의해 채널 상태가 점유중 (Busy)이었지만， LR STA은 제 1 프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을 수행하므로 제 1 세컨더리 채널 사용에 무관하게 백오프 타이머가 0에 도달하고， 이에 따라 STA은 전송 기회 (transmi ssion opportuni ty; TX0P)를 시작 (begin)하는 것이 허용되며 , 데이터 프레임의 전송을 수행할 수 있다. 다만， 백오프 타이머가 0에 도달된 시점에서 제 1 세컨더리 채널의 상태가 점유중이므로， LR STA은 제 1 세컨더리 채널을 데이터 프레임 전송을 위해서 사용할 수는 없고 , 제 1 프라이머 리 채널만을 사용해서 데이터 프레임 (즉 , 1MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 )의 전송을 수행할 수 있다 . 그 후， LR STA는 AP로부터 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
[231] LR STA은 추가적으로 데이터를 보내기 위해 백오프 과정을 다시 수행할 수 있다. 임의 백오프 타이머 값으로 5를 선택한 LR STA은， 제 1 프라이머 리 채널 상에서 채널이 유휴 상태인 동안에 백오프 타이머를 5， 4, 3으로 감소시킨다. 이 시 점에서 , HR STA의 데이터 프레임 전송으로 인하여 제 1 프라이머 리 채널의 상태가 점유중이 된다. 이에 따라， LR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 멈춘다. 그 후， HR STA의 데이터 프레임 전송 및 ACK 프레임 수신이 완료된 후에 , LR STA은 제 1 프라이머리 채널이 유휴 중인 동안에 백오프 과정을 재개하여 백오프 타이머 값을 2 , 1로 감소시켜 나가서 백오프 타이머 값이 0에 도달하게 된다. STA은 백오프 타이머 값이 0이 되면 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고， 데이터 프레임을 전송할 수 있다 . 백오프 타이머가 0에 도달된 시점에서 제 1 세컨더리 채널의 상태가 유휴 상태이므로， LR STA은 제 1 프라이머리 채널 및 제 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임 (즉 . 2MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 )을 전송할 수 있다. [232] 도 20(b)의 HR STA의 경우， 제 2프라이머리 채널 상에서 채널 센싱을수행하고 그 결과에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머를 5， 4로 감소시켜 나간다. 이 서점에서 제 2 프라이머리 채널의 일부분 (즉， 제 1 세컨더리 채널에 해당하는 부분)이 다른 LR STA에 의해서 사용되어 채널 상태가 점유중이 되면, HR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 멈춘다. 제 2 프라이머리 채널의 일부분 (즉, 제 1 세컨더리 채널에 해당하는 부분)의 채널 상태가 유휴 상태가 되더라도 제 2 프라이머리 채널의 다른 일부분 (즉， 제 1 프라이머리 채널에 해당하는 부분)이 점유중인 경우에， 제 2 프라이머리 채널 자체가 점유중인 것으로 판단된다. 따라서， 제 2 프라이머리 채널의 어느 부분에서도 채널이 점유중이지 않은 상태가 되면 (즉， 제 2 프라이머리 채널의 전체가 유휴 상태가 되면)， HR STA은 백오프 타이머의 카운트 다운을 재개하여 그 값을 3, 2， 1로 감소시켜 나간다. 백오프 타이머가 0에 도달하면 전송 기회 (TXOP)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고, HR STA은 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 여기서, 게 2 세컨더리 채널이 유휴 상태이므로， HR STA은 제 2 프라이머리 채널 및 제 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임 (즉, 4腿 z PPDU 프레임)을 전송할 수 있다.
[233] 도 20의 예시로부테 LR STA이 HR STA에 비하여 전송 기회 (TX0P)를 얻을 확률이 높다는 것을 알 수 있다. 즉， LR STA과 HR STA이 각각 제 1 프라이머리 채널, 제 2 프라이머리 채널을 사용해서 백오프 과정을 수행하지만, 일반적으로 제 2 프라이머리 채널 전체가 유휴 상태일 확를이 제 1 프라이머리 채널이 유휴 상태일 확률보다 낮기 때문에 HR STA은 LR STA보다 백오프 카운트를 감소시키는 동작을 수행할 기회가 적어지고, 결과적으로 HR STA은 LR STA보다 전송 기회 (TX0P)를 얻을 확률도 낮아진다. 즉, LR STA과 HR STA의 채널 액세스에서의 형평성 (fairness)이 깨지는 문제가 발생한다.
[234] 이러한 문제를 해결하기 위해 LR STA과 HR STA이 모두 제 1 프라이머리 채널 상에서만 백오프를 수행하도록 하는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 제 1 프라이머리 채널에 대한 수신 캐퍼빌리티만을 지원하도록 하고， LR STA 및 HR STA의 백오프 메커니즘 역시 제 1 프라이머리 채널에서만 진행하도록 제한할수도 있다.
[235] 예를 들어， 1MHz, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서, LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 1MHz 전송에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하고, 1MHz 채널에서 백오프 메커니즘을 공통적으로 수행하는 것이다. 1MHz 채널 상에서만 3 채널 센싱을 수행하고 그에 따라 백오프 과정을 수행하여 백오프 타이머가 0에 도달하게 되면 해당 STA (즉， LR STA 또는 HR STA의 구분 없이 )은 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 것으로 판단하고 데이터를 전송할 수 있다 . 여기서， 백오프 카운트 다운 중에 세컨더리 채널의 상태가 유휴 /점유중인 것과 무관하게， 해당 STA의 백오프 타이머가 0에 도달한 후의 세컨더리 채널 (들)의 유휴 /점유 상태에 따라서 1MHz , 2腿 z , 4MHz , 8MHz 또는 16MHz PPDU 프레임의 전송이 결정될 수 있다. 또한， STA의 전송 캐퍼빌리티에 따라서 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 전송될 데이터 프레임의 대역폭이 제한될 수도 있다.
[236] 즉 , LR STA 및 HR STA 모두 제 1 프라이머 리 채널을 사용해 백오프 메커니즘을 수행하고， 백오프 타이머가 0에 도달한 STA의 전송 캐퍼빌리티와, 제 1 세컨더리 채널， 제 2 세컨더리 채널들의 유휴 /점유 상태에 따라서 데이터 전송의 전송 대역폭이 결정된다.
[237] 다만, 이 러한 동작 방식에 의하면 , 제 1 프라이머 리 채 널 (즉， 프라이머리 1MHz 채널)만을 사용한 데이터 전송이 지원되지 않는 HR STA의 경우에는 (즉, HR STA은 데이터 전송을 위해서 최소한 제 2 프라이머리 채널 (즉 , 프라이머리 2MHz 채널 )을 사용해야 하므로) , 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되더라도 (또는 백오프 타이머가 0에 도달하였더라도) , 만약 모든 세컨더리 채널이 점유중이고 제 1 프라이머 리 채널만이 유휴 상태라면， 데이터 전송을 수행하지 못하는 상황이 발생한다.
[238] 이 경우， HR STA은 백오프 과정을 다시 수행하도록 할 수 있다 . 여기서 , 다시 수행되는 백오프 과정은， 충돌로 인하여 새로운 백오프 과정이 작동되는 것과는 달리 , 경쟁 원도우 값을 2배로 증가시 키지 않고 이전의 값을 그대로 유지하고， 재전송 카운트 역시 변경하지 않은 상태에서 백오프 과정이 다시 수행되도록 할 수 있다.
[239] 그러나， 이러한 방식에 따르면 , LR STA과 HR STA의 채널 액세스의 형평성을 제공할 수는 있다고 하더라도， HR STA이 백오프 카운트 다운을 성공적으로 완료하더라도 채널 액세스를 수행할 수 없는 비효율성이 여전히 문제될 수 있다.
[240] 한편 , 상기 도 20의 예시에서와 같이 LR STA과 HR STA의 채널 액세스에서의 형평성 이 깨지는 문제를 해결하기 위한 다른 방안으로서， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 제 2 프라이머 리 채널에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하도록 하고， LR STA 및 HR STA의 백오프 메커니즘 역시 제 2 프라이머리 채널에서만 진행하도록 제한할 수도 있다. [241] 예를 들어 , 1MHz , 2MHz , 4MHz , 8MHz , 16MHz 채널 대역폭을 지원하는 BSS에서， LR STA 및 HR STA 모두 공통적으로 2MHz 전송에 대한 수신 캐퍼빌리티를 지원하고， 2MHz 채널에서 백오프 메커니즘을 공통적으로 수행하는 것이다. 2MHz 채널 상에서만 채널 센싱을 수행하고 그에 따라 백오프 과정을 수행하여 , 전송 기회 (TX0P)의 시 작이 허용되면 (또는 백오프 타이머가 0에 도달하게 되면) 해당 STA (즉 , LR STA 또는 HR STA의 구분 없이 )은 데이터를 전송할 수 있다. 여기서， 백오프 타이머가 0에 도달한 경우에는， 저 1 1 프라이머리 채널， 제 1 세컨더리 채널， 제 2 프라이머리 채널의 유휴 /점유 상태에 따라서， 1MHz 또는 2MHz PPDU 프레임의 전송이 수행될 수 있다. 또한, 백오프 카운트 다운 중에 제 2 세컨더리 채널의 상태가 유휴 /점유증인 것과 무관하게， 해당 STA의 백오프 타이머가 0에 도달한 후의 제 2 세컨더 리 채널의 유휴 /점유 상태에 따라서 4MHz , 8MHz 또는 16MHz PPDU 프레임의 전송이 결정될 수 있다. 또한， STA의 전송 캐퍼빌리티에 따라서 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 전송될 데이터 프레임의 대역폭이 제한될 수도 있다.
[242] 즉, LR STA 및 HR STA 모두 제 2 프라이머리 채널을 사용해 백오프 메커 니즘을 수행하고 , 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한) STA의 전송 캐퍼빌리티와， 제 1 프라이머 리 채널， 제 1 세컨더 리 채널， 제 2 세컨더라 채널들의 유휴 /점유 상태에 따라서 데이터 전송의 전송 대역폭이 결정된다.
[243] 이러한 방식에 따르면， LR STA과 HR STA의 채널 액세스의 형평성을 제공할 수는 있다. 그러나, 만약 제 1 프라이머리 채널은 유휴 상태이고 제 1 세컨더리 채널이 점유 상태인 경우에는 , 1MHz PPDU 프레임을 전송하려는 의도를 가지는 LR STA까지도 제 2 프라이머 리 채널이 점유중임을 이유로 백오프 카운트 다운을 계속하지 못하게 된다. 결국， 위와 같은 경우에는 유휴 상태의 제 1 프라이머 리 채널의 활용을 막는 결과가 되므로， 전체 시스템 관점에서 대역폭 활용의 효율성 이 저하되는 문제점 이 존재한다.
[244] 전술한 문제들을 해결하기 위해서， 본 발명에서는 LR STA이 제 1 프라이머 리 채널을 사용하여 백오프 과정을 수행하고 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달된 후에 ) 제 2 세컨더리 채널이 유휴 상태인 경우라도， 제 2 세컨더리 채널을 사용하는 것을 허용하지 않고， 제 1 프라이머리 채널만을 사용하여 데이터 전송을 수행하도록 제한하는 것을 제안한다.
[245] 동일한 의미를 달리 표현하자면， 제 1 프라이머 리 채널과 제 1 세컨더리 채널을 결합 (bonding)한 채널이 제 2 프라이머리 채널과 동일한 경우에서 , 제 1 프라이머 리 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 후에)， 제 2 프라이머리 채널 상에서 데이터를 전송하는 것은 금지하고， 제 1 프라이머리 채널 상에서의 데이터 전송은 허용한다는 것이다. 이는， HR STA은 제 2 프라이머리 채널 상에서 데이터를 전송하기 위해서 제 2 프라이머리 채널에서 백오프 과정을 수행하는 것과 비교하여， LR STA과 HR STA간의 형평성의 문제를해결하기 위한최소한의 조치라고할수 있다.
[246] 이에 따르면, LR STA이 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널을 모두 사용하여 (즉， 제 2 프라이머리 채널 상에서) 데이터를 전송하고자 한다면, 제 1 프라이머리 채널 상에서만 백오프 과정을 수행하는 것이 아니라， 처음부터 제 2 프라이머리 채널 상에서 백오프과정올수행해야한다는 것으로도 이해될 수 있다.
[247] 도 21은 본 발명의 제안에 따른 STA의 백오프 과정의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
[248] 도 21의 예시에서와 같이， LR STA이 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 (또는 2MHz 이상의 채널 대역폭을 사용하는 PPDU)를 전송하려는 의도를 가진 경우라면, 제 1 프라이머리 채널 및 제 2 세컨더리 채널이 모두유휴상태인 경우에만 백오프타이머 값을 1씩 감소시켜 나갈수 있다.
[249] 만약, 어떤 STA이 LR STA 및 HR STA의 캐퍼빌리티를 모두 가지는 경우 (예를 들어, 1MHz, 2MHz, 4MHz, 8MHz, 또는 16MHz 채널 대역폭 상에서의 전송을 모두 지원하는 경우)를 가정하면， 이러한 STA이 1MHz 채널 상에서 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우라도 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 경우라고 하더라도), 2MHz, 4MHz, 8MHz, 16顧 z 채널 상에서 데이터 전송을 수행할수는 없다. 즉， 제 1 프라이머리 채널에서 백오프 메커니즘을 수행한 후ᅳ 제 2 프라이머리 채널， 제 2 세컨더리 채널을사용해서 데이터를 전송하는 것은금지된다.
[250] 요컨대 STA이 제 1프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행한 경우에는 제 1 프라이머리 채널만을 사용하여 데이터 (또는 1MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU)를 전송하는 동작만이 정의된다. 만약， STA이 제 1 프라이머리 채널 및 제 1 세컨더리 채널 (즉， 제 2 프라이머리 채널) 상에서 백오프 과정을 수행한 경우라면, 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에 (또는 백오프 타이머가 0에 도달한 후에)， 제 2 세컨더리 채널의 채널 상태에 따라서， 제 2 프라이머리 채널만을 사용하여 데이터 프레임을 전송하거나 (또는 2MHz 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 전송을 수행하거나)， 또는 제 2 프라이머리 채널과 제 2 세컨더리 채널을 모두 사용하여 데이터 프레임을 전송할 수 있다 (또는 4腿 z 채널 대역폭을 사용하는 PPDU 프레임 전송을 수행할 수 있다) .
[251] 또한 상기 도 20 및 21의 예시에서는 STA이 최대 4MHz 대역폭의 데이터 유닛 (또는 PPDU)를 전송하는 것을 나타내지만， 이에 제한되는 것이 아니라, 도 19에서와 같이 최대 8MHz 대역폭의 PPDU 또는 그 이상의 채널 대역폭 크기를 가지는 PPDU를 전송하는 것에도 본 발명의 원리가 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어， 제 1 프라이머리 채널 (또는 1MHz 프라이머리 채널) 상에서 제 1 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에는， 1匪 z PPDU의 전송만이 허용된다 (즉， 2MHz 이상의 PPDU의 전송은 수행되지 않는다) . 또한， 제 2 프라이머 리 채널 (또는 2MHz 프라이머리 채널) 상에서 제 2 백오프 과정을 수행하여 그 결과로 전송 기회 (TX0P)의 시작이 허용되는 경우에는， TX0P의 시작 직전의 PIFS(point coordinat ion funct ion (PCF) inter frame space) 인터벌 동안의 제 2 세컨더리 채널 (2腿 z , 4MHz , MHz 크기를 가지는 제 2 세컨더리 채널)의 유휴 상태에 따라서 , 2丽 z PPDU (2MHz 제 2 프라이머리 채널만이 유휴 상태인 경우)， 4丽 z PPDU (2MHz 제 2 프라이머리 채널과 2MHz 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우) ᅳ 8MHz PPDU (2MHz 게 2 프라이머리 채널과， 2MHz 거 1 2 세컨더리 채 널과, 4 MHz 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우)， 또는 16MHz PPDU (2MHz 제 2 프라이머리 채널과， 2MHz 제 2 세컨더리 채널과， 4MHz 제 2 세컨더 리 채널과， 8MHz 제 2 세컨더리 채널이 모두 유휴 상태인 경우)의 전송이 수행될 수 있다.
[252] CCA 임계치
[253] 본 발명에서 STA 이 제 1 프라이머 리 채널， 제 2 프라이머 리 채널에 대해 백오프 과정을 수행할 때， 채널의 유휴 /점유 ( idle/busy) 여부를 판단하는 CCA 동작은 주로 CCA 임계치 (threshold) (또는 CCA 전력 임계치 )에 따라서 결정된다. 예를 들어 , 어떤 채널에서 검출되는 수신 신호의 강도가 CCA 임계치 이상인 경우에 해당 채널은 점유상태인 것으로 판단할 수 있다. CCA 임계치가 높게 설정될수록 다른 신호들을 덜 보호한다 (즉 , 다른 기기들이 전송하는 신호와 층돌할 확률이 높다)고 할 수 있고， CCA 임계치가 낮게 설정될수록 다른 신호들을 더 보호한다 (즉， 다른 기기들이 전송하는 신호와 층돌할 확률이 낮다)고 할 수 있다.
[254] 한편， LR STA과 HR STA은 서로 다른 사용 시나리오 (usage scenar io)를 가진다. LR STA은 저 전력으로 보다 먼 거리를 서비스 하기 원하며 , HR STA은 전력 소모보다 높은 처 리율 (throughput )을 얻기 원한다. 서로 상층된 목적을 지향하고 있기 때문에 , LR STA과 HR STA에서 채널 (또는 매체)의 유휴 /점유 여부를 판단하는 기준이 되는 CCA 임계치는 사용되는 환경에 따라 달라질 필요가 있다.
[255] 이에 본 발명에서는 두 개 이상의 CCA 임 계치를 정의하는 것을 제안한다 . 예를 들어， LR CCA 임계치 및 HR CCA 임계치가 별도로 정의되며 , HR CCA 임계치가 LR CCA 임계치보다 높게 설정될 수 있다. 예를 들어， HR CCA 임계치보다는 작고 LR CCA 임계치보다는 큰 신호가 검출되는 경우에， HR CCA 임계치를 사용하는 STA은 이 신호가 검출되더라도 채널이 점유상태가 아니라고 (즉 , 유휴 상태라고) 판단하고 , LR CCA 임계치를 사용하는 STA은 이 신호가 검출되면 채널이 점유상태라고 판단하게 된다. HR CCA 임 계치를 사용하는 STA은 LR CCA 임계치를 사용하는 STA에 비하여， 다른 기기들이 전송하는 신호를 덜 보호한다고 할 수 있다. 따라서 , HR CCA 임계치를 사용하는 STA은 LR CCA 임계치를 사용하는 STA에 비하여 서비스 범위를 상대적으로 좁게 설정해야 한다.
[256] 본 발명에서는， STA이 CCA 임계치 값으로 기본적으로는 (또는 디폴트로 설정된 값으로서 ) HR CCA 임계치를 사용한다고 가정한다. 만약, STA이 간섭 신호로 인해 서비스에 지장을 받는 경우, HR CCA 금지 (Prohibi t )를 요청하는 관리 프레임 (management frame)을 AP로 전송할 수 있다. HR CCA Prohibi t을 요청하는 관리 프레임을 수신한 AP는 , HR CCA Prohibi t을 명 령하는 관리 프레임을 S1G BSS에 속한 모든 단말들에게 브로드캐스트할 수 있다. 그리고， HR CCA Prohibi t을 명 령하는 관리 프레임을 AP로부터 수신받은 STA (들)은， CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경한다.
[257] 서로 다른 BSS들의 BSA의 일부 또는 전부가 겹 치고 서로 동일한 채널 상에서 동작하는 경우에， 이러한 BSS들을 서로 0BSS라고 창한다. 0BSS가 존재하는 환경에서， 인접 BSS의 AP로부터 HR CCA Prohibi t을 명령하는 관리 프레임을 수신하게 되면 , 해당 STA (들)은 CCA 임계치를 LR CCA 임계치로 변경한다. 이와 같이 STA은 LR CCA 임 계치로 변경된 CCA 임계치를 사용할 수 있지만, 이는 지속적으로 적용되는 것은 아니다. HR CCA Prohibit 관리 프레임을 보낸 인접 BSS 의 AP가 더 이상 서비스를 하지 않은 경우 , LR CCA 임계치를 사용할 필요가 없어지기 때문이다.
[258] 따라서， HR CCA Prohibi t올 명 령하는 관리 프레임을 수신한 STA (들)은, 일정 시간 (예를 들어 , HR CCA Prohibit 타임아웃 (t imeout)) 동안 CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경하여 적용할 수 있다. HR CCA Prohibi t t imeout이 지난 후에， CCA 임계치는 다시 HR CCA 임계치로 변경된다. 따라서， CCA 임계치를 지속적으로 LR CCA 임계치로 변경하기 원한다면, HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임을 HR CCA Prohibit timeout 보다작은주기로 계속 전송해야 한다，
[259] HR CCA Prohibit을 요청하는 관리 프레임에는 HR CCA Prohibit이 적용되는 시간을 지정하는 정보 (예를 들어， HR CCA Prohibit 시작 시간 (start time), HR CCA Prohibit timeout 등)가 포함될 수 있다. 즉， 어떤 STA이 간섭 신호로 인해 서비스에 지장을 받는 경우, 해당 간섭 신호가 발생하는 시간 구간에 대한 HR CCA Prohibit을 요청하기 위해， 해당 시간 구간을 지시하는 HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout에 대한 정보가， HR CCA Prohibit을 요청하는 관리 프레임에 포함될 수 있다.
[260] 또한， AP가 HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임을 전송할 경우에도， 특정 시간 구간에 대한 HR CCA Prohibit을 명령하기 위해， 해당 시간 구간을 지시하는 HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout 등의 정보가 HR CCA Prohibit을 명령하는 관리 프레임에 포함될 수 있다.
[261] HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout이 포함된 HR CCA Prohibit 관리 프레임을 수신한 STA (들)은， HR CCA Prohibit start time, HR CCA Prohibit timeout에 의해서 특정되는 시간 구간에 대해서만 CCA 임계치를 HR CCA 임계치에서 LR CCA 임계치로 변경하여 적용할 수 있다. 그리고, 지정되지 않은 시간 구간에서 대해서는 원래의 HR CCA임계치를 계속사용할수 있다.
[262] HR CCA Prohibit에 대한 관리 프레임을 수신한 AP 또는 STA이 다른 채널로 이동하게 되면， 이동한 채널에서 HR CCA Prohibit은 적용되지 않는다. 이것은， HR CCA Prohibit 에 대한 시그널링이 채널 마다 (per channel) 이루어짐을 의미한다. HR CCA Prohibit 관리 프레임을 수신한 AP가 채널 스위칭을 수행하는 경우， HR CCA Prohibit 관리 프레임을 수신한 단말이 다른 채널에서 스캐닝을 하는 경우， 이전에 받은 HR CCA Prohibit에 대한 시그널링은 무시되고 HR CCA 임계치를 사용하여 채널 액세스를 수행 할수 있다.
[263] 동적 CCA방안
[264] 발전된 무선랜 시스템에서 목표로 하는 고처리율 (예를 들어, IEEE 802.1 lac VHT 시스템의 BSS이 제공가능한 lGbps 이상의 통합 처리율 (aggregated throughput))을 실제 환경에서 달성하기 위해서는， 여러 non-AP STA들이 동시에 채널을 사용하는 것이 필요하다. 이를 위하여, AP STA은 SDM Space Division Multiple Access) 또는 MU-MIMO를 사용할 수 있다. 즉， 여러 non-AP STA들과 AP STA사이에 동시에 송수신을 수행하는 것이 허용된다.
[265] 또한, 보다 확장된 채널 대역폭 (예를 들어， VHT 시스템의 160MHz 채널 대역폭)을 지원함에 있어서， IEEE 802.11a/n과 같은 레거시 STA들이 주파수 대역의 다양한 위치에서 동작할 수 있으므로， 레거시 STA들이 사용하지 않는 연속된 (contiguous) 160MHz 채널을 찾는 것은 쉽지 않다. 따라서， 불연속적인 (noncontiguous) 채널들을 병합 (aggregate)하여 확장된 채널 대역폭으로 사용하는 것이 필요하다.
[266] 도 22는 불연속 채널을 사용하는 전송 동작을 설명하기 위한 블록도이다.
[267] 도 22에서 불연속 송신 (Non-contiguous TX)을 수행하는 송신측에서는， 기준 오실레이터 (Reference Oscillator; Ref . Osc.)의 출력이 PL Phase Locked Loop)을 거쳐 2 개의 DAC(Digital-to-Analog Converter)의 출력의 각각에 곱해진다. DAC-1의 출력에 기준 오실레이터 출력이 PLL을 거쳐 곱해진 결과물과， DAC-2의 출력에 기준 오실레이터 출력이 PLL을 거쳐 곱해진 결과물이 ADD되어 무선 매체 상에서 전송될 수 있다. 여기서， DAC-1의 출력은 160MHz 채널 대역폭의 첫 번째 세그먼트 (Segment 0)에 대응하고， DAC-2의 출력은 160MHz 채널 대역폭의 두 번째 세그먼트 (Segment 1)에 대웅할 수 있다. 불연속 송신을 수행하는 송신측은， 연속적인 수신 (contiguous RX)를 수행하는 수신측과 통신하기 위해서, 송신측의 2 개의 주파수 세그먼트를 서로 붙어 있도록 (next to each other) 위치시킬 수 있다.
[268] 도 23은 5GHz 대역에서 무선랜 시스템이 사용가능한 채널들을 설명하기 위한 도면이다.
[269] 대용량 데이터 전송 (예를 들어, 고화질 멀티미디어 전송)에 대한 수요가 증가함에 따라, 무선랜 시스템에 의해 사용가능한 비면허 대역을 확대하는 것이 논의되고 있다. 도 23에서는 5GHz 대역에서 IEEE 802.11ac 시스템이 현재 사용가능한 (currently available) 채널들과， 앞으로 추가적으로 사용가능하게 될 신규 채널들 (new channels)의 주파수 상에서의 위치를 도시한다.
[270] 현재 사용가능한 채널들은 UNII (Unlicensed National Information Infrastructure)-!, UNI 1-2， UNI 1-3, UNII3을 포함한다. UNII-1은 UNII Low라고도 칭하며， 5150Hz - 5250Hz 대역에 위치하는 것으로 정의된다. UNII-2는 UNII Mid라고 칭하는 5250Hz ~ 5350Hz 대역에 위치하는 부분과， UNII_2e 또는 UNII- Worldwide라고 칭하는 5470Hz - 5725Hz 대역에 위치하는 부분을 포함한다. UNII— 3은 UNII-Upper라고도 칭하며 5725Hz - 5825Hz 대역에 위치하는 것으로 정의된다.
[271] 도 23에서 도시하는 바와 같이 5350MHz - 5470MHz, 및 5825MHz - 5925MHz 대역에서 새롭게 추가되는 채널들을 고려하면， 사용 가능한 80MHz 채널의 개수는 현재 6개에서 9개로 늘어난다. 또한, 사용 가능한 16(MHz 채널의 개수는 현재 2개에서 4개로 늘어나게 된다.
[272] 또한， 점진적으로 늘어나는 데이터 양을 효과적으로 지원하기 위해， 무선랜 시스템에 의해 사용가능한 비면허 대역을 확대하는 것과 함께， 무선랜 프로토콜의 효율성 증대가 중요해지고 있다. 특히, 많은 개수의 AP가 밀집되어 있는 환경에서는 공간적 재사용 이득 (spatial reuse gain)을 높이는 것이 중요하다.
[273] 본 발명에서는 무선랜 시스템이 기본적으로 채용하는 CSMA/CA 기법에서 무선 매체의 사용의 효율성을 극대화하기 위한 동적 CCA 방안에 대해서 제안한다.
[274] 이하에서는 5GHz 대역에서 20MHz, 40MHz, 80MHz, 160MHz의 채널 대역폭을 사용하는 본 발명의 예시를 주로 설명하지만, 동일한 원리가 다른 대역 (예를 들어， S1G 대역)에서 다른 채널 대역폭 (2MHz, 4MHz, 8MHz, 16腿 z 등)을 사용하는 동작에 대해서도 동일하게 적용될 수 있음은 자명하다. 이하의 예시에서는 최소의 프라이머리 채널의 대역폭을 W MHz라고 표현하며， 5GHz 대역에서 동작하는 무선랜 시스템에서 W= 20 일 수 있고, S1G 대역에서 동작하는 무선랜 시스템에서 W=2 일 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 예시에서와 같이 최소의 프라이머리 채널 대역폭의 크기가 1인 경우 (즉, W=l)에 대해서도 본 발명에서 제안하는 CCA 방안을 포함하는 백오프 동작이 적용될 수 있음은자명하다.
[275] 본 발명에서 제안하는 동적 CCA 기법은 BSS 별로 CCA 파라미터를 가변시키는 것올포함할수 있다. 또한， 본 발명에서 제안하는동적 CCA 기법은 전송하려는 데이터 유닛 (PPDU)의 채널 폭에 따라서 구분되는 CCA 파라미터 (또는， CCA 조건)을 적용하는 것을포함할수 있다.
[276] CCA동작은 특정 동작 채널 상에서 A dBm 이상의 수신 전력이 검출 (예를 들어， A dBm 이상의 PPDU의 시작이 감지)되는 경우， 해당 동작 채널이 다른 STA에 의해서 점유중인 것으로 판단하는 동작이라고 할 수 있다. CCA 결과 점유중인 것으로 판단되는 동작 채널 상에서는, STA은 현재 진행 중인 백오프 과정 (즉， 백오프 카운터의 카운트 다운)을 정지하고, CCA 결과 해당 동작 채널이 유휴 상태인 것으로 판단될 때까지 대기하게 된다. [277] 기존의 CCA 동작 및 백오프 동작을 다시 한 번 정리하면 다음과 같다. 기본적으로 모든 STA들은 프라이머리 W MHz 채널에서 백오프 과정을 수행할 수 있다. 즉， 0 부터 C¾iin 에 해당하는 범위 안에서 백오프 타이머를 설정하고, 백오프 슬롯 시간 동안 프라이머리 W MHz 채널에 대한 CCA 결과 유휴 상태인 것으로 결정되면， 백오프 타이머를 1씩 감소해 나간다.
[278] 백오프 타이머가 0에 도달한 STA는， 해당 채널 상에서 DATA 프레임을 전송할 수 있다. 이때， RTS 프레임을 먼저 전송하고， 목적지 (dest inat ion) STA으로부터 CTS 프레임을 수신한 후에 DATA 프레임을 전송할 수 있다. 또는 , RTS 프레임， CTS 프레임의 교환 없이 DATA 프레임을 목적지 STA으로 바로 전송 할 수도 있다.
[279] 목적지 STA이 아닌 다른 STA이 RTS 프레임， CTS 프레임 , DATA 프레임 , 또는 ACK 프레임 등을 수신하게 되면， 해당 채널 상에서의 STA들의 동시 전송 (또는 충돌)을 피하기 위해 NAV 값을 설정하여 채널 액세스를 연기한다. NAV 가 설정된 시간 동안에는 CCA의 결과 해당 채널이 유휴 상태인 것으로 결정되더라도 백오프 타이머를 감소하지 않는다.
[280] 여기서 , 본 발명에 따른 CCA 동작에 따르면 , 다른 STA들이 무선 매체 (WM)을 점유증이라고 결정되는 경우에， 프라이머리 채널 대역폭을 증가시켜서 백오프를 계속할 수 있다.
[281] 즉， 어떤 STA이 전송하는 RTS 프레임 또는 CTS 프레임을 수신한 (또는 오버히어링 한) 다른 STA (즉 , 제 3 의 STA 또는 서드파티 STA)들은， 상기 RTS 프레임 또는 CTS 프레임의 듀레이션 필드를 통해서 상기 어떤 STA의 채널 사용 시간을 예상하고 NAV를 설정할 수 있다. 이 때 상기 서드파티 STA들은 프라이머리 채널 대역폭을 증가시켜서 CCA를 수행하고 이에 따라 백오프를 계속할 수 있다.
[282] 예를 들어 , 서드파티 STA들은 프라이머 리 채널 대역폭을 2 배 증가시켜서 CCA를 수행할 수 있는데 , 이 경우 프라이머 리 채널 CCA 파라미터가 변경될 수 있다. 예를 들어 , 프라이머리 채널 대역폭을 2 배 증가시켜서 CCA를 수행하는 경우， CCA 임계치를 3dBm 만큼 높일 수 있다. 서드파티 STA은 변경된 CCA 파라미터를 이용하여 백오프 과정을 계속하여 진행할 수 있다.
[283] 여기서 , 백오프 (또는 CCA)의 대상이 되는 프라이머 리 채널 대역폭을 W MHz라고 하면 , 이는 W MHz (또는 W MHz 이상)의 채 널 폭을 가지는 데이터 유닛 (즉， PPDU)을 전송하기 위한 백오프 (또는 CCA) 과정이라고 이해될 수 있다 . 만약 W MHz (또는 W MHz 이상)의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 , W MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A dBm의 CCA 임계치를 기준으로 채널 점유 /유휴 상태를 결정하고， 이에 따라 백오프 과정을 수행할 수 있다. 만약 MHz (또는 MHz 이상)의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에， 2W MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 기준으로 채널 점유 /유휴 상태를 결정하고 , 이에 따라 백오프 과정을 수행할 수 있다.
[284] 예를 들어 , 20MHz 크기의 프라이머 리 채널에 대해서 A dBm의 CCA 임계치를 사용하여 CCA를 수행하는 경우에는 해당 20MHz 프라이머 리 채널이 점유 상태인 것으로 검출될 수 있지만， 40MHz 크기의 프라이머리 채널에 대해서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 CCA를 수행하는 경우 채널이 유휴 상태인 것으로 결정될 수 있다. 만약 STA이 40腿 z 크기의 프라이머리 채널에 대해서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 CCA를 수행한 결과 채널이 유휴 상태인 것으로 결정되는 경우에 백오프 타이머를 1씩 감소해 나갈 수 있다. 여기서， 백오프 타이머가 0에 도달한 경우 해당 STA은 반드시 40MHz 프라이머리 채널을 사용하여 (또는 포함하여 ) 데이터 프레임을 전송하여야 한다 / 즉，
40MHz 이상의 채널 폭을 사용하는 데이터 유닛 (예를 들어， PPDU)를 전송하여야 한다 . 만약 , STA이 40MHz 크기의 프라이머리 채널에 대해서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프를 수행한 경우， 해당 STA은 TX0P 동안에도 40MHz 미만의 채널 폭을 가지는 PPDU를 전송하는 것이 금지된다. 요컨대 , 20腿 z 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 20MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고 , 40腿 z 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 40腿 z 크기의 프라이머 리 채널 상에서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행한다고 표현할 수 있다.
[285] 만약 40MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하여도 채널이 점유중인 경우, STA은 2배 더 증가시 킨 프라이머리 채널을 사용하고 CCA 임계치를 3 dBm 만큼 더 높인 (즉， A+6 dBm) CCA 파라미터를 사용하여 백오프 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어， 80MHz 크기의 프라이머 리 채널 상에서 A+6 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 CCA를 수행한 결과 채널이 유휴 상태인 것으로 결정되는 경우에 백오프 타이머를 1씩 감소해 나갈 수 있다. 여기서， 백오프 타이머가 0에 도달한 경우 해당 STA은 반드시 80MHz 프라이머리 채널을 사용하여 (또는 포함하여 ) 데이터 프레임을 전송하여야 한다. 만약， STA이 80MHz 크기의 프라이머 리 채널에 대해서 A+6 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프를 수행한 경우， 해당 STA은 TX0P 동안에도 80MHz 미만의 채널 폭을 가지는 PPDU를 전송하는 것이 금지된다. 요컨대， 20MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 20MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고， 40MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 40顧 z 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+3 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고， 80MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 80MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+6 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행한다고 표현할 수 있다 .
[286] 만약 80MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+6 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하여도 채널이 점유중인 경우, STA은 2배 더 증가시 킨 프라이머리 채널을 사용하고 CCA 임계치를 3 dBm 만큼 더 높인 (즉 ᅵ A+9 dBm) CCA 파라미터를 사용하여 백오프 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어， 160MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+9 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 CCA를 수행한 결과 채널이 유휴 상태인 것으로 결정되는 경우에 백오프 타이머를 1씩 감소해 나갈 수 있다. 여기서， 백오프 타이머가 0에 도달한 경우 해당 STA은 반드시 160MHz 프라이머 리 채널을 사용하여 (또는 포함하여 ) 데이터 프레임을 전송하여야 한다. 만약， STA이 160fflz 크기의 프라이머 리 채널에 대해서 A+9 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프를 수행한 경우 , 해당 STA은 TXOP 동안에도 160MHz 미만의 채널 폭을 가지는 PPDU를 전송하는 것이 금지된다. 요컨대， 20MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 20MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고， 40MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 40腿 z 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+3 dBm의 CCA 임 계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고， 80MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 80MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+6 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행하고， 160MHz 이상의 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하기 위한 경우에 160MHz 크기의 프라이머리 채널 상에서 A+9 dBm의 CCA 임계치를 사용하여 백오프 과정을 수행한다고 표현할 수 있다 .
[287] STA이 CCA를 수행하는 프라이머리 채널의 폭이 2배로 증가하는 경우 CCA 임계치를 3 dBm 만큼 증가시키는 이유는 다음과 같다. STA이 전송하는 출력 파워가 일정하다고 할 때， PPDU가 전송되는 채널 폭이 2배로 증가하게 되면 단위 대역폭당 출력 파워는 반으로 줄어들게 된다. 따라서， PPDU를 전송하는 채널 대역폭이 2배로 증가하게 되면 다른 STA들에게 주는 간섭 레벨이 반으로 감소하게 되어， CCA 임계치를 2배로 (즉， 3dBm 만큼) 증가시켜도 다른 STA들이 받는 실제 간섭 레벨은 변함이 없게 된다 .
[288] 예를 들어， W MHz 크기의 PPDU를 전송할 때에 전력 P를 사용하는 STA이 유발하는 간섭 크기가 X dBm이라고 하면 , 2W MHz 크기의 PPDU를 전송할 때에 전력 P를 사용하는 STA이 유발하는 간섭 크기는 X-3 dBm이라고 할 수 있다. CCA는 다른 STA에 의해서 유발되는 간섭 신호가 채널 상에 존재하는지를 검출하는 동작이며 , CCA 임계치 이상의 간섭 크기를 가지는 신호가 채널 상에서 검출되는 경우에는 무선매체 (蘭)가 다른 STA에 의해 점유중이라고 판단되므로， 제 1 STA의 CCA 임계치는 제 2 STA의 PPDU 전송으로 인해 유발되는 간섭 레벨과 관련된 것으로 볼 수 있다. 제 1 STA이 W MHz PPDU 전송에 대해서 A dBm의 CCA 임계치를 적용한다는 것은 곧 제 2 STA의 W MHz PPDU 전송에 의해서 유발되는 간섭 레벨이 A dBm 이상인 경우에 점유 상태로 판단한다는 것을 의미한다. 만약 제 1 STA이 2W MHz PPDU 전송에 대해서도 A dBm의 CCA 임계치를 적용한다는 것은 곧 제 2 STA의 MHz PPDU 전송에 의해서 유발되는 간섭 레벨이 A dBm 이상으로 관측되는 경우에도 점유 상태로 판단한다는 것을 의미한다. 즉 , W MHz PPDU 전송과 2W MHz PPDU 전송에 대해서 동일하게 A dBm의 CCA 임계치를 사용한다는 것은， 2W MHz PPDU 전송이 W MHz PPDU 전송에 비하여 절반의 간섭 레벨을 유발한다는 것을 고려하면 , 오히려 절반의 높이의 CCA 임계치를 적용한다는 것으로 해석될 수 있다. 즉， 제 1 STA이 전송하려는 채널 폭이 넓어진 경우에 CCA 임계치가 증가하도록 하지 않으면 제 1 STA은 더 낮은 간섭 레벨에 의해서도 채널 점유 상태로 판단해야 하고， 이러한 CCA 임계치를 사용한 CCA 동작에 기초하여 백오프 과정을 수행하는 경우 TX0P를 획득할 기회가 적어지는 문제가 있다. 따라서 , 전송하려는 PPDU의 채널 대역폭이 증가하는 경우 CCA 임계치도 증가하도록 해야 TX0P 획득 가능성의 불균형이 방지될 수 있다.
[289] 따라서， 어떤 STA이 W MHz 이상의 크기의 PPDU를 전송하고자 하는 경우에는 해당 채널 상에서 다른 STA들의 PPDU 전송이 존재하는지 여부를 A dBm을 CCA 임계치로 하여 판단할 수 있고， 어떤 STA이 2W MHz 이상의 크기의 PPDU를 전송하고자 하는 경우에는 해당 채널 상에서 다른 STA들의 PPDU 전송이 존재하는지 여부를 A+3 dBm을 CCA 임계치로 하여 판단할 수 있다.
[290] 도 24는 본 발명의 예시에 따른 CCA 기법을 설명하기 위한 도면이다.
[291] 전송할 데이터를 가지는 STA1 및 STA4는 20MHz 프라이머리 채널 상에서 백오프 과정을 수행할 수 있다. 여기서 , 20MHz 프라이머리 채널 상에서 CCA 임 계치가 A dBm이라고 가정한다. 즉, STA1 및 STA4는 A dBm 이상의 전력으로 수신되는 신호가 존재하는 경우에 CCA 결과 값이 점유중인 것으로 판단하여 백오프 타이머 카운트 다운을 정지시킬 수 있다. STA1 및 STA4는 각자 랜덤하게 선택한 백오프 타이머 시작 값이 달라서 , STA1의 백오프 타이머가 먼저 0에 도달하는 것으로 가정한다. 이에 따라， STA1은 20MHz 프라이머리 채널을 사용하여 프레임 송수신을 수행할 수 있다. 예를 들어， STA1은 RTS를 목적지 STA인 STA2에게 전송할 수 있고， RTS를 수신한 STA2는 CTS를 STA1에게 웅답할 수 있으며， 이에 따라 STA1은 STA2에게 A-MPDU(DATA)를 전송하고， 이에 웅답하여 STA2는 STA1에게 Block ACK 프레임을 전송할 수 있다.
[292] 한편， STA1이 송수신하는 프레임들로 인해서 20MHz 프라이머 리 채널에 대한 CCA 결과 값이 점유중인 것으로 판단하는 STA4는， 프라이머리 채널 대역폭을 4배 (즉 , 80MHz 프라이머리 채널)로 증가시키고 이와 함께 CCA 임계치를 6 dBm 만큼 높여서 (즉 , A+6 dBm으로) 백오프를 재개할 수 있다. 높아진 CCA 임계치에 따른 백오프 과정은， 예를 들어， 80MHz 프라이머리 채널 전체에서의 수신 신호 세기에 기초하여 백오프 타이머 카운트 다운을 수행할 수도 있고 , 또는 80MHz 프라이머리 채널 증의 일부에서의 수신 신호 세기에 기초하여 백오프 타이머 카운트 다운을 수행할 수도 있다. 이와 같이 80MHz 프라이머리 채널에 대해서 백오프 과정을 수행한 STA4는 백오프 타이머가 0에 도달한 후에 80MHz 프라이머 리 채널을 사용하여 프레임 송수신을 수행할 수 있다. 예를 들어， STA4는 STA3에게 RTS를 전송하고， STA3은 CTS를 STA4에게 웅답할 수 있으며 , 이에 따라 STA4는 STA3에게 A-MPDU(DATA)를 전송하고， 이에 웅답하여 STA3은 STA4에게 Block ACK 프레임을 전송할 수 있다.
[293] 그 후， STA4는 다시 2(MHz 프라이머리 채널 상에서 백오프를 새로 시작할 수 있다. 이 때， 20MHz 프라이머리 채널에서의 CCA 임계치는 80腿 z 프라이머 리 채널에 대한 CCA 임계치에 비하여 6 dBm 만큼 낮춰서 (즉 , A dBm으로) 백오프가 수행될 수 있다 .
[ 294] 한편 , 도 24의 예시에서는 STA3가 전송하는 CTS , Block ACK 프레임 등이 STA1과 STA2의 통신을 방해할 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 특정 STA이 다른 STA들에게 동적 CCA를 수행할 것을 요청할 수도 있다.
[295] 도 25는 본 발명의 추가적인 예시에 따른 CCA 기법을 설명하기 위한 도면이다.
[296] 도 25의 예시에서 STA3는 STA1과 STA2이 교환하는 RTS/CTS 프레임에 포함된 듀레이션 필드를 통해서 STA1 및 STA2의 채널 사용 시간을 예상할 수 있다. STA3이 AP라면 ᅳ 자신이 80MHz 프라이머리 채널에 대해서는 CCA를 수행한 결과 채널이 유휴 상태인 것으로 판단하였다는 것을 , 자신의 BSS에 속한 모든 STA들에게 알려줄 수 있다 . 어떤 STA이 자신의 CCA 결과를 다른 STA에게 알려주기 위해서 이용되는 프레임을 , CCA 제어 프레임이라고 칭할 수 있다. CCA 제어 프레임을 전송하기 위해서 , STA3은 80MHz 프라이머리 채널 (즉, CCA 결과 유휴 상태인 것으로 판단된 80MHz 프라이머리 채널) 상에서 백오프 과정을 수행하고 , 백오프 타이머가 0에 도달하면 80腿 z 프라이머리 채널을 사용하여 CCA 제어 프레임을 전송할 수 있다. CCA 제어 프레임을 수신한 STA은 , CCA 제어 프레임에 포함된 동적 CCA 듀레이션 정 보 CCA 대역폭 정보 , CCA 임계치 레벨 정보 등에 기초하여 자신의 CCA 파라미터를 변경하고， 변경된 CCA 파라미터에 기초하여 백오프 과정을 재개할 수 있다.
[297] 여기서 , 동적 CCA 듀레이션 정보는， 듀레이션 값에 의해 지시되는 시간 동안 AP (예를 들어， STA3)이 구성하는 BSS에 속한 STA들은 변경된 CCA 파라미터를 사용하여 채널 액세스를 수행하여야 하는 것을 나타낸다. CCA 대역폭 정보는， 동적 CCA 듀레이션 동안 STA들이 사용해야 하는 CCA의 대역폭을 나타낸다. CCA 임 계치 레벨 정보는, 동적 CCA 듀레이션 동안 STA들이 사용하는 CCA의 임계치 레벨을 나타낸다. 즉， CCA 제어 프레임을 통하여 지시되는 CCA 듀레이션 동안， 지시되는 CCA 대역폭 상에서 지시되는 CCA 임계치 레벨 이상의 신호가 검출되면 해당 대역폭의 무선매체가 점유상태인 것으로 판단할 수 있다.
[298] CCA 제어 프레임을 수신하여 지시된 CCA 듀레이션 동안 변경된 CCA 파라미터에 기초하여 채널 액세스 과정을 수행한 STA은， 지시된 CCA 듀레이션이 만료된 후에는 원래의 CCA 파라미터 값을 복구하여 채널 액세스 과정을 다시 시작할 수 있다.
[299] 추가적으로， 본 발명의 예시들에 있어서 증가된 프라이머 리 채널 대역폭 상에서 증가된 CCA 임계치에 기초하여 CCA를 수행하고 백오프 과정을 수행함에 있어서， 증가된 프라이머리 채널 대역폭 상에서 증가된 CCA 임 계치에 기초하여 무선 매체 (觀)의 점유 /유휴 여부를 결정하는 방식은 다양하게 구현될 수 있다.
[300] 제 1 예시로세 20MHz 프라이머리 채널에 대한 CCA 임계치 (예를 들어， A dBm)에 비하여 40MHz 프라이머리 채널에 대한 CCA 임계치를 3dBm 높게 설정하여 (예를 들어， A+3 dBm으로 설정하여 ) 백오프 과정을 수행하는 경우에 , 40MHz 프라이머리 채널 전체에 대한 수신 신호의 세기를 상기 CCA 임계치 (예를 들어 A+3 dBm)와 비교하여 무선매체의 점유 /유휴 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어， 40MH2 프라이머리 채널 전체에서의 수신 신호의 세기가 상기 CCA 임계치 (예를 들어， A+3 dBm)보다 큰 경우에 무선매체가 점유중인 것으로 관단할 수 있다 . [301] 제 2 예시로서， 40MHz 프라이머리 채널 전체가 아니라 일부만을 기준으로 수신 신호의 세기를 상기 CCA 임계치와 비교하여 무선매체의 점유 /유휴 여부를 결정할 수도 있다. 예를 들어 , 40MHz 프라이머리 채널 전체가 아닌 그 중의 일부인 20MHz 채널에서의 수신 신호의 세기가 상기 CCA 임계치 (예를 들어， A+3 dBm)보다 큰 경우에 무선매체가 점유중인 것으로 판단할 수 있다.
[302] 상기 제 2 예시에 따르면， STA의 백오프 과정에서 채널 점유 /유휴 상태 결정을 위해 샘플링하는 채널 대역폭이 변하지 않으므로 (즉， 20MHz 프라이머리 채널에 대한 ᄄ 와 40MHz 프라이머리 채널에 대한 CCA가 모두 20MHz 채널 상에서의 수신 신호 세기에 기초하여 수행되므로) 구현이 간단해지는 장점을 가진다. 그러나， MAC 프로토콜의 관점에서는 추가적으로 고려해야 할 사항이 발생한다 .
[303] 예를 들어， 백오프 타이머가 만료된 후에 (즉 , TX0P 획득 후에 ) PPDU 전송을 수행함에 있어서， 백오프 과정에서 실제 PPDU 전송에 사용된 전체 채널 (예를 들어 , 40MHz 채널)이 아닌 일부 (예를 들어 , 20MHz 채널 )에 대해서만 채널 상태를 확인한 것이 되므로, 실제 PPDU 전송 채널 전체가 유휴 상태인 것으로 확신할 수 없다. 경우에 따라서는 , 백오프 타이머가 만료되어 TX0P를 획득하였더라도 실제로 PPDU를 전송하지 못할 수도 있다. 예를 들어 , 백오프 타이머 만료 후에 실제 PPDU 전송 직전에 PIFS 동안 나머지 20MHz 채널 (예를 들어， 세컨더리 20MHz 채널)이 점유 상태라면 40MHz 채널 상에서 PPDU를 전송하지 못할 수 있다. 즉， 백오프 타이머 만료 후에 실제 PPDU 전송 직전에 PIFS 동안 나머지 20MHz 채널 (예를 들어， 세컨더리 20MHz 채널)이 유휴 상태인 경우에 40MHz 채널 상에서 PPDU를 전송할 수 있다. 따라서， 40MHz 채널의 일부만을 기준으로 백오프 과정을 수행한 결과 백오프 타이머가 만료되어 TX0P를 획득하였더라도 실제로 PPDU를 전송하지 못하고 , 새로운 백오프 과정을 다시 수행해야 하는 경우가 발생할 수 있다.
[304] 만약， 새로운 백오프 과정이 수행되는 경우에는 , STA은 이 전의 백오프에 대해서 사용된 경 쟁 휜도우 파라미터를 증가 (또는 변경 )시키지 않고 백오프 과정을 다시 수행할 수 있다.
[305] 본 발명의 예시들에 있어서 더 넓은 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하고자 하는 경우에 더 높은 CCA 임계치에 기초하여 백오프 과정을 수행하는 동작은， 더 좁은 채널 폭을 가지는 데이터 유닛을 전송하고자 하는 경우에 더 낮은 CCA 임계치에 기초한 CCA의 결과 무선 매체가 점유중인 경우에만 수행된다고 제한되는 것은 아니다. 즉 , 본 발명에서 제안하는 백오프 기법의 특징은 , 전송하고자 하는 데이터 유닛의 채널 폭 (또는 CCA또는 백오프를 수행하는 프라이머리 채널의 채널 폭) 별로， 구분되는 CCA조건 (예를 들어， CCA 임계치)을 사용하는 백오프 과정을 정의하는 것에 있다. 예를 들어， 제 1 채널 폭 (예를 들어, W MHz)이상의 크기를 가자는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， W MHz 또는 그 일부분에 해당하는 제 1 프라이머리 채널 상에서 제 1 CCA 조건 (예를 들어， A dBm으로 설정된 CCA 임계치) 을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하는 동작이 정의될 수 있다. 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 가능하다. 이러한 제 1 백오프 과정과구분되는 백오프 과정으로서， 제 3 채널 폭 (예를 들어， 2W MHz)이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 2W MHz 또는 그 일부분에 해당하는 제 2 프라이머리 채널 상에서 제 2 CCA 조건 (예를 들어, A+3 dBm으로 설정된 CCA 임계치)을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하는 동작이 정의될 수 있다. 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를가지는 데이터 유닛의 전송이 가능하다.
[306] 본 발명에서 제안하는 CCA 방안의 적용을 위해서， STA의 MAC에서 PHY에게 CCA 파라미터의 변경을 지시하는 프리머티브가 정의될 필요가 있다. 이를 위해서, 본 발명에서는 PHY-CONFIG. request 프리머티브에 새롭게 CCA_CHANNEL_LIST,
CCA_LEVEL_TYPE라는 새로운 PHYCONFKLVECTOR을 추가하는 것을 제안한다. 아래의 표
1은 PHY-CONFIG. request 프리머티브의 정의에 대한 예시를 나타내고， 표 2는 PHY-
CONFIG.conf.irm프리머티브의 정의에 대한 예시를 나타낸다.
[307] 【표 1】
PHY-CONFIG. request
Funct i on
This primitive is a request by the MAC sublayer to the local PHY entity to configure the PHY.
Semantics of the service primitive
The primitive provides the following parameter：
PHY-CONFIG. request (
PHYCONFKLVECTOR
)
When generated
This primitive is generated by the MAC sublayer for the local PHY entity when it desires to change the configuration of the PHY.
Effect of receipt
The effect of receipt of this primitive by the PHY is to apply the parameters provided with the primitive and to configure the PHY for future operation. [308] 【표 2]
PHY-CONFIG. confirm
Function
This primitive is issued by the PHY to the local MAC entity to confirm that the PHY has applied the parameters provided in the PHY-CONFIG. request pr imi t ive.
'Semantics of the service primitive
The semantics of the primitive are as follows:
PHY-CONFIG. confirm
This primitive has no parameters -
When generated
This primitive is issued by the PHY to the MAC entity when the PHY has received and successfully applied the parameters in the PHY-CONFIG. request primitive.
Effect of receipt
The effect of the receipt of this primitive by the MAC is unspecified.
[309] 아래의 표 3은 PHY-CONFIG. request 프리머티브에 포함되는 PHYCONFIG_VECTOR에 있어서, 본 발명에 따라 새롭게 정의되는 CCA_CHA NEL_LIST, CCA_LEVEL_TYPE를 포함하는 예시적인 PHYC0NFIGJ/ECT0R에 대한설명 (description)을 나타낸다.
[310] 【표 3】
Figure imgf000056_0001
Figure imgf000057_0001
[311] CCA— CHANNEL_LIST에 해당하는 PHYCONFIGᅳ VECTOR는 , STA의 MAC 계층이 PHY 계층으로부터 PHY-CCA. indicat ion 프리머티브에 의해 보고 받기 원하는 채널의 리스트를 지정한다. 예를 들어， 본 발명에서 제안하는 동적 CCA 기법에 의해 STA이 3dB 높은 CCA 임계치에 기초하여 40MHz PPDU 전송을 고려하는 경우에， STA은 40MHz 채널 , 80匪 z 채널， 160MHz 채널에 대한 CCA 정보를 필요로 하며 , 20MHz 채널에 대한 CCA 정보는 필요가 없게 된다. 따라서， CCA_CHANNEL_LIST를 이용하여 20MHz 프라이머리 채널을 제외한 채널 세트를 설정하여 PHY-CONFIG. request 프리머티브를 호출하여 PHY 계층에 전달할 수 있다. PHY 계층에서는 CCA_CHANNEL_LIST라는 PHYC0NFIG_VECT0R를 MAC 계층으로부터 수신하면， PHY-CCA. indicat ion 프리머티브를 통하여 보고되는 CCA의 대상 채널들을 CCA_CHANNEL_LIST에 의해서 지정되는 채널 세트로 한정하게 된다.
[312] 또한, 본 발명에서 제안하는 CCA 방안에 따르면 , STA은 CCA 임 계치를 가변할 수 있다. 즉， 하나 이상의 서로 다른 CCA 임계치가 정의 될 수 있으며， STA은 사용하기 원하는 CCA 임계치를 PHY 계층에게 설정하기 위해 CCA_LEVEL_TYPE이라는 PHYC0NFKLVECT0R를 사용할 수 있다. 예를 들어， CCA 임계치를 Type 1， Type 2， Type 3， Type 4，. . . 와 같이 몇 개의 유형으로 정의하고， STA이 사용하기 원하는 유형에 대한 정보를 CCA_LEVEL_TYPE으로 인코딩할 수 있다. 본 발명에서 제안하는 CCA 방안에 따르면， Type 1의 CCA 임계치가 A dBm이라고 가정하면， Type 2 , Type 3 및 Type 4의 CCA 임계치를 각각 A+3 dBm , A+6 dBm , A+9 dBm으로 설정할 수 있다. 또한 , CCA 임계치의 하나의 Type은 , CCA 임계치들의 세트로 구성될 수 있다. 예를 들어 , Type 1의 CCA 임계치는 , W MHz 채널 폭의 PPDU에 대한 CCA 임계치， 2W MHz 널 폭의 PPDU에 대한 CCA 임계치， 4W MHz 채널 폭의 PPDU에 대한 CCA 임계치， 8W腿 z 채 널 폭의 PPDU에 대한 CCA 임계치 둥을 포함하는 집합으로서 정의될 수 있다. PHY 계층에서는 CCA_LEVEL_TYPE이라는 PHYC0NFIG_VECT0R를 MAC 계층으로부터 수신하면， PHY- CCA. indicat ion 프리머티브를 통하여 보고되는 CCA 임 계치가 해당 CCA Type에 기초하여 정해진다.
[313] 아래의 표 4는 PHY-CCA. indicat ion 프리머티브의 정의에 대한 예시를 나타낸다.
[314] 【표 4】
PHY-CCA. indicat ion
Funct ion
Thi s pr imi t ive i s an indicat ion by the PHY to the local MAC ent i ty of the current state of the medium and to provide observed IPI values when IPI cahnne o alrU0 MHz PPD 4
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The effect of receipt of this primitive by the MAC is unspecified.
[315] 아래의 표 5는 PHY— CCA. indication 프리머티브에 포함되는 Channel-list 파라미터 요소들을나타낸다.
[316] 【표 5】
Figure imgf000060_0001
[317] 도 26은본 발명의 일례에 따른 백오프 방법을설명하기 위한도면이다.
[318] 단계 S2610에서 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， W MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)의 전송을 위한 경우에, 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 예를 들어， W MHz 프라이머리 채널 또는 W MHz의 일부에 해당하는 프라이머리 채널) 상에서, 제 1 CCA 조건 (예를 들어， 제 1 Type의 CCA 임계치 세트 (즉, W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A dBm, 2W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+3 dBm, 4W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+6 dBm, 8W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+9 dBm으로 정의되는 세트))을 이용하여 제 1 백오프 과정올 수행할수 있다.
[319] 단계 S2620에서 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， 2W MHz, 4W MHz 또는 8 MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)의 전송을 위한 경우에， 상기 제 3 채널 폭 이하의 제 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 (예를 들어， 2W MHz 프라이머리 채널， 또는 W MHz 프라이머리 채널) 상에서, 제 2 CCA 조건 (예를 들어, 제 2 Type의 CCA 임계치 세트 (즉， W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+3 dBm, 2W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+6 dBm, 4W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+9 dBm, 8W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+12 dBm으로 정의되는 세트))을 이용하여 제 2 백오프 과정을수행할수 있다.
[320] 단계 S2630에서 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어, W MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)을 전송할 수 있다.
[321] 단계 S2640에서 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어, 2W MHz, 4W MHz 또는 8 MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)을 전송할 수 있다.
[322] 도 26에서 설명하는 예시적인 방법은 설명의 간명함을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만， 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 또한， 본 발명에서 제안하는ᅳ방법을 구현하기 위해서 도 26에서 예시하는 모든 단계가 반드시 필요한 것은 아니다.
[323] 도 26에서 예시하는 본 발명의 방법에 있어서， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있다.
[324] 도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
[325] STA(IO)는 프로세서 (11)， 메모리 (12)， 송수신기 (13)를 포함할 수 있다. 송수신기 (13)는 무선 신호를 송신 /수신할 수 있고， 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11)는 송수신기 (13)와 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및 /또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (11)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 구현하는 모들이 메모리 (12)에 저장되고， 프로세서 (11)에 의하여 실행될 수 .있다. 메모리 (12)는 프로세서 (11)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (11)의 외부에 설치되어 프로세서 (11)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
[326] 도 23의 STA(IO)은 무선랜 시스템에서 본 발명에서 제안하는 CCA 방안에 따른 채널 액세스를 위해서 백오프 과정올 수행하도록 설정될 수 있다.
[327] 프로세서 (11)는, 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， W MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)의 전송을 위한 경우에， 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 (예를 들어， W MHz 프라이머리 채널 또는 w MHz의 일부에 해당하는 프라이머리 채널) 상에서， 제 1 CCA 조건 (예를 들어， 제 1 Type의 CCA 임계치 세트 (즉, W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A dBm, 2W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+3 dBm, 4W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+6 dBm, 8W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+9 dBm으로 정의되는 세트))을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하도록 설정될 수 있다. 만약 상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TXOP)가 허용되면， 상기 프로세서 (11)는 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들어， W 腿 z 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)을 상기 송수신기 (13)를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다.
[328] 또한， 프로세서 (11)는, 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 예를 들어， 2W MHz, 4W MHz 또는 8 MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)의 전송을 위한 경우에는， 상기 제 3 채널 폭 이하의 제 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 (예를 들어， 2W MHz 프라이머리 채널， 또는 W MHz 프라이머리 채널) 상에서， 제 2 CCA 조건 예를 들어， 제 2 Type의 CCA 임계치 세트 (즉， W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+3 dBm, 2W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+6 dBm, 4W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+9 dBm, 8W MHz PPDU의 검출에 대해서는 A+12 dBm으로 정의되는 세트))을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하도록 설정될 수 있다. 만약 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TXOP가 허용되면， 상기 프로세서 (11)는 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛 (예를 들에 2W 腿 z, 4W MHz 또는 8 MHz 이상의 채널 폭을 가지는 PPDU)을 상기 송수신기 (13)를 이용하여 전송하도록 설정될 수 있다.
[329] 위와 같은 장치의 구체적인 구성은， 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며， 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
[330] 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어， 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어 (fir丽 are), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
[331] 하드웨어에 의한 구현의 경우， 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICsCApplication Specific Integrated Circuits) , DSPs(Digital Signal Processors) , DSPDs(Digital Signal Processing Devices) , PLDs ( Pr ogr ammab 1 e Logic Devices) , FPGAs(Field Programmable Gate Arrays) , 프로세서, 컨트를러， 마이크로 컨트를러， 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
[332] 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 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여， 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
[333] 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】
[334] 상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나， 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 방법에 있어서，
제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서, 제 1 CCA 조건 (Clear Channel Assessment Conditions)을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하는 단계;
제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에， 상기 제 3 채널 폭 이하의 제 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서， 제 2 CCA조건을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하는 단계; 및
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하고， 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 전송하는 단계를 포함하는， 백오프 수행 방법 .
【청구항 2】
제 1 항에 있어서，
상기 제 3 채널 폭은 상기 제 1 채널 폭 보다 크고，
상기 제 2 CCA 조건의 제 2 CCA 임계치는 상기 제 1 CCA 조건의 제 1 CCA 임계치에 비하여 높은, 백오프 수행 방법.
【청구항 3】
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 CCA 임계치는 A dBm이고，
상기 제 2 CCA 임계치는 A+3 dBm인， 백오프 수행 방법 .
【청구항 4】
제 2 항에 있어서，
상기 제 1 프라이머리 채널 상에서 상기 제 1 CCA 임계치 이상의 신호가 검출되는 경우, 상기 게 1 프라이머리 채널이 점유 (BUSY) 상태인 것으로 결정되고， 상기 제 2 프라이머리 채널 상에서 상기 제 2 CCA 임계치 이상의 신호가 검출되는 경우， 상기 제 2 프라이머리 채널이 점유 (BUSY) 상태인 것으로 결정되는, 백오프 수행 방법 .
【청구항 5】 제 4 항에 있어서 ,
상기 제 1 프라이머리 채널이 유휴 (idle) 상태인 경우 상기 제 1 백오프 과정의 백오프 타이머의 값은 백오프 슬롯마다 감소하고，
상기 제 2 프라이머리 채널이 유휴 (idle) 상태인 경우 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값은 백오프 슬롯마다 감소하는，
백오프 수행 방법 .
【청구항 6】
제 5 항에 있어서，
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 1 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함하고,
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 것은， 상기 제 2 백오프 과정의 백오프 타이머의 값이 0에 도달하는 것을 포함하는, 백오프 수행 방법.
【청구항 7】
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우， 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행되고,
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되는 경우, 하나 이상의 세컨더리 채널의 유휴 상태에 따라서， 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송이 수행되는， 백오프 수행 방법.
【청구항 8】
제 7 항에 있어서，
상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되고, 상기 하나 이상의 세컨더리 채널이 점유 상태인 경우,
새로운 백오프 과정이 수행되는， 백오프 수행 방법.
【청구항 9]
제 1 항에 있어서，
상기 제 2 채널 폭은 상기 제 1 채널 폭의 일부이고,
상기 제 4 채널 폭은 상기 제 3 채널 폭의 일부인， 백오프 수행 방법.
【청구항 10】
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 채널 폭의 크기는 W MHz, 2W MHz, 4W MHzᅳ 또는 8W MHz 이고， 상기 제 2 채널 폭의 크기는 W MHz인， 백오프 수행 방법.
【청구항 11】
제 1 항에 있어서，
상기 제 3 채널 폭의 크기는 2W MHz, 4W MHz, 또는 MHz 이고，
상기 제 4 채널 폭의 크기는 W MHz인， 백오프 수행 방법 .
【청구항 12】
제 1 항에 있어서，
상기 데이터 유닛은 PPDIKPhysical Layer Convergence Protocol (PLCP) Packet Data Unit)인， 백오프 수행 방법.
【청구항 13]
무선랜 시스템에서 백오프를 수행하는 스테이션 (STA) 장치에 있어서， 송수신기; 및
프로세서를 포함하고，
상기 프로세서는，
제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에 상기 제 1 채널 폭 이하의 제 2 채널 폭의 크기를 가지는 제 1 프라이머리 채널 상에서， 제 1 CCA 조건 (Clear Channel Assessment Conditions)을 이용하여 제 1 백오프 과정을 수행하고;
제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛의 전송을 위한 경우에, 상기 제 3 채널 폭 이하의 제 4 채널 폭의 크기를 가지는 제 2 프라이머리 채널 상에서, 제 2 CCA 조건을 이용하여 제 2 백오프 과정을 수행하고;
상기 제 1 백오프 과정의 결과로 전송 기회 (TX0P)가 허용되면 상기 제 1 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하고， 상기 제 2 백오프 과정의 결과로 TX0P가 허용되면 상기 제 3 채널 폭 이상의 크기를 가지는 데이터 유닛을 상기 송수신기를 이용하여 전송하도록 설정되는, 백오프 수행 STA 장치 .
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