WO2016003056A1 - 무선 통신 시스템에서 다중 사용자(multi-user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 다중 사용자(multi-user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 무선 통신 시스템에서 다중 사용자(multi-user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법 및 이를 위한 장치가 개시된다. 구체적으로, 무선 통신 시스템에서 다중 사용자(multi-user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법에 있어서, STA(Station)이 AP(Access Point)로부터 상향링크 다중 사용자(UL MU: Uplink Multi-User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 수신하는 단계, 상기 STA이 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 상기 AP에게 전송하는 단계 및 상기 STA이 상기 AP로부터 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK(Acknowledge) 프레임을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.

Description

【명세서】
【발명의 명칭】
무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi-user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법 및 이를 위한 장치
【기술분야】
본 발명은 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게 다중 사용자 (multi-user)의 상향링크 데이터 전송을 지원하기 위한 방법 및 이를 지원하는 장치에 관한 것이다. ' 【배경기술】
와이파이 (Wi-Fi)는 2.4GHz, 5GHz 또는 6 GHz 주파수 대역에서 기기가 인터 에 접속 7]·능하게 하는 WLAN (Wireless Local Area Network) 기술이다.
WLAN은 IEEE (institute of electrical and electronic engineers) 802.11 표준에 기반한다. IEEE 802.11의 WNG SC (Wireless Next Generation Standing Committee) 차세대 WLAN (wireless local area network)을 중장기적으로 고민하는 애드흑 위원회 (committee)이다.
IEEE 802.11η은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11η에서는 최대 600Mbps 데이터 처리 속도 (data rate)를 제공하는 고처리율 (HT: High Throughput)을 지원하며 , 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 1 "용하는 MIMO (Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다.
WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 초고처리율 (VHT: Very High Throughput)를 지원하는 차세대 WLAN 시스템은 IEEE 802.11η WLAN 시스템의 다음 버전으로서, IEEE 802.11ac가 새롭게 제정되었다. IEEE 802.11ac는 80MHz 대역폭 전송 및 /또는 더 높은 대역폭 전송 (예를 들어 , 160MHZ)을 통해 lGbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하고 , 주로 5 GHz 대역에서 동작한다 .
최근에는 IEEE 802.11ac이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다 . 일명 IEEE 802. llax 또는 고효율 (HEW: High Efficiency) WLAN라고 블리는 차세대 WLAN 스터디 그룹에서 주로 논의되는 IEEE 802. llax의 범위 (scope)는 1) 2.4GHz 및 5GHz 등의 대역에서 802.11 PHY (physical) 계층과 MAC (medium access control) 계층의 향상, 2) 스펙트럼 효율성 (spectrum efficiency)과 영역 쓰루풋 (area throughput) 향상, 3) 간섭 소스가 존재하는 환경 , 밀집한 이종 네트워크 (heterogeneous network) 환경 및 높은 사용자 부하가 존재하는 환경과 같은 실제 실내 환경 및 실외 환경에서 성능을 향상 등을 포함한다.
IEEE 802. llax에서 주로 고려되는 시나리오는 AP (access point)와 STA{ station) °1 많은 밀집 환경이며, IEEE 802. llax는 이러한 상황에서 스펙트럼 효율 (spectrum efficiency)과 공간 전송률 (area throughput ) 개선에 대해 논의한다. 특히, 실내 환경뿐만 아니라, 기존 WLAN에서 많이 고려되지 않던 실외 환경에서의 실질적 성능 개선에 관심을 가진다. IEEE 802.11ax에서는 무선 오피스 (wireless office) , 스마트 홈 (smart home) , 스타디움 (Stadium) , 핫스팟 (Hotspot) , 빌딩 /아파트 (building/apartment)와 같은 시나리오에 관심이 크며 , 해당 시나리오 기반으로 AP와 STA가 많은 밀집 환경에서의 시스템 성능 향상에 대한 논의가 수행되고 있다.
앞으로 IEEE 802.11ax에서는 하나의 BSS (basic service set)에서의 단일 링크 성능 향상보다는, OBSS (overlapping basic service set) 환경에서의 시스템 성능 향상 및 실외 환경 성능 개선, 그리고 셀를러 오프로딩 (cellular offloading) 등에 대한 논의가 활발할 것으로 예상된다. 이러한 IEEE 802.11ax의 방향성은 차세대 WLAN이 점점 이동 통신과 유사한 기술 범위를 갖게 됨을 의미한다. 최근 스몰 셀 (small cell) 및 D2D (Direct- to-Direct) 통신 영역에서 이동 통신과 WLAN 기술이 함께 논의되고 있는 상황을 고려해 볼 때, IEEE 802.11ax를기반한 차세대 ' WLAN과 이동 통신의 기술적 및 사업적 융합은 더욱 활발해질 것으로 예측된다.
[발명의 상세한 설명]
【기술적 과제】
본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 (multi¬ user) 전송 방법을 제안한다.
또한, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 데이터 전송 절차를 보호하기 위하여 보호 구간을 설정하는 방법을 제안한다. 또한, 본 발명의 목적은 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 (multi-user) 전송을 위한 프레임 구조를 제안한다. 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】
본 발명의 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi -user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법에 있어서 , STA ( Station)이 AP (Access Point )로부터 상향링크 다중 !·용자 (UL MU : Uplink Multi -User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케즐링 프레임을 수신하는 단계, 상기 STA이 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 상기 AP에게 전송하는 단계 및 상기 STA이 상기 AP로부터 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 수신하는 단계를 포함하고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi user) 상향링크 데이터 전송을 위한 STA ( Station) 장치에 있어서, 무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 AP (Access Point )로부터 상향링크 다증 사용자 (UL MU : Uplink Multi -User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 수신하고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 상기 AP에게 전송하고, 상기 AP로부터 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 수신하도록 구성되고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법에 있어서 , AP (Access Point )가 STA ( Station)에게 상향링크 다중
Figure imgf000007_0001
MU : Uplink Multi -User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 전송하는 단계, 상기 AP가 상기 STA으로부터 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림올 통해 UL U 데이터 프레임을 수신하는 단계 및 상기 A 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 전송하는 단계를 포함하고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양상은, 무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi user) 상향링크 데이터 전송을 위한 AP (Access Point ) 장치에 있어서 , 무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는 STA ( Station)에게 상향링크 다중 사용자 (UL MU : Uplink Multi -User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 전송하고, 상기 STA으로부터 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 수신하고, 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 전송하도록 구성되고, 상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL U 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
바람직하게 , 상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 ACK 프레임을 전달하는 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 마지막 심볼까지 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 ! "지막 심볼까지 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 데이터 필드의 첫 번째 심볼 이전 심볼까지 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 UL MU 데이터 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 UL MU 데이터 프레임의 보호 구간은 상기 ACK 프레임을 전달하는 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 마지막 심볼까지 설정될 수 있다.
바람직하게, 상기 보호 구간 정보는 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 각 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 L-SIG (Legacy— Signal) 필드에 포함될 수 있다 .
바람직하게, 상기 보호 구간 정보는 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 더)이터 프레임을 전달하는 각 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 HE-SIG(High Efficiency-Signal) 필드에 포함될 수 있다.
바람직하게, 다른 STA에 의해 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 데이터 프레임의 보호 구간에 따라 네트워크 할당 백터 (NAV: Network Allocation Vector) 셋팅이 수행될 수 있다. 바람직하게 , 다른 STA에 의해 상기 UL MU 스케줄링 프레임 또는 상기 UL U 데이터 프레임의 보호 구간과 상기 ACK 프레임을 전달하는 PPDU ( Physical Protocol Data Unit )의 마지막 심볼까지의 구간의 합으로 네트워크 할당 백터 (NAV : Network Allocation Vector) 셋팅이 수행될 수 있다.
【유리한 효과】
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 서로 다른 공간적 스트림 또는 주파수 자원 각각을 통해 상향링크 다중 사용자 (multi -user) 전송을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 데이터 전송 절차를 보호하기 위하여 보호 구간을 설정함으로써 다른 STA으로부터 상향링크 다중 사용자 전송을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 전송을 위한 프레임 구조를 기반으로 상향링크 다중 사용자 전송을 원활히 수행할 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 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】
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 특징을 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802 . 11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802 . 11 시스템의 계층 아키텍처 ( layer architecture )의 구조를 예시하는 도면이다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non-HT 포맷 PPDU 및 HT포맷 PPDU를 예시한다 .
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다 .
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 PPDU의 포맷을 구분하기 위한 성상 ( constellation)을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802 . 11 시스템의 MAC 프레밈 포맷을 예시한다.
도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 임의 백오프 주기와 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 IFS 관계를 예시하는 도면이다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 HT Control 필드의 VHT 포맷을 예시한다 .
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 채널 사운딩 ( sounding) 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT NDPA 프레임을 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 NDP PPDU을 예시하는 도면이다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT 압축된 빔포밍 (VHT compressed beamf orming) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다. 도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 보고 1· (Beamf orming Report Poll ) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 Group ID Management 프레임을 예시하는 도면이다.
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자 (multi -user) PPDU포맷을 예시하는 도면이다.
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 MU- MIMO 전송 과정을 예시하는 도면이다. "
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블톡 ACK 요청 (Block Ack Request ) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청 (Block Ack Request ) 프레임의 BAR 정보 (BAR Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK (Block Ack) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블톡 ACK (Block Ack) 프레임의 BA 정보 (BA Information) 필드를 예시하는 도면이다. 도 23은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 ACK 프레임을 예시하는 도면이다.
도 24 내지 도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE (High Ef f iciency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전 (phase rotation)을 예시한다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자 (multi -user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자 (multi -user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
도 32 내지 도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK 프레임을 예시하는 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK 프레임 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 L- SIG 보호 방법을 적용하는 상황을 나타낸다.
도 38 내지 도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 L- SIG 설정 방법을 예시하는 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치를 예시하는 블톡도이다. 【발명의 실시를 위한 형태】
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.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.
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.
이하의 기술은 CDMA ( code division multiple access ) , FDMA ( frequency division multiple access ) , TDMA ( time division multiple access ) , O FDMA (orthogonal frequency division multiple access ) , SC- FDMA ( single carrier frequency division multiple access ) , NOMA (non- orthogonal multiple access ) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 이용될 수 있다 . CDMA는' UTRA (universal terrestrial radio access )나 CDMA2000과 같은 무선 기술 ( radio technology)로 구현될 수 있다'. TDMA는 GSM (global system for mobile communications ) /GPRS (general packet radio service ) /EDGE (enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE ( institute of electrical and electronics engineers ) 802 . 11 (Wi - Fi ) , IEEE 802 . 16 (WiMAX) , IEEE 802-20, E-UTRA (evolved UT A) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. UTRA는 UMTS (universal mobile telecommunications system)의 일부이다. 3GPP (3rd generation partnership project) LTE ( long term evolution)은 E-UTRA를 사용하는 E-UMTS (evolved UMTS)의 일부로써 , 하향링크에서 OFDMA를 채용하고 상향링크에서 SC-FDMA를 채용한다. LTE- A (advanced) ^ 3GPP LTE의 진화이다.
본 발명의 ᅵ실시예들은 무선 접속 시스템들인 IEEE 802, 3GPP 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
설명을 명확하게 하기 위해, IEEE 802.11 시스템을 위주로 기술하지만 본 발명의 기술적 특징이 이에 제한되는 것은 아니다.
시스템 일반
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 일례를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트 (transparent)한 스테이션 (STA: Station) 이동성을 지원하는 무선 통신 시스템이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트 (BSS: Basic Service Set)는 IEEE 802.11 시스템에서의 기본적인 구성 블특에 해당할 수 있다.
도 1 에서는 3개의 BSS(BSS 1 내지 BSS 3)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2개의 STA이 포함되는 것 (STA 1 및 STA 2 는 BSS 1에 포함되고, STA 3 및 STA 4는 BSS 2어 1 포함되며, STA 5 및 STA 6은 BSS 3에 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 기본 서비스 영역 (BSA : Basic Service Area)이라고 칭할 수 있다. STA가 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802 . 11 시스템에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS ( IBSS : Independent BSS )이다. 예를 들어 , IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS 3이 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.
STA의 켜지거나 꺼짐, STA가 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA는 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반 구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA는 BSS에 연계 (associated)되어야 한다. 이러한 연계 (association)는 동적으로 설정될 수 있고, 분배 시스템 서비스 (DSS : Distribution System Service )의 이용을 포함할 수 있다. 802.11 시스템에서 직접적인 STA-대 -STA의 거리는 물리 계층 (PHY: physical) 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 층분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 STA 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배 시스템 (DS: Distribution System) °] 구성될 수 있다.
DS는 BSS들이 상호 연결되는 구조를 의미한다 . 구체적으로 , 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
DS는 논리적인 개념이며 분배 시스템 매처 DSM: Distribution System Medium)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여 , IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체 (WM: Wireless Medium)와 분배 시스템 매체 (DSM: Distribution System Medium)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 시스템의 구조 (DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 시스템 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 시스템 구조가 특정될 수 있다.
DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는 (seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다투는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 장치를 지원할 수 있다. AP는, 연계된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 개체를 의미한다 . AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 도시하는 STA 2 및 STA 3은 STA의 기능성을 가지면서 , 연계된 STA들 ( STA 1 및 STA 4 )가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 개체이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
AP에 연계된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 전송되는 데이터는, "¾ "상 비제어 포트 (uncontrolled port )에서 수신되고 IEEE 802 . IX 포트 액세스 개체에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트 (controlled port )가 인증되면 전송 데이터 (또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
임의의 ( arbitrary) 크기 및 복잡도를 가지는 무선 네트워크가 DS 및 BSS들로 구성될 수 있다. IEEE 802 . 11 시스템에서는 이러한 방식의 네트워크를 확장된 서비스 세트 ( ESS : Extended Service Set ) 네트워크라고 칭한다 . ESS는 하나의 DS에 연결된 BSS들의 집합에 해당할 수 있다 . 그러나, ESS는 DS를 포함하지는 않는다. ESS 네트워크는 논리 링크 제어 (LLC : Logical Link Control ) 계층에서 IBSS 네트워크로 보이는 점이 특징이다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있고, 이동 STA들은 LLC에 트랜스패런트 ( transparent )하게 하나의 BSS에서 다른 BSS로 (동일한 ESS 내에서) 이동할 수 있다. IEEE 802 . 11 시스템에서는 도 1 에서의 BSS들의 상대적인 물리적 위치에 대해서 아무것도 가정하지 않으며, 다음과 같은 형태가 모두 가능하다.
구체적으로, 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 리던던시 ( redundancy)를 제공하기 위해서 이용될 수 있다. 또한, 하나 (또는 하나 이상의) IBSS 또는 ESS 네트워크들이 하나 또는 그 이상의 ESS 네트워크로서 동일한 공간에 물리적으로 존재할 수 있다. 이는 ESS 네트워크가 존재하는 위치에 ad-hoc 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.
LAN 시스템에서 STA은 IEEE 802 . 11의 매체 접속 제어 (MAC : Medium Access Control ) / PHY 규정에 따라 동작하는 장치이다. STA의 기능이 AP와 개별적으로 구분되지 않는 한, STA는 AP STA과 비 -AP STA (non-AP STA)를 포함할 수 있다. 다만, STA과 AP 간에 통신이 수행된다고 할 때, STA은 ηοη- AP STA으로 이해될 수 있다. 도 1의 예시에서 STA 1 , STA 4 , STA 5 및 STA 6은 non-AP STA에 해당하고, STA 2 및 STA 3은 AP STA 에 해당한다.
Non-AP STA는 랩탑 컴퓨터, 이등 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 장치에 해당한다. 이하의 설명에서 non-AP STA는 무선 장치 (wireless. device ) , 단말 ( terminal ) , 사용자 장치 (UE : User Equipment) , 이동국 (MS: Mobile Station) , 이동 단말 (Mobile Terminal) , 무선 단말 (wireless terminal) , 무선 송수신 유닛 (WTRU: Wireless Transmit /Receive Unit) , 네트워크 인터페이스 장치 (network interface device) , MTC (Machine -Type Communication) 장치, M2M (Machine- to-Machine) 장치 등으로 칭할 수도 있다 .
또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국 (BS: Base Station) , 노드 -B(Node-B) , 발전된 노드 -B(eNB: evolved Node-B) , 기저 송수신 入 1스템 (BTS: Base Transceiver System) , 펨토 기지국 (Femto BS) 등에 대웅하는 개념이다.
이하, 본 명세서에서 하향링크 (DL: downlink)는 AP에서 non-AP
STA로의 통신을 의미하며 , 상향링크 (UL: uplink)는 non-AP STA에서 AP로의 통신을 의미한다 . 하향링크에서 송신기는 AP의 일부이고, 수신기는 non-AP STA의 일부일 수 있다. 상향링크에서 송신기는 non-AP STA의 일부이고, 수신기는 AP의 일부일 수 있다.
도 2는 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처 (layer architecture)의 구조를 예시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, IEEE 802.11 시스템의 계층 아키텍처는 MAC 부계층 (MAC sublayer, 210)과 PHY 부계층 (PHY ■ sublayer , 220)을 포함할 수 있다.
PHY sublayer (220)은 PLCP (Physical Layer Convergence
Procedure) 개체 (entity)와 PMD (Physical Medium Dependent) 개체로 구분될 수도 있다. 이 경우, PLCP 개체는 MAC sublayer와 데이터 프레임을 연결하는 역할을 수행하고, PMD 개체는 2개 또는 그 이상의 STA과 데이터를 무선으로 송수신하는 역할을 수행한다.
MAC sublayer (210)과 PHY sublayer (220) 모두 관리 개체 (Management Entity)를 포함할 수 있으며 , 각각 MAC 서브계층 관리 개처 1 (MLME: MAC Sublayer Management Entity, 230)과 PHY 서브계층 관리 개체 (PLME: Physical Sublayer Management Entity, 240)로 지칭할 수 있다. 이들 관리 개체 (230, 240)은 계층 관리 함수의 동작을 통해 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다. MLME(230)는 PLME(240)와 연결되어 MAC sublayer (210)의 관리 동작 (management operation)을 수행할 수 있고, 마찬가지로 PLME(240)도 MLME(230)와 연결되어 PHY sublayer (220)의 관리 동작 (management operation)을 수행할 수 있다 . 정확한 MAC 동작을 제공하기 위하여 , SME (Station Management Entity, 250)가 각 STA 내에 존재할 수 있다. SME(250)는 각 계층과 독립적인 관리 개체로서 , MLME(230)와 PLME(240)로부터 계층 기반 상태 정보를 수집하거나 각 계층의 특정 파라미터들의 값을 설정한다. SME(250)는 일반 시스템 관리 개체들을 대신하여 이러한 기능올 수행할 수 있으며, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
MLME (230) , PLME (240) 및 SME(250)은 프리미티브 (primitive)를 기반으로 다양한 방법으로 상호 작용 (interact)할 수 있다. 구체적으로, XX- GET. request 프리미티브는 관리 정보 버 H스 속성 (MIB attribute: Management Information Base attribute)의 값을 요청하기 위해 사용되고, XX -GET. confirm 프리미티브는 상태가 ' SUCCESS '라면, 해당 MIB 속성 값을 리턴 (return)하고, 그 외의 경우에는 상태 필드에 오류 표시를 하여 리턴한다. XX- SET. request 프리미티브는 지정된 MIB 속성을 주어진 값으로 설정하도록 요청하기 위해 사용된다 . MIB 속성이 특정 동작으로 의미하고 있다면 , 이 요청은 그 특정 동작의 실행을 요청한다 . 그리고, XX- SET. confirm 프리미티브는 상태가 ' SUCCESS '라면, 이는 지정된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 의미한다. 그 외의 경우에는, 상태 필드는 오류 상황을 나타낸다 . 이 MIB 속성이 특정 동작을 의미한다면 , 이 프리미티브는 해당 동작의 수행된 것을 확인해 줄 수 있다.
각 sublayer에서의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.
MAC sublayer (210)는 상위 계층 (예를 들어 , LLC 계층)으로부터 전달 받은 MAC 서비스 데이터 유닛 (MSDU: MAC Service Data Unit) 또는 MSDU의 조각 (fragment)에 MAC 헤더 (header)와 프레임 체크
Figure imgf000021_0001
Frame Check Sequence)을 부착하여 하나 이상의 MAC 프로토콜 데이터 유닛 (MPDU: MAC Protocol Data Unit)을 생성한다. 생성된 MPDU는 PHY sublayer (220〉로 전달된다.
A-MSDU (aggregated MSDU) 기법 (scheme)이 사용되는 경우, 복수 개의 MSDU는 단일의 A-MSDU (aggregated MSDU)로 병합될 수 있다 . MSDU 병합 동작은 MAC 상위 계층에서 수행될 수 있다. A-MSDU는 단일의 MPDU (조각화 (fragment)되지 않는 경우)로 PHY sublayer (220)로 전달된다.
PHY sublayer (220)는 MAC sublayer (210)으로부터 전달 받은 물리 서비스 데이터 (PSDU: Physical Service Data Unit)에 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙여 물리 프로토콜 데이터 유닛 (PPDU: Physical Protocol Data Unit)을 생성한다. PPDU는 무선 매체를 통해 전송된다.
PSDU는 PHY sublayer (220)가 MAC sublayer (210)로부터 수신한 것이고, MPDU는 MAC sublayer (210)가 PHY sublayer (220 )로 전송한 것이므로, PSDU는 실질적으로 MPDU와 동일하다.
A-MPDU (aggregated MPDU) 기법 (scheme)이 사용되는 경우, 복수의 MPDU (이때 , 각 MPDU는 A-MSDU를 나를 수 있다. )는 단일의 A-MPDU로 병합될 수 있다. MPDU 병합 동작은 MAC 하위 계층에서 수행될 수 있다. A— MPDU는 다¾：한 타입의 MPDU (예를 들어 , QoS 데이터 , ACK (Acknowledge) , 블록 ACK(BlockAck) 등〉이 병합될 수 있다. PHY sublayer (220〉는 MAC sublayer (210)로부터 단일의 PSDU로써 A-MPDU* 수신한다 . 즉, PSDU는 복수의 MPDU로 구성된다. 따라서, A— MPDU는 단일의 PPDU 내에서 무선 매체를 통해 전송된다.
PPDU (Physical Protocol Data Unit) 포맷
PPDU (Physical Protocol Data Unit)는 물리 계층에서 발생되는 데이터 블록을 의미한다. 이하, 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 WLAN 시스템을 기초로 PPDU포맷을 설명한다.
도 3은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 non— HT 포맷 PPDU 및 HT 포맷 PPDU를 예시한다 .
도 3의 (a)는 IEEE 802.11a/g 시스템을 지원하기 위한 non-HT 포맷 PPDU을 예시한다. non-HT PPDU은 레거시 (legacy) PPDU으로도 불릴 수 있다. 도 3의 (a)를 참조하면 , non-HT 포1 PPDU은 L-STF (Legacy (또는 , Non-HT) Short Training field) , L— LTF (Legacy (또는, Non-HT) Long Training field) 및 L— SIG (Legacy (또는 Non-HT) SIGNAL) 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L— STF는 짧은 트레이닝 OFDM (short training orthogonal frequency division multiplexing symb이)을 포함할 수 있다. L-STF는 프레임 타이밍 획득 (frame timing acquisition) , 자동 이득 계어 (AGC: Automatic Gain Control) , 다이버시티 검출 (diversity detection) , 대략적인 주파수 /시간 동기화 (coarse frequency/ time synchronization) 위해 사용될 수 있다.
L— LTF는 긴 트레이닝 OFDM 심볼 (long training orthogonal frequency division multiplexing symbol)을 포함할 수 있다. L-LTF는 정밀한 주파수 /시간 동기화 (fine frequency/ time synchronization) 및 채널 추정 (channel estimation)을 위해 사용될 수 있다.
L-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위한 제어 정보를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. L-SIG 필드는 데이터율 (data rate) , 데이터 길이 (data length)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
도 3의 (b)는 IEEE 802.11η 시스템 및 IEEE 802.11a/g 시스템을 모두 지원하기 위한 HT 흔합 포1 ¾ PPDU (HT— mixed format PPDU)을 예시한다. 도 3의 (b)를 참조하면 , HT 흔합 포맷 PPDU은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 HT-SIG(HT-Signal) 필드, HT- STF(HT Short Training field) , HT-LTF (HT Long Training field)로 구성되는 HT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 하위 호환성 (backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 의미하므로, L-STF부터 L-SIG 필드까지 ηοη-ΗΤ 포맷과 동일하다. L— STA은 ΗΤ 흔합 PPDU를 수신하여도 L- LTF, L-LTF 및 L-SIG 필드를 통해 데이터 필드를 해석할 수 있다. 다만 L- LTF는 HT-STA이 ΗΤ 흔합 PPDU를 수신하고 L-SIG 필드 및 HT-SIG 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
HT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 HT— SIG 필드 이용하여 ΗΤ-흔합 포맷 PPDU임을 알 수 있으며 , 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
HT-LTF 필드는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용될 수 있다. IEEE 802.11η은 SU-MIMO (Single-User Multi-Input and Multi- Output)를 지원하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 위해 HT-LTF 필드는 복수로 구성될 수 있다.
HT-LTF 필드는 공간 스트림에 대한 채널 추정을 위하여 사용되는 데이터 HT-LTF (data HT-LTF)와 풀 채널 사운딩 (full channel sounding)을 위해 추가적으로 사용되는 확장 HT-LTF (extension HT-LTF)로 구성될 수 있다. 따라서, 복수의 HT-LTF는 전송되는 공간 스트림의 개수보다 같거나 많을 수 있다.
HT-흔합 포맷 PPDU은 L— STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후 HT-STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 HT-SIG 필드가 전송된다.
HT-SIG 필드까지는 빔포밍을 수행하지 않고 전송하여 L-STA 및 HT— STA이 해당 PPDU를 수신하여 데이터를 획득할 수 있도록 하고 , 이후 전송되는 HT-STF, HT-LTF 및 데이터 필드는 프리코딩을 통한 무선 신호 전송이 수행된다. 여기서 프리코딩을 하여 수신하는 STA에서 프리코딩에 의한 전력이 가변 되는 부분을 감안할 수 있도록 HT-STF 필드를 전송하고 그 이후에 복수의 HT-LTF 및 데이터 필드를 전송한다.
도 3의 (C)는 IEEE 802.11η 시스템만을 지원하기 위한 HT-GF 포맷 PPDU (HT-greenf ield format PPDU)을 예시한다.
도 3의 (C)를 참조하면 , HT-GF 포맷 PPDU은 HT-GF-STF, HT- LTF1, HT-SIG 필드, 복수의 HT-LTF2 및 데이터 필드를 포함한다.
HT-GF-STF는 프레임 타이밍 획득 및 AGC를 위해 사용된다.
HT-LTF1는 채널 추정을 위해 사용된다.
HT-SIG 필드는 데이터 필드의 복조 및 디코딩을 위해 사용된다.
HT-LTF2는 데이터 필드의 복조를 위한 채널 추정에 사용된다. 마찬가지로 HT-STA은 SU-MIMO를 사용하므로 복수의 공간 스트림으로 전송되는 데이터 필드 각각에 대하여 채널 추정을 요하므로 HT-LTF2는 복수로 구성될 수 있다.
복수의 HT-LTF2는 HT 흔합 PPDU의 HT-LTF 필드와 유사하게 복수의 Data HT— LTF와 복수의 확장 HT-LTF로 구성될 수 있다.
도 3의 (a) 내지 (c)에서 데이터 필드는 페이로드 (payload)로서 , 서비스 필드 (SERVICE field) , 스크램블링된 PSDU( scrambled PSDU) 필드, 테일 비트 (Tail bits) , 패딩 비트 (padding bits)를 포함할 수 있다.
IEEE 802.11ac WLA 시스템은 무선채널을 효율적으로 이용하기 위하여 복수의 STA들이 동시에 채널에 액세스하는 하향링크 MU-MIMO (Multi User Multiple Input Multiple Output ) 방식의 전송을 지원한다. MU-MIMO 전송 방식에 따르면 , AP가 MIMO 페어링 (pairing)된 하나 이상의 STA에게 동시에 패킷을 전송할 수 있다.
DL MU 전송 (downlink multi -user transmission)은 하나 이상의 안테나를 통해 AP가 동일한 시간 자원을 통해 PPDU를 복수의 non-AP STA에게 전송하는 기술을 의미한다 .
이하, MU PPDU는 MU-MIMO 기술 또는 OFDMA 기술을 이용하여 하나 이상의 STA을 위한 하나 이상의 PSDU를 전달하는 PPDU를 의미한다 . 그리고, SU PPDU는 하나의 PSDU만을 전달할 수 있거나 PSDU가 존재하지 않는 포맷을 가진 PPDU를 의미한다 .
MU-MIMO 전송을 위하여 802 . 11η 제어 정보의 크기에 비하여 STA에 전송되는 제어 정보의 크기가 상대적으로 클 수 있다. MU-MIMO 지원을 위해 추가적으로 요구되는 제어 정보의 일례로 , 각 STA에 의해 수신되는 공간적 스트림 ( spatial stream)의 수를 지시하는 정보, 각 STA에 전송되는 데이터의 변조 및 코딩 관련 정보 등이 이에 해당될 수 있다.
따라서 , 복수의 STA에 동시에 데이터 서비스를 제공하기 위하여 MU-MIMO 전송이 수행될 때, 전송되는 제어 정보의 크기는 수신하는 STA의 수에 따라 증가될 수 있다.
이와 같이 증가되는 제어 정보의 크기를 효율적으로 전송하기 위하여, MU- MIMO 전송을 위해 요구되는 복수의 제어 정보는 모든 STA에 공통으로 요구되는 공통 제어 정보 ( common control information)와 특정 STA에 개별적으로 요구되는 전용 제어 정보 (dedicated control information)의 두 > ] 타입의 정보로 구분하여 전송될 수 있다.
도 4는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 VHT 포맷 PPDU 포맷을 예시한다.
도 4는 IEEE 802. llac 시스템을 지원하기 위한 VHT 포맷 PPDU(VHT format PPDU)을 예시한다.
도 4를 참조하면, VHT 포맷 PPDU은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드로 구성되는 레가시 포맷 프리앰블과 VHT-SIG-A(VHT-Signal— A) 필드, VHT- STF (VHT Short Training field) , VHT-LTF(VHT Long Training field) , VHT-SIG-B (VHT-Signal-B) 필드로 구성되는 VHT 포맷 프리앰블 및 데이터 필드를 포함하여 구성된다.
L-STF, L-LTF 및 L-SIG는 하위 호환성 (backward compatibility)를 위한 레가시 필드를 의미하므로, L-STF부터 L-SIG 필드까지 ηοη-ΗΤ 포맷과 동일하다. 다만, L-LTF는 L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드를 복조하기 위하여 수행할 채널 추정을 위한 정보를 더 포함할 수 있다.
L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT-SIG-A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어 , PPDU가 4개의 20MHZ 채널 (즉, 80 MHz 대역폭)을 통해 전송될 때 , L-STF, L-LTF, L-SIG 필드 및 VHT— SIG-A 필드는 매 20MHZ 채널에서 반복되어 전송될 수 있다 .
VHT-STA는 레가시 필드 뒤에 오는 VHT-SIG-A 필드 이용하여 VHT 포맷
PPDU임을 알 수 있으며 , 이를 기반으로 데이터 필드를 디코딩할 수 있다.
VHT 포맷 PPDU은 L-STA도 수신하여 데이터를 획득할 수 있도톡 하기 위해 L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드가 가장 먼저 전송된다. 이후, VHT— STA을 위하여 전송되는 데이터의 복조 및 디코딩을 위해 VHT-SIG-A 필드가 전송된다.
VHT-SIG-A 필드는 AP와 MIMO 퍼 1이링된 (paired) VHT STA들에게 공통되는 제어 정보 전송을 위한 필드로서, 이는 수신된 VHT 포맷 PPDU를 해석하기 위한 제어 정보를 포함하고 있다.
VHT-SIG-A 필드는 VHT-SIG-A1 필드와 VHT-SIG-A2 필드를 포함할 수 있다.
VHT-SIG-A1 필드는 사용하는 채널 대역폭 (BW: bandwidth) 정보, 시공간 블톡 코딩 (STBC: Space Time Block Coding)의 적용 여부, MU- MIMO에서 그룹핑된 STA들의 그룹의 지시하기 위한 그룹 식별 정보 (Group ID: Group Identifier) , 사용되는 스트림의 개수 (NSTS: Number of space - time stream) /부분 AID (Partial AID (association identif ication) )에 대한 정보 및 전송 파워 세이브 금지 (Transmit power save forbidden) 정보를 포함할 수 있다. 여기서, Group ID는 MU-MIMO 전송을 지원하기 위해 전송 대상 STA 그룹에 대하여 할당되는 식별자를 의미하며, 현재 사용된 MIMO 전송 방법이 Μϋ-ΜΙΜΟ인지 또는 SU-MIMO 인지 여부를 나타낼 수 있다.
표 1은 VHT-SIG— A1 필드를 예시하는 표이다.
【표 1】
Figure imgf000028_0001
그렇지 않은 경우, 、0 '으로 설정됨
VHT MU PPDU 경우:
、0 '으로 설정됨
Group ID Group ID를 지시함
、0' 또는 、63'은 VHT SU PPDU를 지시하나, 그렇지 않은 경우 VHT MU PPDU를 지시함
NSTS/Partial 12 VHT MU PPDU이 경우, 각각 3 비트씩 4 사용자 AID 위치 (user position, χρ' )로 구분됨
시공간 入ᄐ el이 0인 경우, 、0( ,
시공간 人 "E 이 1인 경우, 、1' ,
시공간 人 e 이 2인 경우, '2' ,
시공간 스트림이 3인 경우, 43' ,
시공간 스트림이 4인 경우, λ ' ,
다
412356。70- 7μ c
VHT SU PPDU0 ^ ^인인인인인인인인
상위 3 비트는 경경경경경경경경 ,？ 설정됨
시공간 스트림0 ^우우우우우우우우 ( 0'
시공간 스트림0 x 1'
시공간 스트림0 χ2'
시공간 스트림0
시공간 스트림0 、4'
시공간 스트림0 、5'
시공간 스트림 o 、6'
시공간 스트림0 、 7 '
하위 9비트는 부분 AID (Partial AID)를 지시함
TXOP_PS_NOT VHT AP가 non-AP VHT STA이 TXOP ( transmission ALLOWED opportunity) 동안 파워 세이브 모드로 천이하는 것을 허가하는 경우, 、0 '으로 설정됨
그렇지 않은 경우, 、1'로 설정됨 non-AP VHT STA에 의해 전송되는 VHT PPDU의 경우 、1'로 설정됨
Reserved
VHT-SIG-A2 필드는 짧은 보호구간 (GI: Guard Interval) 사용 여부에 대한 정보, 포워드 에러 정정 (FEC: Forward Error Correction) 정보, 단일 λ1"용자에 대한 MCS (Modulation and Coding Scheme)에 관한 정보, 복수 사용자에 대한 채널 코딩의 종류에 관한 정보, 빔포밍 관련 정보, CRC (Cyclic Redundancy Checking)를 위한 여분 비트 ( redundancy bits)와 컨벌루셔널 디코딩 (convolutional decoder)의 bit) 등을 포함할 수 있다.
표 2는 VHT-SIG-A2 필드를 예시하는 표이다.
【표 2]
Figure imgf000030_0001
사용되는 코딩을 지시함
BCC 경우, 、0 ' ,
LDPC 경우, 、1 '로 설정됨
각 사용자의 NSTS 필드가 、0 '인 경우, 예비필드로써 、1 '로 설정됨
Beamf ormed 1 VHT SU PPDU 경우:
범포밍 스티어링 행렬 (Beamf orming steering matrix)이 SU 전송에 적용되는 경우 、： L '로 설정됨
그렇지 않은 경우 、 0 '으로 설정됨
VHT MU PPDU 경우:
예비필드로써 、1 '로 설정됨
Reserved 1
CRC 8 수신자에서 PPDU의 에러를 검출하기 위한 CRC를 포함함
Tail 6 컨볼루셔널 디코딩 ( convolutional decoder)의 트텔리스 ( trellis ) 종료를 위해 사용함
、0 '으로 설정됨
VHT- STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
VHT— LTF는 VHT-STA이 MIMO 채널을 추정하는데 사용된다. VHT WLAN 시스템은 MU-MIMO를 지원하기 때문에, VHT- LTF는 PPDU가 전송되는 공간 스트림의 개수만큼 설정될 수 있다. 추가적으로, 풀 채널 사운딩 ( full channel sounding)이 지원되는 경우, VHT— LTF의 수는 더 많아질 수 있다.
VHT- SIG-B 필드는 MU-MIMO 페어링된 복수의 VHT- STA이 PPDU를 수신하여 데이터를 획득하는데 필요한 전용 제어 정보를 포함한다. 따라서, VHT- SIG-A 필드에 포함된 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU가 MU-MIMO 전송을 지시한 경우에만, VHT-STA은 VHT- SIG-B 필드를 디코딩 (decoding)하도록 설계될 수 있다. 반면, 공용 제어 정보가 현재 수신된 PPDU가 단일 VHT- STA을 위한 것 ( SU-MIMO를 포함)임을 지시한 경우 STA은 VHT-SIG-B 필드를 다코딩하지 않도록 설계될 수 있다.
VHT-SIG-B 필드는 각 VHT-STA들의 변조 (modulation) , 인코딩 (encoding) 및 레이트 매칭 (rate -matching)에 대한 정보를 포함한다. VHT-SIG-B 필드의 크기는 MIMO 전송의 유형 (MU-MIMO 또는 SU-MIMO) 및 PPDU 전송을 위해 사용하는 채널 대역폭에 따라 다를 수 있다 .
MU-MIMO를 지원하는 시스템에서 동일한 크기의 PPDU를 AP에 페어링된 STA들에게 전송하기 위하여, PPDU를 구성하는 데이터 필드의 비트 크기를 지시하는 정보 및 /또는 특정 필드를 구성하는 비트 스트림 크기를 지시하는 정보가 VHT-SIG-A 필드에 포함될 수 있다.
다만, 효과적으로 PPDU 포맷을 사용하기 위하여 L-SIG 필드가 사용될 수도 있다. 동일한 크기의 PPDU가 모든 STA에게 전송되기 위하여 L-SIG 필드 내 포함되어 전송되는 길이 필드 (length field) 및 레이트 필드 (rate field)가 필요한 정보를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 이 경우, MPDU(MAC Protocol Data Unit) 및 /또는 A-MPDU (Aggregate MAC Protocol Data Unit)가 MAC 계층의 바이트 (또는 옥텟 (oct: octet) ) 기반으로 설정되므로 물리 계층에서 추가적인 패딩 (padding)이 요구될 수 있다.
도 4에서 데이터 필드는 페이로드 (payload)로서 , 서비스 필드 (SERVICE field) , 스크램블링된 PSDU( scrambled PSDU) , 테일 비트 (tail bits) , 패딩 비트 (padding bits)를 포함할 수 있다. 위와 같이 여러 가지의 PPDU의 포맷이 흔합되어 사용되기 때문에, STA은 수신한 PPDU의 포맷을 구분할 수 있어야 한다. 여기서 , PPDU를 구분한다는 의미 (또는, PPDU 포맷을 구분한다는 의미 )는 다양한 의미를 가질 수 있다. 예를 들어, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 디코딩 (또는, 해석 )이 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미를 포함할 수 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU가 STA에 의해 지원 가능한 PPDU인지 여부에 대하여 판단한다는 의미일 수도 있다. 또한, PPDU를 구분한다는 의미는 수신한 PPDU를 통해 전송된 정보가 어떠한 정보인지를 구분한다는 의미로도 해석될 수 있다.
이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다 .
도 5는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템의 PPDU의 포맷을 구분하기 위한 성상 ( constellation)을 예시하는 도면이다.
도 5의 (a)는 non-HT 포맷 PPDU에 포함되는 L- SIG 필드의 성상 ( constellation)를 예시하고, 도 5의 (b)는 HT 흔합 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전 (phase rotation)을 예시하며 , 도 5의 ( c )는 VHT 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전 (phase rotation)을 예시한다.
STA이 non-HT 포맷 PPDU , HT-GF 포맷 PPDU, HT 흔합 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분 ( classif ication)하기 위하여, L- SIG 필드 및 L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상 ( constellation)의 위상 (phase )이 사용된다. 즉, STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 및 /또는 L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상을 기반으로 PPDU포맷을 구분할 수 있다 . 도 5의 ( a)를 참조하면 , L- SIG 필드를 구성하는 OFDM 심볼은 BPSK (Binary Phase Shif t Keying)가 이용된다.
먼저 , HT-GF 포맷 PPDU를 구분하기 위하여 , STA은 수신한 PPDU에서 최초의 SIG 필드가 감지되면, L- SIG 필드인지 여부를 판단한다. 즉, STA은 도 5의 ( a)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다. STA이 디코딩에 실패하면 해당 PPDU가 HT-GF 포맷 PPDU라고 판단할 수 있다.
다음으로, non-HT 포맷 PPDU, HT 흔합 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분 ( classif ication)하기 위하여 , L-SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상이 사용될 수 있다. 즉, L- SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 변조 방법이 서로 다를 수 있으며, STA은 수신한 PPDU의 L- SIG 필드 이후의 필드에 대한 변조 방법을 기반으로 PPDU포맷을 구분할 수 있다 .
도 5의 (b)를 참조하면 , HT 흔합 포맷 PPDU를 구분하기 위하여 , HT 흔합 포맷 PPDU에서 L- SIG 필드 이후에 전송되는 2개의 OFDM 심볼의 위상이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, HT 흔합 포맷 PPDU에서 L— SIG 필드 이후에 전송되는 HT- SIG 필드에 대응되는 OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2의 위상은 모두 반시계 방향으로 90도만큼 회전된다. 즉, OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2에 대한 변조 방법은 QBPSK (Quadrature Binary Phase Shif t Keying)가 이용된다. QBPSK 성상은 BPSK 성상을 기준으로 반시계 방향으로 90도만큼 위상이 회전한 성상일 수 있다.
STA은 수신한 PPDU의 L- SIG 필드 다음에 전송되는 HT-SIG 필드에 대응되는 제 1 OFDM 심볼 및 제 2 OFDM 심볼을 도 5의 (b)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다 . STA이 디코딩에 성공하면 해당 PPDU가 HT 포맷 PPDU라고 판단한다.
다음으로, non-HT 포맷 PPDU 및 VHT 포맷 PPDU을 구분하기 위하여 , L- SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼의 성상의 위상이 사용될 수 있다. 도 5의 (c)를 참조하면, VHT 포맷 PPDU를 구분 (classification)하기 위하여, VHT 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후에 전송되는 2개의 OFDM .심볼의 위상이 사용될 수 있다.
보다 구체적으로, VHT 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후의 VHT-SIG-A 필드에 대응되는 OFDM 심볼 #1의 위상은 회전되지 않으나, OFDM 심볼 #2의 위상은 반시계 방향으로 90도만큼 회전된다. 즉, OFDM 심볼 #1에 대한 변조 방법은 BPSK가 이용되고, OFDM 심볼 #2에 대한 변조 방법은 QBPSK가 이용된다.
STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 다음에 전송되는 VHT-SIG 필드에 대웅되는 제 1 OFDM 심볼 및 제 2 OFDM 심볼을 도 5의 (C)의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다 . STA이 디코딩에 성공하면 해당 PPDU가 VHT 포맷 PPDU이라고 판단할 수 있다.
반면, 디코딩에 실패하면, STA은 해당 PPDU가 non-HT 포맷 PPDU이라고 판단할 수 있다.
MAC 프레임 포맷
도 6은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 MAC 프레임 포맷을 예시한다.
도 6을 참조하면 , MAC 프레임 (즉, MPDU)은 MAC 헤더 (MAC Header) , 프레임 몸체 (Frame Body) 및 프레임 체크 ^]¾i(FCS: frame check sequence)로 구성된다.
MAC Header는 프레임 제어 (Frame Control) 필드, 지속 시간 /식별자 (Duration/ID) 필드, 주소 1 (Address 1) 필드, 주소 2 (Address 2) 필드, 주소 3 (Address 3) 필드, 시뭔스 제어 (Sequence Control) 필드, 주소 4 (Address 4) 필드, QoS 제어 (QoS Control) 필드 및 HT 제어 (HT Control) 필드를 포함하는 영역으로 정의된다.
Frame Control 필드는 해당 MAC 프레임 특성에 대한 정보를 포함한다. Frame Control 필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
Duration/ ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따른 다른 값을 가지도록 구현될 수 있다.
만약, 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입이 파워 세이브 (PS: power save) 운영을 위한 PS-폴 (PS-Poll) 프레임의 경우, Duration/ID 필드는 프레임을 전송한 STA의 AID (association identifier)를 포함하도톡 설정될 수 있다. 그 이외의 경우, Duration/ID 필드는 해당 MAC 프레임의 타입 및 서브타입에 따라 특정 지속시간 값을 가지도록 설정될 수 있다. 또한, 프레임이 A-MPDU( aggregate -MPDU) 포맷에 포함된 MPDU인 경우, MAC 헤더에 포함된 Duration/ ID 필드는 모두 동일한 값을 가지도록 설정될 수도 있다.
Address 1 필드 내지 Address 4 필드는 BSSID, 소스 주소 (SA: source address) , 목적 주소 (DA: destination address) , 전송 STA 주소를 나타내는 전송 주소 (TA: Transmitting Address) , 수신 STA주소를 나타내는 수신 주소 (RA: Receiving Address)를 지시하기 위하여 사용된다. 한편 , TA 필드로 구현된 주소 필드는 대역폭 시그널링 TA (bandwidth signaling TA) 값으로 설정될 수 있으며, 이 경우 TA 필드는 해당 MAC 프레임이 스크램블링 시뭔스에 추가적인 정보를 담고 있음을 지시할 수 있다. 대역폭 시그널링 TA는 해당 MAC 프레임을 전송하는 STA의 MAC 주소로 표현될 수 있으나, MAC 주소에 포함된 개별 /그룹 비트 (Individual /Group bit)가 특정 값 (예를 들어, 、1' )으로 설정될 수 있다.
Sequence Control 필드는 시 스 넘버 (sequence number) 및 조각 넘버 (fragment number)를 포함하도록 설정된다. 시퀀스 넘버를 해당 MAC 프레임에 할당된 시퀀스 넘버를 지시할 수 있다. 조각 넘버는 해당 MAC 프레임의 각 조각의 넘버를 지시할 수 있다.
QoS Control 필드는 QoS와 관련된 정보를 포함한다. QoS Control 필드는 서브타입 (Subtype) 서브필드에서 QoS 데이터 프레임을 지시하는 경우 포함될 수 있다. '
HT Control 필드는 HT 및 /또는 VHT 송수신 기법과 관련된 제어 정보를 포함한다. HT Control 필드는 제어 래퍼 (Control Wrapper) 프레임에 포함된다. 또한, 오더 (Order) 서브필드 값이 1인 QoS 데이터 (QoS Data) 프레임 , 관리 (Management) 프레임에 존재한다.
Frame Body는 MAC 페이로드 (payload)로 정의되고, 상위 계층에서 전송하고자 하는 데이터가 위치하게 되며, 가변적인 크기를 가진다. 예를 들어, 최대 MPDU의 크기는 11454 옥텟 (octets )이고, 최대 PPDU 크기는 5.484 ms일 수 있다.
FCS는 MAC 풋터 (footer)로 정의되고, MAC 프레임의 에러 탐색을 위하여 사용된다.
처음 세 필드 (Frame Control 필드, Duration/ ID 필드 및 Address 1 필드)와 제일 마지막 필드 (FCS 필드)는 최소 프레임 포맷을 구성하며 , 모든 프레임에 존재한다. 그 외의 필드는 특정 프레임 타입에서만 존재할 수 있다. 도 7은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 MAC 프레임 내 프레임 제어 (Frame Control) 필드를 예시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, Frame Control 필드는 프로토콜 버전 (Protocol Version) 서브필드, 타입 (Type) 서브필드, 서브타입 (Subtype) 서브필드, To DS 서브필드, From DS 서브필드, 추가 조각 (More Fragments) 서브필드, 재入 1도 (Retry) 서브필드, 파워 관리 (Power Management) 서브필드, 추가 데이터 (More Data) 서브필드, 보호된 프레임 (Protected Frame) 서브필드 및 오더 (Order) 서브필드로 구성된다.
Protocol Version 서브필드는 해당 MAC 프레임에 적용된 WLA 프로토콜의 버전을 지시할 수 있다.
Type 서브필드 및 Subtype 서브필드는 해당 MAC 프레임의 기능을 식별하는 정보를 지시하도록 설정될 수 있다.
MAC 프레임의 타입은 관리 프레임 (Management Frame) , 게어 프레임 (Control Frame) , 데이터 프레임 (Data Frame) 3가지의 프레임 타입을 포함할 수 있다.
그리고, 각 프레임 타입들은 다시 서브타입으로 구분될 수 있다.
예를 들어 , 제어 프레임 (Control frames)은 RTS (request to send) 프레임, CTS (clear- to-send) 프레임, ACK (Acknowledgment ) 프레임, PS- Poll 프레임, CF (contention free)—End 프레임, CF-End+CF— ACK 프레임, 불록 ACK 요청 (BAR: Block Acknowledgment request) 프레임 , 블록 ACK(BA: Block Acknowledgment) 프러)임, 게어 래퍼 (Control Wrapper (Control+HTcontrol) ) 프레임 , VHT 널 데이터 패킷 공지 (NDPA: Null Data Packet Announcement) , 빔포밍 보고 (Beamf orming Report Poll) 프레임을 포함할 수 있다.
관리 프레임 (Management frames)은 비콘 (Beacon) 프레임 , ATIM (Announcement Traffic Indication Message) 프레임, 연계해제 (Disassociation) 프레임, 연계 요청 /응답 (Association Request /Response) 프레임, 재연계 요청 /응답 (Reassociation
Request /Response) 프레임 , 프로브 요청 /응답 (Probe Request /Response) 프레임 , 인증 (Authentication) 프레임 , 인증해제 (Deauthentication) 프레임, 동작 (Action) 프레임, 동작 무웅답 (Action No ACK) 프레임, 타이밍 광고 (Timing Advertisement) 프레임을 포함할 수 있다.
To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 MAC 프레임 해더에 포함된 Address 1 필드 내지 Address 4 필드를 해석하기 위하여 필요한 정보를 포함할 수 있다. Control 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 모두 、0 '로 설정된다. Management 프레임의 경우, To DS 서브필드 및 From DS 서브필드는 해당 프레임이 QoS 관리 프레임 (QMF: QoS Management frame)이면 순서대로 、1' , 、0 '으로 설정되고, 해당 프레임이 QMF가 아니면 순서대로 모두 、0' , 、0 '로 설정될 수 있다.
More Fragments 서브필드는 해당 MAC 프레임에 이어 전송될 조각 (fragment)이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 현재 MSDU 또는 MMPDU의 또 다른 조각 (fragment)가 존재하는 경우 、1 '로 설정되고, 그렇지 않은 경우 、 0'로 설정될 수 있다. Retry 서브필드는 해당 MAC 프레임이 이전 MAC 프레임의 재전송에 따른 것인지 여부를 지시할 수 있다. 이전 MAC 프레임의 재전송인 경우 、1 '로 설정되고, 그렇지 않은 경우 、0 '으로 설정될 수 있다.
Power Management 서브필드는 STA의 파워 관리 모드를 지시할 수 있다. Power Management 서브필드 값이 、： L '이면 STA이 파워 세이브 모드로 전환하는 것을 지시할 수 있다.
More Data 서브필드는 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는지 여부를 지시할 수 있다. 추가적으로 전송될 MAC 프레임이 존재하는 경우 、1 '로 설정되고, 그렇지 않은 경우 、0 '으로 설정될 수 있다.
Protected Frame 서브필드는 프레임 바디 ( Frame Body) 필드가 암호화되었는지 여부를 지시할 수 있다. Frame Body 필드가 암호화된 인캡술레이션 알고리즘 ( cryptographic encapsulation algorithm)에 의해 처리된 정보를 포함하는 경우 、1 '로 설정되고, 그렇지 않은 경우 、 0 '으로 설정될 수 있다.
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802 . 11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며 , 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다. 매체 액세스 메커니즘
IEEE 802 . 11어)서 통신은 공유된 무선 매처】 ( shared wireless medium)에서 이루어지기 때문에 유선 채널 (wired channel) 환경과는 근본적으로 다른 특징을 가진다.
유선 채널 환경에서는 CSMA/ CD (carrier sense multiple access/collision detection) 기반으로 통신이 가능하다. 예를 들어 송신단에서 한번 시그널이 전송되면 채널 환경이 큰 변화가 없기 때문에 수신단까지 큰 신호 감쇄를 겪지 않고 전송이 된다. 이때 두 개 이상의 시그널이 층돌되면 감지 (detection)이 가능했다. 이는 수신단에서 감지된 전력 (power)이 순간적으로 송신단에서 전송한 전력보다 커지기 때문이다. 하지만, 무선 채널 환경은 다양한 요소들 (예를 들어, 거리에 따라 시그널의 감쇄가 크다거나 순간적으로 깊은 페이딩 (deep fading)을 겪을 수 있음)이 채널에 영향을 주기 때문에 실제로 수신단에서 신호가 제대로 전송이 되었는지 혹은 층돌이 발생되었는지 송신단에서 정확히 캐리어 센싱 (carrier sensing)을 할 수가 없다 .
이에 따라, IEEE 802.11에 따른 WLAN 시스템에서, MAC의 기본 액세스 머)커니즘으로서 CSMA/CA ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘을 도입하였다. CAMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능 (DCF: Distributed Coordination Function)이라고도 불리는데, 기본적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘에 따르면, AP 및 /또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서 , 소정의 시간 구간 (예를 들어 , DIFS (DCF Inter- Frame Space) ) 동안 무선 채널 또는 매체 (medium)를 센싱 (sensing)하는 CCA( Clear Channel Assessment) i 수행한다. 센싱 결과, 만일 매체가 유휴 상태 ( idle status )인 것으로 판단되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태 (occupied status )인 것으로 감지되면, 해당 AP 및 /또는 STA은 자기 자신의 전송올 시작하지 않고 , 이미 여러 STA들이 해당 매체를 사용하기 위해 대기하고 있다는 가정하에 DIFS에 추가적으로 매체 액세스를 위한 지연 시간 (예를 들어 , 임의 백오프 주기 ( random backof f period) ) 동안 더 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다.
임의 백오프 주기를 작용함으로써, 프레임을 전송하기 위한 여러 STA들이 존재한다고 가정할 때 여러 STA들은 확률적으로 다른 백오프 주기 값을 가지게 되어 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로, 충돌 ( collision)을 최소화시킬 수 있다.
또한, IEEE 802 . 11 MAC 프로토콜은 HCF (Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 지점 조정 기능 ( PCF : Point Coordination Function)를 기반으로 한다 . PCF는 폴링 (polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및 /또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫는다 . 또한, HCF는 EDCA ( Enhanced Distributed Channel Access )와 HCCA (HCF Controlled Channel Access )를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 수행하는 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 ( CP : Contention Period)와 비경쟁 주기 ( CFP : Contention Free Period) 모두에서 QoS 데이테" 전송할 수 있다.
도 8은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 임의 백오프 주기와 프레임 전송 절차를 설명하기 위한 도면이다.
특정 매체가 점유 (occupy 또는 busy) 상태에서 유휴 ( idle ) 상태로 변경되면, 여러 STA들은 데이터 (또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이때, 층돌을 최소화하기 위한 방안으로서 , STA들은 각각 임의 백오프 카운트 ( random backof f count )를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간 ( slot time )만큼 대기한 후에 전송을 시도할 수 있다.ᅳ 임의 백오프 카운트는 의사 -임의 정수 (pseudo— random integer) 값을 가지며 , 0 내지 경쟁 원도우 ( CW : Contention Window) 범위에서 균일 분포 (uniform distribution)한 값 중 하나로 결정될 수 있다 . 여기서 , CW는 경쟁 원도우 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기 값으로 CWmin이 주어지지만, 전송이 실패된 경우 (예를 들어 , 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고, 데이터 전송이 성공하는 경우에는 C min 값으로 리셋된다. CW, CWrain 및 CWmax 값은 2n— 1 (n=0 , 1 , 2 , ...)로 설정되는 것이 바람직하다 .
임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하고, 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체게 점유 상태로 모니터링되면 카운트 다운을 중단하고 대기하게 되며, 매체가 유휴 상태가 되면 카운트 다운을 재개한다. 도 8의 예시에서 STA 3의 MAC에 전송할 패킷이 도달한 경우에, STA 3은 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편 , 나머지 STA들은 매체가 점유 (busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다 . 그 동안 STA 1 , STA 2 및 STA 5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴 상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에, 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운한다.
도 8의 예시에서는 STA 2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고 , STA 1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타난다. 즉, STA 2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA 5의 잔여 백오프 시간은 STA 1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다 .
, STA 1 및 STA 5는 STA 2가 매체를 점유하는 동안에 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA 2의 매체 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA 1 및 STA 5는 DIFS만큼 대기한 후에, 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에서 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA 5의 잔여 백오프 시간이 STA 1보다 짧았으므로 STA 5의 프레임 전송을 시작하게 된다 .
한편, STA 2가 매체를 점유하는 동안에서 STA 4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이때, STA 4 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS 만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행한다.
도 8의 예시에서는 STA 5의 잔여 백오프 시간이 STA 4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며, 이 경우 STA 4와 STA 5 간에 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우에는 STA 4와 STA 5 모두 ACK을 수신하지 못하여, 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우, STA 4와 STA 5는 CW 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행한다.
한편, STA 1은 STA 4와 STA 5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가, 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS 만큼 대기한 후에, 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다 .
CSMA/CA 메커니즘은 AP 및 /또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센성 (physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱 (virtual carrier sensing)도 포함한다 .
가상 캐리어 센싱은 히든 노드 문제 (hidden node problem) 등과 같이 매체 접근상 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여 , WLAN 시스템의 MAC은 네트워크 할당 벡터 (NAV : Network Allocation Vector)를 이용한다. 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 지시하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임올 전송하는 AP 및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.
AP 및 /또는 STA은 매체에 접근하고자 함을 알리기 위해 RTS ( request to send) 프레임 및 CTS ( clear to send) 프레임을 교환하는 절차를 수행할 수 있다. RTS 프레임 및 CTS 프레임은 실질적인 데이터 프레임 전송 및 수신 확인 J
응답 (ACK)이 지원될 경우 ACK 프레임이 송수신 되는데 필요한 무선 매체가 접근 예약된 시간적인 구간올 지시하는 정보를 포함한다 . 프레임을 전송하고자 하는 AP 및 /또는 STA으로부터 전송된 RTS 프레임을 수신하거나, 프레임 전송 대상 STA으로부터 전송된 CTS 프레임을 수신한 다른 STA은 RTS/CTS 프레임에 포함되어 있는 정보가 지시하는 시간적인 구간 동안 매체에 접근하지 않도록 설정될 수 있다. 이는 시간 구간 동안 NAV가 설정됨을 통하여 구현될 수 있다. 프레임 간격 (interframe space)
프레임 사이의 시간 간격을 프레임 간격 ( IFS : Interframe Space )으로 정의한다. STA은 캐리어 센성 ( carrier sensing)을 통해 IFS 시간 구간 동안 채널이 사용되는지 여부를 판단할 수 있다. 802 . 11 WLA 시스템에서 무선 매체를 점유하는 우선 레벨 (priority level )을 제공하기 위하여 복수의 IFS이 정의된다 .
도 9는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 IFS 관계를 예시하는 도면이다.
모든 타이밍은 물리 계층 인터페이스 프리미티브 즉, PHY- TXEND . conf irm 프리미티브, PHYTXSTART . conf irm 프리미티브, PHY- RXSTART . indication 프리미티브 및 PHY-RXEND . indication 프리미티브를 참조하여 정해질 수 있다.
IFS 종류에 따른 프레임 간격은 아래와 같다.
a) 축소된 프레임 간격 (RIFS : reduced interframe space )
b) 짧은 프레임 간격 ( SIFS : short interframe space) c) PCF 프레임 간격 (PIFS: PCF interframe space)
d) DCF 프레임 간격 (DIFS: DCF interframe space)
e) 조정 프레임 간격 (AIFS： arbitration interframe space) f ) 확장 프레임 간격 (EIFS: extended interframe space)
서로 다른 IFS들은 STA의 비트율 (bit rate)과 무관하게 물리 계층에 의해 특정된 속성으로부터 결정된다. IFS 타이밍은 매체 상에서의 시간 갭 (time gap)으로 정의된다. AIFS를 제외한 IFS 타이밍은 각 물리 계층 별로 고정된다.
SIFS는 ACK 레임, CTS 프레임, 블록 ACK 요청 (BlockAckReq) 프레임 또는 A-MPDU에 대한 즉각적인 웅답인 블톡 ACK(BlockAck) 프레임을 포함하는 PPDU, 조각난 버스트 (fragment burst)의 두 번째 또는 연속적인 MPDU, PCF에 의한 폴링 (polling)에 대한 STA의 웅답의 전송을 위해 사용되며 최고 우선 순위를 가진다. SIFS는 또한 비경쟁 구간 (CFP) 시간 동안 프레임의 타입과 무관하게 프레임들의 지점 조정 (point coordinator)을 위해 사용될 수 있다. SIFS는 이전 프레임의 마지막 심볼의 종료 또는 시그널 확장 (존재하는 경우)으로부터 이어지는 다음 프레임의 프리앰블의 첫 번째 심볼의 시작까지의 시간을 나타낸다.
SIFS 타이밍은 TxSIFS 슬롯 경계에서 연속적인 프레임의 전송이 시작될 때 달성된다.
SIFS는 서로 다른 STA들로부터의 전송 간의 工 FS 중에서 가장 짧다. 매체를 점유하고 있는 STA이 프레임 교환 시퀀스 (frame exchange sequence) 7> 수행되는 구간 동안 매체의 점유를 유지할 필요가 있는 경우 사용될 수 있다.
프레임 교환 시퀀스 내 전송 간 가장 작은 갭을 사용함으로써, 더 긴 갭 동안 매체가 유휴 상태가 되길 기다리는 것이 요구되는 다른 STA들이 매체의 사용을 시도하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 진행 중인 프레임 교환 시뭔스가 완료되는데 우선권을 부여할 수 있다.
PIFS는 매체를 액세스하는데 우선권을 획득하기 위하여 사용된다.
PIFS는 다음과 같은 경우에 사용될 수 있다.
- PCF 하에 동작하는 STA
- 채널 스위치 공지 (Channel Switch Announcement) 프레임을 전송하는 STA
- 트래픽 지入 1 맵 (TIM: Traffic Indication Map) 프레임을 전송하는
STA
- CFP 또는 전송 기회 (TXOP: Transmission Opportunity)를 시작하는 하이브리드 조정자 (HC: Hybrid Coordinator)
- CAP (controlled access phase) 내 예상된 수신의 부재로부터 복구 (recovering)하기 위한 폴링된 TXOP 홀더 (holder)인 HC 또는 non-AP QoS STA '
- CTS2의 전송 전 듀얼 CTS 보호를 사용하는 HT STA
- 전송 실패 이후에 계속하여 전송하기 위한 TXOP 홀더 (holder)
- 에러 복구 (error recovery)를 사용하여 계속하여 전송하기 위한 RD (reverse direction) 개시자
- PSMP (power save multi-poll) 복구 프레임을 전송하는 PSMP 시뭔스 동안 HT AP
- EDCA 채널 액세스를 사용하는 40MHz 마스크 PPDU를 전송하기 전 세컨더리 채널 (secondary channel) 내 CCA를 수행하는 HT STA
앞서 나열된 예시 중 세컨더리 채널 (secondary channel)에서 CCA을 수행하는 경우를 제외하고, PIFS를 사용하는 STA은 TxPIFS 슬롯 경계에서 매체가 유휴 상태임을 결정하는 CS (carrier sense) 메커니즘 이후에 전송을 시작한다.
DIFS는 DCF 하에 데이터 프레임 (MPDU) 및 관리 프레임 (MMPDU: MAC Management Protocol Data Unit)을 전송하도록 동작하는 STA에 의해 사용될 수 있다. DCF를 사용하는 STA은 정확히 수신된 프레임 및 백오프 타임이 만료된 이후 CS (carrier sense) 메커니즘을 통해 매체가 유휴 상태라고 결정되면, TxDIFS 슬롯 경계에서 전송할 수 있다 . 여기서 , 정확히 수신된 프레임은 PHY-RXEND. indication 프리미티브가 에러를 지시하지 않고, FCS가 프레임이 에러가 아님 (error free)을 지시하는 프레임을 의미한다.
SIFS 시간 ( SIFSTime' )과 슬롯 시간 (、 aSlotTime ' )은 물리 계층 별로 결정될 수 있다. SIFS 시간은 고정된 값을 가지나, 슬롯 시간은 무선 지연 시간 (aAirPropagationTime) 변화에 따라 동적으로 변화할 수 있다 .
'aSIFSTime'은 아래 수학식 1 및 2와 같이 정의된다.
【수학식 1】
aSIFSTime (Ιδμε) = aRxRFDelay ( 0.5 ) + aRxPLCPDelay (12.5) + aMACProcessingDelay (1 또는 <2) + aRxTxTurnaroundTime ( <2 )
【수학식 2】 aRxTxTur nar oundT ime = aTxPLCPDelay ( 1 ) + aRxTxSwi tchTime (0.25) + aTxRampOnTirae (0.25) + aTxRFDelay (0.5) 'aSlotTime'은 아래 수학식 3과 같이 정의된다 .
【수학식 3】
aSlotTime = aCCATime (<4) + aRxTxTurnaroundTime ( <2 ) + aAirPropagationTime (<1) + aMACProcessingDelay ( <2 )
수학식 3에서 기본적인 (default) 물리 계층 파라미터는 1//S와 같거나 작은 값을 가지는 AMACProcessingDelay'에 기반한다. 무선 파는 자유 공간 (free space)에서 300m//s로 확산된다. 예를 들어 , 3//S는 BSS 최대 일방향 (one-way) 거리 ~450m (왕복 시간 (round trip)은 ~900m)의 상한선일 수 있다.
PIFS와 SIFS는 각각 아래 수학식 4 및 5와 같이 정의된다 .
【수학식 4】
PIFS (Ιδμβ) = aSIFSTime + aSlotTime
【수학식 5】 I DIFS(34ps) = aSIFSTime + 2 * aSlotTime
앞서 수학식 i 내지 5에서 괄호 안쎄 수치는 일반적인 값을 예시하는 것이나, 그 값은 STA 별로 혹은 STA의 위치 별로 달라질 수 있다.
상술한 SIFS, PIFS 및 DIFS 들은 매체와 서로 다른 MAC 슬롯 경계 (TxSIFS, TxPIFS, TxDIFS)를 기반으로 측정된다 .
SIFS, PIFS 및 DIFS 에 대한 각 MAC 슬롯 경계는 각각 아래 수학식 6내지 8과 같이 정의된다 . 【수학식 6】
TxSIFS = SIFS - aRxTxTur nar oundT ime
【수학식 7】
TxPIFS = TxSIFS + aSlotTime
【수학식 8】
TxDIFS = TxSIFS + 2 * aSlotTime 채널 상태 정보 (Channel State Information) 피드백 ( feedback) 방법 범포머 (Beamformer) 71" 모든 안테나를 하나의 범포미 (Beamf ormee)에 할당하여 통신하는 SU— MIMO 기술은 시공간을 이용한 다이버시티 이득 (diversity gain)과 스트림 ( stream) 다중 전송을 통해 채널 용량을 증대시킨다 . SU-MIMO 기술은 MIMO 기술을 적용하지 않을 때에 비해 안테나의 개수를 늘림으로써, 공간 자유도를 확장시켜 물리 계층의 성능 향상에 기여할 수 있다.
또한, Beamformer가 복수의 Beamf ormee에게 안테나를 할당하는 MU- MIMO 기술은 Beamformer에 접속한 복수의 Beamf ormee들의 다중 접속을 위한 링크 계층 프로토콜을 통하여, Beatnformee 당 전송률을 높이거나 채널의 신뢰도를 높임으로써 MIMO 안테나의 성능을 향상시킬 수 있다.
MIMO 환경에서는 Beamformer가 채널 정보를 얼마나 정확히 알고 있는지가 성능에 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 채널 정보 획득을 위한 피드백 절차가요구된다.
채널 정보 획득을 위한 피드백 절차는 크게 두 가지 방식이 지원될 수 있다. 하나는 제어 프레임 ( Control f rame )을 이용하는 방식이며 , 남은 하나는 데이터 필드가 포함되지 않은 채널 사운딩 ( channel sounding) 절차를 이용하는 방식이다. 사운딩은 프리엠블 트레이닝 필드 ( training f ield)를 포함하는 PPDU의 데이터 복조 이외의 목적을 위해 채널을 측정하기 위하여 해당 트레이닝 필드 ( training f ield)를 이용하는 것을 의미한다,
이하, 제어 프레임 ( Control frame)을 이용한 채널 정보 피드백 방법과 NDP (null data packet )을 이용한 채널 정보 피드백 방법에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
1 ) 제어 프레임 (Control frame )을 이용한 피드백 방법
■MIMO 환경에서 Beamformer는 MAC 혜더에 포함된 HT control 필드를 통해 채널 상태 정보의 피드백을 지시하거나, Beamformee는 MAC 프레임 헤더에 포함된 HT control 필드를 통해 채널 상태 정보를 보고할 수 있다. HT control 필드는 Control Wrapper 프레임이나 MAC 혜더의 Order 서브필드 7]· 1로 설정된 QoS Data 프레임, 관리 프레임에 포함될 수 있다.
도 10은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 HT Control 필드의 VHT 포맷을 예시한다.
도 10을 참조하면 , HT Control 필드는 VHT 서브필드, HT 제어 미들 (HT Control Middle ) 서브필드, AC 계한 (AC Constraint ) 서브필드 및 역방향 승인 (RDG : Reverse Direction Grant ) /추가 PPDU (More PPDU) 서브필드로 구성될 수 있다.
VHT 서브필드는 HT Control 필드가 VHT를 위한 HT Control 필드의 포맷을 가지는지 또는 HT를 위한 HT Control 필드의 포맷을 가지는지 여부를 지시한다. 도 10에서는 VHT를 위한 HT Control 필드를 가정하여 설명한다. VHT를 위한 HT Control 필드를 VHT Control 필드로 지칭할 수 있다.
HT Control Middle 서브필드는 VHT 서브필드의 지시에 따라 다른 포맷을 가지도록 구현될 수 있다. HT Control Middle 서브필드에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
AC Constraint 서브필드는 역방향 (RD: reverse direction) 데이터 프레임의 맵핑된 AC (Access Category)가 단일 AC에 한정된 것인지 여부를 지시한다 .
RDG/ ore PPDU 서브필드는 해당 필드가 RD 개시자 (initiator) 또는 RD 웅답자 (responder)에 의하여 전송되는지 여부에 따라 다르게 해석될 수 있다.
RD 개시자에 의하여 전송된 경우, RDG가 존재하는 경우 RDG/More PPDU 필드가 、1 '로 설정되고, RDG가 존재하지 않는 경우 、0 '으로 설정된다. RD 웅답자에 의하여 전송된 경우, 해당 서브필드를 포함하는 PPDU가 RD옹답자에 의해 전송된 마지막 프레임이면 、1'로 설정되고, 또 다른 PPDU가 전송되면 、0 '으로 설정된다.
HT Control Middle 서브필드는 예비 비트 (Reserved bit) , MCS 피드백 요청 (MRQ: MCS (Modulation and Coding Scheme) feedback request) 서브필드, MRQ 시퀀스 식별자 (MSI: MRQ Sequence Identifier) /시공간 블록 코딩 (STBC: space -time block coding) 서브필드, MCS 피드백 시퀀스 식별자 (IVIFSI: MCS feedback sequence identifier) /그룹 ID 최하위 비트 (GID-L: LSB (Least Significant Bit) of Group ID) 서브필드, MCS 피드백 (MFB: MCS Feedback) 서브필드, 그룹 ID 최상위 비트 (GID— H: MSB (Most Significant Bit) of Group ID) 서브필드, 코딩 타입 (Coding Type) 서브필드, 피드백 전송 타입 (FB Tx Type: Feedback Transmission type) 서브필드 및 자발적 MFB (Unsolicited MFB) 서브필드로 구성될 수 있다.
표 3은 VHT 포맷의 HT Control Middle 서브필드에 포함된 각 서브필드에 대한 설명을 나타낸다.
【표 3】
Figure imgf000054_0001
것이면, GID-H 서브필드는 자발적 MFB가 추정된 PPDU의 그룹 ID의 최상위 3비트를 포함함
MFB가 SU PPDU로부터 추정된 것이며, GID-H 서브필드는 모두 1로 설정됨
Coding Type Coding type Unsolicited MFB 서브필드가 、1 '로 of MFB 설정되면, 코딩 타입 서브필드는 자발적 response
MFB가 추정된 프레임의 코딩 타입 (BCC (binary convolutional code )은 0 , LDPC ( low-density parity check)은 1 )를 포함함
FB Tx Type Transmission Unsolicited MFB 서브필드가 、1 '로 type of MFB 설정되고 MFB가 범포밍되지 response
않은 (unbeamformed) VHT PPDU로부터 추정된 것이면 , FB Tx Type 서브필드는 、0 '으로 설정됨
Unsolicited MFB 서브필드가 ' 1 '로 설정되고 MFB가 범포밍된 (beamformed) VHT PPDU로부터 추정된 것이면 FB Tx Type 서브필드는 、1 '로 설정됨
Unsolicited Unsolicited MFB가 MRQ에 대한 웅답이면 、1 '로 설정됨
MFB MCS feedback MFB가 MRQ에 대한 웅답이 아니면 、0 '으로 indicator 섬 S정ᄋ된口
그리고, MFB 서브필드는 VHT 공간 -시간 스트림 개수 (NUM—STS : Number of space time streams ) 서브필드, VHT -MCS 서브필드, 대역폭 (BW : Bandwidth) 서브필드, 신호 대 잡음비 (SNR : Signal to Noise Ratio) 서브필드를 포함할 수 있다.
NUM_STS 서브필드는 추천하는 공간 스트림의 개수를 지시한다. VHT-MCS 서브필드는 추천하는 MCS를 지시한다. BW 서브필드는 추천하는 MCS와 관련된 대역폭 정보를 지시한다. SNR 서브필드는 데이터 서브캐리어 및 공간 스트림 상의 평균 SNR 값을 지시한다 . 앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802 . 11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
2) 채널 사운딩 (channel sounding)을 이용한 피드백 방법
도 11은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 채널 사운딩 (sounding) 방법을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 11에서는 人!"운딩 프로토콜 (sounding protocol)을 기초로 Beamformer (예를 들어 , AP)와 Beamformee (예를 들어 , non-AP STA) 간의 채널 상태 정보 (channel state information)를 피드백하는 방법을 예시한다. 사운딩 프로토콜 (sounding protocol)은 채널 상태 정보에 대한 정보를 피드백 받는 절차를 의미할 수 있다.
사운딩 프로토콜을 기초로 한 Beamformer와 Beamformee 간의 채널 상태 정보 사운딩 방법을 아래와 같은 단계로 수행될 수 있다.
(1) Beamfo歷 r에서 Beamformee의 피드백을 위한 사운딩 전송을 알리는 VHT NDPA(VHT Null Data Packet Announcement) 프레임을 전송한다.
VHT NDPA 프레임은 채널 사운딩이 개시되고, NDP(Null Data Packet)이 전송될 것임을 알리기 위해 사용되는 제어 프레임 (control frame)을 의미한다. 다시 말해, NDP을 전송하기 전 VHT NDPA 프레임을 전송함으로써 Beamformee가 NDP 프레임을 수신하기 전 채널 상태 정보를 피드백 하기 위한 준비를 하도록 할 수 있다.
VHT NDPA 프레임은 NDP을 전송할 Beamformee의 AID (association identif ier) 정보, 피드백 타입 정보 등을 포함할 수 있다. VHT NDPA 프레임에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
VHT NDPA 프레임은 MU-MIMO를 사용하여 데이터를 전송하는 경우와 SU- MIMO를 사용하여 데이터를 전송하는 경우 서로 다른 전송 방식으로 전송될 수 있다. 예를 들어, MU-MIMO를 위한 채널 사운딩을 수행하는 경우 VHT NDPA 프레임을 브로드캐스트 (broadcast ) 방식으로 전송하나, SU-MIMO를 위한 채널 사운딩을 수행하는 경우 하나의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 유니캐스트 (unicast ) 방식으로 전송할수 있다.
( 2 ) Beatnformer는 VHT NDPA 프레임을 전송한 후, SIFS 시간 후에 NDP을 전송한다. NDP은 데이터 필드를 제외한 VHT PPDU구조를 가진다.
VHT NDPA 프레임을 수신한 Beamformee들은 STA 정보 필드에 포함된 AID12 서브필드 값을 확인하고, 자신이 사운딩 대상 STA인지 확인할 수 있다. 또한, Beamf ormee들은 NDPA에 포함된 STA Info 필드의 순서를 통해 피드백 순서를 알 수 있다. 도 11에서는 피드백 순서가 Beamformee 1 , Beamformee 2 , Beamformee 3의 순서로 진행되는 경우를 예시한다.
( 3 ) Beamformee 1은 NDP에 포함된 트레이닝 필드 ( training f ield)를 기초로 하향링크 채널 상태 정보를 획득하여, Beamformer에게 전송할 피드백
-정보를 생성한다 .
Beamformee 1은 NDP 프레임을 수신 후 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT 압축된 빔포밍 (VHT Compressed Beamf orming) 프레임을 Beamf ormer에게 전송한다.
VHT Compressed Beamf orming 프레임은 시공간 스트림 ( space- time stream)에 대한 SNR 값, 서브캐리어 ( subcarrier)에 대한 압축된 빔포밍 피드백 행렬 ( compressed beamforming feedback matrix)에 대한 정보 등이 포함될 수 있다. VHT Compressed Beamforming 프레임에 대 보다 상세한 설명은 후술한다.
( 4 ) Beamformer는 Beamformee 1으로부터 VHT Compressed
Beamforming 프레임 수신 후, SIFS 이후에 Beamformee 2로부터 채널 정보를 얻기 위해 범포밍 보고 폴 (Beamforming Report Poll ) 프레임을 Beamformee 2에게 전송한다.
Beamforming Report Poll 프레임은 NDP 프레임과 동일한 역할을 수행하는 프레임으로서, Beamformee 2는 전송되는 Beamforming Report Poll 프레임을 기초로 채널 상태를 측정할 수 있다.
Beamforming report poll frame 프레임에 대한 보다 상세한 설명은 후술한다.
( 5 ) Beamforming Report Poll 프레임을 수신한 Beamformee 2는 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT Compressed Beamforming 프레임을
Beamformer에게 전송한다.
( 6 ) Beamformer는 Beamformee 2로부터 VHT Compressed Beamforming 프레임 수신 후, SIFS 이후에 Beamformee 3로부터 채널 정보를 얻기 위해 Beamforming Report Poll 프레임을 Beamformee 3에게 전송한다.
( 7 ) Beamforming Report Poll 프레임을 수신한 Beamformee 3은 SIFS 이후에 피드백 정보를 포함한 VHT Compressed Beamforming 프레임을 Beamformer에게 전송한다.
이하, 앞서 설명한 채널 사운딩 절차에서 사용되는 프레임에 대하여 살펴본다.
도 12는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT NDPA 프레임을 예시하는 도면이다.
도 12를 참조하면, VHT NDPA 프레임은 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드, 지속 시간 (Duration) 필드, RA (Receiving Address ) 필드, TA (Transmitting Address ) 필드, 사운딩 다이얼로그 토큰 (Sounding Dialog Token) 필드, STA 정보 1 ( STA Info 1 ) 필드 내지 STA 정보 n ( STA Info n) 필드 및 FCS로 구성될 수 있다.
RA 필드 값은 VHT NDPA 프레임을 수신하는 수신자 주소 ( receiver address ) 또는 STA주소를 나타낸다.
VHT NDPA 프레임이 하나의 STA Info 필드를 포함하는 경우, RA 필드 값은 STA Info 필드 내 AID에 의해 식별되는 STA의 주소를 가진다. 예를 들어, SU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 하나의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 전송하는 경우, AP는 VHT NDPA 프레임을 대상 STA에게 유니캐스트 (unicast )로 전송한다.
반면, VHT NDPA 프레임이 하나 이상의 STA Info 필드를 포함하는 경우, RA 필드 값은 브로드캐스트 주소 (broadcast address )를 가진다. 예를 들어 , MU-MIMO 채널 사운딩을 위하여 적어도 하나 이상의 대상 STA으로 VHT NDPA 프레임을 전송하는 경우, AP는 VHT NDPA프레임을 브로드캐스팅한다.
TA 필드 값은 VHT NDPA 프레임을 전송하는 송신자 주소 ( transmitter address ) 또는 전송하는 STA의 주소 또는 TA를 시그널링하는 대역폭을 나타낸다.
Sounding Dialog Token 필드는 사운딩 入 1퀀스 ('Sounding Sequence ) 필드로 불릴 수도 있다. Sounding Dialog Token 필드 내 사운딩 다이얼로그 토큰 번호 ( Sounding Dialog Token Number) 서브필드는 VHT NDPA 프레임을 식별하기 위하여 Beamformer에 의해 선택된 값을 포함한다.
VHT NDPA 프레임은 적어도 하나의 STA Info 필드를 포함한다. 즉, VHT NDPA 프레임은 사운딩 대상 STA에 대한 정보를 포함하는 STA Info 필드를 포함한다. STA Info 필드는 사운딩 대상 STA마다 하나씩 포함될 수 있다. 각 STA Info 필드는 AID12 서브필드, 피드백 타입 ( Feedback Type ) 서브필드 및 Nc 인덱스 (Nc Index) 서브필드로 구성될 수 있다.
표 4는 VHT NDPA 프레임에 포함되는 STA Info 필드의 서브필드를 나타낸다.
【표 4】
Figure imgf000060_0001
앞서 설명한 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802 . 11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 MAC 프레임에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 다른 필드로 대체되거나, 추가적인 필드가 더 포함될 수 있다.
도 13은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 NDP PPDU을 예시하는 도면이다.
도 13을 참조하면, NDP은 앞서 도 4와 같은 VHT PPDU 포맷에서 데이터 필드가 생략된 포맷을 가질 수 있다 . NDP은 특정 프리코딩 행렬 (precoding matrix)를 기반으로 프리코딩 (precoding)되어 사운딩 대상 STA으로 전송될 수 있다.
NDP의 L-SIG 필드에서 데이터 필드에 포함된 PSDU 길이를 지시하는 길이 필드는 、0 '으로 설정된다.
NDP의 VHT-SIG-A 필드에서 NDP 전송을 위해 사용된 전송 기법이 MU- MIMO 인지 또는 SU-MIMO 인지 지시하는 Group ID 필드는 SU-MIMO 전송을 지시하는 값으로 설정된다 .
NDP의 VHT- SIG-B 필드의 데이터 비트는 대역폭 별로 고정된 비트 패턴 (bit pattern)으로 설정된다.
사운딩 대상 STA은 NDP를 수신하면 , NDP의 VHT-LTF 필드를 기반으로 채널을 추정하고 채널 상태 정보를 획득한다.
도 14는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 VHT 압축된 범포밍 (VHT compressed beamforming) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다. 도 14를 참조하면, VHT compressed beamforming 프레임은 VHT 기능을 지원하기 위한 VHT 동작 (VHT Action) 프레임으로서 , Frame Body에 Action 필드를 포함한다. Action 필드는 MAC 프레임의 Frame Body에 포함되어 확장된 관리 동작들을 명시하기 위한 메커니즘을 제공한다 .
Action 필드는 카테고리 ( Category) 필드, VHT 동작 (VHT Action) 필드, VHT MIMO 제어 (VHT MIMO Control ) 필드, VHT 압축된 빔포밍 보고 (VHT Compressed Beamforming Report ) 필드 및 MU 전용 빔포밍 보고 (MU Exclusive Beamforming Report ) 필드로 구성된다 .
Category 필드는 VHT 카테고리 (즉, VHT Action 프레임 )를 지시하는 값으로 설정되고, VHT Action 필드는 VHT Compressed Beamforming 프레임을 지시하는 값으로 설정된다.
VHT MIMO Control 필드는 범포밍 피드백과 관련된 제어 정보를 피드백하기 위하여 사용된다. VHT MIMO Control 필드는 VHT Compressed Beamforming 프레임에 항상 존재할 수 있다.
VHT Compressed Beamforming Report 필드는 데이터를 전송하는데 사용되는 시공간 스트림 ( space - time stream)에 대한 SNR 정보가 포함된 범포밍 매트릭에 대한 정보를 피드백하기 위하여 사용된다.
MU Exclusive Beamforming Report 필드는 MU-MIMO 전송을 수행하는 경우 공간적 스트림 ( spatial stream)에 대한 SNR 정보를 피드백하기 위하여 사용된다.
VHT Compressed Beamforming Report 필드 및 MU Exclusive Beamforming Report 필드의 존재 여부 및 내용 ( content )은 VHT MIMO Control 필드의 피드백 타입 ( Feedback Type ) 서브필드, 잔여 피드백 세그먼트 (Remaining Feedback Segments) 서브필드, 최초 피드백 세그먼트 (First Feedback Segment) 서브필드의 값에 따라 결정될 수 있다. 이하, VHT MIMO Control 필드, VHT Compressed Beamf orming Report 필드 및 MU Exclusive Beamf orming Report 필드에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다.
1) VHT MIMO Control 필드는 Nc 인덱스 (Nc Index) 서브필드, Nr 인덱스 (Nr Index) 서브필드, 채널 폭 (Channel Width) 서브필드, 그룹핑 (Grouping) 서브필드, 코드북 정보 (Codebook Information) 서브필드, 피드백 타입 (Feedback Type) 서브필드, 잔여 피드백 세그먼트 (Remaining Feedback Segments) 서브필드, 최초 피드백 세그먼트 (First Feedback Segment) 서브필드, 예비 (reserved) 서브필드 및 사운딩 다이얼로그 토큰 번호 (Sounding Dialog Token Number) 서브필드로 구성된다.
표 5는 VHT MIMO Control 필드의 서브필드를 나타낸다.
【표 5]
Figure imgf000063_0001
Nr=8 경우, 、7'
Channel 2 압축된 빔포밍 피드백 행렬 (compressed
Width beamf orming feedback matrix)을 생성하기 위하여 측정되는 채널의 대역폭을 지사함
20 MHz 경우, 、 0' ,
40 MHz 우, 、1' ,
80 MHz 경우, λ2' ,
160 MHz 또는 80 + 80 MHz 경우, χ3'
Grouping 2 압축된 범포밍 피드백 행렬 (compressed beamf orming feedback matrix)에 사용된 서브캐리어 그룹큉 (Ng)을 지시함
Ng=l(그룹핑 없음) 경우, 、0' ,
Ng=2 경우, 、 1' ,
Ng=4 경우, 、2' ,
、3' 값은 예비 값으로 설정됨
Codebook 1 코드북 엔트리 (entries)의 사이즈를 지시함
Information 피드백 타입이 SU-MIMO 경우,
bi|/=2, 13Φ=4 경우, 、0, ,
bi|;=4, b =6 경우, 、1, 피드백 타입이 MU-MIMO 경우,
경우, 、0' ,
Figure imgf000064_0001
경우, λ1'
여기서 , b 및 b<D는 양자화된 비트 수를 의미함
Feedback 1 피드백 타입을 지시함
Type SU-MIMO 경우, 40' ,
MU-MIMO 경우, λ1'
Remaining 3 관련된 VHT Compressed Beamf orming 프레임에 대한
Feedback 잔여 피드백 세그먼트의 개수를 지시함
Segments
분할된 보고 (segmented ' report)의 마지막 피드백 세그먼트 또는 분할되지 않은 보고 (unsegmented report)의 세그먼트인 경우, 、 0 '으로 설정됨 분할된 보고 (segmented report)의 최초 그리고 마지막 피드백 세그먼트가 아닌 경우, 、1'에서
、 6'사이의 값으로 설정됨
분할된 보고 (segmented report)의 마지막 세그먼트가 아닌 피드백 세그먼트인 경우, 、1 '에서
、 6'사이의 값으로 설정됨
재전송 피드백 세그먼트의 경우, 필드는 본래 전송 (original transmission)의 관련된 세그먼트와 동일한 값으로 설정됨
First 1 분할된 보고 (segmented report)의 최초 피드백
Feedback 세그먼트 또는 분할되지 않은 보고 (unsegmented
Segment
report：〉의 피드백 세그먼트인 경우, 、1'로 설정됨 최초 피드백 세그먼트가 아닌 경우 또는 VHT
Compressed Beamf orming Report 필드 및 MU Exclusive Beamf orming Report 필드 7} 프레임에 존재하지 않는 경우, 、0 '으로 설정됨
재전송 피드백 세그먼트의 경우, 필드는 본래 전송 (original transmission)의 관련된 세그먼트와 동일한 값으로 설정됨
Sounding 6 NDPA 프레임의 사운딩 다이얼로그 토큰 ( Sounding Dialog Dialog Token) 값으로 설정됨
Token
Number
VHT Compressed Beamf orming 프레임이 VHT Compressed Beamf orming Report 필드의 전부 또는 일부를 전달하지 않는 경우, Nc Index 서브필드, Channel Width 서브필드, Grouping 서브필드, Codebook Information 서브필드, Feedback Type 서브필드 및 Sounding Dialog Token Number 서브필드는 예비 필드로 설정되고, First Feedback Segment 서브필드는 、 0 '로 설정되며 , Remaining Feedback Segments 서브필드는 、7 '로 설정된다.
Sounding Dialog Token Number 서브필드는 사운딩 入 1퀀스
( Sounding Sequence Number) 서브필드로 불릴 수도 있다.
2 ) VHT compressed beamf orming report 필드는 전송 Beamfortner가 스티어링 행렬 ( steering matix) 、0 '를 결정하기 위해 사용하는 압축된 빔포밍 피드백 행렬 ( comporessed beamf orming feedback matrix) ' V'를 각도의 형태로 나타낸 명시적인 피드백 정보를 전달하기 위하여 사용된다. 표 6은 VHT compressed beamf orming report 필드의 서브필드를 나타낸다.
【표 6】
서브필드 비트수 설명 ( description) 시공간 스트림 1의 평균 SNR 8 Beamf ormee에서 시공간 스트림 (Average SNR of Space -Time 1에 대한 모든 서브캐리어들
Stream 1) 상에서의 평균 SNR
... ...
시공간 스트림 Nc의 평균 SNR 8 Beamf ormee에서 시공간 스트림 (Average SNR of Space -Time Nc에 대한 모든 서브캐리어들
Stream Nc) 상에서의 평균 SNR 서브캐리어 k=scidx(0)에 대한 해당 서브캐리어에 대한 압축된 압축된 빔포밍 피드백 행렬 V 빔포밍 피드백 (Compressed Beamf orming 행렬 (Compressed
Feedback Matrix V for Beamf orming Feedback subcarrier k=scid (0) ) S + Matrix)의 각도의 순서 서브캐리어 k=scidx(l)에 대한 Na*一 — ( -bijf 해당 서브캐리어에 대한 압축된 압축된 빔포밍 피드백 행렬 V +bO) /2 범포밍 피드백 (Compressed Beamf orming 행렬 (Compressed
Feedback Matrix V for Beamf orming Feedback subcarrier k=scidx (1) ) Matrix)의 각도의 순서
.·■ ... ...
서브캐리어 k-scidx(Ns-l)에 Na* (b r 해당 서브캐리어에 대한 압축된 대한 압축된 빔포밍 피드백 행렬 V +bΦ) /I 범포밍 피드백 (Compressed Beamf orming 행렬 (Compressed
Feedback Matrix V for Beamf orming Feedback subcarrier k=scid (Ns-1) ) Matrix)의 각도의 순서
표 6을 참조하면, VHT compressed beamf orming report 필드에서는 시공간 스트림 각각에 대한 평균 SNR과 각각의 서브캐리어에 대한 압축된 빔포밍 피드백 행렬 (Compressed Beamforming Feedback Matrix) 'V '가 포함될 수 있다. 압축된 빔포밍 피드백 행렬은 채널 상황에 대한 정보를 포함한 행렬로서 MIMO를 사용한 전송 방법에서 채널 행렬 (즉, 스티어링 행렬 (steering matix) 、<2' )을 산출하기 위하여 사용된다. scidx()는 Compressed Beamforming Feedback Matrix 서브필드가 전송되는 서브캐리어를 의미한다. Na는 Nr X Nc 값에 의해 고정된다 (예를 들어 , Nr X Nc= 2 X 1인 경우, Φ11, ψ21, ...) .
Ns는 Beamf ormer에게 압축된 빔포밍 피드백 행렬이 전송되는 서브캐리어의 개수를 의미한다. Beamformee는 그룹핑 방법을 사용하여 압축된 범포밍 피드백 행렬이 전송되는 Ns의 수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 복수의 서브캐리어를 하나의 그룹으로 묶고 해당 그룹 별로 압축된 범포밍 피드백 행렬을 전송함으로써 피드백되는 압축된 빔포밍 피드백 행렬의 개수를 줄일 수 있다. Ns는 VHT MIMO Control 필드에 포함된 Channel Width 서브필드와 Grouping 서브필드로부터 산출될 수 있다.
표 7은 시공간 스트림의 평균 SNR (Average SNR of Space - Time ) Stream서브필드를 예시한다.
【표 7 ]
Figure imgf000067_0001
표 7을 참조하면, 시공간 스트림 각각에 대한 평균 SNR은 채널에 포함되는 서브캐리어 전체에 대한 평균 SNR 값을 산출하여 그 값을 - 128 - + 128 범위로 매핑하여 산출된다.
3 ) MU Exclusive Beamforming Report 필드는 델타 (ᅀ) SNR의 형태로 나타낸 명시적인 피드백 정보를 전달하기 위하여 사용된다. VHT Compressed Beamforming Report 필드 및 MU Exclus ive Beamforming Report 필드 내 정보는 MU Beamf이: mer가 스티어링 행렬 ( steering matix) 、0 '를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
표 8은 VHT compressed beamforming 프레임에 포함되는 MU Exclusive Beamforming Report 필드의 서브필드를 나타낸다.
【표 8 ]
Figure imgf000068_0001
표 8을 참조하면, MU Exclusive Beamforming Report 필드에서는 서브캐리어 별로 시공간 스트림 당 SNR이 포함될 수 있다.
각 Delta SNR 서브필드는 - 8dB에서 7dB 사이에서 ldB씩 증가되는 값을 가진다.
scidx ( )는 Delta SNR 서브필드가 전송되는 서브캐리어 (들)을 의미하고, Ns는 Beamformer로 Delta SNR 서브필드가 전송되는 서브캐리어의 수를 의미한다.
도 15는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 빔포밍 보고 1- (Beamf orming Report Poll ) 프레임 포맷을 예시하는 도면이다.
도 15를 참조하면, Bearaforming Report Poll ≤레임은 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드, 지속 시간 (Duration) 필드, RA (Receiving Address ) 필드, TA (Transmitting Address ) 필드, 피드백 세그먼트 재전송 비트맵 ( Feedback Segment Retransmission Bitmap) 필드 및 FCS를 포함하여 구성된다.
RA 필드 값은 대상 수신자 ( intended recipient )의 주소를 나타낸다.
TA 필드 값은 Beamf orming Report Poll 프레임을 전송하는 STA의 주소 또는 TA를 시그널링하는 대역폭을 나타낸다.
Feedback Segment Retransmission Bitmap 필드는 VHT 압축된 범포밍 보고 (VHT Compressed Beamforraing report )에서 요청되는 피드백 세그먼트를 지시한다 .
Feedback Segment Retransmission Bitmap 필드 값에서 위치 n의 비트가 、1 '이면 ( LSB 경우 n=0 , MSB 경우 n=7 ) , VHT compressed beamf orming 프레임의 VHT MIMO Control 필드 내 Remaining Feedback Segments 서브필드에서 n과 상응하는 피드백 세그먼트가 요청된다 . 반면 , 위치 η의 비트가 、0 '이면, VHT MIMO Control 필드 내 Remaining Feedback Segments 서브필드에서 n과 상웅하는 피드백 세그먼트가 요청되지 않는다. 그룹식별자 (Group ID)
VHT WLAN 시스템은 보다 높은 처리율을 위하여 MU-MIMO 전송 방법을 지원하므로, AP는 MIMO 페어링된 적어도 하나 이상의 STA에게 동시에 데이터 프레임을 전송할 수 있다. AP는 자신과 결합 (association)되어 있는 복수의 STA들 중 적어도 하나 이상의 STA을 포함하는 STA 그룹에게 데이터를 동시에 전송할 수 있다. 예를 들어, 페어링된 STA의 수는 최대 4개일 수 있으며, 최대 공간 스트림 수가 8개일 때 각 STA에는 최대 4개의 공간 스트림이 할당될 수 있다.
또한, TDLS (Tunneled Direct Link Setup) 이나 DLS (Direct Link Setup) , 메쉬 네트워크 (mesh network)를 지원하는 WLAN 시스템에서는 데이터를 전송하고자 하는 STA이 MU-MIMO 전송기법을 사용하여 PPDU를 복수의 STA½에게 전송할 수 있다.
이하, AP가 복수의 STA에게 MU-MIMO 전송 기법에 따라 PPDU를 전송하는 것을 예로 들어 설명하도록 한다 .
AP는 페어링 된 전송 대상 STA 그룹에 속하는 STA에게 서로 다른 공간 스트림 ( spatial stream)을 통하여 PPDU를 동시에 전송한다. 상술한 바와 같이, VHT PPDU 포맷의 VHT- SIG A 필드는 그룹 ID 정보 및 시공간 스트림 정보를 포함하여 각 STA은 자신에게 전송되는 PPDU인지 확인할 수 있다. 이때, 전송 대상 STA 그룹의 특정 STA에게는 공간 스트림이 할당되지 않아 테이터가 전송되지 않을 수도 있다. 하나 이상의 Group ID에 상웅하는 사용자 위치 (user position)를 할당 (assignment )하거나 또는 변경 ( change )하기 위하여 그룹 ID 관리 (Group ID Management ) 프레임이 이용된다. 즉, AP는 MU-MIMO 전송을 수행하기 전에 Group ID Management 프레임을 통해 특정 그룹 ID와 연결된 STA들을 알려줄 수 있다.
도 16은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 Group ID Management 프레임을 예시하는 도면이다.
도 16을 참조하면, Group ID Management 프레임은 VHT 기능을 지원하기 위한 VHT 동작 (VHT Action) 프레임으로서 , Frame Body에 Action 필드를 포함한다. Action 필드는 MAC 프레임의 Frame Body에 포함되어 확장된 관리 동작들을 명시하기 위한 메커니즘을 제공한다.
Action 필드는 카테고리 ( Category) 필드, VHT 동작 (VHT Action) 필드, 멤버십 상태 어레이 (Membership Status Array) 필드 및 사용자 위치 어레이 (User Position Array) 필드로 구성된다.
Category 필드는 VHT 카테고리 (즉, VHT Action 프레임 )를 지시하는 값으로 설정되고, VHT Action 필드는 Group ID Management 프레임을 지시하는 값으로 설정된다.
Membershi Status Array 필드는 각 그룹 별로 1 비트의 멤버십 상태 (Membership Status ) 서브필드로 구성된다. Membership Status 서브필드가 、0 '으로 설정되면 STA이 해당 그룹의 멤버가 아님을 나타내고, 、 1 '로 설정되면 STA이 해당 그룹의 멤버임을 나타낸다 . STA은 Membership Status Array 필드 내 하나 이상의 Membership Status 서브필드가 、1 '로 설정됨으로써 하나 이상의 그룹이 할당될 수 있다.
STA은 자신이 속한 각 그룹에서 하나의 사용자 위치 (user position)를 가질 수 있다. 여기서 , 사용자 위치 (user position)은 STA이 해당 그룹 ID에 속한 경우 해당 STA의 공간 스트림 세트가 MU-MIMO 전송에 따른 전체 공간 스트림에서 몇 번째 위치에 해당하는지를 나타낸다.
User Position Array 필드는 각 그룹 별로 2 비트의 사용자 위치 (User Position) 서브필드로 구성된다. 자신이 속한 그룹 내에서 STA의 사용자 위치 (user position)는 User Position Array 필드 내 User Position 서브필드에 의해 지시된다. AP는 각 그룹에서 동일한 사용자 위치 (user position)을 서로 다른 STA에게 할당할 수 있다.
AP는 dotllVHTOptionlmplemented 파라미터가 4 true ' 1 경우에만, Group ID Management 프레임을 전송할 수 있다. Group ID Management 프레임은 VHT 능력 요소 (VHT Capabilities element ) 필드 내 MU Beamformee Capable 필드 7]· 、 1 '로 설정된 VHT STA에게만 전송된다. Group ID Management 프레임은 각 STA에게 어드레스된 ( addressed) 프레임으로 전송된다.
STA은 자신의 MAC 주소와 매칭되는 RA 필드를 가지는 Group ID Management 프레임을 수신한다. STA은 수신한 Group ID Management 프레임의 내용에 기반하여 PHYCONFIG— VECTOR 파라미터인
GROUPᅳ ID_MANAGEMENT를 업데이트 한다 .
STA으로 Group ID Management 프레임의 전송 및 그에 대한 STA으로부터 ACK의 전송은 STA에게 MU PPDU를 전송하기 전에 완료된다. MU PPDU는 7 ¾> 최근에 STA에게 전송되고 ACK이 수신된 Group ID Management 프레임의 내용에 기반하여 STA에게 전송된다. 하향링크 MU-MIMO 프레임 (DL MU-MIMO Frame)
도 17은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 다중 사용자 (multi -user) PPDU포맷을 예시하는 도면이다.
도 17은 해당 PPDU를 수신하는 STA의 개수가 3개이고, 각 STA에 할당되는 공간적 스트림 ( spatial stream)의 개수가 1이라고 가정하나 AP에 페어링된 STA의 수, 각 STA에 할당되는 공간적 스트림의 수는 이에 한정되지 않는다.
도 17을 참조하면 , MU PPDU는 L-TFs 필드 (L-STF 필드 및 L-LTF 필드) L- SIG 필드, VHT- SIG-A 필드, VHT-TFs 필드 (VHT- STF 필드 및 VHT-LTF 필드) , VHT- SIG-B 필드, Service 필드, 하나 이상의 PSDU, padding 필드 및 Tail 비트를 포함하여 구성된다. L— TFs 필드, L- SIG 필드, VHT- SIG-A 필드, VHT-TFs 필드, VHT- SIG-B 필드는 앞서 도 4의 예시와 동일하므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
PPDU 지속기간을 지시하기 위한 정보가 L-SIG 필드에 포함될 수 있다 . PPDU 내에서, L- SIG 필드에 의해 지시된 PPDU 지속기간은 VHT- SIG-A 필드가 할당된 심볼, VHT-TFs 필드가 할당된 심볼, VHT- SIG-B 필드가 할당된 필드, Service 필드를 구성하는 비트, PSDU를 구성하는 비트, padding 필드를 구성하는 비트 및 Tail 필드를 구성하는 비트를 포함한다. PPDU를 수신하는 STA은 L- SIG 필드에 포함된 PPDU 지속시간을 지시하는 정보를 통해 PPDU의 지속기간에 대한 정보를 획득할 수 있다.
상술한 바와 같이, VHT— SIG-A를 통해 Group ID 정보, 각 사용자 당 시공간 스트림 수 정보가 전송되고, VHT- SIG— B를 통해 코딩 ( coding) 방법 및 MCS 정보 등이 전송된다. 따라서, Beamformee들은 VHT— SIG-A와 VHT- SIG- B를 확인하고 , 자신이 속한 MU MIMO 프레임인지 여부를 알 수 있다 . 따라서 , 해당 Group ID의 멤버 STA이 아니거나 해당 Group ID의 멤버이나 할당된 스트림 수가 、0 '인 STA은 VHT- SIG-A 필드 이후부터 PPDU 끝까지 물리 계층의 수신을 중단하도록 설정함으로써 전력 소모를 절감할 수 있다.
Group ID는 ]"전에 Beamf ormer7]- 전송하는 Group ID Management 프레임을 수신함으로써, Beamformee가 어떤 MU 그룹에 속하는지, 자신이 속하는 그룹 중에서 몇 번째 사용자인지, 즉 어떤 스트림을 통해 PPDU를 수신하는지 알 수 있다.
802 . 11ac을 기반으로 하는 VHT MU PPDU 내 전송되는 모든 MPDU는 A- MPDU에 포함된다. 도 17의 데이터 필드에서 상단의 박스는 STA 1로 전송되는 VHT A-MPDU를 예시하고 , 중간의 박스는 STA 2로 전송되는 VHT A— MPDU를 예시하며 , 하단의 박스는 STA 3로 전송되는 VHT A-MPDU를 예시한다.
A-MPDU은 하나 또는 그 이상의 연속된 A-MPDU 서브프레임 ( subf rame )과 0 내지 3 옥텟 ( octet ) 길이의 EOF 패딩 ( End— of - Frame pad)를 포함하여 구성된다 .
각 A-MPDU 서브프레임은 하나의 MPDU 구분자 ( delimiter) 필드를 포함하고 , 선택적으로 MPDU가 이후에 포함되어 구성될 수 있다 . A-MPDU 내 마지막에 위치하지 않는 각 A-MPDU서브프레임은 서브프레임의 길이가 4 옥텟의 배수가 되도록 패딩 (pad) 필드를 가진다.
도 17에서 각 STA에 전송되는 데이터의 크기가 상이할 수 있으므로, 각각의 A-MPDU는 서로 다른 비트 크기를 가질 수 있다.
이 경우, Beamfortner가 전송하는 복수의 데이터 프레임의 전송이 종료되는 시간은 최대 구간 전송 데이터 프레임의 전송이 종료되는 시간과 동일하도록 널 패딩 (null padding)을 수행할 수 있다. 최대 구간 전송 데이터 프레임은 Beamformer에 의해 유효 하향링크 데이터가 가장 오랜 구간 동안 전송되는 프레임일 수 있다. 유효 하향링크 데이터는 널 패딩되지 않은 하향링크 데이터일 수 있다. 예를 들어, 유효 하향링크 데이터는 A-MPDU에 포함되어 전송될 수 있다. 복수의 데이터 프레임 중 최대 구간 전송 데이터 프레임을 제외한 나머지 데이터 프레임은 널 패딩을 수행할 수 있다.
널 패딩을 위해 Beamfortner는 A-MPDU 프레임 내 복수의 A-MPDU 서브프레임에서 시간적으로 후순위에 위치한 하나 이상의 A-MPDU 서브프레임을 MPDU delimiter 필드만으로 인코딩하여 채울 수 있다.
수신측 STA의 MAC 계층에서는 EOF 필드를 감지하면 , 물리 계층에 수신을 중단하도록 설정함으로써 전력 소모를 절감할 수 있다. 블록 ACK (Block Ack) 절차
도 18은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 하향링크 MU- MIMO 전송 과정을 예시하는 도면이다.
802 . 11ac에서는 MU-MIMᄋ는 AP로부터 클라이언트 (즉, non-AP STA)으로 향하는 하향링크에서 정의된다. 이때, 다중 사용자 프레임 (multi -user frame )은 다중 수신자에게 동시에 전송되나, 수신 확인 (acknowledgement )은 상향링크에서 개별적으로 전송되어야 한다.
802 . 11ac을 기반으로 하는 VHT MU PPDU 내 전송되는 모든 MPDU는 A- MPDU에 포함되므로, VHT MU PPDU에 대한 즉각적인 웅답이 아닌 VHT MU PPDU 내 A-MPDU에 대한 응답은 AP에 의한 블록 ACK 요청 (BAR : Block Ack Request ) 프레임에 대한 웅답으로 전송된다.
먼저 , AP는 모든 수신자 (즉, STA 1 , STA 2 , STA 3 )에게 VHT MU PPDU (즉, 프리앰블 및 데이터)를 전송한다. VHT MU PPDU는 각 STA에 전송되는 VHT A-MPDU를 포함한다.
AP로부터 VHT MU PPDU를 수신한 STA 1은 SIFS 이후에 블록 ACK (BA : Block Acknowledgement ) 프레임을 AP로 전송한다. BA 프레임에 대하여 보다 상세한 설명은 후술한다.
STA 1으로부터 BA를 수신한 AP는 SIFS 이후에 BAR (block acknowledgement request ) 프레임을 다음 STA 2로 전송하고, STA 2는 SIFS 이후에 BA 프레임을 AP로 전송한다. STA 2로부터 BA 프레임을 수신한 AP는 SIFS 이후에 BAR프레임을 STA 3로 전송하고, STA 3은 SIFS 이후에 BA 프레임을 AP로 전송한다.
이러한 과정이 모든 STA들에 대해 수행되면, AP는 다음 J PPDU를 모든 STA에게 전송한다.
도 19는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청 (Block Ack Request ) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 19의 (a)를 참조하면 , 블록 ACK 요청 (BAR) 프레임은 프레임 계어 ( Frame Control ) 필드, 지속기간 /식별자 (Duration/ ID) 필드, 수신 주소 (RA) 필드, 전송 주소 ( TA) 필드, BAR 제어 (BAR control ) 필드, BAR 정보 (BAR Information) 필드 및 프레임 체크 시뭔스 ( FCS )로 구성된다.
RA 필드는 BAR 프레임을 수신하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
TA 필드는 BAR 프레임을 전송하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
BAR control 필드는 BAR Ack 정책 (BAR Ack Policy) 서브필드, 다중— TID (Multi -TID) 서브필드, 압축 비트맵 ( Compressed Bitmap) 서브필드, 예비 (Reserved) 서브필드 및 TID 정보 (TID— Inf ο) 서브필드를 포함한다. 표 9는 BAR control 필드를 예시하는 표이다.
【표 9】
Figure imgf000077_0001
BAR Information 필드는 BAR 프레임의 타입에 따라 상이한 정보가 포함된다. 이에 대하여 도 20을 참조하여 설명한다 .
도 20은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK 요청 (Block Ack Request ) 프레임의 BAR 정보 (BAR Information) 필드를 예시하는 도면이다.
도 20의 (a)의 Basic BAR 프레임 및 Compressed BAR 프레임의 BAR Information 필드를 예入 1하고, 도 20의 (b)는 Multi -TID BAR 프레임의 BAR Information 필드를 예시하며 , 도 20의 ( C )는 GCR BAR 프레임의 BAR Information 필드를 예시한다.
도 20의 (a)를 참조하면 , Basic BAR 프레임 및 Compressed BAR 프레임의 경우, BAR Information 필드는 블록 ACK 시작 시퀀스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드를 포함한다.
그리고 , Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 조각 번호 ( Fragment Number) 서브필드, 시작 시 스 번호 ( Starting Sequence Number) 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다.
Basic BAR 프레임의 경우, Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되는 첫 번째 MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다. Compressed BAR 프레임의 경우, Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다.
도 20의 (b)를 참조하면, Multi -TID BAR 프레임의 경우, BAR Information 필드는 TID 별 정보 ( Per TID Info) 서브필드 및 블록 ACK 시작 시퀀스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드가 하나 이상의 TID 별로 반복되어 구성된다. Per TID Info 서브필드는 예비 (Reserved) 서브필드 및 TID 값 (TID Value ) 서브필드를 포함한다. TID Value 서브필드는 TID 값을 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 도 20의 ( a)와 같이 Fragment Number 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다. Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다. Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BAR 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU또는 A-MSDU의 시뭔스 번호를 포함한다.
도 21은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK (Block Ack) 프레임을 예시하는 도면이다.
도 21을 참조하면, 블록 ACK (BA) 프레임은 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드, 지속기간 /식별자 (Duration/ ID) 필드, 수신 주소 (RA) 필드, 전송 주소 (TA) 필드, BA 제어 (BA control ) 필드, BA 정보 (BA Information) 필드 및 프레임 체크 시퀀스 ( FCS )로 구성된다.
RA 필드는 블록 ACK을 요청한 STA의 주소로 설정될 수 있다.
TA 필드는 BA프레임을 전송하는 STA의 주소로 설정될 수 있다.
BA control 필드는 BA Ack 정책 (BA Ack Policy) 서브필드, 다중- TID (Multi -TID) 서브필드, 압축 비트맵 ( Compressed Bitmap) 서브필드, 예비 (Reserved) 서브필드 및 TID 정보 (TID_Info) 서브필드를 포함한다.
표 10은 BA control 필드를 예시하는 표이다.
【표 10】
Figure imgf000079_0001
송신자가 데이터 전송에 대한 즉각적인 ACK을 요청하지 않는 경우, 、1 '로 설정됨
Multi -TID 1 Multi -TID 서브필드, Compressed Bitmap 서브필드
Compressed 1 CGR서브필드 값에 따라 BA프레임의 타입을 지시함 Bitmap
00 기본 BA (Basic BA)
01 압죽 BA ( Compressed BA)
10 예비 값
11 다중 TID BA (Multi -TID BA)
Reserved 9
TID_Info 4 BA 프레임의 타입에 따라 TID Info 필드의 의미가 결정됨 ᅳ
Basic BA 프레임 및 Compressed BA 프레임의 경우,
BA프레임이 전송되는 TID를 포함함
Multi -TID BA프레임의 경우, TID의 개수를 포함함
BA Information 필드는 BA 프레임의 타입에 따라 상이한 정보가 포함된다. 이에 대하여 도 22를 참조하여 설명한다 . 도 22는 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 블록 ACK (Block Ack) 프레임의 BA 정보 (BA Information) 필드를 예시하는 도면이다. 도 22의 (a)의 Basic BA 프레임의 BA Information 필드를 예시하고, 도 22의 (b)는 Compressed BA 프레임의 BA Information 필드를 예시하고 , 도 22의 ( c )는 Multi -TID BA프레임의 BA Information 필드를 예시한다. 도 22의 ( a)를 참조하면, Basic BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 블톡 ACK 시작 시뭔스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵 (Block Ack Bitmap) 서브필드를 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 도 20과 같이 Fragment Number 서브필드 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다. Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BA 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU의 시퀀스 번호를 포함하고, 직전에 수신한 Basic BAR 프레임과 동일한 값으로 설정된다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 128 옥텟의 길이로 구성되고, 최대 64개의 MSDU의 수신 상태를 지시하기 위하여 사용된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 、1 ' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 MPDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, 、0 ' 값은 해당 비트 위치에 대웅되는 MPDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다.
도 22의 (b)를 참조하면, Compressed BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 블톡 ACK 시작 시퀀스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵 (Block Ack Bitmap) 서브필드를 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 도 20과 같이 Fragment Number 서브필드 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다.
Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다.
Starting Sequence Number 서브필드는 해당 BA 프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함하고, 직전에 수신한 Basic BAR프레임과 동일한 값으로 설정된다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 8 옥뻣의 길이로 구성되고, 최대 64개의 MSDU 및 A-MSDU의 수신 상태를 지시하기 위하여 사용된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 、1 ' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU 또는 A- MSDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, 、0 ' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU또는 A— MSDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다 . 도 22의 ( c )를 참조하면 , Multi -TID BA 프레임의 경우, BA Information 필드는 TID 별 정보 ( Per TID Info) 서브필드, 블록 ACK 시작 시퀀스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드 및 블록 ACK 비트맵 (Block Ack Bitmap) 서브필드가 하나 이상의 TID 별로 반복되어 구성되고, TID가 증가되는 순서대로 구성된다.
Per TID Info 서브필드는 예비 (Reserved) 서브필드 및 TID 값 (TID Value ) 서브필드를 포함한다. TID Value 서브필드는 TID 값을 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 도 20의 ( a)와 같이 Fragment Number 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함한다. Fragment Number 서브필드는 0으로 설정된다. Starting Sequence Control 서브필드는 해당 BA프레임이 전송되기 위한 첫 번째 MSDU 또는 A-MSDU의 시퀀스 번호를 포함한다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 8 옥텟의 길이로 구성된다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 、1 ' 값은 해당 비트 위치에 대웅되는 단일 MSDU 또는 A- MSDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고, 、 0 ' 값은 해당 비트 위치에 대응되는 단일 MSDU또는 A-MSDU가성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다. 도 23은 본 발명이 적용될 수 있는 무선 통신 시스템에서 ACK 프레임을 예시하는 도면이다.
도 23을 참조하면, ACK 프레임은 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드, 지속기간 (Duration) 필드 , RA 필드 및 FCS로 구성된다 . - RA 필드는 직전에 수신된 데이터 (Data) 프레임 , 관리 (Management) 프레임 , 블록 ACK 요청 (Block Ack Request) 프레임 , 블록 ACK (Block Ack) 프레임 또는 PS-Poll 프레임의 제 2 주소 (Address 2) 필드의 값으로 설정된다. 비 QoS(non-QoS) STA에 의해 ACK 프레임이 전송되는 경우, 직전에 수신된 데이터 ( Data ) 프레임, 관리 ( Management ) 프레임의 프레임 제어 (Frame Control) 필드 내 모어 프래그먼트 (More Fragments) 서브필드가 、0'이면, 지속기간 (duration) 값은 、 0 '으로 설정된다.
비 QoS(non-QoS) STA에 의해 전송되는 이외의 ACK 프레임에서 지속기간 (duration) 값은 직전에 수신된 데이터 (Data) 프레임 , 관리 (Management) 프레임, 블록 ACK 요청 (Block Ack Request) 프레임, 블톡 ACK (Block Ack) 프레임 또는 PS-Poll 프레임의 Duration/ ID 필드에서 ACK 프레임 전송을 위해 요구되는 시간 및 SIFS 구간을 차감한 값 (ms)으로 설정된다. 계산된 지속기간 (duration) 값이 정수 값이 아닌 경우, 반올림된다. 다중 사용 (multi-user) 상향링크 데이터 전송 방법
IEEE 802. llax은 더 높은 데이터 처리율 (data rate)을 지원하고 더 높은 사용자 부하 (user load)를 처리하기 위한 차세대 WLAN 시스템으로서 최근에 새롭게 제안되고 있는 WLAN 시스템 중 하나로서, 일명 고효율 WLA (HEW: High Efficiency WLAN)라고 불린다.
IEEE 802. llax WLAN 시스템은 기존 WLAN 시스템과 동일하게 2.4 GHz 주파수 대역 및 5 GHz 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 또한, 6 GHz 또는 그보다 높은 60 GHz 주파수 대역에서도 동작할 수 있다. 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE (High Efficiency) 포맷 PPDU를 예시하는 도면이다.
도 24의 (a)는 HE 포맷 PPDU의 개략적인 구조를 예시하고 , 도 24의 (b) 내지 (d)는 HE 포맷 PPDU의 보다 구체적인 구조를 예시한다.
도 24의 (a)를 참조하면 , HEW를 위한 HE 포맷 PPDU는 크게 레가시 부분 (L-part) , HE 부분 (HE— part) 및 데이터 필드 (HE-data)로 구성될 수 있다.
ᅳ L_part는 기존의 WLAN 시스템에서 유지하는 형태와 동일하게 L-STF 필드 L-LTF 필드 및 L-SIG 필드로 구성된다.
HE-part는 802.11ax 표준을 위하여 새롭게 정의되는 부분으로서, HE- STF 필드, HE— SIG 필드 및 HE-LTF 필드를 포함할 수 있다. 도 24의 (a)에서는 HE-STF 필드, HE-SIG 필드 및 HE-LTF 필드의 순서를 예시하고 있으나, 이와 상이한 순서로 구성될 수 있다. 또한, HE-LTF는 생략될 수도 있다.
HE-SIG는 HE-data 필드를 디코딩하기 위한 정보 (예를 들어 , OFDMA, UL MU MIMO, 향상된 MCS 등)을 포함할 수 있다.
L-part와 HE-part는 서로 다른 FFT (Fast Fourier Transform) 크기 (즉, 서브캐리어 간격 (spacing) )을 가질 수 있으며 , 서로 다른 CP (Cyclic Prefix)를 사용할 수도 있다.
도 24의 (b)를 참조하면 , HE-SIG 필드는 HE-SIG A 필드와 HE-SIG B 필드로 구분될 수 있다.
여)를 들어, HE 포 PPDU의 HE-part는 12.8μβ 길이를 7지는 HE-SIG A 필드, 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드, 하나 이상의 HE -LTF 필드 및 1 OFDM 심볼의 HE-SIG B 필드를 포함할 수 있다.
또한, HE-part에서 HE-SIG A 필드는 제외하고 HE-STF 필드부터는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256, 512, 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE-STF 필드부터 적용될 수 있다.
다만, 도 24의 (b)와 같이 HE-SIG가 HE-SIG A 필드와 HE-SIG B 필드로 구분되어 전송될 때, HE-SIG A 필드 및 HE-SIG B 필드의 위치는 도 24의 (b)와 상이할 수 있다. 예를 들어 , HE-SIG A 필드 다음에 HE-SIG B 필드가 전송되고, HE-SIG B 필드 다음에 HE-STF 필드와 HE-LTF 필드가 전송될 수 있다. 이 경우에도 마찬가지로 HE-STF 필드부터는 기존의 PPDU보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다.
도 24의 (c)를 참조하면 , HE-SIG 필드는 HE-SIG A 필드와 HE-SIG B 필드로 구분되지 않을 수 있다.
예를 들어, HE 포맷 PPDU의 HE-part는 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드, 1 OFDM 심볼의 HE-SIG 필드 및 하나 이상의 HE-LTF 필드를 포함할 수 있다. 위와 유사하게 HE-part는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256, 512, 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz, 40MHz, 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE-STF 필드부터 적용될 수 있다.
도 24의 (d)를 참조하면 , HE-SIG 필드는 HE-SIG A 필드와 HE-SIG B 필드로 구분되지 않으며, HE-LTF 필드는 생략될 수 있다.
예를 들어, HE 포맷 PPDU의 HE-part는 1 OFDM 심볼의 HE-STF 필드 및 1 OFDM 심볼의 HE- SIG 필드를 포함할 수 있다.
위와 유사하게 HE-part는 기존의 PPDU 보다 4배 큰 크기의 FFT가 적용될 수 있다. 즉, 256 , 512 , 1024 및 2048 크기의 FFT가 각각 20MHz , 40MHz , 80MHz 및 160MHz의 HE 포맷 PPDU의 HE- STF 필드부터 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 WLAN 시스템을 위한 HE 포맷 PPDU는 적어도 하나의 20MHz 채널을 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, HE 포맷 PPDU은 총 4개의 20MHz 채널을 통해 40MHz , 80MHz 또는 160MHz 주파수 대역에서 전송될 수 있다 . 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다 .
이하, 설명하는 PPDU 포맷은 설명의 편의를 위해 앞서 도 24의 (b)를 기반으로 설명하나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포¾ PPDU을 예시하는 도면이다. 도 25에서는 하나의 STA에 80MHz가 할당된 경우 혹은 복수의 STA에게 각각 80MHz의 서로 다른 스트림이 할당된 경우의 PPDU포맷을 예시한다.
도 25를 참조하면 , L- STF , L-LTF 및 L- SIG : 각 20MHz 채널에서 64 · FFT 포인트 (또는 64 서브캐리어 )에 기반하여 생성된 OFDM 심볼로 전송될 수 있다.
HE- SIG A 필드는 PPDU를 수신하는 STA들에게 공통으로 전송되는 공용 제어 정보를 포함할 수 있다. HE- SIG A 필드는 1개 내지 3개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. HE— SIG A 필드는 20MHZ 단위로 복사되어 동일한 정보를 포함한다, 또한, HE- SIG-A 필드는 시스템의 전체 대역폭 정보를 알려준다.
표 11은 HE- SIG A 필드에 포함되는 정보를 예시하는 표이다.
【표 11】 필 1=1 비트 설명 ( description)
대역폭 2 PPDU가 전송되는 대역폭을 지시함
(bandwidth) 예를 들어 , 20MHz , 40MHz , 80MHz 또는 160MHz 그룹 식별자 6 PPDU를 수신할 STA또는 STA들의 그룹을 지시함 ( Group ID )
스트림 정보 12 각 STA을 위한 공간 스트림 ( spatial stream)의 ( Stream 위치 또는 번호를 지시하거나 STA의 그룹을 위한 information) 공간 스트림의 위치 또는 번호 지시함
상향링크 지시 1 PPDU가 AP로 향하는지 (upl ink) 또는 STA으로 (UL indication) 향하는지 ( downl ink) 지시
MU지시 1 PPDU가 SU-MIMO PPDU 인지 MU-MIMO PPDU인지 (MU indication) 지시함
가드 인터벌 지시 1 짧은 GI가사용되는지 긴 GI가사용되는지 지시함 (GI indication)
할당 정보 12 PPDU가 전송되는 대역에서 각 STA에 할당된 밴드 (Allocation 또는 채널 (서브채널 인텍스 또는 서브밴드 인텍스) information) 지시함 J 전송 파워 12 각 채널 또는 각 STA을 위한 전송 파워를 지시함
( Transmission
power)
표 11에 예시되는 각 필드들에 포함되는 정보들은 IEEE 802 . 11 시스템의 정의를 따를 수 있다. 또한, 앞서 설명한 각 필드들은 PPDU에 포함될 수 있는 필드들의 예시에 해당하며, 이에 한정되지 않는다. 즉, 앞서 설명한 각 필드가 다른 필드로 대체되거나 추가적인 필드가 더 포함될 수 있으며, 모든 필드가 필수적으로 포함되지 않을 수도 있다.
HE - STF는 MIMO 전송에 있어서 AGC 추정의 성능을 개선하기 위해 사용된다.
HE - SIG B 필드는 각 STA이 자신의 데이터 (예를 들어 , PSDU)를 수신하기 위하여 요구되는 사용자 특정 (user- specif ic ) 정보를 포함할 수 있다. HE- SIG B 필드는 하나 또는 두 개의 OFDM 심볼에서 전송될 수 있다. 예를 들어, HE - SIG B 필드는 해당 PSDU의 변조 및 코딩 기법 (MCS ) 및 해당 PSDU의 길이에 관한 정보를 포함할 수 있다. L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 20MHz 채널 단위로 반복되어 전송될 수 있다. 예를 들어 , PPDU가 4개의 20MHZ 채널 (즉, 80MHz 대역 )을 통해 전송될 때 , L-STF, L-LTF, L-SIG 및 HE-SIG A 필드는 매 20MHZ 채널에서 반복되어 전송될 수 있다 .
FFT 크기가 커지면, 기존의 IEEE 802.11a/g/n/ac를 지원하는 레가시 STA은 해당 HE PPDU를 디코딩하지 못할 수 있다. 레가시 STA과 HE STA이 공존 (coexistence)하기 위하여 , L-STF, L-LTF 및 L-SIG 필드는 레가시 STA이 수신할 수 있도록 20MHZ 채널에서 64 FFT를 통해 전송된다. 예를 들어, L-SIG 필드는 하나의 OFDM 심볼을 점유하고, 하나의 OFDM 심볼 시간은 4 μ3 이며, GI는 0.8 일 수 있다.
각 주파수 단위 별 FFT 크기는 HE-STF (또는 HE-SIG A)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어., 256 FFT가 20MHZ 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT7> 80MHz 채널에서 사용될 수 있다. FFT 크기가 커지면, OFDM 서브캐리어 간의 간격이 작아지므로 단위 주파수 당 OFDM 서브캐리어의 수가 증가되나, OFDM 심볼 시간은 길어진다. ' 시스템의 효율을 향상시키기 위하여 HE-STF 이후의 GI의 길이는 HE-SIG A의 GI의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.
HE-SIG A 필드는 HE STA이 HE PPDU를 디코딩하기 위하여 요구되는 정보를 포함할 수 있다. 그러나, HE-SIG A 필드는 레가시 STA과 HE STA이 모두 수신할 수 있도톡 20MHZ 채널에서 64 FFT를 통해 전송될 수 있다. 이는 HE STA가 HE 포맷 PPDU 뿐만 아니라 기존의 HT/VHT 포맷 PPDU를 수신할 수 있으며, 레가시 STA 및 HE STA이 HT/VHT 포맷 PPDU와 HE 포맷 PPDU를 구분하여야 하기 때문이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다. 도 26을 참조하면 , HE-SIG B 필드가 HE-SIG A 필드 다음에 위치하는 점을 제외하고는, 앞서 도 25의 예시와 동일하다. 이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF (또는 HE-SIG B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어 , HE- STF (또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고 , 512 FFT가 40 HZ 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다. 도 27에서는 20MHz 채널들이 각각 서로 다른 STA들 (예를 들어 , STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 27을 참조하면 , HE-SIG B 필드가 HE— SIG A 필드 다음에 위치한다 . 이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF (또는 HE-SIG B)부터 더욱 커질 수 있다 . 예를 들어 , HE-STF (또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHZ 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHz 채널에서 사용될 수 있다 .
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 25의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
HE-SIG B 필드는 각 STA에 특정된 정보를 포함할 수 있으나, 전체 밴드 (즉, HE-SIG-A 필드에서 지시 )에 걸쳐서 인코딩될 수 있다, 즉, HE-SIG B 필드는 모든 STA에 대한 정보를 포함하며 모든 STA들이 수신하게 된다. HE- SIG B 필드는 각 STA 별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및 /또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려즐 수 있다. 예를 들어, 도 23에서 HE-SIG— B는 STA 1는 20MHz, STA 2는 그 다음 20MHz, STA 3는 그 다음 20MHz, STA 4는 그 다음 20MHz가 할당될 수 있다. 또한, STA 1과 STA 2는 40MHz를 할당하고, STA 3와 STA 4는 그 다음 40MHZ를 할당할 수 있다. 이 경우, STA 1과 STA 2는 서로 다른 스트림을 할당하고, STA 3와 STA 4는 서로 다른 스트림을 할당할 수 있다. 또한, HE-SIG-C 필드를 정의하여, 도 27의 예시에 HE-SIG C 필드가 추가될 수 있다. 이 경우, HE-SIG-B 필드에서는 전대역에 걸쳐서 모든 STA에 대한 정보가 전송되고, 각 STA에 특정한 제어 정보는 HE- SIG-C 필드를 통해 20MHZ 단위로 전송될 수도 있다.
또한, 도 25 내지 도 27의 예시에서, HE_SIG-B 필드는 전대역에 걸쳐 전송하지 않고 HE-SIG-A 필드와 동일하게 20MHZ 단위로 전송될 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU을 예시하는 도면이다. 도 28에서는 20MHZ 채널들이 각각 서로 다른 STA들 (예를 들어 , STA 1, STA 2, STA 3 및 STA 4)에 할당되는 경우를 가정한다.
도 28을 참조하면, 도 27과 마찬가지로 HE-SIG B 필드가 HE-SIG A 필드 다음에 위치한다. 다만, HE-SIG B 필드는 전대역에 걸쳐 전송되지 않고, HE- SIG A 필드와 동일하게 20MHZ 단위로 전송된다.
이 경우, 단위 주파수 당 FFT 크기는 HE-STF (또는 HE-SIG B)부터 더욱 커질 수 있다. 예를 들어 , HE— STF (또는 HE-SIG B)부터 256 FFT가 20MHz 채널에서 사용되고, 512 FFT가 40MHz 채널에서 사용되며, 1024 FFT가 80MHZ 채널에서 사용될 수 있다 .
PPDU에 포함되는 각 필드에서 전송되는 정보는 앞서 도 25의 예시와 동일하므로 이하 설명을 생략한다.
Hfi-SIG A 필드는 HE-SIG A 필드는 20MHz 단위로 복사되어 (duplicated) 전송된다.
HE- SIG B 필드는 각 STA별로 할당되는 주파수 대역폭 정보 및 /또는 해당 주파수 대역에서 스트림 정보를 알려줄 수 있다.
HE- SIG B 필드는 HE- SIG A 필드와 마찬가지로 20MHz 단위로 전송될 수 있다. 이 경우, HE- SIG B 필드는 각 STA에 대한 정보를 포함하므로 20MHz 단위의 각 HE- SIG B 필드 별로 각 STA에 대한 정보가 포함될 수 있다. 이때, 도 28의 예시에서는 각 STA 별로 20MHZ가 할당되는 경우를 예시하고 있으나, 예를 들어 STA에 40MHZ가 할당되는 경우, 20MHZ 단위로 HE- SIG-B 필드가 복사되어 전송될 수도 있다.
또한, HE- SIG B 필드에 모든 STA에 대한 정보 (즉, 각 STA에 특정된 정보들이 모두 합쳐짐)가 포함되어 HE- SIG A 필드와 마찬가지로 20MHZ 단위로 복사되어 (duplicated) 전송될 수도 있다.도 26 내지 도 28의 예시와 같이 , HE-SIG-B 필드가 HE STF 필드 및 HE-LTF 필드 앞에 위치하는 경우 20MHZ에서 64 FFT를 이용함으로써 심볼의 길이를 짧게 구성하고, 도 25의 예시와 같이 HE— SIG-B 필드가 HE STF 필드 및 HE-LTF 필드 뒤에 위치하는 경우, 20MHz에서 256 FFT를 이용함으로써 심볼의 길이를 길게 구성할 수 있다. 각 BSS 별로 서로 다른 대역폭을 지원하는 상황에서 인접한 BSS로부터의 간섭 레벨이 적은 일부의 대역폭을 STA에게 할당하는 경우에 위와 같이 HE- SIG-B 필드를 전대역에 걸쳐서 전송하지 않는 것이 보다 바람직할 수 있다.
도 25 내지 도 28에서 데이터 필드는 페이로드 (payload)로서 , 서비스 필드 ( SERVICE f ield) , 스크램블링된 PSDU, 테일 비트 ( tail bits ) , 패딩 비트 (padding bits )를 포함할 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 HE 포맷 PPDU 검출을 위한 위상 회전 (phase rotation)을 예시한다.
HE 포1 ¾ PPDU를 구분 ( classif ication)하기 위하여 , HE 포맷 PPDU에서 L-SIG 필드 이후에 전송되는 3개의 OFDM 심볼의 위상이 사용될 수 있다.
도 29를 참조하면, HE 포맷 PPDU에서 L- SIG 필드 이후에 전송되는 OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2의 위상은 회전되지 않으나, OFDM 심볼 #3의 위상은 시계 반대 방향으로 90도만큼 회전될 수 있다. 즉, OFDM 심볼 #1 및 OFDM 심볼 #2에 대한 변조 방법은 BPSK가 이용되고, OFDM 심볼 #3에 대한 변조 방법은 QBPSK가 이용될 수 있다.
STA은 수신한 PPDU의 L-SIG 필드 다음에 전송되는 제 1 OFDM 심볼 내지 제 3 OFDM 심볼을 도 29의 예시와 같은 성상을 기반으로 디코딩을 시도한다. STA이 디코딩에 성공하면 해당 PPDU가 HE 포맷 PPDU라고 판단할 수 있다 . 여기서, L- SIG 필드 이후에 HE- SIG A 필드가 세 개의 OFDM 심볼에서 전송된다면, 이는 OFDM 심볼 #1 내지 OFDM 심볼 #3 모두 HE- SIG A 필드를 전송하기 위하여 사용되는 것을 의미한다 .
이하, WLAN 시스템에서 다중 사용자 (multi -user) 상향링크 전송 방법에 대하여 설명한다 .
WLAN 시스템에서 동작하는 복수의 STA이 동일한 시간 자원 상에서 AP로 데이터를 전송하는 방식을 UL MU 전송 (uplink multi -user transmission) '이라고 지칭할 수 있다. 복수의 STA 각각에 의한 상향 크 전송은 주파수 도메인 또는 공간 도메인 ( spatial domain) 상에서 다중화될 수 있다.
복수의 STA 각각에 의한 상향링크 전송이 주파수 도메인 상에서 다중화되는 경우, OFDMA ( orthogonal f requency divis ion multiplexing)를 기반으로 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 주파수 자원이 상향링크 전송 자원으로서 할당될 수 있다. 이러한 서로 다른 주파수 자원을 통한 전송 방법을 X UL MU OFDMA 전송 '이라고 지칭할 수 있다 .
복수의 STA 각각에 의한 상향링크 전송이 공간 도메인 상에서 다증화되는 경우, 복수의 STA 각각에 대해 서로 다른 공간적 스트림이 할당되어 복수의 STA 각각이 서로 다른 공간적 스트림을 통해 상향링크 데이터를 전송할 수 있다. 이러한 서로 다른 공간적 스트림을 통한 전송 방법을 UL MU MIMO 전송'이라고 지칭할 수 있다.
현재 WLAN 시스템에서는 아래와 같은 제약 사항으로 인해 UL MU 전송을 지원하지 못한다.
현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA으로부터 전송되는 상향링크 데이터의 전송 타이밍에 대한 동기화가 지원되지 않는다. 예를 들어, 기존의 WLAN 시스템에서 복수의 STA들이 동일한 시간 자원을 통해 ^향링크 데이터를 전.송하는 경우를 가정하면 , 현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA 각각은 다른 STA의 상향링크 데이터의 전송 타이밍을 알 수 없다. 따라서, AP는 복수의 STA 각각으로부터 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터를 수신하기 어렵다. 또한, 현재 WLAN 시스템에서는 복수의 STA에 의해 상향링크 데이터를 전송하기 위해 사용되는 주파수 자원 간의 중첩이 발생될 수 있다. 예를 들어, 복수의 STA 각각의 오실레이터 (oscillator)가 다를 경우, 주파수 오프셋 ( frequency of f set )이 다르게 나타날 수 있다. 만약, 주파수 오프셋이 다른 복수의 STA 각각이 서로 다른 주파수 자원을 통해 동시에 상향링크 전송을 수행하는 경우, 복수의 STA 각각에 의해 사용되는 주파수 영역 증 일부가 중첩될 수 있다.
또한, 기존의 WLAN 시스템에서는 복수의 STA 각각에 대한 파워 제어가 수행되지 않는다. 복수의 STA 각각과 AP 사이의 거리와 채널 환경에 종속적으로 AP는 복수의 STA 각각으로부터 서로 다른 파워의 신호를 수신할 수 있다. 이러한 경우, 약한 파워로 도착하는 신호는 강한 파워로 도착하는 신호에 비해 상대적으로 AP에 의해 검출되기 어려울 수 있다.
이에 따라, 본 발명은 WLAN 시스템에서의 UL MU 전송 방법을 제안한다. 도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자 (mult i— user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
도 30을 참조하면, AP가 UL MU 전송에 참여하는 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시하고, 해당 STA들로부터 UL MU 데이터 프레임을 수신하며, UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK프레임을 전송한다.
먼저 AP는 UL MU 스케줄링 (UL MU scheduling) 프레임 ( 3010 )을 전송함으로써, UL MU 데이터를 전송할 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시한다. 여기서, UL MU 스케줄링 프레임은 UL MU 전송을 개시하는 프레임으로서 , 、1 MU 트리거 ( trigger) 프레임 ' 또는 、트리거 프레임 '의 용어로 불릴 수도 있다.
여기서 , UL MU 스케줄링 프레임 ( 3010 )은 STA 식별자 ( ID : Identifier) /주소 (address) 정보, 자원 할당 정보, 지속기간 (duration) 정보 등과 같은 제어 정보를 포함할 수 있다.
STA ID/주소 정보는 상향링크 데이터를 전송하는 각 STA을 특정하기 위한 식별자 또는 주소에 대한 정보를 의미한다 .
자원 할당 정보는 각 STA 별로 할당되는 상향링크 전송 자원 (예를 들어 , UL MU OFDMA 전송의 경우 각 STA에게 할당되는 주파수 /서브캐리어 정보, UL MU MIMO 전송의 경우 각 STA에게 할당되는 스트림 인덱스)에 대한 정보를 의미한다.
지속기간 (duration) 정보는 복수의 STA 각각에 의해 전송되는 상향링크 데이터 프레임의 전송을 위한 시간 자원을 결정하기 위한 정보를 의미한다. 이하, 지속기간 (duration) 정보를 ¾MAC duration'으로 지칭한다 .
예를 들어, MAC duration은 각 STA의 상향링크 전송을 위해 할당된 TXOP (Transmit Opportunity)의 구간 정보 혹은 0향링크 프레임의 길이에 대한 정보 (예를 들어 , 비트 또는 심볼)를 포함할 수 있다.
또한, UL MU 스케줄링 프레임 (3010)은 각 STA 별로 UL MU 데이터 프레임 전송 시 사용해야 할 MCS 정보, 코딩 (Coding) 정보 등과 같은 제어 정보를 더 포함할 수도 있다.
위와 같은 제어 정보는 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 전달하는 PPDU의 HE-part (예를 들어 , HE-SIG A 필드 또는 HE-SIG B 필드)나 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 제어 필드 (예를 들어 , MAC 프레임의 Frame Control 필드 등)에서 전송될 수 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 전달하는 PPDU은 L-part (예를 들어 , L-STF 필드 , L-LTF 필드 , L-SIG 필드 등)으로 시작하는 구조를 가진다 , 이에 따라, 레가시 STA들은 L-SIG 필드로부터 NAV (Network Allocation Vector) 셋팅을 수행할 수 있다. 예를 들어, 레가시 STA들은 L-SIG에서 데이터 길이 (length) 및 데이터율 (data rate) 정보를 기반으로 NAV 셋팅을 위한 구간 (이하, 'L-SIG 보호 구간' )을 산출할 수 있다. 그리고, 레가시 STA들은 산출된 L-SIG 보호 구간 동안에는 자신에게 전송될 데이터가 없다고 판단할 수 있다.
예를 들어 , L-SIG 보호 구간은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 MAC duration 값과 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 전달하는 PPDU에서 L-SIG 필드 이후의 잔여 구간의 합으로 결정될 수 있다. 이에 따라, L-SIG 보호 구간은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 MAC duration 값에 따라 각 STA에게 전송되는 ACK프레임 (3030)을 전송하는 구간까지의 값으로 설정될 수 있다. 이하, 각 STA에게 UL MU 전송을 위한 자원 할당 방법을 보다 구체적으로 살펴본다. 설명의 편의를 위해 제어 정보가 포함되는 필드를 구분하여 설명하나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. ᅳ
제 1 필드는 UL MU OFDMA 전송과 UL MU MIMO 전송을 구분하여 지시할 수 있다. 예를 들어 , 、 0 '이면 UL MU OFDMA 전송을 지시하고, 、1'이면 UL MU MIMO 전송을 지시할 수 있다. 제 1 필드의 크기는 1 비트로 구성될 수 있다.
제 2 필드 (예를 들어 , STA ID/주소 필드)는 UL MU 전송에 참여할 STA ID 혹은 STA 주소들을 알려준다. 제 2 필드의 크기는 STA ID를 알려주기 위한 비트 수 X UL Μϋ에 참여할 STA 수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 필드가 12 비트로 구성되는 경우, 4 비트 별로 각 STA의 ID/주소를 지사할 수 있다. 겨 13 필드 (예를 들어 , 자원 할당 필드)는 UL MU 전송을 위해 각 STA에 할당되는 자원 영역을 지시한다. 이때, 각 STA에 할당되는 자원 영역은 앞서 제 2 필드의 순서에 따라 각 STA에게 순차적으로 지시될 수 있다.
만약, 제 1 필드 값이 、0'인 경우, 제 2 필드에 포함된 STA ID/주소의 순서대로 UL MU 전송을 위한 주파수 정보 (예를 들어 , 주파수 인덱스, 서브캐리어 인텍스 등)를 나타내고, 제 1 필드 값이 、1'인 경우, 제 2 필드에 포함된 STA ID/주소의 순서대로 UL MU 전송을 위한 MIMO 정보 (예를 들어 , 스트림 인덱스 등)를 나타낸다.
이때 , 하나의 STA에게 여러 개의 인덱스 (즉, 주파수 /서브캐리어 인덱스 또는 스트림 인덱스)를 알려줄 수도 있으므로, 제 3 필드의 크기는 복수의 비트 (혹은, 비트맵 (bitmap) 형식으로 구성될 수 있음) X UL MU 전송에 참여할 STA 개수로 구성될 수 있다.
예를 들어 , 제 2 필드가 'STA 1' , 'STA 2'의 순서로 설정되고, 거 13 필드가 、2' , 、2 '의 순서로 설정된다고 가정한다.
이 경우, 제 1 필드가 、0 '인 경우, STA 1은 상위 (또는, 하위) 주파수 영역부터 주파수 자원이 할당되고, STA 2는 그 다음의 주파수 자원이 순차적으로 할당될 수 있다. 일례로 / 80MHz 대역에서 20MHZ 단위의 OFDMA를 지원하는 경우, STA 1은 상위 (또는, 하위) 40MHz 대역 , STA 2는 그 다음의 40 HZ 대역을 사용할 수 있다.
반면, 제 1 필드가 、 1'인 경우, STA 1은 상위 (또는, 하위) 스트림이 할당되고, STA 2는 그 다음 스트림이 순차적으로 할당될 수 있다. 이때, 각 스트림에 따른 범포밍 방식은 사전에 지정되어 있거나, 제 3 필드 또는 제 4 필드에서 스트림에 따른 빔포밍 방식에 대한 보다 구체적인 정보가 포함될 수도 있다.
각 STA은 AP에 의해 전송되는 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 기반으로 UL MU 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 AP에 전송한다. 여기서 , 각 STA은 AP로부터 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 수신 후 SIFS 이후에 UL MU 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 AP에 전송할 수 있다.
각 STA은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 자원 할당 정보를 기반으로 UL MU OFDMA 전송을 위한 특정한 주파수 자원 또는 UL MU MIMO 전송을 위한 공간적 스트림을 결정할 수 있다.
구체적으로, UL MU OFDMA 전송의 경우, 각 STA은 서로 다른 주파수 자원을 통해 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 여기서 , STA 1 내지 STA 3 각각은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)에 포함된 STA ID/주소 정보 및 자원 할당 정보를 기반으로 상향링크 데이터 프레임 전송을 위한 서로 다른 주파수 자원을 할당 받을 수 있다. 예를 들어, STA ID/주소 정보가 STA 1 내지 STA 3을 순차적으로 지시하고 , 자원 할당 정보가 주파수 자원 1, 주파수 자원 2, 주파수 자원 3을 순차적으로 지시할 수 있다. 이 경우, STA ID/주소 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 STA 1 내지 STA 3은 자원 할당 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 주파수 자원 1, 주파수 자원 2, 주파수 자원 3을 각각 할당 받을 수 있다. 즉, STA 1은 주파수 자원 1, STA 2는 주파수 자원 2, STA 3은 주파수 자원 3을 통해 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 AP로 전송할 수 있다.
또한, UL MU MIMO 전송의 경우, 각 STA은 복수의 공간적 스트림 중 적어도 하나의 서로 다른 스트림을 통해 동일한 시간 자원 상에서 상향링크 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
여기서 , STA 1 내지 STA 3 각각은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)에 포함된 STA ID/주소 정보 및 자원 할당 정보 기반으로 상향링크 데이터 프레임 전송을 위한 공간적 스트림을 할당 받을 수 있다. 예를 들어, STA ID/주소 정보가 STA 1 내지 STA 3을 순차적으로 지시하고 , 자원 할당 정보가 공간적 스트림 1, 공간적 스트림 2, 공간적 스트림 3을 순차적으로 지시할 수 있다. 이 경우, STA ID/주소 정보를 기반으로 순차적으로 지시된 STA 1 내지 STA 3은 자원 할당 정보 기반으로 순차적으로 지시된 공간적 스트림 1, 공간적 스트림 2, 공간적 스트림 3을 각각 할당 받을 수 있다. 즉, STA 1은 공간적 스트림 1, STA 2는 공간적 스트림 2, STA 3은 공간적 스트림 3을 통해 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 AP로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이 , 각 STA에 의해 전송되는 상향링크 데이터 프레임 (3021 3022, 3023)의 전송 지속기간 (또는 전송 종료 시점)은 UL MU 스케즐링 프레임 (3010)에 포함된 MAC duration 정보에 의해 결정될 수 있다. 따라서 , 각 STA은 비트 패딩 (padding) 또는 조각화 ( fragmentation)을 통해 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023) (또는, 상향링크 데이터 프레임을 전달하는 상향링크 PPDU)의 전송 종료 시점을 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)에 포함된 MAC duration 값을 기반으로 동기화할 수 있다.
상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 전달하는 PPDU은 L- part 없이도 새로운 구조로도 구성이 가능하다.
또한, UL MU MIMO 전송이거나 20MHZ 미만의 서브밴드 형태의 UL MU OFDMA 전송의 경우, 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 전달하는 PPDU의 L-part는 SFN 형태 (즉, 모든 STA이 동일한 L-part 구성과 내용을 동시에 전송)로 전송될 수 있다 .
반면 , 20MHz 이상의 서브밴드 형태의 UL MU OFDMA 전송의 경우, 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 전달하는 PPDU의 L-part는 각 STA이 할당된 대역에서 20MHZ 단위로 각각 L-part가 전송될 수 있다.
"술한 ti와 같이 , UL MU 스케줄링 프레임 (3010)에서 MAC duration 값이 ACK 프레임 (3030)을 전송하는 구간까지의 값으로 설정될 수 있으며 , L- SIG 보호 구간은 MAC duration 값을 기반으로 정해질 수 있다. 따라서, 레가시 STA은 UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 L— SIG 필드를 통해 ACK 프레임 (3030)까지 NAV 셋팅을 할 수 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3010)의 정보로 상향링크 데이터 프레임을 층분히 구성할 수 있다면, UL MU 스케줄링 프레임 (3010)을 전달하는 PPDU 내 SIG 필드 (즉, 데이터 프레임의 구성 방식에 대한 제어 정보를 전송하는 영역 )도 필요 없을 수 있다. 예들어, HE-SIG-A 필드 및 /또는 HE-SIG-B가 전송되지 않을 수 있다. 또한, HE-SIG-A 필드와 HE-SIG-C 필드는 전송되고, HE— SIG- B 필드는 전송되지 않을 수 있다.
AP는 각 STA으로부터 수신한 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)에 대한 웅답으로 ACK 프레임 (3030)을 전송할 수 있다. 여기서 , AP는 각 STA으로부터 상향링크 데이터 프레임 (3021, 3022, 3023)을 수신하고 SIFS 이후에 ACK프레임 (3030)을 각 STA에게 전송할 수 있다. .
만일, 기존의 ACK 프레임의 구조를 동일하게 이용한다면, 6 옥뻣 크기를 가지는 RA 필드에 UL MU 전송에 참여하는 STA들의 AID (혹은, 부분 AID (Partial AID) )를 포함하여 구성할 수 있다.
또는 , 새로운 구조의 ACK 프레임을 구성한다면 DL SU 전송 또는 DL MU 전송을 위한 형태로 구성이 가능하다. 즉, DL SU 전송의 경우 ACK 프레임 (3030)은 UL MU 전송에 참여하는 각 STA에게 순차적으로 전송될 수 있으며 , DL MU 전송의 경우 ACK 프레임 (3030)은 각 STA에 할당된 자원 (즉, 주파수 혹은 스트림 )을 통해 UL MU 전송에 참여하는 각 STA에게 동시에 전송될 수 있다.
AP는 수신에 성공한 UL MU 데이터 프레임에 대한 ACK 프레임 (3030)만을 해당 STA에게 전송할 수 있다. 또한, AP는 ACK 프레임 (3030)을 통해 수신 성공 여부를 ACK 또는 NACK으로 알려줄 수 있다. 만약 ACK 프레임 (3030)이 NACK 정보를 포함한다면 , NACK에 대한 이유나 그 후의 절차를 위한 정보 (예를 들어 , UL MU스케줄링 정보 등)도 포함할 수 있다.
또는, ACK 프레임 (3030)을 전달하는 PPDU는 L-part 없이 새로운 구조로 구성할 수도 있다.
ACK 프레임 (3030)은 STA ID 혹은 주소 정보를 포함할 수도 있으나, UL MU 스케줄링 프레임 (3010)에서 지시된 STA의 순서를 동일하게 적용한다면, STA ID 혹은 주소 정보를 생략할 수도 있다.
또한, ACK 프레임 (3030)의 TXOP (즉, L-SIG 보호 구간)을 연장하여 다음의 UL MU 스케줄링을 위한 프레임이나, 다음의 UL MU 전송을 위한 보정 정보 등을 포함하는 제어 프레임이 TXOP 내 포함될 수도 있다.
한편, UL MU 전송을 위하여 STA들 간에 동기를 맞추는 등의 、 보정 (adjustment) 과정을 추가될 수도 있다.
도 31은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자 (multi-user) 전송 절차를 예시하는 도면이다.
이하, 설명의 편의를 위해 앞서 도 30의 예시와 동일한 설명은 생략한다. 도 31을 참조하면, AP가 UL MU에 사용할 STA들에게 UL MU를 준비할 것을 지시하고 , UL MU를 위한 STA들 간에 동기를 맞추는 등의 보정 (adjustment) 과정을 거친 후 UL MU 데이터 프레임을 전송 받고 ACK을 전송할 수 있다,
먼저 AP는 UL MU 스케줄링 (UL MU scheduling) 프레임 (3110)을 전송함으로써, UL MU 데이터를 전송할 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시한다.
AP로부터 UL MU 스케줄링 프레임 (3110)을 수신한 각 STA은 동기 신호 (sync signal) (3121, 3122, 3123)을 AP에 전송한다. 여기서 , 각 STA은 UL MU 스케줄링 프레임 (3110)을 수신하고 SIFS 이후에 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 AP에 전송할 수 있다.
그리고, 각 STA으로부터 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 수신한 AP는 각 STA에게 보정 (adjustment) 프레임 (3130)을 전송한다. 여기서 , AP는 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 수신하고 SIFS 이후에 보정 프레임 (3130)을 전송할 수 있다.
동기 신호 (3121, 3122, 3123) 및 보정 프레임 (3130)을 송수신하는 절차는 UL MU 데이터 프레임의 전송을 위하여 각 STA들 간의 시간 /주파수 /파워 등을 보정해 주기 위한 절차이다. 즉, STA들이 각자의 동기 신호 (3121, 3122 3123)를 전송하고, AP는 그 값들을 기반으로 시간 /주파수 /파워 등의 오차를 보정해주는 보정 정보를 보정 프레임 (3130)을 통해 각 STA에게 알려줌으로써 다음에 전송될 UL MU 데이터 프레임에서 그 값을 보정해서 전송할 수 있도록 하기 위한 절차이다. 또한 이러한 절차가 UL MU 스케줄링 프레임 (3110) 뒤에 수행됨으로써 STA은 스케줄링에 따라 데이터 프레임 구성을 준비할 시간을 가질 수 있다.
보다 구체적으로, UL MU 스케줄링 프레임 (3110)에서 지시된 STA들은 각자 지시된 혹은 지정된 자원 영역에 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 전송한다. 여기서 , 각 STA으로부터 전송되는 동기 신호 (3121, 3122, 3123)는 TDM ( time division multiplexing) , CDM (code division multiplexing) 및 /또는 SDM (spatial division multiplexing) 방식으로 다중화될 수 있다.
예를 들어 , UL MU 스케줄링 프레임 (3110)에서 지시된 STA의 순서가 STA 1, STA 2, STA 3이고, CDM으로 각 STA의 동기 신호 (3121, 3122, 3123) 다중화된다면, 지정된 STA 순서대로 각각 할당된 시퀀스 l(Sequence 1) , 시퀀스 2 (Sequence 2) , 시¾스 3 (Sequence 3)을 AP에 전송할 수 있다.
여기서 , 각 STA의 동기 신호 (3121, 3122, 3123)가 TDM, CDM 및 /또는 SDM로 다중화되어 전송되기 위하여 각 STA이 사용할 자원 (예를 들어 , 시간 /시뭔스 /스트림 등)은 사전에 각 STA에게 지시되거나 정의될 수 있다.
또한, 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 전달하는 PPDU은 L— part를 포함하지 않거나, MAC 프레임의 구성없이 물리 계층 신호만으로 전송될 수 있다. 각 STA으로부터 동기 신호 (3121, 3122, 3123〉를 수신한 AP는 보정 (adjustment) 프레임 (3130)을 각 STA에게 전송한다.
이때 , AP는 보정 프레임 (3130)을 DL SU 전송 방식으로 각 STA에게 전송하거나 DL MU 전송 방식으로 각 STA에게 전송할 수 있다. 즉, DL SU 전송의 경우 보정 프레임 (3130)은 UL MU 전송에 참여하는 각 STA에게 순차적으로 전송될 수 있으며 , DL MU 전송의 경우 보정 프레임 (3130)은 각 STA에 할당된 자원 (즉, 주파수 혹은 스트림 )을 통해 UL MU 전송에 참여하는 각 STA에게 동시에 전송될 수 있다.
보정 프레임 (3130)은 STA ID 혹은 주소 정보를 포함할 수도 있으며 , UL MU 스케줄링 프레임 (3110)에서 지시된 STA의 순서를 동일하게 적용한다면, STA ID 혹은 주소 정보를 생략할 수도 있다.
또한, 보정 프레임 (3130)은 보정 (adjustment) 필드를 포함할 수 있다. adjustment 필드는 시간 /주파수 /전력 등의 오차를 보정하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 보정 정보는 AP가 수신하는 STA들의 신호가 시간 /주파수 /전력 등의 오차가 발생할 수 있는데 그 오차 ¾ (gap)을 보정하도록 알려주는 정보를 의미한다. 그 외에도 AP가 수신하는 동기 신호 (3121, 3122, 3123)를 기반으로 각 STA의 시간 /주파수 /전력 등의 오차를 더 정확하게 보정할 수 있는 정보라면 어떤 정보라도 보정 프레임 (3130)에 포함될 수 있다.
보정 프레임 (3130)을 전달하는 PPDU은 L-part없이 새로운 구조로 구성될 수 있다.
한편 , 동기 신호 (3121, 3122, 3123) 및 보정 프레임 (3130)을 송수신하는 절차는 각 STA의 UL MU 스케줄링 프레임 (3110)을 전송하기 전에 수행될 수도 있다. 또한, 동기 신호 (3121, 3122, 3123)의 전송을 생략하고, 암묵적 (implicit)인 측정을 통해 AP가 UL MU 스케줄링 프레임 (3110)에 보정 정보를 포함하여 전송할 수도 있다 . 예를 들어 , 후술하는 사전 절차 (pre- procedure)에서 AP^ 각 STA으로부터 전송되는 NDP 또는 버퍼 상태 (buff er status)/사운딩 (sounding) 프레임을 통해 각 STA 간의 시간 /주파수 /파워 등의 오차를 보정해주는 보정 정보를 생성하고 , 보정 정보를 UL MU 스케줄링 프레임 (3110)을 통해 각 STA에게 전송할 수도 있다.
또한, 보정할 필요가 없는 STA들이라면 (예를 들어 , 이전에 UL MU 전송을 수행할 각 STA 간에 보정 절차가 완료된 경우 등) 동기 신호 (3121, 3122, 3123) 및 보정 프레임 (3130)을 송수신하는 절차는 생략될 수도 있다.
또한, 일부의 보정 절차만 필요하다면 그 절차만 보정해 줄 수 있다. 예를 들어, UL MU 데이터 프레임의 CP (cyclic prefix) 길이가 STA 간의 어긋난 동기가 문제되지 않을 정도로 긴 경우, 시간 차이를 보정하기 위한 절차는 생략될 수 있다. 혹은 UL MU OFDMA 전송을 할 때 STA 간에 가드 밴드 (Guard band)가 층분하다면 주파수 차이를 보정하기 위한 절차는 생략될 수 있다.
각 STA은 AP에 의해 전송되는 UL MU 스케줄링 프레임 (3110) 및 보정 프레임 (3130)을 기반으로 UL MU 데이터 프레임 (3141, 3142, 3143)을 AP에 전송한다. 여기서 , 각 STA은 AP로부터 보정 프레임 (3130)을 수신 후 SIFS 이후에 UL MU 데이터 프레임 (3141, 3142, 3143)을 AP에 전송할 수 있다.
AP는 각 STA으로부터 수신한 상향링크 데이터 프레임 (3141, 3142, 3143)에 대한 응답으로 ACK 프레임 (3150)을 전송할 수 있다. 여기서 , AP는 각 STA으로부터 상향링크 데이터 프레임 (3141, 3142, 3143)을 수신하고 SIFS 이후에 ACK프레임 ( 3150 )을 각 STA에게 전송할 수 있다.
이하, 본 발명에서는 앞서 도 30 및 도 31에서 예시되는 UL MU 전송에 따른 ACK프레임 구성 및 전송 방법을 제안한다.
기존의 ACK 프레임의 구성은 하나의 STA에 대한 ACK을 전송한다. BA 프레임 또한 하나의 STA이 다수의 TID에 대한 ACK을 전송할 수 있으나 하나의 STA에 대한 ACK을 전송한다. DL MU MIMO 전송의 경우에는 각 STA들이 ACK을 차례로 보낼 수 있도록 AP가 BAR프레임을 STA에게 전송한다.
여기서, 트래픽 식별자 ( TID : traf f ic identif ier)는 MSDU를 MAC 데이터 서비스 내에서 QoS를 지원하는 MAC 개체로 구분하기 위하여 상위 계층 개체에 의해 이용 가능한 식별자를 의미한다. 즉, STA이 다중 연결이 되어 있는 경우에 각 연결마다 할당되는 ID를 의미한다. TID는 MAC의 상위 계층에서 MSDU에 할당된다.
이와 같이 기존의 ACK은 하나의 STA에게만 전송하여도 무방하나, UL MU 전송의 경우 AP가 복수의 STA으로부터 수신한 UL MU 데이터에 대한 ACK을 복수의 STA에게 전송하여야 하므로 새로운 ACK 전송 방법이 필요하다.
AP는 UL MU 전송을 수행한 모든 STA에게 동시에 ACK 프레임을 전송하거나, 각 STA 별로 순차적으로 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 이에 대하여 각각 살펴본다 .
이하, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 UL MU 전송에 총 4 개의 STA (즉, STA 1 , STA 2 , STA 3 , STA 4 )이 참여한다고 가정한다.
이하, 본 발명에 따른 UL MU 전송에 대한 ACK 프레임은 기존의 ACK 프레임의 구조 또는 기존의 BA프레임의 구조를 기반으로 구성될 수 있다 . 예를 들어, 각 STA의 UL MU 데이터 프레임이 단일 MPDU들로만 구성되는 경우, AP는 각 STA에게 기존의 ACK 프레임 구조를 기반으로 구성되는 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 각 STA의 UL MU 데이터 프레임 중 어느 하나의 UL MU 데이터 프레임이 A— MPDU로 구성된 경우, AP는 각 STA에게 기존의 BA 프레임 구조를 기반으로 구성되는 ACK 프레임을 전송할 수 있다 . 또한, AP는 기존의 ACK 프레임 구조를 기반으로 구성되는 ACK프레임과 기존의 BA프레임 구조를 기반으로 구성되는 ACK프레임을 흔합하여 사용할 수도 있다. 이와 같이, 본 발명에 따른 ACK 프레임은 구조 또는 용도가 다양하게 정해질 수 있으나, 이하 설명의 편의를 위해 ACK 프레임으로 통칭하여 설명한다.
1 . 모든 STA에게 ACK프레임을 동시에 전송하는 방식
모든 STA에게 동시에 ACK 프레임을 전송하는 경우, ACK 프레임은 UL MU 전송을 수행한 모든 STA에 대한 ACK 정보를 포함하는 단일의 ACK 프레임으로 전송되거나, UL MU 전송올 수행한 각각의 STA에 대한 ACK 정보만을 포함하는 복수개의 ACK프레임이 다중화되어 전송될 수 있다.
먼저, UL MU 전송을 수행한 모든 STA에 대한 ACK 정보를 포함하는 단일의 ACK프레임의 구성을 살펴본다.
도 32는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK프레임을 예시하는 도면이다. 도 32의 (a)는 UL MU 전송에 대한 ACK 프레임을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 32의 ( a)를 참조하면 , 앞서 도 23의 예시된 ACK 프레임의 구성을 이용하여 UL MU 전송에 대한 ACK을 동시에 모든 STA에게 전송할 수 있다.
ACK프레임은 20MHZ 단위로 전송되거나, UL MU 전송에 이용된 전체 대역 혹은 BSS에서 지원되는 전체 대역 (예를 들어 , 20MHz , 40MHz , 80MHz 또는 160MHz )에 걸쳐서 전송될 수 있다.
도 32의 (b)는 ACK프레임이 20MHZ PPDU로 전송되는 경우를 예시한다. 도 32의 (b)를 참조하면, UL MU 전송을 지원하는 해당 BSS에서 프라이머리 채널 (primary channel )이 정의되는 경우, 프라이머리 채널을 통해 20MHz PPDU 내에서 모든 STA에 대한 ACK 정보를 포함하는 ACK 프레임을 전송할 수 있다.
또한, 모든 STA에 대한 ACK 정보를 함하는 ACK 프레임이 20MHz 단위로 복사 (duplicate )되어 UL MU 전송에 이용된 주파수 대역 혹은 BSS에서 지원되는 주파수 전대역 (예를 들어 , 20MHz , 40MHz , 80MHz 또는 160MHz )어 1 걸쳐서 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어, 20MHz PPDU 내에서 ACK 프레임을 전송하되, 20MHz PPDU를 복사하여 UL MU 전송에 이용된 주파수 대역 혹은 BSS에서 지원되는 주파수 전대역에서 ACK프레임을 전송할 수 있다.
도 32의 ( c )는 ACK 프레임이 UL MU 전송에 이용된 전체 . 대역 혹은 BSS에서 지원되는 전체 대역 (예를 들어 , 80 MHz ) PPDU로 전송되는 경우를 예시한다 .
도 32의 ( C )를 참조하면, ACK 프레임은 UL MU 전송에 이용되는 전대역 흑은 BSS에서 지원되는 전대역 (예를 들어 , 40MHZ , 80MHZ 또는 160MHz )에 걸쳐서 전송될 수 있다. 예를 들어, UL MU 전송을 수행한 STA이 모두 80MHZ 채널을 지원하는 경우, 80MHz PPDU를 통해 ACK프레임을 전송할 수 있다. 도 32의 (b) 및 ( c )에서 HE-part는 도시하지 않았으나, 필요한 경우 앞서 도 24 내지 도 28의 예시의 구조와 같이 20MHz 단위 흑은 전대역 (예를 들어 , 40MHz , 80MHz 또는 160MHz )로 구성될 수 있다. 또한, HE-part는 모든 필드가 전송될 수도 있으나, 일부의 필드 (예를 들어 , HE-SIG 필드)만이 전송될 수도 있다.
위와 같이 구성되는 ACK프레임에 대하여 아래 도 33 및 도 34를 참조하여 보다 상세히 설명한다 .
도 33은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK프레임을 예시하는 도면이다. 도 33의 (a)를 참조하면 , 본 발명에 따른 ACK 프레임은 기존의 ACK 프레임과 같이 프레임 제어 ( Frame Control ) 필드, 지속기간 (Duration) 필드, RA필드 및 FCS로 구성될 수 있다.
다만, RA 필드는 UL MU 전송에 따른 ACK 정보를 포함하기 위하여 기존의 ACK프레임과 상이하게 구성될 수 있다.
RA 필드의 구성에 따라 본 발명에 따른 ACK 프레임은 기존의 ACK 프레임과 길이가 동일하거나 상이할 수 있다.
도 33의 (b) 및 ( c )는 도 36의 ( a)와 같이 ACK 프레임이 구성되는 경우, RA 필드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 33의 (b)를 참조하면 , RA 필드를 복수 개로 구성하여 ACK 프레임 구조를 구성할 수 있다.
이 경우, 기존의 RA 필드의 길이와 동일하게 각 STA에 대한 RA 필드를 48 비트로 구성할 수 있으며, 또한, 기존의 RA 필드의 길이를 변경하지 않도록 각 STA에 대한 RA 필드를 12 비트로 구성할 수도 있다.
각 STA에 대한 RA 필드는 각 STA의 ID 또는 축소된 STA ID (Reduced STA ID)를 포함한다. STA ID (또는, 축소된 STA ID)의 일례로 MAC 주소 (또는, 그 일부) 또는 AID (또는, 그 일부) 등이 해당될 수 있다. 각 STA에 대한 RA 필드는 각 STA이 UL MU 전송 순서와 동일하게 구성될 수 있으며, 각 STA의 UL MU 전송 순서는 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 지시될 수 있다.
이때 , ACK 프레임의 구조 (또는, 길이 )를 고정하기 위하여 UL MU에 참여 가능한 최대 STA 수로 RA 필드의 개수를 고정하고, ACK을 수신하는 STA ID를 순서대로 채운 후 나머지는 더미 (dummy) 값으로 채을 수 있다. 예를 들어 , STA 1 , STA 2 STA 3 , STA 4 순서대로 UL 전송을 수행한 경우, STA 3의 상향링크 데이터가 성공적으로 수신되지 않으면, 각 RA 필드는 STA 1 , STA 2 , STA 4의 ID (또는, 축소된 ID) 순서로 차례대로 포함시킨 다음, 나머지는 더미 값으로 채울 수 있다.
도 33의 ( C )를 참조하면 , RA 필드를 하나의 대표 ID 필드와 1 비트씩 비트맵 방식으로 구성되는 각 STA에 대한 ACK/NACK 필드로 구성할 수 있다. 여기서, 대표 ID 필드에 포함되는 대표 ID의 일례로, UL MU 전송에 참여하는 STA 중 첫 번째 STA ID 또는 UL MU 전송에 대한 그룹 ID가 해당될 수 있다 . 그룹 ID가 이용되는 경우, UL MU 스케줄링 프레임에 의해 UL MU에 참여하는 STA에게 그룹 ID를 알려줄 수 있다.
상술한 바와 같이, UL MU 스케줄링 프레임으로부터 각 STA은 자신의 순서를 알고 있으므로, 대표 ID 필드를 읽어 자신이 참여한 UL MU 전송에 대한 ACK 프레임을 식별하고, 자신의 순서에 상웅하는 위치、의 비트를 읽어 ACK 또는 NACK을 확인할 수 있다. 이처럼 1 비트를 통해 ACK/NACK 정보를 전송함으로써 각 STA은 ACK뿐만 아니라 NACK을 확인할 수 있다. 이 경우, 기존의 RA 필드의 길이와 동일하게 대표 ID 필드를 48 비트로 구성할 수 있다. 또한, 기존의 RA 필드의 길이를 변경하지 않도록 대표 ID 필드를 44 비트로 구성할 수도 있다.
또한, 각 STA에 대한 ACK/NACK 필드를 2 이상의 비트 (예를 들어 , 4 비트씩 )로 구성하여 , NACK의 이유 정보까지 포함할 수도 있다 .
또한, 대표 ID 필드에 브로드캐스트 ID 혹은 BSS ID를 포함할 수도 있으며, 대표 ID 필드를 생략할 수도 있다. 즉, UL MU 스케줄링 프레임에 의해 개시된 三레임 Ιϋ¾· ( frame exchange sequence) 7} ACK 레임가지 포함하므로, 대표 ID 필드를 생략하여도 ACK프레임이 해당 UL MU 전송에 대한 ACK프레임인지 식별이 가능하다 .
도 34는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK프레임을 예시하는 도면이다. 도 34의 (a)를 참조하면 , 본 발명에 따른 ACK 프레임은 기존의 다중 TID BA(Multi-TID BA) 타입의 BA 프레임과 같이 프레임 게어 (Frame Control) 필드, 지속기간 /식별자 (Duration/ID) 필드, 수신 주소 (RA) 필드, 전송 주소 (TA) 필드, BA 제어 (BA control) 필드, BA 정보 (BA information) 필드 및 프레임 체크 시퀀스 (FCS)로 구성될 수 있다.
다만, BA control 필드 및 BA information 필드는 UL MU 전송에 따른 ACK 정보를 포함하기 위하여 기존의 ACK프레임과 상이하게 구성될 수 있다.
BA control 필드 및 /또는 BA information 필드의 구성에 따라 본 발명에 따른 ACK 프레임은 기존의 BA 프레임과 길이가 동일하거나 상이할 수 있다.
도 34의 (b)는 도 34의 (a)와 같이 ACK 프레임이 구성되는 경우, BA control 필드의 구성을 예시하는 도면이다. 도 34의 (c)는 도 34의 (a)와 같이 ACK 프레임이 구성되는 경우, BA information 필드의 구성을 예시하는 도면이다.
도 34의 (b)를 참조하면 , BA control 필드는 BA Ack 정책 (BA Ack Policy) 서브필드, 다중 -TID(Multi-TID) 서브필드, 압축 비트맵 (Compressed Bitmap) 서브필드, 예비 (Reserved) 서브필드 및 STA 식별자 및 TID 정보 (STA ID & TID Info) 서브필드로 구성될 수 있다.
표 12는 BA control 필드를 예시하는 표이다.
【표 12】
Figure imgf000112_0001
표 12를 참조하면, Multi-TID 서브필드 및 Compressed Bitmap 서브필드 값이 、： L0'인 경우, 해당 BA 프레임은 UL MU 전송을 위한 ACK 프레임임을 지시할 수 있다.
또한, Multi-TID 서브필드 및 Compressed Bitmap 서브필드 값이 、10'인 경우 기존과 동일하게 예비 값으로 설정하고, Multi-TID 서브필드 및 Compressed Bitmap 서브필드 값 、11 '을 UL MU 전송일 때 다른 용도로 해석할 수도 있다. 즉, UL MU 전송이 아닌 하향링크 데이터에 대한 웅답으로 전송되는 경우, 、11 ' 값은 해당 프레임이 다중 TID BA (Multi -TID BA)임을 지시할 수 있다. 반면, UL MU 전송에 대한 응답으로 전송되는 경우, 、11 ' 값은 해당 프레임이 UL MU 전송을 위한 ACK프레임임을 지시할 수 있다.
또한, 해당 프레임이 UL MU 전송을 위한 ACK 프레임인 경우, STA ID & TID info 서브필드는 (ACK을 수신하는 STA 수 X 각 STA당 TID 수)의 값을 지시할 수 있다. 즉, UL MU 전송을 수행한 모든 STA의 TID 개수를 지시할 수 있다.
도 34의 ( C )를 참조하면, 해당 프레임이 UL MU 전송을 위한 ACK 프레임인 경우, BA information 필드는 TID 별 정보 ( Per TID Info) 서브필드, 블톡 ACK 시작 시뭔스 제어 (Block Ack Starting Sequence Control ) 서브필드 및 블록 ACK 비.트맵 (Block Ack Bitmap) 서브필드가 하나 이상의 TID 별로 반복되어 구성될 수 있다.
Per TID Info 서브필드는 STA 식별자 ( STA ID) 서브필드 및 TID 값 (TID Value ) 서브필드를 포함한다 .
표 13은 Per TID Info 서브필드를 예시하는 표이다.
【표 13】
Figure imgf000113_0001
표 13을 참조하면, STA ID 서브필드는 12 비트의 각 STA의 ID 또는 축소된 STA ID (Reduced STA ID)를 포함한다 . STA ID (또는, 축소된 STA ID)의 일례로 MAC 주소 (또는, 그 일부) 또는 AID (또는, 그 일부) 등이 해당될 수 있다.
TID Value 서브필드는 TID 값을 포함한다.
Block Ack Starting Sequence Control 서브필드는 도 20과 같이 Fragment Number 서브필드 및 Starting Sequence Number 서브필드를 포함할 수 있다.
Fragment Number서브필드는 0으로 설정될 수 있다.
Starting Sequence Number 서브필드는 해당 UL MU 전송을 위한 ACK 프레임이 전송되기 위한 MPDU또는 MSDU의 시뭔스 번호를 포함할 수 있다.
Block Ack Bitmap 서브필드는 8 옥텟 또는 128 옥텟의 길이로 구성될 수 있다. Block Ack Bitmap 서브필드에서 、： L' 값은 해당 비트 위치에 대웅되는 MPDU 또는 MSDU가 성공적으로 수신되었음을 지시하고 , 、 0 '으로 설정되면 해당 비트 위치에 대웅되는 MPDU 또는 MSDU가 성공적으로 수신되지 않았음을 지시한다 .
상술한 바와 같이, BA information 필드는 TID 별로 반복되어 구성될 수 있다. 예를 들어, STA 1이 TID 、1' , 、2' , STA 2이 TID 、3' , 、4' , 、5' , STA 3이 TID 、6' , STA 4가 TID 、7 '를 할당 받은 경우, BA information 필드는 (STA 1, TID='l') , (STA 1, TID=' 2 ' ) , (STA 2, TID=' 3 ' ) , (STA 2, TID=' 4 ' ) , (STA 2, TID= ' 5' ) , (STA 3 , TID= ' 6 ' ) (STA 4, TID='7' )를 포함하는 Per TID Info 서브필드 별로 반복된다. 그리고, 각각의 BA information 필드는 Block Ack Starting Sequence Control 서브필드 및 Block Ack Bitmap 서브필드를 포함한다. 다음으로, 각각의 STA에 대한 ACK 정보를 포함하는 ACK 프레임의 구성을 살펴본다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK프레임을 예시하는 도면이다. 도 35의 ( a)를 참조하면 , STA 1 , STA 2 , STA 3 및 STA 4의 UL MU 데이터 프레임 각각에 대한 ACK 프레임은 주파수 영역 ( frequency domain) 또는 공간 영역 ( spatial domain)에서 다중화되어 전송될 수 있다.
각 STA에게 전송되는 ACK 프레임은 UL MU 전송에 따라 다중화 방식이 정해질 수 있다. 예를 들어, UL MU 데이터 프레임이 주파수 다중화 ( frequency multiplexing)되어 전송되었다면 ACK 프레임도 주파수 다중화되어 전송되고, UL MU 데이터 프레임이 공간 다중화 ( spatial multiplexing)되어 전송되었다면 ACK 프레임도 공간 다중화되어 전송될 수 있다.
이와 같이, 각 STA 별 ACK 프레임이 다중화되어 전송되는 경우, 각 STA들은 자신에게 전송되는 ACK 프레밈이 어느 자원 (즉, 주파수 또는 스트림 )을 통해 전송되는지 알아야 한다.
이때 , 각 STA이 UL MU 데이터 프레임을 전송한 자원 (즉, 주파수 또는 스트림 )과 동일한 자원에서 ACK 프레임이 전송될 수도 있다. 즉, ACK 프레임이 주파수 다중화되어 전송되는 경우, 각 STA으로부터 UL MU 데이터 프레임이 전송된 주파수 영역과 동일한 주파수 영역에서 ACK 프레임이 전송될 수 있다. 마찬가지로, ACK 프레임이 공간 다중화되어 전송되는 경우, 각 STA으로부터 UL MU 데이터 프레임이 전송된 스트림과 동일한 스트림에서 ACK 프레임이 전송될 수 있다. 또한, 각 STA이 UL MU 데이터 프레임을 전송한 자원 (즉, 주파수 또는 스트림 )과 상이한 자원에서 ACK프레임이 전송될 수도 있다 .
이와 같이 , STA이 UL MU 데이터 프레임을 전송한 자원 (즉, 주파수 또는 스트림 )과 ACK 프레임이 전송되는 자원이 상이한 경우, AP는 각 STA에게 ACK 프레임이 전송되는 자원 정보 (즉, DL MU OFDMA 전송의 경우 주파수 정보, DL MU MIMO 전송의 경우 스트림 정보)를 시그널링해 줄 수 있다. 예를 들어 , UL MU스케줄링 프레임을 통해 각 STA에게 알려줄 수 있다.
또한, 각 STA에게 균등하게 순차적으로 할당된 자원에서 ACK 프레임이 전송될 수도 있다. 예를 들어, ACK 프레임이 전송되는 주파수 영역 (예를 들어, 각 STA 별로 2 0MHz씩 8 0MHz 대역에서 전송 또는 각 STA 별로 5MHz씩 20MHz 대역에서 전송)은 사전에 정해지고, 해당 주파수 영역 내에서 각 STA 별로 ACK 프레임이 전송되는 주파수 대역의 순서는 UL MU 데이터 프레임의 전송 순서와 동일하게 정해질 수 있다. 마찬가지로, ACK 프레임이 전송되는 스트림 영역 (예를 들어 , 각 STA 별로 1 스트림씩 4개의 스트림 )은 사전에 정해지고, 해당 스트림 영역 내에서 각 STA 별로 ACK 프레임이 전송되는 스트림의 순서는 UL MU 데이터 프레임의 전송 순서와 동일하게 정해질 수 있다.
도 3 5의 ( a )의 예시에서 각 STA 별로 전송하는 ACK 프레임의 대역폭은 2 0MHZ 단위로 구성될 수 있다.
보다 구체적으로, 각 STA 별로 UL MU 데이터 프레임을 20MHZ 단위로 전송하는 경우에 각 STA 별로 전송하는 ACK 프레임의 대역폭은 20MHZ 단위로 구성될 수 있다.
또한, 각 STA 별로 UL MU 데이터 프레임을 전송하는 대역폭이 상이한 경우 또는 각 STA이 UL MU 데이터 프레임을 서로 다른 스트림을 통해 전송하는 경우에도 마찬가지로 각 STA 별로 전송하는 ACK 프레임의 대역폭이 20MHz 단위로 구성될 수도 있다.
또한, 도 35의 ( b )와 같이 UL MU 전송에 참여하는 STA을 일정 기준으로 그룹핑하고, STA의 그룹 별로 하나의 ACK프레임을 구성할 수도 있다.
도 35의 (b )에서는 UL MU 전송에 참여하는 총 8개의 STA을 STA 1 및 2 , STA 3 및 4 , STA 5 및 6 , STA 7 및 8 별로 총 4개의 그룹으로 그룹핑한 경우를 예시한다.
이처럼, 각 그룹에 속한 STA에 대한 ACK 정보를 함께 인코딩하여 각 그룹 별로 ACK 프레임을 구성할 수 있다. 그리고, 각 그룹 별로 구성된 ACK 프레임을 서로 다른 주파수 대역 (예를 들어 , 20MHz 단위) 혹은 서로 다른 스트림으로 ACK프레임이 전송될 수 있다.
여기서 , 주파수 영역에서 각 STA 그룹 별로 20MHz의 ACK 프레임이 구성되는 경우, 해당 20MHZ 대역에서 UL MU 데이터를 전송한 STA 별로 그룹핑할 수 있다.
예를 들어, ACK 프레임이 전송되는 20MHZ 대역폭에서 서로 다른 스트림을 통해 UL MU 데이터를 전송하거나, ACK 프레임이 전송되는 20MHZ 대역폭 내에서 5MHZ 혹은 lOMHz 대역을 통해 UL MU 데이터를 전송한 경우가 이에 해당될 수 있다. 도 35의 (b )에서 , STA 1 및 2는 최상위 20MHz 대역에서 서로 다른 스트림을 통해 UL MU 데이터를 전송한 경우이거나 흑은 최상위 20MHZ 대역에서 각 10MHZ 대역을 통해 UL MU 데이터를 전송한 경우일 수 있다. 또한, 각 STA 그룹 별로 서로 다른 스트림에서 ACK 프레임이 구성되는 경우, 해당 스트림에서 UL MU 데이터를 전송한 STA 별로 그룹핑할 수 있다. 예를 들어, ACK 프레임이 전송되는 스트림에서 서로 다른 대역을 통해 UL MU 데이터를 전송한 경우가 이에 해당될 수 있다. 즉, 도 35의 (b)의 예시에서 STA 1 및 2는 스트림 1에서 서로 다른 대역을 통해 UL MU 데이터를 전송한 경우일 수 있다.
도 35의 ( C )를 참조하면 , 각 STA에 대한 ACK 프레임을 전달하는 PPDU가 주파수 다중화되어 전송되는 경우를 예시한다 .
이때, 각 STA에게 전송되는 ACK 프레임의 MAC 포맷은 기존의 ACK 프레임 또는 BA 프레임의 포맷이 동일하게 이용될 수 있으나, ACK 프레임을 전송하는 PPDU구조는 변경될 수 있다.
예를 들어, 80MHz 대역에서 각 STA이 20MHz 단위로 UL MU 전송을 수행하고, 이에 대하여 20MHZ 단위로 각 STA에게 ACK 프레임을 주파수 다중화하여 전송한다면, 기존 ACK 프레임의 MAC 포맷 및 PHY 포맷을 그대로 이용할 수 있다.
다만, 20MHZ 대역에서 각 5MHZ 단위로 ACK 프레임이 주파수 다중화되어 전송된다면, 기존 ACK 프레임의 물리 계층 특성이 달라지게 되므로, 도 35의 (b)과 같은 방식으로 전송될 수 있다 .
즉, 전체 20MHZ 대역에서 각 STA에게 5MHz 단위로 ACK 프레임이 주파수 다중화되어 전송될 수 있다. 보다 구체적으로, ACK 프레임이 전달되는 PPDU의 L-part는 기존과 동일하게 20MHZ 대역으로 구성하고 , 각 ACK 프레임의 PSDU는 5MHZ 단위로 구성한다 . 이 경우, 기존 ACK 프레임의 MAC 프레임 포맷은 동일하게 이용될 수 있다. 여기서, HE-part는 도시하지 않았으나, 필요한 경우 앞서 도 24 내지 도 28의 예시의 구조와 같이 20MHZ 단위 혹은 5MHZ 단위로 구성될 수 있다. 또한 HE-part는 모든 필드가 전송될 수도 있으나, 일부의 필드 (예를 들어 , HE- SIG 필드)만이 전송될 수도 있다 .
도 35의 (d)를 참조하면, 각 STA에 대한 ACK 프레임을 전달하는 PPDU가 공간 다중화되어 전송되는 경우를 예시한다 .
각 STA에게 하나의 스트림씩 할당되어, 할당된 스트림을 통해 각 STA에게 ACK 프레임이 공간 다중화되어 전송될 수 있다. 이 경우, 기존 ACK 프레임의 MAC 포맷은 동일하게 이용될 수 있다.
여기서, HE-part는 도시하지 않았으나, 필요한 경우 앞서 도 24 내지 도 28의 예시의 구조와 같이 20MHZ 단위로 구성될 수 있다. 또한, HE-part는 모든 필드가 전송될 수도 있으나, 일부의 필드 (예를 들어 , HE- SIG 필드)만이 전송될 수도 있다.
또한, 전체 스트림의 수 혹은 자신에게 할당된 스트림의 수만큼 상향링크 채널 추정이 가능하도록 HE— LTF가 포함될 수 있으며, 혹은 데이터 필드에 전체 스트림의 수 혹은 자신에게 할당된 스트림의 수만큼 상향링크 채널 추정이 가능하도록 파일럿 (pilot )이 포함될 수도 있다.
2 . 각 STA 별로 순차적으로 ACK프레임을 전송하는 방식
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 ACK 프레임 전송 방법을 예시하는 도면이다.
도 36의 (a)는 DL MU 전송에서의 BAR 프레임, BA 프레임을 이용하여 UL MU 전송에 대한 ACK 프레임을 전송하는 방식을 예시하고 , 도 36의 (b)는 AP가 순서대로 ACK프레임 또는 BA프레임을 전송하는 방식을 예시한다. 도 36에서 xIFS는 다른 시그널이 프레임 간에 끼어들 수 없을 정도의 일정 시간 간격 (예를 들어 , SIFS 등)을 의미한다 .
도 36의 ( a)를 참조하면, UL MU 데이터 프레임을 전송한 STA의 순서와 동일하게 각 STA이 AP에게 ACK을 요청하면 , AP는 그에 대한 웅답으로 ACK 프레임 또는 BA프레임을 전송한다.
첫 번째 STA이 AP에게 ACK 프레임을 요청하면 , AP는 첫 번째 STA에게 ACK 프레임 또는 BA 프레임을 전송한다. 마찬가지로, 두 번째 STA, 세 번째 STA이 AP에게 ACK 프레임을 요청하면 , AP는 두 번째 STA, 세 번째 STA에게 ACK프레임 또는 BA프레임을 전송한다.
첫 번째 STA이 AP에 ACK 프레임을 요청하는 과정은 UL MU 데이터 프레임 전송에서 암묵적으로 ( implicit ) 지시 하는 것으로 간주하여 생략될 수 있다 여기서 , AP에게 ACK 프레임을 요청하기 위하여 BAR 프레임을 이용될 수 있으며, 앞서 도 19의 예시와 동일한 구조를 가질 수 있다.
상향링크 데이터 프레임을 성공적으로 수신하지 못한 STA에게는 AP는 ACK 프레임을 전송하지 않는다. 그리고, 다음 순서에 해당하는 STA은 일정 간격 후 ACK이 수신되지 않으면, BAR 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. 예를 들어, STA 3는 STA 2의 BAR 프레임 전송 후 SIFS 후에 AP로부터 STA 2로 향하는 ACK프레임이 수신되지 않으면 바로 BAR프레임을 AP에 전송한다.
다만, 이 방식은 DL MU 전송 절차와는 달리 AP가 절차를 제어하는 방식이 아니므로 오류가 발생될 가능성이 있다. 즉, AP가 ACK 프레임을 전송하였음에도 불구하고 다음 STA이 수신하지 못하게 되면, 다음 STA은 바로 BAR 프레임을 AP에 전송하거나 AP가 BAR을 수신하지 못하게 되면 전체 절차가 어긋날 수 있다. 예를 들어, AP가 STA 2에게 ACK을 전송하였으나, 다음 순서인 STA 3가 해당 ACK을 수신하지 못하면 AP에게 BAR 프레임을 전송하게 되므로 , STA 2로 향하는 ACK과 STA 3의 BAR프레임이 충돌될 수 있다 .
도 36의 (b)를 참조하면 , AP는 일정 시간 간격 (예를 들어 , SIFS 등)마다 각 STA에게 ACK프레임을 전송할 수 있다.
이 경우, AP는 UL MU 데이터 프레임을 전송한 STA의 순서와 동일하게 각 STA에게 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 이때, 특정 STA으로부터 전송된 상향링크 데이터 프레임을 성공적으로 수신하지 못한 경우, 해당 STA을 건너뛰고 다음 STA에게 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어, STA 2로부터 전송된 데이터 프레임을 수신하지 못한 경우, AP는 STA 1에게 ACK 프레임 전송 후, SIFS 이후 STA 3에게 ACK프레임을 전송할 수 있다.
또한, AP는 UL MU 데이터 프레임을 전송한 STA의 순서와 무관하게 각 STA에게 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 다시 말해, ACK 프레임 또는 BA 프레임은 RA 필드를 포함하고 있으므로, 임의로 ACK 프레임을 전송하여도 각 STA이 수신하는데 문제가 되지는 않을 수 있다.
ACK 프레임을 수신하지 못한 STA은 마지막 ACK 프레임인지 아닌지 구분하기 위하여 일정 시간 간격 이상을 기다린 후, 신호가 수신되지 않으면 상향링크 데이터 전송이 실패로 간주할 수 있다. 또한, AP가 마지막 ACK 프레임 전송 후 ACK 프레임의 전송이 완료되었음을 알려주기 위한 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어 , AP가 모든 ACK 프레임을 전송한 후, CF-end 프레임을 통해 각 STA에게 ACK프레임 전송이 완료되었음을 알려줄 수 있다. 도 36과 같이 순차적으로 ACK 프레임을 전송하는 경우, 기존의 ACK 프레임 또는 BA프레임의 포맷이 동일하게 이용될 수 있다.
L-SIG보호 방법
본 발명에서는 앞서 도 30 및 도 31에서 예시한 UL MU 전송 절차의 전송 기회 (TXOP : Transmission Opportunity)을 보호해주기 위하여 L- SIG 보호 방법을 제안한다.
TXOP는 특정 QoS (quality-of - service ) STA이 무선 매체 상에서 프레임 교환 시퀀스 ( f rame exchange sequence )를 개시하기 위한 권리를 가질 때의 시간 구간을 의미한다. 즉, 본 발명에서는 앞서 도 30 및 도 31에서 예시한 UL MU 절차 동안 AP와 각 STA 간에 교환되는 신호 (즉, 프레임 )을 다른 STA으로부터 보호하기 위한 방법을 제안한다.
NAV (network allocation vector)는 STA이 CCA를 수행하여 무선 매체가 점유 상태인지 유휴 상태인지 판단하는 것과 무관하게, 무선 매체 상에서 전송을 개시하지 않은 각 STA에 의해 유지되는 시간 지시자 ( indicator)를 의미한다ᅳ 즉, NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP 및 /또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당된다.
일반적으로, NAV 셋팅을 위해 MAC 헤더에 Duration/ ID 필드가 이용될 수 있으나, 레가시 STA은 MAC 헤더를 읽을 수 없으므로 레가시 STA은 NAV 셋팅을 수행하기 어렵다. 이 경우, UL MU 전송 절차 내 교환되는 프레임과 레가시 STA에 의해 전송되는 프레임 간의 층돌이 발생될 수 있으므로, 레가시 STA을 위해 、： L- SIG 보호 구간'이 설정될 필요가 있다. ^ L - S IG 보호 구간'은 웅답이 필요하지 않은 프레임의 경우 해당 프레임의 끝까지 설정되고, 웅답이 필요한 프레임의 경우 해당 프레임에 대한 응답 프레임의 끝까지 설정될 수 있다.
다만, UL MU 전송 절차의 경우, UL MU 스케줄링 프레임, UL MU 데이터 프레임 및 ACK프레임 3 단계의 송수신 절차로 진행되므로, UL MU 전송 절차를 보호하기 위하여 L - S IG 보호 구간이 새롭게 정의되어야 한다.
또한, 앞서 도 32 내지 도 36의 예시와 같이 UL MU 데이터 프레임에 대한 ACK 프레임의 구성에 따라 L- SIG 보호 구간이 설정되어야 한다. 이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다 .
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 L- S IG 보호 방법을 적용하는 상황을 나타낸다.
도 37에서 , MU STA은 UL MU 전송이 수행되는 BSS의 멤버이고, UL MU 전송에 참여하는 STA을 나타낸다. BSS STA은 UL MU 전송이 수행되는 BSS의 멤버이나, UL MU 전송에 참여하지 않는 STA을 나타낸다. OBSS ( overlapping BSS )는 UL MU 전송이 수행되는 BSS와 동일한 채널을 지원하는 인접한 BSS를 의미하고 , OBSS STA는 OBSS의 멤버인 STA을 나타낸다 .
도 37을 참조하면, BSS AP } UL MU 스케줄링 (UL MU scheduling) 프레임을 전송함으로써, UL MU 데이터를 전송할 STA들에게 UL MU 전송을 준비할 것을 지시한다 .
여기서, UL MU 스케줄링 프레임에서 L-SIG 보호 구간이 지시될 수 있다. UL MU 스케줄링 프레임을 전달하는 PPDU의 L- SIG 보호 구간은 L- SIG 필드를 이용하여 L- SIG 필드의 다음 심볼부터 각 STA의 UL MU 데이터 프레임에 대한 ACK프레임 /BA프레임의 마지막 심볼까지 지시할 수 있다.
기존에는 ACK 프레임의 길이가 미리 정해져 있어 다른 STA이 ACK 길이를 예측하여 TXOP를 보호할 수가 있었으나, MU 전송의 경우는 각 STA 별로 흑은 ACK 정보가 전송되는 STA의 개수에 따라 ACK 길이가 서로 다를 수 있으므로 ACK프레임까지 TXOP 보호하는 것이 바람직하다 .
BSS AP가 UL MU 스케줄링 프레임을 전송하면, MU STA 1 및 MU STA 2는 UL MU 스케줄링 프레임을 수신 후 UL MU 전송 준비를 하고, BSS STA는 UL MU 스케줄링 프레임을 수신 후 L- SIG 보호 구간 동안 NAV 셋팅을 수행 (즉, NAV 값 업데이트)할 수 있다.
다만, OBSS STA은 BSS AP에 의해 전송되는 UL MU 스케줄링 프레임을 수신하지 못하므로, OBSS STA은 NAV 셋팅을 수행하지 못하게 된다. 결국, MU STA 1 및■ MU STA 2에서 UL MU 데이터 프레임 전송 시 OBSS STA에 의한 간섭이 발생될 수 있다.
이러한 간섭을 방지하기 위하여, UL MU 데이터 프레임을 전달하는 PPDU의 L- SIG 필드를 이용하여 UL MU 데이터 프레임의 L- SIG 다음 심볼부터 ACK 프레임 /BA프레임의 마지막 심볼까지의 구간을 다시 알려줄 수 있다.
이에 따라, MU STA 1 및 MU STA 2가 UL MU 데이터 프레임을 전송하면, OBSS STA는 UL MU 데이터 프레임을 수신 후 L- SIG 보호 구간 동안 NAV 셋팅을 수행할 수 있다.
결과적으로 같은 BSS 내의 STA들이나 인접 OBSS내의 STA들이 MU 전송 구간 동안丽 셋팅을 수행함으로써 간섭이 발생하지 않을 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 L- SIG 보호 구간을 설정하는 방법에 대하여 보다 상세히 설명한다 .
이하 도면에서 설명의 편의를 위해 하나의 STA에 의해 전송되는 UL MU 데이터 프레임만을 예시하고 있으나, 이는 앞서 도 30 및 도 31의 예시와 같이 UL MU 전송에 참여하는 복수의 STA으로부터 전송되는 UL MU 데이터 프레임을 모두 포함한다고 가정한다 .
또한, 앞서 도 32 내지 도 36의 예시와 같이 UL MU 데이터 프레임에 대한 ACK 프레임은 하나의 프레임으로 UL MU 전송에 참여하는 모든 STA에게 동시에 전송될 수도 있으며, 또한 순차적으로 각 STA에게 전송될 수도 있다. 다만, 이하 도면에서 설명의 편의를 위해 하나의 ACK 프레임 구조만을 예시하고 있으나, 이는 상술한 ACK 프레임 구성 및 전송 방법 (즉, 동시 전송 혹은 순차 전송)으로 모두 포함한다고 가정한다 .
또한, 이하 도면에서는 앞서 도 30 및 도 31에서 예시된 UL MU 전송 절차에서 이용되는 UL MU 스케줄링 프레임, UL MU 데이터 프레임, ACK/BA 프레임을 전달하는 PPDU를 예시한다. 설명의 편의를 위해, 각각의 PPDU를 UL MU스케줄링 프레임, UL MU 데이터 프레임, ACK/BA프레임으로 지칭한다. 이하, 도 38 내지 도 41에서 HE-TFs/SIG 필드는 HE- STF , HE-LTF 및 HE- SIG 필드를 나타낸다. HE- SIG 필드는 HE- SIG A 필드, HE- SIG B 필드 및 /또는 HE- SIG C 필드를 포함한다. HE-TFs/SIG는 앞서 도 24 내지 도 28의 예시와 같이 구성될 수 있다. 또한, ACK/BA 프레임은 HE-TFs/SIG 필드를 포함할 수도 있으며 , 포함하지 않을 수도 있다.
도 38은 본 발명의 일 실시예에 따른 L- SIG 보호 방법을 예시하는 도면이다. 도 38을 참조하면, UL MU 스케줄링 프레임 (3810)의 L— SIG 필드에 L- SIG 보호 구간 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, L-SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 (예를 들어 , 12 비트)를 이용하여 L-SIG 보호 구간이 지시될 수 있다. 또한, L-SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 및 데이터율 (rate) 필드를 이용하여 L-SIG 보호 구간이 지시될 수도 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3810)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 스케줄링 프레임 (3810)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (3820)에 대한 ACK/BA프레임 (3830)의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3810)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 9와 같이 정해질 수 있다.
【수학식 9】
UL MU 스케줄링 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 스케줄링 프레임 내 L-SIG 필드 이후 길이 + XIFS + UL MU 데이터 프레임 길이 + SIFS + ACK/BA프레임 길이
그리고, UL MU 스케줄링 프레임 (3810)을 수신하지 못하는 STA으로부터 발생될 수 있는 간섭을 제거하기 위하여 UL MU 데이터 프레임 (3820)에서도 UL MU 스케줄링 프레임 (3810)과 마찬가지로 L-SIG 필드에 L-SIG 보호 구간 정보를 포함할 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (3820)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 데이터 프레임 (3820)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (3820)에 대한 ACK/BA프레임 (3830)의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (3820)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 10과 같이 정해질 수 있다.
【수학식 10】
UL MU 데이터 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 데이터 프레임 내 L- SIG 필드 이후 길이 + xIFS + ACK/BA프레임 길이
수학식 9 및 10에서 xIFS는 SIFS 등 타 STA이 끼어들어 전송을 할 수 없도록 하는 프레임 사이의 간격을 나타낸다.
수학식 9 및 10에서 L-SIG 보호 구간은 시간 단위 (예를 들어 , μ3)로 나타낼 수 있으며 , 또한 옥텟 (또는 비트) 또는 심볼 단위로 나타낼 수도 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3810)에서는 UL MU 전송을 수행할 각 STA에게 상향링크 데이터 크기를 정해줄 수 있다. 또한, ACK 프레임이 동시에 전송되는지 ACK 프레임이 순차적으로 전송되는지 무관하게 ACK/BA 프레임 (3830)의 전체 길이는 미리 정해져 있을 수 있다. 따라서 , UL MU 스케줄링 프레임 (3810)에서 ACK/BA 프레임 (3830) 끝까지 L-SIG 보호 구간으로 설정할 수 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3810) 및 UL MU 데이터 프레임 (3820)의 L-SIG 보호 구간은 MAC 헤더에 포함되는 Duration/ID 필드 값에 기초하여 정해질 수 있다.
예를 들어 , UL MU 스케줄링 프레임 (3810)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 스케줄링 프레임 (3810) 종료 시점부터 ACK/BA 프레임 (3830)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은
Duration/ID 필드 값과 UL MU 스케줄링 프레임 (3810) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다. 마찬가지로, UL MU 데이터 프레임 (3820)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 데이터 프레임 (3820) 종료 시점부터 ACK/BA 프레임 (3830)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ ID 필드 값과 UL MU 데이터 프레임 (3820) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
한편, ACK/BA 프레임의 구성에 따라 ACK 프레임의 길이가 달라질 수도 있다. 예를 들어, ACK 프레임을 수신하는 STA의 개수만큼 ACK 프레임이 전송되거나, ACK 프레임의 길이가 상이해질 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간을 설정하는 방법에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 L-SIG 보호 방법을 예시하는 도면이다.
도 39를 참조하면, UL MU 스케줄링 프레임 (3910)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 스케줄링 프레임 (3910)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (3920)의 마지막 심볼까지만 L-SIG보호 구간으로 설정될 수도 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3910)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 1:]_과 같이 정해질 수 있다.
【수학식 11]
UL U 스케줄링 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 스케줄링 프레임 내 L-SIG 필드 이후 길이 + xIFS + UL MU 데이터 프레임 길이
그리고, UL MU 스케줄링 프레임 (3910)을 수신하지 못하는 STA으로부터 발생될 수 있는 간섭을 제거하기 위하여 UL MU 데이터 프레임 (3920)에서도 L- SIG보호 구간이 설정될 수 있다. UL MU 데이터 프레임 (3920)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 데이터 프레임 (3920)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (3920)에 대한 ACK/BA프레임 (3930)의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (3920)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 12와 같이 정해질 수 있다.
【수학식 12】
UL MU 데이터 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 데이터 프레임 내 L- SIG 필드 이후 길이 + xIFS + ACK/BA프레임 길이
수학식 11 및 12에서 xIFS는 SIFS 등 타 STA이 끼어들어 전송을 할 수 없도록 하는 프레임 사이의 간격을 나타낸다.
수학식 11 및 12에서 L— SIG 보호 구간은 시간 단위 (예를 들어 , μ3)로 나타낼 수 있으며 , 또한 옥뻣 (또는 비트) 또는 심볼 단위로 나타낼 수도 있다.
UL MU 스케줄링 프레임 (3910)에서 ACK/BA 프레임 (3930)까지 L-SIG 보호 구간을 설정하지 않더라고, UL MU 데이터 프레임 (3920)에서 ACK/BA 프레임 (3930)까지 L-SIG 보호 구간을 설정함으로써 UL MU 스케줄링 프레임 (3910)을 수신하지 못한 STA이라도 간섭을 방지할 수 있다.
앞서의 예시와 마찬가지로, UL MU 스케줄링 프레임 (3910) 및 UL MU 데이터 프레임 (3920)의 L-SIG 보호 구간은 MAC 헤더에 포함되는 Duration/ ID 필드 값에 기초하여 정해질 수 있다.
예를 들어 , UL MU 스케줄링 프레임 (3910)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 스케즐링 프레임 (3910) 종료 시점부터 UL MU 데이터 프레임 (3920)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ ID 필드 값과 UL MU 스케줄링 프레임 (3910) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
마찬가지로, UL MU 데이터 프레임 (3920)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 데이터 프레임 (3920) 종료 시점부터 ACK/BA 프레임 (3930)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다 . 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ ID 필드 값과 UL MU 데이터 프레임 (3920) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
또한, AP가 UL MU스케줄링 프레임을 전송할 때, UL MU 데이터 프레임의 길이를 확실히 알 수 없을 수 있다. 예를 들어, UL MU 스케줄링 프레임에서 UL MU 전송에 참여하는 각 STA에게 주파수 /공간 자원 영역만을 알려주고, MCS 등은 각 STA에서 자체적으로 판단하여 정하는 경우, AP는 각 STA의 UL MU 데이터 프레임의 길이를 정확히 알 수 없다. 이러한 경우, L-SIG 보호 구간을 설정하는 방법에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 L-SIG 보호 방법을 예시하는 도면이다.
도 40을 참조하면, UL MU 스케줄링 프레임 (4010)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 스케줄링 프레임 (4010)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (4020)의 L-part 혹은 HE-part의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다. 즉, UL MU 데이터 프레임 (4020)의 데이터 필드의 첫 번째 심볼 이전 심볼까지 설정될 수 있다.
도 40에서는 HE— part 마지막 심볼까지 L-SIG 보호 구간이 설정된 경우를 예시한다 . UL MU 스케줄링 프레임 (4010)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 13과 같이 정해질 수 있다.
【수학식 13]
UL MU 스케줄링 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 스케줄링 프레임 내 L-SIG 필드 이후 길이 + xIFS + UL MU 데이터 프레임 내 데이터 필드 이전 길이
여기서 , BSS STA의 경우 UL MU 스케줄링 프레임 (4010)의 L-SIG만 수신하고 UL MU 데이터 프레임 (4020)의 L-SIG는 수신하지 못한 경우, UL MU 스케줄링 프레임 (4010)의 L— SIG 보호 구간이 지난 후 상향링크 전송을 시도하여 간섭을만들 수도 있다 .
따라서 , 각 STA으로부터 전송되는 UL MU 데이터 프레임 (4020) 중에서 최대의 데이터 필드의 길이를 추정해서 추정된 데이터 필드의 길이까지 Lᅳ SIG 보호 구간으로 설정할 수도 있다.
UL MU 전송 전에 각 STA으로부터 상향링크 데이터 크기 또는 큐 길이 정보 등과 같은 버퍼 상태 정보를 수신함으로써, AP는 어느 STA이 최대 크기의 데이터를 전송할 지, 최대 크기의 데이터 필드 길이가 어느 정도인지 추정할 수 있다.
이 경우, UL MU 스케줄링 프레임 (4010)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 14와 같이 정해질 수 있다.
【수학식 14]
UL MU 스케줄링 프레임의 L-SIG 보호 구간 - UL MU 스케즐링 프레임 내 L-SIG 필드 이후 길이 + XIFS + 추정된 최대 크기의 UL MU 데이터 프레임 길이
그리고, UL MU 스케줄링 프레임 (4010)을 수신하지 못하는 STA으로부터 발생될 수 있는 간섭을 제거하기 위하여 UL MU 데이터 프레임 (4020)에서도 L- SIG보호 구간이 설정될 수 있다.
UL U 데이터 프레임 (4020)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 데이터 프레임 (4020)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (4020)에 대한 ACK/BA프레임 (4030)의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (4020)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 15와 같이 정해질 수 있다.
【수학식 15】
UL MU 데이터 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 데이터 프레임 내 L- SIG 필드 이후 길이 + XIFS + ACK/BA프레임 길이
수학식 13 내지 15에서 X工 FS는 SIFS 등 타 STA이 끼어들어 전송을 할 수 없도록 하는 프레임 사이의 간격을 나타낸다.
수학식 13 내지 15에서 L-SIG 보호 구간은 시간 단위 (예를 들어 , μ3)로 나타낼 수 있으며 , 또한 옥텟 (또는 비트) 또는 심볼 단위로 나타낼 수도 있다. 상술한 바와 같이 , UL MU 스케줄링 프레임 (4010)에서 ACK/BA 프레임 (4030)까지 L-SIG 보호 구간올 설정하지 않더라고, UL MU 데이터 프레임 (4020)에서 ACK/BA 프레임 (4030)까지 L-SIG 보호 구간을 설정함으로써 UL MU 스케줄링 프레임 (4010)을 수신하지 못한 STA이라도 간섭을 방지할 수 있다.
앞서의 예시와 마찬가지로, UL MU 스케줄링 프레임 (4010) 및 UL MU 데이터 프레임 (4020)의 L-SIG 보호 구간은 MAC 헤더에 포함되는 Duration/ ID 필드 값에 기초하여 정해질 수 있다.
예를 들어 , UL MU 스케줄링 프레임 (4010)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 스케줄링 프레임 (4010) 종료 시점부터 UL MU 데이터 프레임 (4020)에서 데이터 필드 시작 시점 (혹은, 추정된 최대 길이의 UL MU 데이터 프레임의 종료 시점)까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ ID 필드 값과 UL MU 스케줄링 프레임 (4010) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
口}찬7]"지로, UL MU 데이터 프레임 (4020)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 데이터 프레임 (4020) 종료 시점부터 ACK/BA 프레임 (4030)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ID 필드 값과 UL MU 데이터 프레임 (4020) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
한편, UL MU 스케줄링 프레임은 L-SIG 보호 구간올 설정하지 않을 수 있다 . 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 상세히 설명한다 .
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 L-SIG 보호 방법을 예시하는 도면이다.
도 41을 참조하면 , UL U 스케줄링 프레임 (4110)은 L— SIG 보호 구간을 설정하지 않고, UL MU 데이터 프레임 (4120)에서만 L-SIG 보호 구간을 설정할 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (4120)의 L-SIG 보호 구간은 UL MU 데이터 프레임 (4120)의 L-SIG 이후 심볼부터 UL MU 데이터 프레임 (4120)에 대한 ACK/BA프레임 (4130)의 마지막 심볼까지로 설정될 수 있다.
UL MU 데이터 프레임 (4120)에서 설정되는 L-SIG 보호 구간은 아래 수학식 16과 같이 정해질 수 있다.
【수학식 16】
UL MU 데이터 프레임의 L-SIG 보호 구간 = UL MU 데이터 프레임 내 L- SIG 필드 이후 길이 + xIFS + ACK/BA프레임 길이
수학식 16에서 xIFS는 SIFS 등 타 STA이 끼어들어 전송을 할 수 없도록 하는 프레임 사이의 간격을 나타낸다.
수학식 16에서 L-SIG 보호 구간은 시간 단위 (예를 들어 , μ3)로 나타낼 수 있으며 , 또한 옥텟 (또는 비트) 또는 심볼 단위로 나타낼 수도 있다.
상술한 바와 같이 , UL MU 스케줄링 프레임 (4110)에서 L-SIG 보호 구간을 설정하지 않더라고, UL MU 데이터 프레임 (4120)에서 ACK/BA 프레임 (4130)까지 L-SIG 보호 구간을 설정함으로써 간섭을 방지할 수 있다. 앞서 예시와 마찬가지로, UL MU 데이터 프레임 (4120)의 L-SIG 보호 구간은 MAC 헤더에 포함되는 Duration/ ID 필드 값에 기초하여 정해질 수 있다. 예를 들어 , UL MU 데이터 프레임 (4120)의 Duration/ID 필드 값은 UL MU 데이터 프레임 (4120) 종료 시점부터 ACK/BA 프레임 (4130)의 종료 시점까지의 구간을 지시할 수 있다. 이 경우, L-SIG 보호 구간은 Duration/ID 필드 값과 UL MU 데이터 프레임 (4120) 내 L-SIG 필드 이후 길이의 합으로 정해질 수 있다.
앞서 도 38 내지 도 4.1의 설명한 실시예에서 트리거 프레임 혹은 UL MU 데이터 프레임을 수신한 다른 STA (예를 들어 , BSS STA, OBSS STA 등)은 수신한 프레임의 L-SIG 필드에 설정된 L-SIG 보호 구간으로 NAV 값을 업데이트할 수 있다.
즉, 앞서 도 38 내지 도 41의 예시와 같이 L-SIG 필드에 설정되는 값은 실질적인 L-SIG 보호 구간으로서 L-SIG 필드 이후 심볼부터 ACK/BA 프레임의 마지막 심볼까지의 구간으로 설정될 수 있다.
이와 상이하게 , L-SIG 필드에서 설정되는 L-SIG 보호 구간 값과 다른 STA (예를 들어 , BSS STA, OBSS STA등)이 NAV 셋팅하는 구간은 서로 상이할 수도 있다. 즉, L-SIG 필드에 설정되는 L-SIG 보호 구간 값과 상이한 값으로 다른 STA (예를 들어 , BSS STA, OBSS STA 등)에서 NAV 값을 업데이트할 수 있다. 즉, L-SIG 필드에 설정되는 L-SIG 보호 구간 값과 실질적으로 설정되는 L-SIG 보호 구간의 길이는 서로 상이할 수 있다. 이에 대하여 아래 도면을 참조하여 설명한다 .
도 42는 본 발명의 일 실시예에 따른 L-SIG 보호 방법을 예시하는 도면이다.
도 42의 예시와 같이 L— SIG 필드에 설정되는 보호 구간 값은 L-SIG 필드 이후 심볼부터 데이터 프레임의 마지막 심볼까지의 구간으로 설정될 수 있다. 다른 STA (예를 들어, BSS STA, OBSS STA 등)은 데이터 프레임 이후에 ACK/BA 프레임이 전송되는 것을 알고 (L-SIG 필드에서 지시된 L-SIG 보호 구간 + xIFS + ACK/BA 프레임의 길이 )까지 NAV 셋팅 (즉, NAV 값 업데이트)을 수행할 수 있다. 즉, 다른 STA에서는 L-SIG 필드에서 지시된 L- SIG 보호 구간 값과 ACK/BA 프레임의 마지막까지의 구간의 합으로 NAV 셋팅을 수행할 수 있다. 앞서 도 30 및 도 31의 예시와 같이, UL MU 스케즐링 프레임과 같이 다른 프레임을 트리거 (trigger) 시키는 프레임 (이하, 트리거 프레임 )에서의 L-SIG 보호 동작과 일반 프레임의 L— SIG 보호 동작은 상이할 수 있다. 따라서 , HE- SIG 필드 등에서 일반 프레임인지 트리거 프레임인지 알려줄 수 있다.
도 42의 (a)는 일반 프레임에서의 L-SIG 보호 동작을 예시하고, 도 42의
(b)는 트리거 프레임에서의 L-SIG보호 동작을 예시한다.
도 42에서 설명의 편의상 일반 프레임 및 트리거 프레임에서 L-STF/L- LTF 및 HE-STF/HE-LTF 등은 생략하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다 . 또한, 도 42에서 XIFS는 SIFS 등 타 STA이 끼어들어 전송을 할 수 없도록 하는 프레임 사이의 간격을 나타낸다 .
도 42의 (a)를 참조하면 , UL MU 데이터 프레임을 포함하는 일반 프레임의 경우, L— SIG 필드에서는 자신의 프레임의 길이를 지시한다.
여기서 , L-SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 (예를 들어 , 12 비트)를 이용하여 해당 프레임의 길이가 지시될 수 있다. 또한, L-SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 및 데이터율 (rate) 필드를 이용하여 해당 프레임의 길이가 지시될 수도 있다.
다른 STA들은 일반 프레임의 L-SIG 필드에서 지시된 L-SIG 보호 구간에 이어지는 ACK/BA 프레임의 마지막 심볼까지 NAV 값을 업데이트한다. 이 경우, 프레임 간 간격 (즉, XIFS) 및 ACK/BA 프레임의 길이는 미리 고정되어 있을 수 있다.
한편, L-SIG 필드 이외에 HE-SIG 필드에서 자신의 프레임의 길이를 알려준다면, 일반 프레임의 경우에는 L-SIG 필드에서 지시되는 L-SIG 보호 구간과 같을 수 있다. 따라서, L— SIG 필드에서 별도의 구간 정보를 포함하지 않을 수도 있다.
도 42의 (b)를 참조하면, 트리거 프레임의 경우, L- SIG 필드에서는 자신의 프레임 길이 + 뒤따라 오는 프레임 (예를 들어 , 데이터 프레임)까지의 길이를 지시한다.
여기서 , L- SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 (예를 들어 , 12 비트)를 이용하여 자신의 프레임 길이 + 뒤따라 오는 프레임의 길이가 지시될 수 있다. 또한, L- SIG 필드 내 길이 (Length) 필드 및 데이터율 ( rate ) 필드를 이용하여 자신의 프레임 길이 + 뒤따라 오는 프레임의 길이가 지시될 수도 있다.
다른 STA들은 트리거 프레임의 L- SIG 필드에서 지시된 L- SIG 보호 구간에 이어'지는 ACK/BA 프레임의 마지막 심볼까지 丽 값을 업데이트한다 . 이 경우, 프레임 간 간격 (즉, xIFS ) 및 ACK/BA 프레임의 길이는 미리 고정되어 있을 수 있다.
또한, 트리거 프레임의 L- SIG 필드에서 트리거 프레임의 길이를 알려줄 수도 있다 . 이 경우, 다른 STA은 트리거 프레임의 L— SIG 필드 값을 기반으로 트리거 프레임의 마지막 심볼까지 NAV 값을 업데이트할 수 있다. 그리고, 이어지는 데이터 프레임의 L- SIG 필드 값을 기반으로 NAV 값을 다시 업데이트할 수 있다.
이 경우, 트리거 프레임이 고정된 길이를 가지는 경우 (예를 들어 , NDP 프레임) , 별도의 길이를 지시하는 정보가 필요하지 않으므로 L-SIG 필드는 L- SIG보호 구간 정보를 포함하지 않을 수 있다.
한편, 802 . 11ax 시스템에서는 셀 반경이 실외 (outdoor)까지 넓어져 실내 환경뿐만 아니라, 실외 환경에서의 성능 개선을 위한 논의가 진행 증이다. 이에 따라, 실내에 위치하게 되는 레가시 STA은 앞서 설명한 L- SIG 보호 구간을 이용하여 L— SIG 보호를 수행함으로써 UL MU 전송 절차에 대한 TXOP 구간을 보호할 수 있다.
다만, 실외 (outdoor)에 위치하는 802 . 11ax STA의 경우 L— SIG 필드를 제대로 검출 (detection)하지 못할 수 있다. 이 경우, L- SIG 보호 구간을 읽지 못하는 HE STA에 의해 UL MU 절차가 보호되지 못하는 문제가 발생될 수 있다.
실외 환경을 지원하는 802 . 11ax 구조를 위하여 HE- SIG 필드를 좀 더 강인하게 ( robust ) 전송하는 방법이 논의되고 있다. 예를 들어 , HE- SIG 필드를 시간 축으로 반복하여 전송될 수 있다 . 따라서 , 실외에 위치하는 HE STA이라도 L- SIG 필드의 디코딩에 실패하더라도 HE- SIG 필드는 디코딩에 성공할 수 있다. 따라서, HE STA은 HE- SIG 필드를 이용하여 UL MU 전송 절차에 대한 TXOP 구간을 보호할 수 있다.
보다 구체적으로 , HE STA들로부터 UL MU 절차의 보호를 위해서 트리거 프레임이나 UL MU 데이터 프레임의 HE-SIG 필드 (즉, HE— SIG A 필드, HE- SIG B 필드 또는 HE- SIG C 필드)에 앞서 도 38 내지 도 42에서 설명한 L- SIG보호 구간과 동일하게 TXOP 구간을 알려주기 위한 필드를 포함시킬 수 있다. 또한, HE- SIG 필드에 포함되는 TXOP 구간은 앞서 도 38 내지 도 42에서 설명한 L- SIG 보호 구간에서 HE-part를 제외한 값으로 정해질 수도 있다.
즉, 트리거 프레임 혹은 UL MU 데이터 프레임 혹은 모든 HE PPDU의 HE- SIG 필드에 TXOP 길이 필드를 정의하여 ps , 옥렛 (또는 비트) 또는 심볼 단위로 TXOP 보호 구간을 알려줄 수 있다.
또한, HE PPDU의 HE-SIG 필드에 HE PPDU의 길이를 알려주는 필드가 포함되고, MAC 프레임의 헤더에 TXOP 길이가포함될 수도 있다.
다만, MAC 프레임 (즉, PSDU)이 포함되지 않은 PPDU의 경우 (예를 들어 , NDP) , MAC 헤더가 존재하지 않으므로 PPDU의 HE-SIG 필드에 TXOP 길이를 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임이 MAC 프레임이 존재하지 않는 PPDU으로 구성되는 경우, HE-SIG 필드에서 TXOP 길이를 알려줄 수 있다. 이에 반하여, UL MU 데이터 프레임은 MAC 프레임으로 구성되기 때문에 MAC 헤더에서 TXOP 길이를 알려줄 수 있다.
상술한 트리거 프레임 및 UL MU 데이터 프레임 모두 L-SIG의 길이 필드를 이용하여 TXOP 보호를 할 수 있으므로 레가시 STA들로부터 UL MU 절차에 대한 TXOP 보호도 가능하다. 본 발명이 적용될 수 있는 장치 일반
도 43은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치를 예시하는 블록도이다. 도 43을 참조하면 , 본 발명에 따른 장치 (4310)는 프로세서 (processor, 4311) , 메모리 (memory, 4312) , RF 유닛 (radio frequency unit, 4313)를 포함할 수 있다. 장치 (4310)는 본 발명에 따른 실시예를 구현하기 위한 AP 또는 non-AP STA일 수 있다. ᅳ
RF 유닛 (4313)는 프로세서 (4311)와 연결되어 무선 신호를 송신 /수신할 수 있다. 예를 들어, IEEE 802.11 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서 (4311)는 RF 유닛 (4313)와 연결되어 IEEE 802.11 시스템에 따른 물리 계층 및 /또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 특히 , 앞서 설명한 도 1 내지 도 42에서 제안된 기능, 과정 및 /또는 방법을 구현한다. 프로세서 (4311)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 AP 및 /또는 STA의 동작을 구현하는 모들이 메모리 (4312)에 저장되고, 프로세서 (4311)에 의하여 실행될 수 있다.
메모리 (4312)는 프로세서 (4311)와 연결되어 , 프로세서 (4311)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. 메모리 (4312)는 프로세서 (4311)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서 (4311)의 외부에 설치되어 프로세서 (4311)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
또한, 장치 (4310)는 한 개의 안테나 (single antenna) 또는 다중 안테나 (multiple antenna)를 가질 수 있다 .
이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및 /또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다. 본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어 ( f irmware ) , 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs (application specif ic integrated circuits ) , DSPs ( digital signal processors ) , DSPDs (digital signal processing devices ) , PLDs (programmable logic devices ) , FPGAs ( f ield programmable gate arrays ) , 프로세서 , 콘트를러 , 마이크로 콘트롤러 , 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모들, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
본 발명은 본 발명의 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
【산업상 이용가능성】
본 발명의 무선 통신 시스템에서 상향링크 다중 사용자 전송 방안은 IEEE 802 . 11 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE 802 . 11 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다 .

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (tnulti— user) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법에 있어서,
STA ( Station) °1 AP (Access Point )로부터 상향링크 다중 사용자 (UL MU : Uplink Multi -User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 수신하는 단계;
상기 STA이 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 상기 AP에게 전송하는 단계; 및
상기 STA이 상기 AP로부터 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 수신하는 단계를 포함하고 ,
상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함하는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 2】
제 1항에 있어서,
상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 ACK 프레임을 전달하는 PPDU ( Physical Protocol Data Unit )의 마지막 심볼까지 설정되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 3】
제 1항에 있어서,
상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 PPDU ( Physical Protocol Data Unit )의 마지막 심볼까지 설정되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법.
【청구항 4】
제 1항에 있어서,
상기 UL MU 스케줄링 프레임의 보호 구간은 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 PPDU ( Physical Protocol Data Unit)의 데이터 필드의 첫 번째 심볼 이전 심볼까지 설정되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 5】
제 1항에 있어서,
상기 UL MU 데이터 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함하는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 6】
제 5항에 있어서,
상기 UL MU 데이터 프레임의 보호 구간은 상기 ACK 프레임을 전달하는 PPDU ( Physical Protocol Data Unit )의 마지막 심볼까지 설정되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 7】
제 5항에 있어서,
상기 보호 구간 정보는 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 각 PPDU ( Physical Protocol Data 'Unit )의 L- SIG (Legacy- Signal ) 필드에 포함되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 8】
제 5항에 있어서, 상기 보호 구간 정보는 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 데이터 프레임을 전달하는 각 ppDU (Physical Protocol Data Unit)의 HE- SIG(High Efficiency-Signal) 필드에 포함되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 9]
거 15항에 있어서,
다른 STA에 의해 상기 UL MU 스케줄링 프레임 및 상기 UL MU 데이터 프레임의 보호 구간에 따라 네트워크 할당 백터 (NAV: Network Allocation Vector) 셋팅이 수행되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 10】
제 5항에 있어서,
다른 STA에 의해 상기 UL MU 스케줄링 프레임 또는 상기 UL U 데이터 프레임의 보호 구간과 -¾"7] ACK 프레임을 전달하는 PPDU (Physical Protocol Data Unit)의 마지막 심볼까지의 구간의 합으로 네트워크 할당 백터 (NAV: Network Allocation Vector) 셋팅이 수행되는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 11】
무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi -user) 상향링크 데이터 전송을 위한 STA( Station) 장치에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 AP(Acc6ss Point)로부터 상향링크 다중 사용자 (UL MU: Uplink Multi -User ) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 수신하고,
상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 상기 AP에게 전송하고,
상기 AP로부터 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 응답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 수신하도톡 구성되고,
상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함하는 장치 .
【청구항 12】
무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (tnulti -user ) 상향링크 데이터 전송을 위한 방법에 있어서,
AP (Access Point ) 7} STA ( Station)에게 상향링크 다중 人]"용자 (UL MU : Uplink Multi -User ) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 전송하는 단계;
상기 AP가 상기 STA으로부터 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 수신하는 단계 ; 및
상기 AP가 상기 UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK (Acknowledge ) 프레임을 전송하는 단계를 포함하고,
상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함하는 상향링크 다중 사용자 전송 방법 .
【청구항 13】
무선 통신 시스템에서 다중 사용자 (multi— user ) 상향링크 데이터 전송을 위한 AP (Access Point) 장치에 있어서,
무선 신호를 송수신하기 위한 RF (Radio Frequency) 유닛 ; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서는 STA (Station)에게 상향링크 다중 사용자 (UL MU: Uplink Multi-User) 전송을 개시하기 위한 UL MU 스케줄링 프레임을 전송하고,
상기 STA으로부터 상기 UL MU 스케줄링 프레임에 의해 할당된 주파수 대역 또는 스트림을 통해 UL MU 데이터 프레임을 수신하고,
^■7} UL MU 데이터 프레임에 대한 웅답으로 ACK (Acknowledge) 프레임을 전송하도록 구성되고,
상기 UL MU 스케줄링 프레임은 상기 UL MU 절차를 보호하기 위한 보호 구간 정보를 포함하는 장치 .
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