WO2016186473A1 - 무선랜 시스템에서 랜덤 액세스 수행 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 랜덤 액세스 수행 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2016186473A1
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resource
random access
frame
allocation information
time point
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PCT/KR2016/005382
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김정기
류기선
조한규
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엘지전자 주식회사
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    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the following description relates to a method for efficiently performing random access in a WLAN system and an apparatus therefor.
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11n supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case providing a transmission rate of 600 Mbps.
  • the WLAN standard uses a maximum of 160MHz bandwidth, supports eight spatial streams, and supports IEEE 802.11ax standard through an IEEE 802.11ac standard supporting a speed of up to 1Gbit / s.
  • a random access scheme will be used for signal transmission of STAs not connected to an AP. Random access performed while the AP cannot provide specific scheduling information to the STAs may cause a collision between the STAs, and a method and apparatus for efficiently controlling the STAs need to be considered.
  • the AP Receiving a first frame including resource allocation information for random access from the terminal, performing a backoff based on a contention window size on a resource allocated according to the random access resource allocation information, and performing At a first time point when the counter reaches 0, the second frame is transmitted through a randomly selected randomly selected resource among resources allocated according to the random access resource allocation information, and the STA is allocated according to the random access resource allocation information.
  • CCA Clear Channel Assessment
  • the second frame may not be transmitted at the first time point.
  • a third frame including subsequent random access resource allocation information is received from the AP, and the second frame not transmitted at the first time point is random access resource allocation information based on the third frame.
  • the second frame not transmitted at the first time point is random access resource allocation information based on the third frame.
  • the present invention can be transmitted at the second time through the second randomly selected resources randomly selected from the allocated resources.
  • the second time point may be determined while the counter of the backoff is maintained at zero.
  • the random selection resource when the random selection resource is congested in the CCA result at the first time point, the random selection resource may be adjusted to a control resource which is one of resources not congested at the first time point according to a predetermined rule.
  • the adjusted resource may be determined as a resource that is not first congested among resource units subsequent to the randomly selected resource.
  • the predetermined contention window size may be determined corresponding to the number of resource units of the allocated resource according to the random access resource allocation information.
  • a random access threshold may be set according to the number of idle resource units among the allocated resources according to the resource allocation information for random access, and a randomly selected value within the predetermined contention window size may be set to the random access. If it is larger than the threshold, it is preferable that no random access is attempted on the allocated resource according to the resource allocation information for random access of the first frame.
  • a station (STA) device operating in a WLAN system receives a first frame including resource allocation information for random access from an access point (AP).
  • a transceiver configured to transmit a second frame through a randomly selected randomly selected resource among allocated resources according to the random access resource allocation information; And a first time of being connected to the transceiver to perform a backoff based on a contention window size on a resource allocated according to the random access resource allocation information, and at a first time point when the counter of the backoff reaches zero
  • a processor configured to transmit the second frame through the random selection resource, wherein the processor performs a clear channel assessment (CCA) on an allocated resource according to the resource allocation information for random access,
  • CCA clear channel assessment
  • the processor may control the transceiver not to transmit the second frame at the first time point.
  • the processor may randomly select the second frame not transmitted at the first time point based on the third frame.
  • the second resource may be configured to be transmitted at a second time point through a second randomly selected resource randomly selected from the allocated resources according to the resource allocation information for access.
  • the processor may determine the second time point when the transceiver maintains the counter of the backoff at zero when the third frame is received.
  • the processor may adjust the random selection resource to an adjusted resource which is one of resources not congested at the first point in time according to a predetermined rule.
  • the processor may select the randomly selected resource by randomly selecting among idle resources that result from the CCA.
  • the processor may set a random access threshold corresponding to the number of idle resource units among the allocated resources according to the resource allocation information for random access, wherein a randomly selected value within the predetermined contention window size is determined. If greater than the random access threshold, random access may not be attempted on the allocated resource according to the resource allocation information for random access of the first frame.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • FIG. 4 is a view for explaining a general link setup process.
  • FIG. 5 is a diagram for describing an active scanning method and a passive scanning method.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a random access procedure according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the DCF mechanism in a WLAN system.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of performing random access based on CCA according to an embodiment of the present invention.
  • 9 and 10 are diagrams for explaining a case of delaying random access transmission frame transmission by reflecting a CCA result according to an embodiment of the present invention.
  • 11 and 12 are diagrams for describing a method of performing random access through an adjusted resource adjusted according to a predetermined rule when a random selection resource is busy according to one embodiment of the present invention.
  • 13 and 14 are diagrams for describing a method of configuring a random resource selection to select among idle resources according to one embodiment of the present invention.
  • 15 is a view for explaining an apparatus for implementing the method as described above.
  • the following description relates to a method for an STA to efficiently perform random access in a WLAN system and an apparatus therefor.
  • a WLAN system to which the present invention is applied will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • the WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a set of stations (STAs) that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • An STA is a logical entity that includes a medium access control (MAC) and a physical layer interface to a wireless medium.
  • the STA is an access point (AP) and a non-AP STA (Non-AP Station). Include.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name such as a mobile subscriber unit.
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to the AP to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • the BBS shown in FIG. 1 is an IBSS.
  • the IBSS means a BSS that does not include an AP. Since the IBSS does not include an AP, access to the DS is not allowed, thereby forming a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • Infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP.
  • AP access point
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • STAs included in the ESS may communicate with each other, and a non-AP STA may move from one BSS to another BSS while seamlessly communicating within the same ESS.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS is not necessarily a network, and there is no limitation on the form if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an exemplary structure of a WLAN system.
  • an example of an infrastructure BSS including a DS is shown.
  • BSS1 and BSS2 constitute an ESS.
  • a station is a device that operates according to MAC / PHY regulations of IEEE 802.11.
  • the station includes an AP station and a non-AP station.
  • Non-AP stations are typically user-managed devices, such as laptop computers and mobile phones.
  • station 1, station 3, and station 4 correspond to non-AP stations
  • station 2 and station 5 correspond to AP stations.
  • a non-AP station includes a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), and a mobile terminal. May be referred to as a Mobile Subscriber Station (MSS).
  • the AP may include a base station (BS), a node-B, an evolved Node-B (eNB), and a base transceiver system (BTS) in other wireless communication fields.
  • BS base station
  • eNB evolved Node-B
  • BTS base transceiver system
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a general link setup process
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an active scanning method and a passive scanning method.
  • a station In order for a station to set up a link and transmit and receive data over a network, it first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and authenticates for security. It must go through the back.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process.
  • the process of discovery, authentication, association and security establishment of the link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the station may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the station. In other words, in order for a station to access a network, it must find a network that can participate. The station must identify a compatible network before joining the wireless network. Network identification in a particular area is called scanning.
  • a station performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame in response to the probe request frame to the station transmitting the probe request frame.
  • the responder may be the station that last transmitted the beacon frame in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame, so the AP becomes a responder.
  • the responder is not constant because the stations in the IBSS rotate and transmit the beacon frame.
  • a station that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (for example, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / response transmission and reception on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • a station performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • Beacon frame is one of the management frame (management frame) in IEEE 802.11, it is transmitted periodically to inform the existence of the wireless network, and to perform the scanning station to find the wireless network and join the wireless network.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • stations in the IBSS rotate to transmit a beacon frame.
  • the scanning station receives the beacon frame, the scanning station stores the information about the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the station receiving the beacon frame may store the BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S420 After the station has found the network, the authentication process may be performed in step S420.
  • This authentication process may be referred to as a first authentication process in order to clearly distinguish from the security setup operation of step S440 described later.
  • the authentication process includes a process in which the station transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the station.
  • An authentication frame used for authentication request / response corresponds to a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a challenge text, a Robust Security Network, and a finite cyclic group. Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • the station may send an authentication request frame to the AP.
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding station based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide the station with the result of the authentication process through an authentication response frame.
  • the association process includes the station transmitting an association request frame to the AP, and in response, the AP transmitting an association response frame to the station.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, RSN, mobility domain. Information about supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • the association response frame may include information related to various capabilities, status codes, association IDs (AIDs), support rates, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter sets, Received Channel Power Indicators (RCPI), Received Signal to Noise Information) such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • AIDs association IDs
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • RCPI Received Channel Power Indicators
  • Received Signal to Noise Information such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • a security setup procedure may be performed at step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / response.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup process of step S540 is performed. It may also be referred to simply as the authentication process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 may include, for example, performing a private key setup through 4-way handshaking through an Extensible Authentication Protocol over LAN (EAPOL) frame. .
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • the following describes a random access in the WLAN system introduced in the IEEE 802.11ax system.
  • UL MU protocols such as UL OFDMA or UL MU MIMO may be used in the WLAN.
  • the UL MU PPDU is sent as an immediate response (eg SIFS, PIFS, etc.) to a trigger frame sent by the AP.
  • the AP may allocate MU resources to several STAs by including information such as STA ID and resource unit in the trigger frame.
  • the AP can allocate random access resources that can be used by all STAs, and random access. If resources are allocated, STAs may transmit a UL frame by selecting a random slot from the allocated resources
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a random access procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the AP may transmit a trigger frame for random access of the STAs (S610).
  • the trigger frame for random access may provide resource allocation information for random access to STAs.
  • the AP allocates six resource regions by transmitting a trigger frame, STA 2 randomly selects a third resource unit, STA1 selects a fifth resource unit, and STA3 selects a sixth resource unit.
  • the transmission of the frame is illustrated (S620).
  • the AP receiving the frame from the STAs may transmit an ACK, and in some cases, may transmit a block Ack (BA) or a multi-user block ACK (M-BA).
  • BA block Ack
  • M-BA multi-user block ACK
  • DCF distributed coordination function
  • CSMA / CA carrier sense multiple access / collision avoidance
  • FIG. 7 is a view for explaining the DCF mechanism in a WLAN system.
  • the distributed coordination function performs a clear channel assessment (CCA) for sensing a medium for a specific period (eg, DIFS: DCF inter-frame space) before STAs having data to transmit transmit data.
  • CCA clear channel assessment
  • the STA can transmit a signal using the medium.
  • the medium is busy (unavailable)
  • data can be transmitted after additionally waiting for a random backoff period in DIFS.
  • the random backoff period allows collisions to be avoided.
  • each STA has a probability of different backoff intervals, resulting in different transmissions. Because you have time. When one STA starts transmission, the other STAs cannot use the medium.
  • the random backoff count is a pseudo-random integer value and selects one of the uniformly distributed values in the range [0 CW]. CW stands for 'contention window'.
  • the CW parameter takes the CWmin value as the initial value, but if the transmission fails, the value is doubled. For example, if an ACK response for a transmitted data frame is not received, a collision can be considered. If the CW value has a CWmax value, the CWmax value is maintained until the data transmission is successful, and the data transfer succeeds and resets to the CWmin value. At this time, it is preferable to maintain CW, CWmin, CWmax for convenience of implementation and operation.
  • the STA selects a random backoff count within the range of [0 CW] and continuously monitors the medium while the backoff slot is counted down. In the meantime, if the medium is busy, it stops counting down and resumes counting down the remaining backoff slots when the medium becomes idle again.
  • STA3 when there are data that several STAs want to send, STA3 immediately transmits a data frame because the medium is idle as much as DIFS, and the remaining STAs wait for the medium to be idle. Since the medium has been busy for some time, several STAs will see an opportunity to use the medium. Therefore, each STA selects a random backoff count. In FIG. 3, STA 2, which has selected the smallest backoff count, transmits a data frame.
  • FIG. 7 illustrates that STA 5, which has the next smallest random backoff count value after STA 2 and stops counting down when the medium is busy, starts transmitting data frames after counting down the remaining backoff slots, but accidentally randomizes STA 4. Overlap with the backoff count value shows that a collision has occurred. At this time, since both STAs do not receive an ACK response after the data transmission, the CW is doubled and the random backoff count value is selected again.
  • the terminal may use physical carrier sensing and virtual carrier sensing to determine whether the DCF medium is busy / idle.
  • Physical carrier sensing is performed at the physical layer (PHY) stage and is performed through energy detection or preamble detection. For example, if it is determined that the voltage level at the receiver or the preamble is read, it can be determined that the medium is busy.
  • Virtual carrier sensing is performed by setting a network allocation vector (NAV) to prevent other STAs from transmitting data through a value of a duration field of a MAC header.
  • NAV network allocation vector
  • STAs receiving the trigger frame from the AP may perform a backoff based on a contention window size for random access.
  • the size of the backoff contention window preferably has a size corresponding to the number of resource units allocated in the trigger frame.
  • Each STA performs a backoff based on the selected backoff value within the contention window, and randomly selected randomly selected resources as shown in FIG. 6 among random access resources when the value of the backoff counter reaches zero.
  • the frame can be transmitted through the.
  • FIG. 8 is a diagram for describing a method of performing random access based on CCA according to an embodiment of the present invention.
  • the STAs perform a CCA check before (or after receiving) a trigger frame for random access. As a result of the CCA, it may be determined that the first and third slots of the six random access resource units are busy. In this case, STAs may transmit a frame by selecting a random access resource by reflecting the CCA result.
  • FIG. 8 illustrates an example in which a randomly selected resource is not related to a slot in which a CCA result is busy. That is, STA 1 selects a fourth slot as a random selection resource, and since it is determined to be idle, STA 1 may transmit a frame through the selected slot 4.
  • 9 and 10 are diagrams for explaining a case of delaying random access transmission frame transmission by reflecting a CCA result according to an embodiment of the present invention.
  • the STA does not transmit a random access frame to the selected region.
  • the STA1 selects a random value 3, and since the channel for the selected region is busy, the STA 1 does not transmit a random access frame in a section corresponding to the first trigger frame.
  • the STA may attempt to transmit the random access frame again in the section corresponding to the next trigger frame transmission. That is, it is possible to select and transmit the resource region to be transmitted through random selection in the next trigger frame while maintaining its random backoff value (0).
  • STA 1 receives the first trigger frame and attempts random access.
  • a random value of 3 is selected to transmit a frame.
  • the STA1 postpones without attempting to transmit a frame in the corresponding resource region because the resource region belongs to a busy subchannel.
  • the random backoff value may be maintained (ie, 0) and random access may be attempted again in the next (in the example, second) trigger frame transmission.
  • the STA after receiving the second trigger frame, the STA attempts frame transmission by extracting a random value from an area allocated in the trigger frame in order to attempt random access.
  • STA1 pulled a random value 4 from the second trigger frame, and the corresponding channel is idle to transmit the frame.
  • 11 and 12 are diagrams for describing a method of performing random access through an adjusted resource adjusted according to a predetermined rule when a random selection resource is busy according to one embodiment of the present invention.
  • the method of determining the control resource region need not be limited thereto, and various methods may be used.
  • STA1 has selected a random value of 3, and the selected third slot is busy, and thus, the STA1 selects and uses the first slot (fourth resource region in the above example) of the idle channel.
  • FIG. 12 illustrates an example of transmitting a frame by randomly selecting a resource among resource regions of an idle channel after the selected resource region when the resource region selected by the STA belongs to the busy channel. If there is only one resource region of a channel, it is transmitted to the corresponding region.
  • STA1 draws a random value 3 and the selected third slot is busy, so that the second resource of the random resource region (second channel in the above example) is idle in the idle channel (second channel).
  • An example of selecting and using an area) is shown.
  • 13 and 14 illustrate a method of configuring a selection of a random selection resource to be selected among idle resources according to one embodiment of the present invention.
  • the STAs perform a CCA check before (or after receiving) a trigger frame for random access.
  • the STAs randomly select a resource slot among the remaining resource regions except for the resource region included in the busy channel among the total resource regions allocated in the trigger frame, and transmit the frame to the selected resource region.
  • the STA1 includes a randomly selected resource region (sixth resource region) among the third and sixth resource regions, which are idle slots, since the first resource region and the second resource region belong to a busy channel. Can be used to transmit frames.
  • the STA may try to transmit again at a time corresponding to the next trigger frame, and FIG. 14 illustrates this example. That is, while maintaining its random backoff count value (0), it is possible to select a resource region to be transmitted through random selection in the next trigger frame.
  • all channels for all RUs allocated for random access by the first TF are busy, so random access is attempted in the allocated random RUs of the second TF. If some of the RUs are busy or all idle in the second, they can randomly select and transmit one of the RUs in the idle channel.
  • the STA since the first TF is received and there is no idle channel, the STA receives a random value in an area allocated in the trigger frame in order to attempt random access after receiving the second trigger frame. You can try to transfer the frame by pulling. In the above example, STA1 pulled a random value 4 from the second trigger frame, and the corresponding channel is idle to transmit the frame.
  • some or all of the resource regions allocated in the trigger frame belong to a busy channel.
  • the STA when attempting random selection in random access, proposes a method of determining whether to attempt random access to the resource region allocated in the trigger frame based on the random access threshold.
  • the terminal does not attempt transmission at that point in time, defers to the next, and falls within the random access threshold. Attempt transmission in a randomly selected resource region.
  • a window for selecting a random value for random access and a method for setting a random access threshold are proposed.
  • the window in which the STA selects a random value for random selection is determined by the total number of random access resource units allocated in the trigger frame. For example, if the total number of random access resource units allocated in the trigger frame is nine, the STA selects one random value from 1 to 9 to select a random resource region.
  • the random access threshold value is determined by the total number of resource units belonging to the idle channel among the random access resource units allocated in the trigger frame. For example, if the total number of resource units allocated in the trigger frame is nine and the number of resource units belonging to the idle channel is six, the random selection window is set to nine and the random access threshold is set to six.
  • the UE may attempt random access. However, if the selected value is greater than or equal to the random access threshold of 6 (or greater than 6), it is advisable not to attempt random access.
  • the method of transmitting through random selection may transmit a frame through one or the other of the methods listed above.
  • the NAV rule applies the NAV rule for the UL MU procedure defined in 11ax. For example, if OBSS NAV is set, it may not transmit even if CCA is idle. Otherwise, the above rule may be defined as it is.
  • FIG. 15 is a diagram for describing an apparatus for implementing the method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 15 may correspond to a specific STA of the above description, and the wireless device 850 may correspond to an AP of the above description.
  • the STA 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830, and the AP 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880.
  • the transceiver 830 and 880 may transmit / receive a radio signal and may be executed in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 810 and 860 are executed at the physical layer and / or MAC layer, and are connected to the transceivers 830 and 880. Processors 810 and 860 may perform the aforementioned UL MU scheduling procedure.
  • Processors 810 and 860 and / or transceivers 830 and 880 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits and / or data processors.
  • the memories 820 and 870 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage units.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards
  • the method described above can be executed as a module (eg, process, function) that performs the functions described above.
  • the module may be stored in the memory 820, 870 and executed by the processors 810, 860.
  • the memories 820 and 870 may be disposed inside or outside the processes 810 and 860 and may be connected to the processes 810 and 860 by well-known means.
  • the present invention has been described assuming that it is applied to an IEEE 802.11-based WLAN system, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied in the same manner to various wireless systems in which random access can be performed on a contention basis.

Landscapes

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Abstract

본 문서는 무선랜 시스템에서 랜덤 액세스를 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 스테이션은 AP로부터 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 프레임을 수신하고, 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 소정 경쟁 윈도우 (Contention Window) 크기에 기반한 백오프를 수행한다. 또한, 스테이션은 백오프의 카운터가 0에 도달한 제 1 시점에서 상술한 바와 같이 할당된 자원 중 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 제 2 프레임을 전송하되, STA은 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에 대한 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여, 이 CCA 결과에 따라 임의선택자원을 통한 제 2 프레임 전송을 조절하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선랜 시스템에서 랜덤 액세스 수행 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선랜 시스템에서 랜덤 액세스(Random Access)를 효율적으로 수행하는 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8개의 공간 스트림을 지원하여 최대 1Gbit/s의 속도를 지원하는 IEEE 802.11ac 표준을 거쳐, IEEE 802.11ax 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있다.
IEEE 802.11ax 표준화에서는 AP에 접속되지 않은 STA들의 신호 전송을 위해 랜덤 액세스 방식이 이용될 예정이다. AP가 STA들에게 구체적인 스케줄링 정보를 제공할 수 없는 상태에서 수행되는 랜덤 액세스는 STA 간 충돌을 발생시킬 수 있으며, 이를 효율적으로 제어하기 위한 방법 및 장치에 대한 고려가 필요하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션(STA)이 AP(Access Point)에 랜덤 액세스(Random Access)를 수행하는 방법에 있어서, 상기 AP로부터 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하고, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 소정 경쟁 윈도우 (Contention Window) 크기에 기반한 백오프를 수행하며, 상기 백오프의 카운터가 0에 도달한 제 1 시점에서 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 제 2 프레임을 전송하되, 상기 STA은 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에 대한 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여, 상기 CCA 결과에 따라 상기 임의선택자원을 통한 상기 제 2 프레임 전송을 조절하는, 랜덤 액세스 방법을 제안한다.
상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 제 1 시점에 상기 제 2 프레임을 전송하지 않을 수 있다.
이 경우, 상기 AP로부터 후속하는 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 3 프레임을 수신하고, 상기 제 1 시점에서 전송하지 않은 상기 제 2 프레임은, 상기 제 3 프레임에 기반한 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 임의로 선택된 제 2 임의선택자원을 통해 제 2 시점에 전송할 수 있다.
또한, 상기 제 3 프레임 수신 시, 상기 백오프의 카운터를 0으로 유지한 상태에서 상기 제 2 시점을 결정하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 임의선택자원을 소정 규칙에 따라 상기 제 1 시점에 혼잡하지 않은 자원 중 하나인 조절자원으로 조절할 수 있다.
또한, 상기 조절자원은 상기 임의선택자원에 후속하는 자원단위 중 첫 번째로 혼잡하지 않은 자원으로 결정될 수 있다.
상기 CCA 결과 혼잡하지 않은(idle) 자원 중 임의로 선택하여 상기 임의선택자원을 선택하는, 랜덤 액세스 방법.
상기 소정 경쟁 윈도우 크기는 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원의 자원 유닛 수에 대응하여 결정될 수 있다.
또한, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 혼잡하지 않은(idle) 자원 유닛의 수에 대응하여 랜덤 액세스 임계치를 설정할 수 있으며, 상기 소정 경쟁 윈도우 크기 내에서 임의로 선택된 값이 상기 랜덤 액세스 임계치보다 큰 경우, 상기 제 1 프레임의 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서는 랜덤 액세스를 시도하지 않는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션(STA) 장치에 있어서, AP(Access Point)로부터 랜덤 액세스(Random Access)용 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하고, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 제 2 프레임을 전송하도록 구성되는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 소정 경쟁 윈도우 (Contention Window) 크기에 기반한 백오프를 수행하고, 상기 백오프의 카운터가 0에 도달한 제 1 시점에서 상기 송수신기가 상기 임의선택자원을 통해 상기 제 2 프레임을 전송하도록 구성되는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에 대한 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여, 상기 CCA 결과에 따라 상기 임의선택자원을 통한 상기 제 2 프레임 전송을 조절하도록 구성되는, 스테이션 장치를 제안한다.
상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 프로세서는 상기 제 1 시점에 상기 제 2 프레임을 전송하지 않도록 상기 송수신기를 제어할 수 있다.
상기 송수신기가 상기 AP로부터 후속하는 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 3 프레임을 수신하는 경우, 상기 프로세서는, 상기 제 1 시점에서 전송하지 않은 상기 제 2 프레임을, 상기 제 3 프레임에 기반한 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 임의로 선택된 제 2 임의선택자원을 통해 제 2 시점에 전송하도록 구성될 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 송수신기가 상기 제 3 프레임 수신 시, 상기 백오프의 카운터를 0으로 유지한 상태에서 상기 제 2 시점을 결정할 수 있다.
상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 프로세서는 상기 임의선택자원을 소정 규칙에 따라 상기 제 1 시점에 혼잡하지 않은 자원 중 하나인 조절자원으로 조절할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 CCA 결과 혼잡하지 않은(idle) 자원 중 임의로 선택하여 상기 임의선택자원을 선택할 수 있다.
상기 프로세서는, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 혼잡하지 않은(idle) 자원 유닛의 수에 대응하여 랜덤 액세스 임계치를 설정할 수 있으며, 상기 소정 경쟁 윈도우 크기 내에서 임의로 선택된 값이 상기 랜덤 액세스 임계치보다 큰 경우, 상기 제 1 프레임의 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서는 랜덤 액세스를 시도하지 않을 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 다중 사용자 전송용 무선 프레임 전송에 있어서 제어 정보를 효율적으로 전송할 수 있다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 일반적인 링크 셋업(link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 능동적 스캐닝 및 수동적 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따라 CCA에 기반한 랜덤 액세스 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 및 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 CCA 결과를 반영하여 랜덤 액세스 전송 프레임 전송을 지연시키는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 임의선택 자원이 Busy한 경우 소정 규칙에 따라 조절된 조절자원을 통해 랜덤액세스를 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시형태에 따라 임의선택 자원의 선택을 idle한 자원 중 선택되도록 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
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 도시된다.
상술한 바와 같이 이하의 설명은 무선랜 시스템에서 STA들이 효율적으로 랜덤 액세스를 수행하기 위한 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합이다.
STA는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, 액세스 포인트(access point, AP)와 비AP STA(Non-AP Station)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
그리고, AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
BSS는 인프라스트럭처(infrastructure) BSS와 독립적인(Independent) BSS(IBSS)로 구분할 수 있다.
도 1에 도시된 BBS는 IBSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않는 BSS를 의미하고, AP를 포함하지 않으므로, DS로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 BSS는 인프라스트럭처 BSS이다. 인프라스트럭처 BSS는 하나 이상의 STA 및 AP를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 비AP STA 간에 직접 링크(link)가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서 직접 통신도 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 인프라스트럭처 BSS는 DS를 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘(mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬(mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고, AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
도 3은 무선랜 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다. 도 3 에서는 DS를 포함하는 기반 구조 BSS 의 일례가 도시된다.
도 3 의 예시에서 BSS1 및 BSS2가 ESS를 구성한다. 무선랜 시스템에서 스테이션은 IEEE 802.11 의 MAC/PHY 규정에 따라 동작하는 기기이다. 스테이션은 AP 스테이션 및 비-AP(non-AP) 스테이션을 포함한다. Non-AP 스테이션은 랩탑 컴퓨터, 이동 전화기와 같이 일반적으로 사용자가 직접 다루는 기기에 해당한다. 도 3의 예시에서 스테이션1, 스테이션3, 스테이션4 는 non-AP 스테이션에 해당하고, 스테이션2 및 스테이션5 는 AP 스테이션에 해당한다.
이하의 설명에서 non-AP 스테이션은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장치(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동단말(Mobile Terminal), 이동 가입자국(Mobile Subscriber Station; MSS) 등으로 칭할 수도 있다. 또한, AP는 다른 무선 통신 분야에서의 기지국(Base Station; BS), 노드-B(Node-B), 발전된 노드-B(evolved Node-B; eNB), 기저 송수신 시스템(Base Transceiver System; BTS), 펨토 기지국(Femto BS) 등에 대응하는 개념이다.
도 4는 일반적인 링크 셋업(link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 능동적 스캐닝 및 수동적 스캐닝 방법을 설명하기 위한 도면이다.
스테이션이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견(discovery)하고, 인증(authentication)을 수행하고, 어소시에이션(association)을 맺고(establish), 보안(security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정, 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한, 링크 셋업 과정의 발견, 인증, 어소시에이션, 보안 설정의 과정을 통칭하여 어소시에이션 과정이라고 칭할 수도 있다.
도 4를 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
단계 S510에서 스테이션은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 스테이션의 스캐닝(scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉, 스테이션이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. 스테이션은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데, 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝(active scanning)과 수동적 스캐닝(passive scanning)이 있다. 도 4에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시하지만 수동적 스캐닝 과정으로 동작할 수 있다.
능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 스테이션은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고 이에 대한 응답을 기다린다. 응답자(responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 스테이션에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 전송한다. 여기에서, 응답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비컨 프레임(beacon frame)을 전송한 스테이션일 수 있다. BSS에서는 AP가 비컨 프레임을 전송하므로 AP가 응답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 스테이션들이 돌아가면서 비컨 프레임을 전송하므로 응답자가 일정하지 않다. 예를 들어, 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 응답 프레임을 수신한 스테이션은, 수신한 프로브 응답 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널(예를 들어, 2번 채널)로 이동하여 동일한 방법으로 스캐닝(즉, 2번 채널 상에서 프로브 요청/응답 송수신)을 수행할 수 있다.
또한, 도 5를 참조하면 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 스테이션은 채널들을 옮기면서 비컨 프레임을 기다린다. 비컨 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임(management frame) 중 하나로서, 무선 네트워크의 존재를 알리고, 스캐닝을 수행하는 스테이션으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서, 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비컨 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고, IBSS에서는 IBSS 내의 스테이션들이 돌아가면서 비컨 프레임을 전송한다. 스캐닝을 수행하는 스테이션은 비컨 프레임을 수신하면 비컨 프레임에 포함된 BSS에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채널에서 비컨 프레임 정보를 기록한다. 비컨 프레임을 수신한 스테이션은, 수신한 비컨 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널로 이동하여 동일한 방법으로 다음 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다.
능동적 스캐닝과 수동적 스캐닝을 비교하면, 능동적 스캐닝이 수동적 스캐닝보다 딜레이(delay) 및 전력 소모가 작은 장점이 있다.
스테이션이 네트워크를 발견한 후에, 단계 S420에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이러한 인증 과정은 후술하는 단계 S440의 보안 셋업 동작과 명확하게 구분하기 위해서 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 칭할 수 있다.
인증 과정은 스테이션이 인증 요청 프레임(authentication request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 스테이션에게 전송하는 과정을 포함한다. 인증 요청/응답에 사용되는 인증 프레임(authentication frame)은 관리 프레임에 해당한다.
인증 프레임은 인증 알고리즘 번호(authentication algorithm number), 인증 트랜잭션 시퀀스 번호(authentication transaction sequence number), 상태 코드(status code), 검문 텍스트(challenge text), RSN(Robust Security Network), 유한 순환 그룹(Finite Cyclic Group) 등에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이는 인증 요청/응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
스테이션은 인증 요청 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여, 해당 스테이션에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처리의 결과를 인증 응답 프레임을 통하여 스테이션에게 제공할 수 있다.
스테이션이 성공적으로 인증된 후에, 단계 S530에서 어소시에이션 과정이 수행될 수 있다. 어소시에이션 과정은 스테이션이 어소시에이션 요청 프레임(association request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 어소시에이션 응답 프레임(association response frame)을 스테이션에게 전송하는 과정을 포함한다.
예를 들어, 어소시에이션 요청 프레임은 다양한 능력(capability)에 관련된 정보, 비컨 청취 간격(listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트(supported rates), 지원 채널(supported channels), RSN, 이동성 도메인, 지원 오퍼레이팅 클래스(supported operating classes), TIM 방송 요청(Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작(interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 어소시에이션 응답 프레임은 다양한 능력에 관련된 정보, 상태 코드, AID(Association ID), 지원 레이트, EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 파라미터 세트, RCPI(Received Channel Power Indicator), RSNI(Received Signal to Noise Indicator), 이동성 도메인, 타임아웃 간격(어소시에이션 컴백 시간(association comeback time)), 중첩(overlapping) BSS 스캔 파라미터, TIM 방송 응답, QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
이는 어소시에이션 요청/응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
스테이션이 네트워크에 성공적으로 어소시에이션된 후에, 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청/응답을 통한 인증 과정이라고 할 수도 있고, 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 하고, 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
단계 S540의 보안 셋업 과정은, 예를 들어, EAPOL(Extensible Authentication Protocol over LAN) 프레임을 통한 4-웨이(way) 핸드쉐이킹을 통해서, 프라이빗 키 셋업(private key setup)을 하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 보안 셋업 과정은 IEEE 802.11 표준에서 정의하지 않는 보안 방식에 따라 수행될 수도 있다.
상술한 바와 같은 설명을 바탕으로 이하에서는 IEEE 802.11ax 시스템에서 도입되는 무선랜 시스템에서의 랜덤 액세스에 대해 살펴본다.
무선랜 시스템에서의 랜덤 액세스
MAC 효율성을 높이기 위해서 UL OFDMA 나 UL MU MIMO와 같은 UL MU 프로토콜이 무선 랜에서 사용될 수 있다. UL MU PPDU는 AP에 의해서 전송된 트리거 프레임에 대한 즉각적인 응답 (예를 들어, SIFS, PIFS, 등) 으로서 전송된다. AP는 트리거 프레임에 STA ID및 resource unit등의 정보를 포함시켜 여러 개의 STA들에게 MU 자원을 할당할 수 있다. 하지만, AP는 unassociated STA들이나 UL 프레임 전송을 위해서, sleep state로부터 깨어난 STA들에게 UL MU 자원을 할당할 수 없기 때문에, AP는 모든 STA들이 사용할 수 있는 랜덤 액세스 자원을 할당할 수 있고, 랜덤 액세스 자원이 할당되면, STA들은 할당된 자원에서 랜덤한 slot을 선택하여 UL 프레임을 전송할 수 있다
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 랜덤 액세스 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
AP는 STA들의 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임(trigger frame)을 전송할 수 있다(S610). 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임은 STA들에게 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 제공할 수 있다. 도 6의 예에서 AP는 트리거 프레임을 전송하여 6개의 자원 영역을 할당하였고, STA 2는 3번째 resource unit을 랜덤하게 선택하고, STA1은 다섯 번째 resource unit을 선택, STA3는 여섯 번째 resource unit을 선택하여 프레임을 전송하는 것을 도시하고 있다(S620). 이와 같이 STA들로부터 프레임을 수신한 AP는 ACK을 전송할 수 있으며, 경우에 따라서는 BA (Block Ack) 또는 다중 사용자 블록 ACK (M-BA)를 전송할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 무선랜 시스템의 랜덤 액세스에 있어서도 충돌 방지를 위한 절차가 요구될 수 있다. 이와 관련하여 무선랜 시스템에서 이용되는 CSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance) 메커니즘인 DCF(distributed coordination function)를 살펴본다.
도 7은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
DCF(distributed coordination function)는 전송할 데이터가 있는 STA들이 데이터를 전송하기 전에 특정 기간 (예를 들어 DIFS: DCF inter-frame space) 동안 매체를 센싱하는 CCA(clear channel assessment)를 수행한다. 이 때 매체가 idle 하다면(사용 가능하다면) STA은 그 매체를 이용해 신호 전송이 가능하다. 그렇지만 매체가 busy일 경우(사용 불가능할 경우)는 이미 여러 STA들이 그 매체를 사용하기 위해 대기하고 있다는 가정하에 DIFS 에 추가적으로 랜덤 백오프 주기(random backoff period) 만큼 더 기다린 후에 데이터를 전송할 수 있다. 이 때 랜덤 백오프 주기는 충돌을 회피할 수 있게 해 주는데, 이는 데이터를 전송하기 위한 여러 STA들이 존재한다고 가정할 때, 각 STA은 확률적으로 다른 백오프 간격값을 가지게 되어, 결국 서로 다른 전송 타임을 가지게 되기 때문이다. 한 STA이 전송을 시작하게 되면 다른 STA들은 그 매체를 사용 할 수 없게 된다.
랜덤 백오프 시간과 절차에 대해 간단히 알아보면 다음과 같다.
특정 매체가 busy에서 idle로 바뀌면 여러 STA들은 데이터를 보내기 위해 준비를 시작한다. 이 때 충돌을 최소화 시키기 위해 데이터를 전송하고자 하는 STA들은 각각 랜덤 백오프 카운트를 선택하고 그 슬롯 시간만큼 기다린다. 랜덤 백오프 카운트는 유사 랜덤 정수(pseudo-random integer) 값이며 [0 CW] 범위에서 균일 분포된 값 중 하나를 선택하게 된다. CW는 ‘contention window’를 의미한다.
CW 파리미터는 초기값으로 CWmin값을 취하지만 전송이 실패를 하게 되면 값을 2배로 늘리게 된다. 예를 들어 전송한 데이터 프레임에 대한 ACK 응답을 받지 못했다면 충돌이 난 것으로 간주할 수 있다. CW값이 CWmax값을 가지게 되면 데이터 전송이 성공하기 전까지 CWmax값을 유지하도록 하며, 데이다 전송이 성공을 하며 CWmin값으로 재설정하게 된다. 이때 CW, CWmin, CWmax은 구현과 동작의 편의를 위해 을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편 랜덤 백오프 절차가 시작되면 STA은 [0 CW] 범위 안에서 랜덤 백오프 카운트를 선택한 후 백오프 슬롯이 카운트 다운되는 동안 계속 해서 매체를 모니터링하게 된다. 그 사이 매체가 busy 상태가 되면 카운트 다운을 멈추고 있다가 매체가 다시 idle해지면 나머지 백오프 슬롯의 카운트 다운을 재개한다.
도 7을 참조하면, 여러 STA들이 보내고 싶은 데이터가 있을 때 STA3의 경우 DIFS 만큼 매체가 idle 했기 때문에 바로 데이터 프레임을 전송하고, 나머지 STA들은 그 매체가 idle이 되기를 기다린다. 한 동안 매체가 busy 상태였기 때문에 여러 STA이 그 매체를 사용할 기회를 보고 있을 것이다. 그래서 각 STA는 랜덤 백오프 카운트를 선택하게 되는데, 도 3에서는 이 때 가장 작은 백오프 카운트를 선택하게 된 STA 2가 데이터 프레임을 전송하는 것을 도시하고 있다.
STA2의 전송이 끝난 후 다시 매체는 idle 상태가 되고, STA들은 다시 멈췄던 백오프 간격에 대한 카운트 다운을 재개한다. 도 7은 STA 2 다음으로 작은 랜덤 백오프 카운트 값을 가졌고 매체가 busy일 때 잠시 카운트 다운을 멈췄던 STA 5가 나머지 백오프 슬롯을 마저 카운트 다운한 후 데이터 프레임 전송을 시작했지만 우연히 STA 4의 랜덤 백오프 카운트 값과 겹치게 되어 충돌이 일어났음을 도시하고 있다. 이 때 두 STA 데이터 전송 이후 모두 ACK 응답을 받지 못하기 때문에 CW를 2배로 늘린 후 다시 랜덤 백오프 카운트 값을 선택하게 된다.
CSMA/CA의 가장 기본은 캐리어 센싱이다. 단말기는 DCF 매체의 busy/idle 여부를 판단하기 위해 물리 캐리어 센싱과 가상 캐리어 센싱을 사용할 수 있다. 물리 캐리어 센싱은 PHY(physical layer)단에서 이루어지며 에너지 검출(energy detection)이나 프리엠블 검출(preamble detection)을 통해 이루어진다. 예를 들어 수신단에서의 전압 레벨을 측정하거나 프리엠블이 읽힌 것으로 판단이 되면 매체가 busy한 상태라고 판단할 수 있다. 가상 캐리어 센싱은 NAV(network allocation vector)를 설정하여 다른 STA들이 데이터를 전송하지 못하도록 하는 것으로 MAC 헤더의 지속기간 필드(Duration field)의 값을 통해 이루어진다. 한편 충돌의 가능성을 줄이기 위해 로버스트 충돌 검출 메커니즘(robust collision detect mechanism)을 도입을 했는데 이를 위해 RTS/CTS 프레임을 이용한 동작을 도입하였다.
상술한 바와 같은 설명을 바탕으로 다시 도 6을 참조하여 랜덤 액세스에서의 백오프 과정을 살펴본다.
AP로부터 트리거 프레임을 수신한 STA들은 랜덤 액세스를 위한 경쟁 윈도우 크기에 기반한 백오프를 수행할 수 있다. 이때 백오프 경쟁 윈도우의 크기는 트리거 프레임에서 할당하는 자원 유닛의 수에 대응하는 크기를 가지는 것이 바람직하다. 각 STA들은 이와 같은 경쟁 윈도우 내에서 선택된 백오프 값에 기반하여 백오프를 수행하며, 백오프 카운터의 값이 0에 도달하는 시점에서 랜덤 액세스 자원 중 도 6에 도시된 바와 같이 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 무선랜 시스템에서의 랜덤 액세스는 CCA를 수행하지 않고, 할당된 자원 유닛단위로 백오프를 수행하여 진행되는 것을 가정하여 설명하였다. 즉, 매체의 busy/idle 여부에 관계 없이 해당 STA에 할당된 랜덤 액세스 자원마다 백오프 카운터를 감소시키는 방식으로 수행될 수 있다. 다만, 이하에서는 상술한 방식에 추가적으로 CCA를 수행하여 매체의 busy/idle 상태를 고려하여 랜덤 액세스를 제어하는 것을 제안한다.
CCA 기반 랜덤 액세스
도 8은 본 발명의 일 실시형태에 따라 CCA에 기반한 랜덤 액세스 수행 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에서 STA들은 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임을 수신 전 (또는 수신 후)에, CCA 체크를 수행한다. CCA 결과 6개의 랜덤 액세스 자원 유닛 중 첫 번째 및 세 번째 슬롯이 Busy한 것으로 판단할 수 있다. 이 경우 STA들은 CCA 결과를 반영하여 랜덤 액세스 자원을 선택하여 프레임을 전송할 수 있다.
먼저, 도 8은 임의로 선택된 자원이 CCA 결과 Busy한 슬롯과 무관한 예를 도시하고 있다. 즉,STA 1은 임의선택 자원으로서 4번째 슬롯을 선택하였고, 이는 idle한 것으로 판정되었기 때문에 STA 1은 선택된 슬롯 4를 통해 프레임을 전송할 수 있다.
도 9 및 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 CCA 결과를 반영하여 랜덤 액세스 전송 프레임 전송을 지연시키는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 9에서 STA은 임의선택 자원영역이 busy 채널에 속하면, 선택한 영역으로 랜덤 액세스 프레임을 전송하지 않는다. 도 9의 예에서 STA1은 랜덤한 값 3을 선택하였고, 선택한 영역에 대한 채널이 busy이기 때문에 STA 1은 제 1 트리거 프레임에 대응하는 구간에서 랜덤 액세스 프레임을 전송하지 않는다.
이 경우, STA은 도 10에 도시된 바와 같이 다음 트리거 프레임 전송에 대응하는 구간에서 다시 랜덤 액세스 프레임 전송을 시도할 수 있다. 즉, 자신의 random backoff값(0)을 유지한 채 다음 트리거 프레임에서 random selection을 통해서 자신이 전송할 자원 영역을 선택하여 전송할 수 있다.
도 10의 예에서, STA 1은 첫 번째 트리거 프레임을 받고, 랜덤 액세스를 시도한다. Random selection 수행 시, 랜덤한 값을 3을 뽑아서, 프레임을 전송을 하려고 하나, 해당 자원 영역이 busy한 서브 채널에 속해서, STA1은 해당 자원 영역에서 프레임 전송을 시도 하지 않고 연기한다. 이 때, random backoff 값은 그대로 유지(즉, 0)한 채 다음 (예에서는, 두 번째) 트리거 프레임 전송에서 다시 랜덤 액세스를 시도할 수 있다.
이 경우, STA은 두 번째 트리거 프레임 을 수신 한 후, 랜덤 액세스 를 시도하기 위해서, 트리거 프레임에서 할당된 영역에서 랜덤한 값을 뽑아서 프레임 전송을 시도한다. 위 예에서, STA1은 두 번째 트리거 프레임에서 랜덤한 값을 4를 뽑았고, 해당 채널이 유휴(idle)하여 프레임을 전송할 수 있다.
도 11 및 12는 본 발명의 일 실시형태에 따라 임의선택 자원이 Busy한 경우 소정 규칙에 따라 조절된 조절자원을 통해 랜덤액세스를 수행하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이 STA이 선택한 임의선택자원 영역이 busy 채널에 속하면, 선택한 자원 영역 이후에, idle한 채널(또는 채널들 중)의 첫 번째(또는 마지막) 자원 영역(slot)을 사용하여 프레임을 전송할 수 있다. 다만, 상술한 바와 같이 조절자원영역을 결정하는 방식은 이에 한정될 필요는 없으며 다양한 방식이 이용될 수 있다.
도 11 에서, STA1은 랜덤 한 값을 3 뽑았고, 선택된 3번째 slot이 busy여서, 이후에 idle 한 채널의 첫 번째 slot(위의 예에서 네 번째 자원 영역)을 선택하여 사용하는 예를 나타낸다.
한편, 도 12는 STA이 선택한 자원 영역이 busy 채널에 속하면, 선택한 자원 영역 이후에, idle한 채널의 자원 영역 중 랜덤하게 자원을 선택하여 프레임을 전송하는 예를 도시하고 있다. 채널의 자원 영역이 하나일 경우, 해당 영역으로 전송한다.
도 12의 예에서, STA1은 랜덤 한 값을 3 뽑았고, 선택된 3번째 slot이 busy여서, 이후에 idle 한 채널(두 번째 채널)에서 랜덤한 자원 영역(위의 예에서 2번째 채널의 두 번째 자원 영역)을 선택하여 사용하는 예를 나타낸다.
도 13 및 14는 본 발명의 일 실시형태에 따라 임의선택 자원의 선택을 idle한 자원 중 선택되도록 구성하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에서 STA들은 랜덤 액세스를 위한 트리거 프레임을 수신 전 (또는 수신 후)에, CCA 체크를 수행한다. STA들은 트리거 프레임에서 할당한 총 자원 영역들 중에서 busy한 채널에 포함된 자원 영역을 제외하고 나머지 자원 영역들 중에서 랜덤하게 자원 슬롯을 선택하여, 선택된 자원 영역으로 프레임을 전송한다.
도 13의 예에서, STA1은 첫 번째 자원 영역과 두 번째 자원 영역이 busy 채널에 속하여서, 이후 idle한 slot인 세 번째 자원 영역부터 여섯 번째 자원 영역 중 임의로 선택된 자원 영역(여섯 번째 자원 영역)을 사용하여 프레임을 전송할 수 있다.
만약, idle한 채널이 없으면, STA은 다음 트리거 프레임에 대응하는 시점에서 다시 전송을 시도할 수 있으며, 도 14는 이러한 예를 도시하고 있다. 즉, 자신의 random backoff count값(0)을 유지한 채, 다음 Trigger frame에서 random selection을 통해서 자신이 전송할 자원 영역을 선택할 수 있다.
도 14의 예에서 첫 번째 TF에 의해서 Random access를 위해서 할당된 모든 RUs들에 대한 모든 채널들이 busy여서, 두 번째 TF의 할당된 random RUs에서 random access를 시도한다. 두 번째에서 일부 RUs들이 busy이거나 전부 idle하면, idle한 채널에 속한 RU들 중에서 random하게 하나를 선택하여 전송할 수 있다.
이 경우, 도 10의 예와 비슷하게, 첫 번째 TF를 수신하고 idle channel이 없어서, STA은 두 번째 트리거 프레임을 수신 한 후, 랜덤 액세스 를 시도하기 위해서, 트리거 프레임에서 할당된 영역에서 랜덤한 값을 뽑아서 프레임 전송을 시도할 수 있다. 위 예에서, STA1은 두 번째 트리거 프레임에서 랜덤한 값을 4를 뽑았고, 해당 채널이 유휴(idle)하여 프레임을 전송할 수 있다.
위의 방법들에서 트리거 프레임에서 할당된 자원 영역의 일부 또는 전부가 busy한 채널에 속하는 경우에 적용할 수 있다.
랜덤 액세스 임계치 설정 방식의 도입
본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 랜덤 액세스에서 random selection을 시도할 때, 랜덤 액세스 임계치를 기반으로 STA이 해당 트리거 프레임에서 할당된 자원 영역으로 랜덤 액세스를 시도할지 여부를 결정하는 방식을 제안한다.
예를 들어, 랜덤 액세스 임계치값이 정해져 있고, 랜덤 셀렉션을 위해서 선택한 랜덤한 값이 랜덤 액세스 임계치를 넘으면, 단말은 해당 시점에서 전송을 시도하지 않고, 다음으로 연기하고, 랜덤 액세스 임계치값 이내에 들었을 경우 랜덤하게 선택된 자원 영역에서 전송을 시도한다.
본 실시형태에서는 랜덤 액세스를 위해서 랜덤한 값을 선택하는 window와 랜덤 액세스 임계치를 설정하는 방법을 제안한다. STA이 Random selection을 위해서 랜덤한 값을 선택한 윈도우는 트리거 프레임에서 할당된 랜덤 액세스 용 resource unit들의 총 수로 결정된다. 예를 들어서, 트리거 프레임에서 할당된 랜덤 액세스 용 resource unit의 수가 총 9개 라면, STA은 (1~9)에서 랜덤한 값을 하나 선택하여 랜덤 자원 영역을 선택한다.
랜덤 액세스 임계치 값은 트리거 프레임에서 할당된 랜덤 액세스 용 자원 유닛들 중 idle 채널에 속한 resource unit들의 총수로 결정한다. 예를 들어, 트리거 프레임 에서 할당한 총 자원 유닛 수가 9개이고, idle채널에 속한 자원 유닛 수가 6개 일 경우, Random selection window는 9, 랜덤 액세스 임계치 는 6으로 설정된다.
이와 같은 가정 하에서 STA이 random selection widow (9)에서 선택한 랜덤 값이 6보다 작을 경우(또는 6보다 작거나 같을 경우), 단말은 랜덤 액세스를 시도할 수 있다. 하지만 선택한 값이 랜덤 액세스 임계치인 6보다 크거나 같을 경우 (또는 6보다 클 경우), 랜덤 액세스 를 시도하지 않는 것이 바람직하다.
이 후 random selection을 통해서 전송하는 방법은 위에서 나열한 방법들 중 하나 또는 다른 방법을 통해서 프레임을 전송할 수 있다. 상술한 실시형태들에서 NAV rule은 11ax에서 정의된 UL MU 프로시져를 위한 NAV rule을 그대로 적용한 것을 가정한다. 예를 들어, OBSS NAV이 설정되어 있으면, CCA가 idle할 지라도 전송하지 않을 수 있다. 그렇지 않으면, 위의 rule을 그대로 정의할 수 있다.도 15는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 무선 장치(800)은 상술한 설명의 특정 STA, 그리고 무선 장치(850)은 상술한 설명의 AP에 대응할 수 있다.
STA (800)은 프로세서(810), 메모리(820), 송수신부(830)를 포함할 수 있고, AP (850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 송수신부(880)를 포함할 수 있다. 송수신부(830 및 880)은 무선 신호를 송신/수신하고, IEEE 802.11/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(810 및 860)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세서(810 및 860)는 상기 언급된 UL MU 스케줄링 절차를 수행할 수 있다.
프로세서(810 및 860) 및/또는 송수신부(830 및 880)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(820 및 870)은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때, 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행하는 모듈(예를 들어, 프로세스, 기능)로서 실행될 수 있다. 상기 모듈은 메모리(820, 870)에 저장될 수 있고, 프로세서(810, 860)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(820, 870)는 상기 프로세스(810, 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(810, 860)와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 경쟁 기반으로 랜덤 액세스가 수행될 수 있는 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션(STA)이 AP(Access Point)에 랜덤 액세스(Random Access)를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 AP로부터 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하고,
    상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 소정 경쟁 윈도우 (Contention Window) 크기에 기반한 백오프를 수행하며,
    상기 백오프의 카운터가 0에 도달한 제 1 시점에서 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 제 2 프레임을 전송하되,
    상기 STA은 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에 대한 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여, 상기 CCA 결과에 따라 상기 임의선택자원을 통한 상기 제 2 프레임 전송을 조절하는, 랜덤 액세스 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 제 1 시점에 상기 제 2 프레임을 전송하지 않는, 랜덤 액세스 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 AP로부터 후속하는 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 3 프레임을 수신하고,
    상기 제 1 시점에서 전송하지 않은 상기 제 2 프레임은, 상기 제 3 프레임에 기반한 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 임의로 선택된 제 2 임의선택자원을 통해 제 2 시점에 전송하는, 랜덤 액세스 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 3 프레임 수신 시, 상기 백오프의 카운터를 0으로 유지한 상태에서 상기 제 2 시점을 결정하는, 랜덤 액세스 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 임의선택자원을 소정 규칙에 따라 상기 제 1 시점에 혼잡하지 않은 자원 중 하나인 조절자원으로 조절하는, 랜덤 액세스 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조절자원은 상기 임의선택자원에 후속하는 자원단위 중 첫 번째로 혼잡하지 않은 자원으로 결정되는, 랜덤 액세스 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 CCA 결과 혼잡하지 않은(idle) 자원 중 임의로 선택하여 상기 임의선택자원을 선택하는, 랜덤 액세스 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정 경쟁 윈도우 크기는 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원의 자원 유닛 수에 대응하여 결정되는, 랜덤 액세스 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 혼잡하지 않은(idle) 자원 유닛의 수에 대응하여 랜덤 액세스 임계치를 설정하며,
    상기 소정 경쟁 윈도우 크기 내에서 임의로 선택된 값이 상기 랜덤 액세스 임계치보다 큰 경우, 상기 제 1 프레임의 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서는 랜덤 액세스를 시도하지 않는, 랜덤 액세스 방법.
  10. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션(STA) 장치에 있어서,
    AP(Access Point)로부터 랜덤 액세스(Random Access)용 자원 할당 정보를 포함하는 제 1 프레임을 수신하고, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원 중 임의로 선택된 임의선택자원을 통해 제 2 프레임을 전송하도록 구성되는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결되어, 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 소정 경쟁 윈도우 (Contention Window) 크기에 기반한 백오프를 수행하고, 상기 백오프의 카운터가 0에 도달한 제 1 시점에서 상기 송수신기가 상기 임의선택자원을 통해 상기 제 2 프레임을 전송하도록 구성되는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는 상기 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에 대한 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행하여, 상기 CCA 결과에 따라 상기 임의선택자원을 통한 상기 제 2 프레임 전송을 조절하도록 구성되는, 스테이션 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 프로세서는 상기 제 1 시점에 상기 제 2 프레임을 전송하지 않도록 상기 송수신기를 제어하는, 스테이션 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송수신기가 상기 AP로부터 후속하는 랜덤 액세스용 자원 할당 정보를 포함하는 제 3 프레임을 수신하는 경우,
    상기 프로세서는, 상기 제 1 시점에서 전송하지 않은 상기 제 2 프레임을, 상기 제 3 프레임에 기반한 랜덤 액세스용 자원 할당 정보에 따라 할당된 자원에서 임의로 선택된 제 2 임의선택자원을 통해 제 2 시점에 전송하도록 구성되는, 스테이션 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 송수신기가 상기 제 3 프레임 수신 시, 상기 백오프의 카운터를 0으로 유지한 상태에서 상기 제 2 시점을 결정하는, 스테이션 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 시점에서 상기 임의선택자원이 상기 CCA 결과 혼잡(Busy)한 경우, 상기 프로세서는 상기 임의선택자원을 소정 규칙에 따라 상기 제 1 시점에 혼잡하지 않은 자원 중 하나인 조절자원으로 조절하는, 스테이션 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 CCA 결과 혼잡하지 않은(idle) 자원 중 임의로 선택하여 상기 임의선택자원을 선택하는, 스테이션 장치.
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US (1) US10397916B2 (ko)
WO (1) WO2016186473A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005214A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Intel IP Corporation Deterministic backoff with collision avoidance
CN111343729A (zh) * 2020-02-28 2020-06-26 展讯通信（上海）有限公司 无线数据传输方法及装置、存储介质、sta
WO2020166806A1 (ko) * 2019-02-11 2020-08-20 삼성전자 주식회사 협력적 임의 접속 방법 및 이를 위한 전자 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10136452B2 (en) * 2015-02-24 2018-11-20 Qualcomm Incorporated Enhanced PRACH for standalone contention based communications including unlicensed spectrum
EP3376814A4 (en) * 2015-11-12 2018-10-31 Fujitsu Limited Terminal device, base station device, wireless communication system, and wireless communication method
US10181996B2 (en) 2016-02-12 2019-01-15 Intel IP Corporation Trigger frame recovery
FR3056066B1 (fr) * 2016-09-12 2018-08-31 Sagemcom Broadband Sas Procedure d’acces aleatoire coordonne a un reseau de communication sans-fil
CN112740814A (zh) * 2018-11-02 2021-04-30 富士通株式会社 随机接入配置方法、信号发送方法、装置和通信系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014061992A1 (ko) * 2012-10-16 2014-04-24 엘지전자 주식회사 무선랜에서 채널 액세스 방법 및 장치
WO2015034166A1 (ko) * 2013-09-06 2015-03-12 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 데이터 단위의 복구 방법 및 장치
WO2015068968A1 (ko) * 2013-11-07 2015-05-14 엘지전자 주식회사 무선랜에서 멀티 유저 상향링크 수신 방법 및 장치

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7570656B2 (en) * 2001-06-18 2009-08-04 Yitran Communications Ltd. Channel access method for powerline carrier based media access control protocol
EP1478131A1 (de) * 2003-05-12 2004-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren für Zufallszugriffe in einem lokalen Netz
US7328026B2 (en) * 2004-08-11 2008-02-05 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Signaling in a wireless network with sequential coordinated channel access
EP1782578B1 (en) * 2004-08-12 2015-05-27 InterDigital Technology Corporation Method and access point for controlling access to a wireless communication medium
KR100657333B1 (ko) * 2005-08-27 2006-12-14 삼성전자주식회사 무선채널 품질 측정방법 및 그 측정장치
CN1929338B (zh) * 2005-09-06 2011-08-24 都科摩（北京）通信技术研究中心有限公司 蜂窝网和泛在网的融合方法和设备
US8879573B2 (en) * 2006-12-01 2014-11-04 Microsoft Corporation Media access control (MAC) protocol for cognitive wireless networks
US20090040990A1 (en) * 2007-08-09 2009-02-12 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for avoiding avalanche effect in coexisting wireless networks
US20100091717A1 (en) * 2008-10-14 2010-04-15 Motorola, Inc. Method to quite hidden nodes
EP2214447B1 (en) * 2009-01-29 2016-03-30 Stichting IMEC Nederland Access method and data frame structure for use in body area networks
CN103430609B (zh) * 2011-03-25 2017-09-19 北京新岸线移动多媒体技术有限公司 用于无线通信的装置
WO2012139278A1 (en) * 2011-04-12 2012-10-18 Renesas Mobile Corporation Methods and apparatuses of spectrum sharing for cellular-controlled offloading using unlicensed band
TWI624184B (zh) * 2012-02-03 2018-05-11 內數位專利控股公司 於相同頻譜中操作的無線傳輸/接收單元(wtru)間的共存的方法及裝置
EP2818019A1 (en) * 2012-02-24 2014-12-31 Interdigital Patent Holdings, Inc. Random access in dynamic and shared spectrums
US9717071B2 (en) * 2013-08-16 2017-07-25 Qualcomm Incorporated Uplink procedures for LTE/LTE-A communication systems with unlicensed spectrum
CN104780618B (zh) * 2014-01-13 2019-03-12 中兴通讯股份有限公司 利用码分复用的争用仲裁
US20160050667A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Communication on licensed and unlicensed bands
KR20160045023A (ko) * 2014-10-16 2016-04-26 뉴라컴 인코포레이티드 고효율 무선랜에서 상향링크 채널 액세스 방법 및 장치
US10531433B2 (en) * 2014-10-29 2020-01-07 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for multiple user uplink access
US9980292B2 (en) * 2014-10-29 2018-05-22 Mediatek Inc. Contention based uplink orthogonal frequency-division multiple access (OFDMA)
US11297510B2 (en) * 2015-01-19 2022-04-05 Qualcomm Incorporated Medium access for shared or unlicensed spectrum
US10201016B2 (en) * 2015-02-18 2019-02-05 Qualcomm Incorporated Techniques for cell access using an unlicensed radio frequency spectrum band
US20160262173A1 (en) * 2015-03-03 2016-09-08 Samsung Electronics Co., Ltd Methods for uplink channel access in wireless local area networks
US20160278088A1 (en) * 2015-03-17 2016-09-22 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) LBT Operation Based on Channel Activity and/or Traffic Load
US10142972B2 (en) * 2015-04-27 2018-11-27 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for multiple user uplink response rules

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014061992A1 (ko) * 2012-10-16 2014-04-24 엘지전자 주식회사 무선랜에서 채널 액세스 방법 및 장치
WO2015034166A1 (ko) * 2013-09-06 2015-03-12 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 데이터 단위의 복구 방법 및 장치
WO2015068968A1 (ko) * 2013-11-07 2015-05-14 엘지전자 주식회사 무선랜에서 멀티 유저 상향링크 수신 방법 및 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ERICSSON: "Further Details on LBT for LAA", R1-150584, 3GPP TSG RAN WG1 MEETING #80, 18 February 2015 (2015-02-18), Athens, Greece, XP050933792 *
INTEL CORPORATION: "LBT Design for LAA Downlink", R1-150089, 3GPP TSG RAN WG1 MEETING #80, 18 February 2015 (2015-02-18), Athens, Greece, XP050933303 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005214A1 (en) * 2018-06-26 2020-01-02 Intel IP Corporation Deterministic backoff with collision avoidance
US11419038B2 (en) 2018-06-26 2022-08-16 Intel Corporation Deterministic backoff with collision avoidance
WO2020166806A1 (ko) * 2019-02-11 2020-08-20 삼성전자 주식회사 협력적 임의 접속 방법 및 이를 위한 전자 장치
CN111343729A (zh) * 2020-02-28 2020-06-26 展讯通信（上海）有限公司 无线数据传输方法及装置、存储介质、sta

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US20180146476A1 (en) 2018-05-24
US10397916B2 (en) 2019-08-27

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