WO2017099546A2 - 무선랜 시스템에서 프레임을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 프레임을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017099546A2
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류기선
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    • H04W74/0808—Non-scheduled or contention based access, e.g. random access, ALOHA, CSMA [Carrier Sense Multiple Access] using carrier sensing, e.g. as in CSMA

Definitions

  • the present invention relates to a method for transmitting and receiving a frame in a WLAN system, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting or receiving a frame including a TXOP period field.
  • 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.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for transmitting and receiving a frame by setting a transmission opportunity (TXOP) period included in a signaling field more accurately and efficiently.
  • TXOP transmission opportunity
  • the present invention is not limited to the above-described technical problem and other technical problems can be inferred from the embodiments of the present invention.
  • TXOP transmission opportunity duration
  • the remaining TXOP period is calculated and the remaining TXOP period is not a multiple of the granularity of the time unit used in the SIG field, the remaining TXOP period is approximated to a first TXOP period value that is a multiple of the granularity. )can do.
  • a station the receiver for receiving a first frame from an access point (AP);
  • a processor configured to determine a transmission opportunity duration (TXOP) duration value to be included in a signaling field of a second frame to be transmitted by the STA based on the first frame;
  • a transmitter for transmitting the second frame, wherein in the determination of the TXOP period value, the processor will remain after the second frame is transmitted based on the TXOP period indicated through the first frame.
  • TXOP transmission opportunity duration
  • the remaining TXOP period is calculated and the remaining TXOP period is not a multiple of the granularity of the time unit used in the SIG field, the remaining TXOP period is approximated to a first TXOP period value that is a multiple of the granularity. )can do.
  • the remaining TXOP period may exclude the length of the second frame and the inter-frame space in the TXOP period indicated by the first frame.
  • the STA selects one of the first TXOP period value and a second TXOP period value indicating that the TXOP period value is not valid as the TXOP period value, wherein the first frame May include an indicator indicating whether the STA should select one of the first TXOP period value and the second TXOP period value.
  • the first frame is a trigger frame for allocating resources for multi-user uplink transmission.
  • the second frame may be a multi-user uplink frame transmitted through the resource allocated by the trigger frame.
  • the indicator may be received through a common information field or a high throughput control field of the trigger frame.
  • the STA sets the MAC period included in the MAC header of the second frame to the remaining TXOP period, wherein the first TXOP period value is closest to the MAC period among multiples of the granularity that is less than or equal to the MAC period. It may be.
  • the SIG field includes a 7-bit size TXOP duration field indicating the TXOP duration value, the TXOP duration field supports granularities of multiple time units,
  • a most significant bit (MBS) in the 7-bit size TXOP period field may indicate which of the multiple time unit granularities were used for the TXOP period value.
  • the remaining TXOP period for the corresponding frame transmission is indicated through the signaling field so that the TXOP period can be set more accurately and efficiently, and the third STAs that do not decode the MAC header are also TXOP holders. You can correctly protect TXOP in / responder.
  • 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 a general link setup process.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a backoff process.
  • 5 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • 7 to 9 are diagrams for explaining the operation of the STA receiving the TIM.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • FIG. 11 illustrates a content free (CF) -END frame.
  • 16 is a diagram for explaining uplink multi-user transmission.
  • FIG. 17 shows an example of a trigger frame format.
  • FIG. 21 illustrates a common info field of a trigger frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating a frame transmission / reception method according to an embodiment of the present invention.
  • 24 is a diagram for explaining an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the following description relates to a method and an apparatus therefor for efficiently utilizing a channel having a wide band in a WLAN system.
  • 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.
  • the operation of the STA operating in the WLAN system may be described in terms of a layer structure.
  • the hierarchy may be implemented by a processor.
  • the STA may have a plurality of hierarchical structures.
  • the hierarchical structure covered by the 802.11 standard document is mainly the MAC sublayer and physical (PHY) layer on the DLL (Data Link Layer).
  • the PHY may include a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity, a Physical Medium Dependent (PMD) entity, and the like.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMD Physical Medium Dependent
  • the MAC sublayer and PHY conceptually contain management entities called MAC sublayer management entities (MLMEs) and physical layer management entities (PLMEs), respectively.These entities provide a layer management service interface on which layer management functions operate. .
  • SME Station Management Entity
  • An SME is a layer-independent entity that can appear to be in a separate management plane or appear to be off to the side. While the exact features of the SME are not described in detail in this document, they generally do not include the ability to collect layer-dependent states from various Layer Management Entities (LMEs), and to set similar values for layer-specific parameters. You may seem to be in charge. SMEs can generally perform these functions on behalf of general system management entities and implement standard management protocols.
  • LMEs Layer Management Entities
  • the aforementioned entities interact in a variety of ways.
  • entities can interact by exchanging GET / SET primitives.
  • a primitive means a set of elements or parameters related to a particular purpose.
  • the XX-GET.request primitive is used to request the value of a given MIB attribute (management information based attribute information).
  • the XX-GET.confirm primitive is used to return the appropriate MIB attribute information value if the Status is "Success", otherwise it is used to return an error indication in the Status field.
  • the XX-SET.request primitive is used to request that the indicated MIB attribute be set to a given value. If the MIB attribute means a specific operation, this is to request that the operation be performed.
  • the XX-SET.confirm primitive confirms that the indicated MIB attribute is set to the requested value when status is "success", otherwise it is used to return an error condition in the status field. If the MIB attribute means a specific operation, this confirms that the operation has been performed.
  • the MLME and SME may exchange various MLME_GET / SET primitives through a MLME_SAP (Service Access Point).
  • various PLME_GET / SET primitives may be exchanged between PLME and SME through PLME_SAP and may be exchanged between MLME and PLME through MLME-PLME_SAP.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • an STA In order for an STA to set up a link and transmit / receive data with respect to a network, an STA 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.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, the STA must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. A network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmits the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the responder may be an STA that last transmitted a beacon frame in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame, so the AP becomes a responder.
  • the responder is not constant.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (eg, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / response transmission and reception on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network and is periodically transmitted to allow the STA performing scanning to find the wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit a beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the STA may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process may be referred to as a first authentication process in order to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • the authentication process includes a process in which the STA transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for 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 STA may send an authentication request frame to the AP.
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding STA based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide a result of the authentication process to the STA through an authentication response frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, RSN, mobility domain. Information about supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • an 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 process 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.
  • a basic access mechanism of MAC is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC. It basically employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium during a predetermined time period (e.g., during a DCF Inter-Frame Space (DIFS), before starting transmission.
  • DIFS DCF Inter-Frame Space
  • a delay period for example, a random backoff period
  • HCF hybrid coordination function
  • the PCF refers to a polling-based synchronous access scheme in which polling is performed periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • the HCF has an Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) and an HCF Controlled Channel Access (HCCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users, and HCCA uses a non-competition based channel access scheme using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period (CP) and a contention free period (CFP).
  • QoS quality of service
  • FIG. 4 is a diagram for describing a backoff process.
  • the random backoff count has a packet number value and may be determined as one of values ranging from 0 to CW.
  • CW is a contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CWmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (eg, when an ACK for a transmitted frame is not received).
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slots according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the medium to be busy. In the meantime, data may also be transmitted in each of STA1, STA2, and STA5, and each STA waits for DIFS when the medium is monitored idle, and then counts down the backoff slot according to a random backoff count value selected by the STA. Can be performed. In the example of FIG. 4, STA2 selects the smallest backoff count value, and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of the STA5 is shorter than the remaining backoff time of the STA1 at the time when the STA2 finishes the backoff count and starts the frame transmission.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • the STA1 and the STA5 resume the stopped backoff count after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission. Meanwhile, while STA2 occupies the medium, data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4.
  • a collision may occur between STA4 and STA5. If a collision occurs, neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails. In this case, STA4 and STA5 may double the CW value, select a random backoff count value, and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, waits for DIFS when the medium is idle, and starts frame transmission after the remaining backoff time passes.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value in which an AP and / or STA currently using or authorized to use a medium instructs another AP and / or STA how long to remain until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period in which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the corresponding frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • 5 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • 5A illustrates an example of a hidden node, in which STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A may be transmitting information to STA B, it may be determined that the medium is idle when STA C performs carrier sensing before sending data to STA B. This is because transmission of STA A (ie, media occupation) may not be sensed at the location of STA C.
  • STA B since STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 5B is an example of an exposed node
  • STA B is a case in which STA C has information to be transmitted from STA D while transmitting data to STA A.
  • FIG. 5B is an example of an exposed node
  • STA C is a case in which STA C has information to be transmitted from STA D while transmitting data to STA A.
  • FIG. 5B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, since STA C is sensed as a medium occupancy state even if there is information to be transmitted to STA D, it must wait until the medium becomes idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, transmission from STA C and transmission from STA B may not collide with STA A's point of view, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, STA C may be referred to as an exposed node of STA B.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • a short signaling packet such as a request to send (RTS) and a clear to send (CTS) may be used.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • the RTS / CTS between the two STAs may allow the surrounding STA (s) to overhear, allowing the surrounding STA (s) to consider whether to transmit information between the two STAs. For example, when an STA to transmit data transmits an RTS frame to an STA receiving the data, the STA receiving the data may inform the neighboring STAs that they will receive the data by transmitting the CTS frame.
  • FIG. 6A illustrates an example of a method for solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 6A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • FIG. 6 (b) illustrates an example of a method for solving an exposed node problem
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may use another STA (eg, STA). It may be determined that no collision will occur even if data is transmitted to D). That is, STA B transmits the RTS to all neighboring STAs, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is out of STC C's carrier sensing.
  • the WLAN system channel sensing must be performed before the STA performs transmission and reception, and always sensing the channel causes continuous power consumption of the STA.
  • the power consumption in the receive state is not significantly different from the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also a great burden for the power limited STA (ie, operated by a battery). Therefore, if the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, it inefficiently consumes power without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state (or a doze state) and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA operates in the sleep state for as long as possible, power consumption is reduced, so the STA has an increased operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to transmit to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Accordingly, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether or not the frame to be transmitted to (or, if there is, receive it) exists.
  • the AP may transmit a beacon frame to STAs in the BSS at regular intervals.
  • the beacon frame may include a traffic indication map (TIM) information element.
  • the TIM information element may include information indicating that the AP has buffered traffic for STAs associated with the AP and transmits a frame.
  • the TIM element includes a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • 7 to 9 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • the STA may switch from the sleep state to the awake state to receive a beacon frame including the TIM from the AP, interpret the received TIM element, and know that there is buffered traffic to be transmitted to the AP. .
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request an AP to transmit a data frame.
  • the AP may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame thereto to the AP.
  • the STA may then go back to sleep.
  • ACK acknowledgment
  • the AP may operate according to an immediate response method of transmitting a data frame after a predetermined time (for example, a short inter-frame space (SIFS)) after receiving a PS-Poll frame from an STA. Can be. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a deferred response method, which will be described with reference to FIG. 8.
  • a predetermined time for example, a short inter-frame space (SIFS)
  • SIFS short inter-frame space
  • the STA switches from the sleep state to the awake state to receive the TIM from the AP and transmits the PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 7. If the AP does not prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame was successfully received to the AP and go to sleep.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame containing a DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after the beacon frame including the DTIM without transmitting and receiving the PS-Poll frame.
  • the STAs may receive data while continuously awake after receiving the beacon frame including the DTIM, and may switch back to the sleep state after the data reception is completed.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • the Physical Layer Protocol Data Unit (PPDU) frame format may include a Short Training Field (STF), a Long Training Field (LTF), a SIG (SIGNAL) field, and a Data field.
  • STF Short Training Field
  • LTF Long Training Field
  • SIGNAL SIGNAL
  • Data field a Data field.
  • the most basic (eg, non-HT) PPDU frame format may include only a legacy-STF (L-STF), a legacy-LTF (L-LTF), a SIG field, and a data field.
  • the STF is a signal for signal detection, automatic gain control (AGC), diversity selection, precise time synchronization, etc.
  • the LTF is a signal for channel estimation, frequency error estimation, and the like.
  • the STF and LTF may be referred to as a PLCP preamble, and the PLCP preamble may be referred to as a signal for synchronization and channel estimation of an OFDM physical layer.
  • the SIG field may include a RATE field and a LENGTH field.
  • the RATE field may include information about modulation and coding rate of data.
  • the LENGTH field may include information about the length of data.
  • the SIG field may include a parity bit, a SIG TAIL bit, and the like.
  • the data field may include a SERVICE field, a physical layer service data unit (PSDU), a PPDU TAIL bit, and may also include a padding bit if necessary.
  • Some bits of the SERVICE field may be used for synchronization of the descrambler at the receiving end.
  • the PSDU corresponds to an MPDU (MAC Protocol Data Unit) defined in the MAC layer and may include data generated / used in an upper layer.
  • the PPDU TAIL bit can be used to return the encoder to zero.
  • the padding bit may be used to adjust the length of the data field in a predetermined unit.
  • the MPDU is defined according to various MAC frame formats, and the basic MAC frame is composed of a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • the MAC frame may be composed of MPDUs and may be transmitted / received through the PSDU of the data portion of the PPDU frame format.
  • the MAC header includes a frame control field, a duration / ID field, an address field, and the like.
  • the frame control field may include control information required for frame transmission / reception.
  • the duration / ID field may be set to a time for transmitting the corresponding frame.
  • the duration / ID field included in the MAC header may be set to 16 bits long (e.b., B0 to B15).
  • the content included in the period / ID field may vary depending on the frame type and subtype, whether the content is transmitted during the CFP (contention free period), the QoS capability of the transmitting STA, and the like.
  • the duration / ID field may include the AID of the transmitting STA (e.g., via 14 LSB bits) and the 2 MSB bits may be set to one.
  • the period / ID field may be set to a fixed value (e.g., 32768).
  • the duration / ID field may include a duration value defined for each frame type.
  • Sequence Control, QoS Control, and HT Control subfields of the MAC header refer to the IEEE 802.11 standard document.
  • the frame control field of the MAC header may include Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame, Order subfields.
  • the content of each subfield of the frame control field may refer to an IEEE 802.11 standard document.
  • FIG. 11 illustrates a content free (CF) -END frame.
  • a CF-END frame is transmitted by a non-directional multi-gigabit (11ad) STA.
  • the CF-END frame may be sent to truncate the TXOP duration. Therefore, the duration field in the CF-END frame is set to zero.
  • the RA (Receiver Address) field may be set to a broadcast group address.
  • the BSSID field may be set to the address of the STA included in the AP.
  • the Individual / Group bit of the BSSID field may be set to 1.
  • HE PPDU High Efficiency Physical layer Protocol Data Unit
  • the HE-SIG A field is located after the L-Part (e.g., L-STF, L-LTF, L-SIG) and, like the L-Part, is repeated in units of 20 MHz.
  • L-Part e.g., L-STF, L-LTF, L-SIG
  • HE-SIG A may be included in all HE PPDUs, while HE-SIG B may be omitted from SU PPDUs and UL trigger-based PPDUs (e.g., UL PPDUs transmitted based on trigger frames).
  • HE-SIG A includes common control information (e.g., BW, GI length, BSS Color, CRC, Tail, etc.) for STAs.
  • the HE-SIG A field contains information for interpreting the HE PPDU, so the information contained in the HE-SIG A field may vary depending on the format of the HE PPDU (eg, SU PPDU, MU PPDU, or trigger-based PPDU). Can be.
  • the HE-SIG A field may include a DL / UL indicator, a HE PPDU format indicator, BSS Color, TXOP Duration, BW (bandwidth), MCS, CP + LTF length, coding information, stream It may include at least one of the number, STBC (eg, STBC use), transmission beamforming (TxBF) information, CRC, and Tail.
  • STBC eg, STBC use
  • TxBF transmission beamforming
  • the HE-SIG A field may include a DL / UL indicator, a BSS Color, a TXOP Duration, a bandwidth (BW), MCS information of the SIG B field, a symbol number of the SIG B field, and a HE LTF symbol number. It may include at least one of the full-band MU-MIMO use indicator, CP + LTF length, transmission beamforming (TxBF) information, CRC and Tail.
  • TxBF transmission beamforming
  • the HE-SIG A field may include at least one of a format indicator (eg, SU PPDU or trigger based PPDU), BSS Color, TXOP Duration, BW, CRC, and Tail. have.
  • a format indicator eg, SU PPDU or trigger based PPDU
  • BSS Color e.g., BSS Color
  • TXOP Duration BW
  • CRC CRC
  • the HE-SIG A may include at least one of user allocation information, for example, an STA identifier such as a PAID or a GID, allocated resource information, and the number of streams (Nsts). have.
  • STA identifier such as a PAID or a GID
  • allocated resource information allocated resource information
  • Nsts the number of streams
  • the BSS color information included in the HE-SIG A field is information for identifying the BSS and has a shorter length than the BSSID.
  • the BSSID has a length of 48 bits, whereas the BSS color information may have a length of 6 bits.
  • the STA may determine whether it is an intra-BSS frame using BSS color information. That is, even if the STA decodes only the HE-SIG A field without having to decode the entire HE PPDU, the STA may distinguish between the intra BSS PPDU and the inter BSS PPDU through BSS color information.
  • HE-SIG B may be independently encoded for each 20MHz channel unit.
  • the HE-SIG B encoded every 20 MHz channel units may be referred to as an HE-SIG-B content channel.
  • one HE-SIG B content channel may be transmitted.
  • the 20 MHz-sized channels may be the first HE-SIG B content channel (hereinafter referred to as HE-SIG B [1]) or the second HE-SIG B content channel (hereinafter referred to as HE-SIG B [ 2]) can be transmitted.
  • the HE-SIG B [1] and the HE-SIG B [2] may be alternately transmitted.
  • the odd 20 MHz channel may transmit HE-SIG B [1] and the even 20 MHz channel may transmit HE-SIG B [2].
  • HE-SIG B [1] is transmitted on the first 20 MHz channel and HE-SIG B [2] is transmitted on the second 20 MHz channel.
  • HE-SIG B [1] is transmitted on the first 20 MHz channel
  • HE-SIG B [2] is transmitted on the second 20 MHz channel
  • the same HE-SIG B [1] is transmitted on the third
  • the same HE-SIG B [2] is repeated on the fourth 20 MHz channel. Similar transmission in the 160 MHz bandwidth.
  • contents of the HE-SIG B [1] and the HE-SIG B [2] may be different.
  • the HE-SIG-Bs [1] all have the same content.
  • HE-SIG B [2] all have the same content.
  • the HE-SIG B may include a common field and a user specific field.
  • the common field may precede the user specific field.
  • the common field and the user specific field may be distinguished in bit units, not in OFDM symbol units.
  • the common field of the HE-SIG B includes information on all of the STAs designated to receive the PPDU in the corresponding bandwidth.
  • the common field may include resource unit (RU) allocation information. For example, when dividing four 20 MHz channels constituting 80 MHz into [LL, LR, RL, RR], a common block for LL and RL is included in a common field of HE-SIG B [1], and HE- A common block for LR and RR may be included in a common field of SIG B [2].
  • RU resource unit
  • the user specific field of the HE-SIG B may include a plurality of user fields, and each user field may include information specific to an individual STA designated to receive a PPDU.
  • the user field may include, but is not limited to, at least one of a station ID, an MCS for each STA, a stream number (Nsts), a coding (e.g., an indication for using an LDPC), a DCM indicator, and transmission beamforming information.
  • FIG 16 illustrates an uplink multi-user transmission situation according to an embodiment of the present invention.
  • a UL MU transmission scheme may be used, which means that the AP transmits a trigger frame to a plurality of STAs (eg, STA 1 to STA 4) as illustrated in FIG. 16. Can be started by.
  • the trigger frame may include UL MU allocation information.
  • the UL MU allocation information may include, for example, at least one of resource location and size, STA IDs or receiving STA addresses, MCS, and MU type (MIMO, OFDMA, etc.).
  • the trigger frame may include at least one of (i) a duration for the UL MU frame, (ii) the number of allocations (N), and (iii) information of each allocation.
  • the information of each allocation may include per user information.
  • the information of each allocation is, for example, AID (in addition, in the case of MU, additionally included by the number of STAs), power adjustment, resource (or tone) allocation information (eg, bitmap), MCS, number of streams (Nsts), It may include at least one of information on STBC, coding, and transmission beamforming.
  • the AP may acquire a TXOP for transmitting a trigger frame through a competition process to access a medium.
  • the STAs may transmit the UL data frame in the format indicated by the AP after SIFS of the trigger frame.
  • an AP performs an acknowledgment on a UL MU data frame through a block ACK (BA) frame.
  • BA block ACK
  • FIG. 17 illustrates a trigger frame format according to an embodiment.
  • a trigger frame includes a frame control field, a duration field, a recipient STA address field, a transmitting STA address field, a common information field, and one or two. It may include at least one of the above Per User Info fields and the Frame Check Sum (FCS).
  • the RA field indicates an address or ID of a receiving STA and may be omitted according to an embodiment.
  • the TA field indicates the address of the transmitting STA.
  • the common information field may include a length subfield, a cascade indication, a HE-SIG A information subfield, a CP / LTF type subfield, a trigger type subfield, and a trigger-dependent common information.
  • Common Info may include at least one of the subfields.
  • the length subfield indicates the L-SIG length of the UL MU PPDU.
  • the cascade indicator indicates whether there is a transmission of a subsequent trigger frame after the current trigger frame.
  • the HE-SIG A information subfield indicates content included in HE-SIG A of the UL MU PPDU.
  • the CP / LTF type subfield indicates the CP and the HE LTF type included in the UL MU PPDU.
  • the trigger type subfield indicates the type of trigger frame.
  • the trigger frame may include type-specific common information and type-specific individual user information (Per User Info).
  • the trigger type may include, for example, a basic trigger type (eg, type 0), a beamforming report poll trigger type (eg, type 1), and a multi-user block ack request (MU-BAR) type (eg, Type 2) or multi-user ready to send (MU-RTS) type (eg, type 3) may be set, but is not limited thereto.
  • MU-BAR multi-user block ack request
  • MU-RTS multi-user ready to send
  • the trigger dependent common information subfield may include a GCR (Groupcast with Retries) indicator and a GCR address.
  • the Per User Info field includes a user identifier subfield, a resource unit (RU) allocation subfield, a coding type subfield, an MCS field, a dual sub-carrier modulation (DCM) subfield, and a spatial stream (SS) assignment. It may include at least one of a subfield and a trigger dependent per user info subfield.
  • the user identifier subfield indicates the AID of the STA that will use the corresponding resource unit in order to transmit the MPDU of the UL MU PPDU.
  • the RU allocation subfield indicates a resource unit for transmitting the UL MU PPDU by the corresponding STA.
  • the coding type subfield indicates the coding type of the UL MU PPDU transmitted by the corresponding STA.
  • the MCS subfield indicates the MCS of the UL MU PPDU transmitted by the corresponding STA.
  • the DCM subfield indicates information about dual carrier modulation of the UL MU PPDU transmitted by the corresponding STA.
  • the SS assignment subfield indicates information about spatial streams of the UL MU PPDU transmitted by the corresponding STA. If the trigger type is MU-BAR, the trigger dependent individual user information subfield may include BAR control and BAR information.
  • the MAC header includes an HT Control field.
  • the HT Control field may be set in various formats. For example, it may be set to one of the HT variant, the VHT variant, and the HE variant. Table 1 shows the settings of the HT Control field for each format.
  • the VHT Control Middle subfield included in the VHT Variant HT Control field may include MRQ, MSI / STBC, MFSI / GID-L, MFB, GID-H, Coding Type, FB Tx Type, and Unsolicited MFB.
  • the Aggregated Control subfield included in the HE Variant HT Control field may include a plurality of control subfields and padding bits.
  • Each control subfield includes a 4-bit control ID and control information.
  • the control ID indicates the type of information included in the control information and the length of the control information.
  • the immediate response may be transmitted as a response to the requesting A-MPDU (A-MPDU).
  • the control information may include UL PPDU length and RU allocation information.
  • Control ID 1 means Receive operation mode indication.
  • the control information includes control information regarding the reception operation mode of the STA transmitting the frame including the information.
  • the control information may include a maximum number of spatial streams that the STA can receive and operating channel width information supported by the STA in reception.
  • Control ID 2 means HE link adaptation.
  • the control information may include information on the number of preferred spatial streams and MCS index for link adaptation.
  • the NAV may be understood as a kind of timer for protecting a transmitting STA (e.g., TXOP holder) TXOP.
  • the STA may protect the TXOP of another STA by not performing channel access while the NAV configured for the STA is valid.
  • a non-DMG STA supports one NAV.
  • the STA may update the NAV through a duration field (e.g., a duration field of the MAC header) of the PSDU.
  • a duration field e.g., a duration field of the MAC header
  • the STA does not update the NAV.
  • the duration indicated by the duration field of the received frame is greater than the current NAV value of the STA, the STA updates the NAV through the duration of the received frame.
  • a source STA transmits an RTS frame and a destination transmits a CTS frame.
  • the destination STA designated as the receiver through the RTS frame does not set the NAV.
  • Some of the remaining STAs may receive the RTS frame to set up the NAV, and others may receive the CTS frame to set up the NAV.
  • the RTS STAs that set or update the NAV through the frame may reset (eg, 0) the NAV.
  • the period of time may be (2 * aSIFSTime + CTS_Time + aRxPHYStartDelay + 2 * aSlotTime).
  • the CTS_Time may be calculated based on the length and data rate of the CTS frame indicated by the RTS frame.
  • the NAV is set or updated through an RTS frame or a CTS frame.
  • the NAV setting / resetting / update is performed by other various frames such as non-HT PPDU, HT PPDU, VHT PPDU, or HE PPDU. It may be performed based on a duration field (eg, a duration field in the MAC header of the MAC frame). For example, if the RA field in the received MAC frame does not match its address (e.g., MAC address), the STA may set / reset / update the NAV.
  • the TXOP holder STA may truncate the TXOP by transmitting a CF-END frame.
  • the STA receiving the CF-END frame or the CF-END + CF-ACK frame may reset (e.g., 0) the NAV.
  • the STA When the STA, which has obtained channel access through the EDCA, has emptied its transmission queue, it may transmit a CF-END frame.
  • the STA may explicitly indicate the completion of its TXOP through the transmission of the CF-END frame.
  • the CF-END frame can be transmitted by the TXOP holder. Non-AP STAs other than the TXOP holder cannot transmit CF-END frames.
  • the STA receiving the CF-END frame resets the NAV at the end of the PPDU including the CF-END frame.
  • an STA accessing a medium through EDCA transmits a sequence (e.g., RTS / CTS, etc.) for NAV configuration.
  • a sequence e.g., RTS / CTS, etc.
  • the TXOP holder (or TXOP initiator) and the TXOP responder send and receive PPDUs (e.g., initiator sequence).
  • the TXOP holder truncates the TXOP by sending a CF-END frame when there is no more data to transmit within the TXOP limit.
  • the STAs Upon receiving the CF-END frame, the STAs can reset their NAV and start contending for media access without further delay.
  • the TXOP duration is set through the Duration field of the MAC header. That is, the TXOP holder (e.g., Tx STA) and the TXOP Responder (e.g., Rx STA) transmit all the TXOP information necessary for the transmission and reception of frames in the Duration field of frames transmitted and received therebetween.
  • Third party STAs ie, third party STAs
  • third party STAs that are not TXOP holders or TXOP Responders check the Duration field of frames exchanged between the TXOP holder and the TXOP Responder and defer channel usage until the NAV period by setting / updating the NAV. .
  • the third STAs cannot decode the MPDU included in the UL MU PPDU even if the UL MU PPDU is received. If the third STAs cannot decode the MPDU, the third STAs cannot obtain TXOP Duration information (e.g., Duration field) included in the MAC header of the MPDU. Therefore, there is a problem that NAV setting / update is difficult to be performed correctly.
  • TXOP Duration information e.g., Duration field
  • the third STAs cannot decode MAC frames transmitted and received by other STAs (eg, MPDUs of other STAs in the HE PPDU). Therefore, even in this case, there is a problem that the third STAs cannot obtain TXOP information.
  • a method for transmitting an STA by including TXOP duration information in the HE-SIG A is proposed.
  • 15 bits (e.g., B0 to 14) of the duration field of the MAC header may indicate duration information and may indicate a maximum of about 32.7 ms (0 to 32767 us). If the 15-bit duration information included in the duration field of the MAC header is transmitted to HE-SIG A as it is, the 11ax third party STA may correctly set / update NAV, but signaling over HE-SIG A There is a problem that the head is excessively increased.
  • HE-SIG A is a compactly designed field for transmitting common control information in the physical layer. The increase of corresponds to a relatively large signaling overhead.
  • an efficient indication method of TXOP duration to minimize overhead of HE-SIG A is proposed.
  • a frame transmission / reception operation based on a newly defined TXOP duration in HE-SIG A is proposed.
  • the included duration field of the MAC header may be referred to as MAC duration for convenience.
  • the value set in the NAV of the third STA may be interpreted as the TXOP Duration for the TXOP holder / Responder.
  • the Duration field value means TXOP for frame transmission / reception from the viewpoint of the TXOP holder / Responder, or NAV value from the viewpoint of the third STA. Therefore, since the operation of setting / updating the NAV by the third STAs sets the NAV as much as the TXOP of the TXOP holder / Responder, the operation of setting / updating the NAV by the third STAs is referred to as setting / updating the TXOP for convenience. May be Further, the term TXOP Duration may be referred to simply as Duration or may be referred to simply as TXOP. TXOP Duration may optionally be used to refer to a field (e.g., TXOP Duration field in HE-SIG A) within a frame or may refer to an actual TXOP Duration value.
  • the length, value, granularity, etc. of the TXOP duration indicated by the TXOP duration field need to be defined.
  • (1) size, (2) maximum value, (2) granularity, etc. need to be determined in consideration of the capacity of HE-SIG A and the granularity of TXOP duration.
  • Granularity may be expressed in units of scaling (or scaling factor) or TXOP duration.
  • HE-SIG A there are 13 bits of remaining bits (eg, bits that are not available for use for other purposes) for the HE SU PPDU format, and for HE MU PPDU. There are 14 bits of residual bits, and for HE trigger based PPDUs, there are 14 or more bits of residual bits.
  • Fields whose size is not determined in the current HE-SIG A field may, for example, illustrate a BW (more than 2 bits), a spatial reuse and a TXOP duration field in the HE-MU PPDU format.
  • HE-SIG A fields in discussion include a 1-bit reserved field similar to legacy systems, 1-bit STBC for the HE MU PPDU format, and the like.
  • the length of the TXOP duration field may be limited to a certain size (e.g., 5 to 7 bits).
  • the TXOP duration field preferably has a granularity larger than the granularity (i.e., 1us) used for the MAC duration. That is, the TXOP duration field is set to a size smaller than the MAC duration, but may have a larger granularity.
  • the MAC duration field (e.g., 15 bits, 1us unit) may cover up to about 32ms.
  • the TXOP limit is about 4 ms in the default EDCA parameter set, the AP can set the EDCA parameter set via the beacon.
  • the AP may set the TXOP duration by the TXOP duration field to longer than 4 ms (e.g., 8 or 16 ms). In particular, in the MU TXOP procedure or the cascade structure, the AP needs to set a long TXOP duration.
  • LAA Licensed Assisted Access
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • TXOP 8 ms
  • WiFi requires a very long TXOP (eg, ⁇ 10 ms) for sounding packets. Mentioned.
  • the channel occupancy time may be up to 10 ms.
  • LTE-U an LTE system operating in an unlicensed band, the maximum on-state duration is 20 ms.
  • the magnitude of the maximum TXOP duration that can be indicated by the HE-SIG A field is preferably 8 ms (or 16 ms), for example.
  • TXOP duration field e.g. 8-15 bits.
  • FIG. 20 illustrates TXOP duration setting of small granularity and TXOP duration setting of large granularity.
  • FIG. 20A illustrates a TXOP duration setting for DL transmission, and specifically illustrates a case in which STAs transmit a UL MU BA for a DL MU PPDU transmitted by an AP.
  • FIG. 20B illustrates a TXOP duration setting for UL transmission, in which STAs transmit a UL MU frame based on a trigger frame transmitted by the AP, and the AP transmits a DL MU BA. Referring to (a) and (b) of FIG.
  • the magnitude of the error between the MAC duration and the TXOP duration by the TXOP duration field of HE-SIG A is relatively small when small granularity is used, and relatively large when large granularity is used. As big as. As such, the use of large granularity can result in transient protection beyond the actual required TXOP.
  • the ACK or BA is typically located in the last frame of the TXOP.
  • the duration of the ACK, BA, and / or MU BA varies with each data rate. For example, at low data rates (e.g., MCS0, 26 tones), the length of the UL MU BA is 422.4 us.
  • Using at least some granularity (e.g., 32 us or less) for at least some of the ACK, BA and / or MU BA may be more efficient in solving the excessive protection problem by third party STAs.
  • TXOP duration needs to support small packets with small granularity (e.g., 16 or 32 us).
  • small granularity e.g. 16 or 32 us.
  • a method of using multiple granularities (e.g., small and large) for TXOP may be considered.
  • multiple units may be used for the TXOP duration.
  • the number of multiple units may be two (or four), but is not limited thereto. If the number of units is two, each unit may be referred to as a small unit and a large unit for convenience.
  • the actual size of the small unit and the large unit may vary depending on the size of the TXOP duration field (e.g., 5, 6 or 7 bits).
  • a small unit e.g., 16 or 32 us
  • a large unit e.g., 512 or 256 us
  • a small unit may be used for the UL MU BA (e.g., about 400us length) of the lowest data rate described above.
  • Table 2 illustrates a small unit and a large unit according to the size of the TXOP duration field.
  • the size of the TXOP duration field is 7 bits.
  • the first bit of the 7 bits of the TXOP duration field is denoted as 'B0', and the last bit is denoted as 'B6'.
  • Table 3 shows that the TXOP duration field has 7 bits (eg, B0 to B6), and a total of 4 duration units 4 us, 8 us, 16 us, and 256 us are used (option 3-1 in Table 2).
  • a TXOP duration value according to a value of a TXOP duration field (eg, TXOP index) is illustrated.
  • 4 us, 8 us, 16 us may correspond to three small units, and 256 us may correspond to a large unit.
  • B0B1 indicates one of two units (or granularity) of duration.
  • B0B1 indicates a duration value of B2 to B3 (00000).
  • the STA may obtain a TXOP duration value value from a predefined lookup table.
  • a predefined lookup table For convenience, description of the lookup table corresponding to Tables 3 to 4 is omitted.
  • the TXOP duration field is 7 bits long and 48 us may be used as a single granularity unit.
  • the maximum value that can be indicated in the TXOP duration field may be 6144 us.
  • the TXOP duration field consists of 7 bits and two Granularity 8 us and 128us may be used.
  • the TXOP duration value may be '8us * value of (B1 to B6)' us.
  • TXOP duration value should be indicated through the TXOP duration field.
  • a method for determining the 'Y' value itself needs to be defined.
  • the TXOP Duration field in the remaining PPDUs other than the first PPDU in one TXOP is the TXOP Duration value (eg, the TXOP Duration field or MAC Duration of HE-SIG A) contained in the PPDU received immediately before (ie, before SIFS). Based on this, it can be set according to TXOP granularity.
  • PPDU '1', PPDU '2', ..., PPDU 'N' are sequentially transmitted and received in one TXOP.
  • the STA that wants to transmit the PPDU 'i' (where, 1 ⁇ i ⁇ N + 1) is TXOP in the HE-SIG A field of the PPDU 'i' based on the TXOP Duration indicated by the PPDU 'i-1'. You can determine the value to be set in the duration field.
  • the STA sets the value' Y 'of the TXOP Duration field included in HE-SIG A of the HE PPDU (X-PPDU').
  • i ' can be set using Duration-SIFS) or (Duration of X-PPDU' i ').
  • the exact TXOP Duration value should be calculated based on the granularity of TXOP Duration. For example, if the calculated value 'Y' is not a multiple of Granularity, the STA may set an approximation of 'Y' in the TXOP Duration field through one of the multiple values of Granularity. In more detail, the STA may set the TXOP duration to the smallest value among multiples of the granularity greater than Y. Alternatively, the STA may set the TXOP duration to the largest value among multiples of the granularity smaller than Y. On the other hand, when 'Y' is a multiple of Granularity, Y is set to TXOP duration.
  • the TXOP Duration of the HE PPDU may be set based on the MAC duration of the HE PPDU. For example, if the value of MAC Duration is a multiple of Granularity of the TXOP duration field, the STA sets the MAC Duration value in the TXOP duration field. Alternatively, if the value of the MAC Duration is not a multiple of the granularity of the TXOP duration field, the STA may set an approximation of the MAC Duration in the TXOP duration field. For example, the STA sets the TXOP Duration to the smallest value among multiples of TXOP Granularity larger than the MAC Duration value. Specific examples thereof are shown in Table 7/8. Alternatively, the STA may set the TXOP Duration to the largest value among multiples of TXOP Granularity smaller than the MAC Duration value.
  • the STA may set a value to be set in the Duration of the MAC header in granularity units of the TXOP Duration. For example, the STA may copy and transmit the calculated TXOP Duration value to the MAC Duration field.
  • an STA that wants to transmit PPDU i having i ⁇ 1 determines a TXOP duration field of PPDU i based on PPDU i-1.
  • the STA may set the TXOP duration field of PPDU i based on the MAC duration field of PPDU i. This is substantially the same as the scheme used to set the TXOP duration field of PPDU 1 in option 1.
  • the STA sets the TXOP Duration value in the HE-SIG A based on the calculated MAC Duration. If the computed value of MAC Duration has a multiple of the granularity of TXOP Duration, set TXOP Duration to the MAC Duration value; otherwise, set the TXOP Duration to the smallest multiple of TXOP Granularity greater than the MAC Duration value. Can be. Specific examples thereof are shown in Table 7/8.
  • the MAC Duration may be calculated in the same manner as in the existing system.
  • TXOP Duration information is included and transmitted in the HE-SIG A field of the HE PPDU, and the STA may update the NAV based on the TXOP Duration information.
  • the TXOP Duration field value in HE-SIG A may be set based on the remaining TXOP value. For example, the STA calculates the remaining TXOP in the current frame using the TXOP value indicated in the MAC Duration field of the immediately received frame, and the Duration value in the MAC header of the current frame and the TXOP of HE-SIG A. You can set the Duration value.
  • the AP may transmit a value to be set in the TXOP duration field of the HE-SIG A of the PPDU (e.g., HE Trigger based PPDU) to be transmitted by the STA through a trigger frame.
  • the TXOP duration field of the HE-SIG A of the PPDU (eg, HE Trigger based PPDU) is determined using the TXOP duration field value included in the trigger frame. Can be set.
  • FIG. 21 illustrates a common info field of a trigger frame according to an embodiment of the present invention.
  • the AP may include a value to be set in a TXOP duration field by an STA transmitting a HE trigger based PPDU in a common information field of a trigger frame.
  • the TXOP Duration field included in the common information field of the trigger frame may be set in the same format as the TXOP duration field to be included in the HE-SIG A of the HE trigger-based PPDU.
  • the TXOP Duration field included in the common information field of the trigger frame is also 7 bits size and 32 us granularity.
  • max value 4ms.
  • the format of the TXOP duration field is not limited to this example, and the format according to the above-described proposal 1 may be used.
  • the TXOP Duration field is not limited to being transmitted through a trigger frame transmitted in broadcast form.
  • the TXOP Duration field may be transmitted by being included in trigger frame information transmitted through a unicast trigger frame or an HE variant HT Control fill.
  • the AP may indicate, in a compressed form, a TXOP duration field value to be set in the PPDU to be transmitted by the STA.
  • the trigger frame information may be included in the HE variant HT Control field (eg, HE A-Control field).
  • the size of the HE A-Control field is 4 bytes, and the actual information is about 24 bits. The size is limited. Therefore, it may be overhead that the TXOP duration transmitted through the HE A-Control field has the same size as the TXOP Duration field (e.g., 7-bit) included in the HE-SIG A.
  • the AP may indicate the TXOP Duration information in a compressed form as shown in Tables 9 to 11 below. Table 9 shows a case where 1 bit of TXOP duration information is indicated, Table 10 shows a case of 2 bits, and Table 11 shows a case of 3 bits.
  • 0 indicates to set the TXOP Duration to zero. 1 indicates to set the Maximum value.
  • 00 indicates to set the TXOP Duration to zero. 01 indicates to set the EIFS length. 11 indicates setting the Maximum value (ie, setting all bits to 1).
  • the STA configures the TXOP Duration field of the HE trigger-based PPDU using the value determined by the 3 bits.
  • the duration included in the MAC header indicates the length of the entire TXOP, and the STA may set the TXOP Duration field value of HE-SIG A using the Duration value included in the MAC header.
  • the TXOP Duration field of HE-SIG A can only cover up to 4 ms (e.g., 7 bits size, 32 us unit), the TXOP Duration field of HE-SIG A can only protect the next PPDU.
  • the Duration field of the MAC header may be set to an interval capable of protecting the next frame in the same direction (e.g., UL / DL) instead of the remaining total TXOP value.
  • the duration of the DL MAC frame may be set to the next DL MAC frame transmission completion time
  • the duration of the UL MAC frame may be set to the transmission completion time of the next UL MAC frame.
  • the length from the MAC duration of DL MU PPDU 1 to DL MU PPDU 2 is indicated.
  • the STA sets the TXOP Duration of HE-SIG A of UL MU PPDU 1 using the MAC duration of DL MU PPDU 1, wherein the TXOP Duration of HE-SIG A of UL MU PPDU 1 is protected to DL MU PPDU 2 It is set to be possible.
  • the AP configures the TXOP Duration of HE-SIG A of DL MU PPDU 1 to protect the next frame, UL MU PPDU 1.
  • the AP sets the TXOP Duration of HE-SIG A of DL MU PPDU 2 to protect up to UL MU PPDU 2, and sets the TXOP Duration of DL MU PPDU 3 to protect up to UL MU PPDU 3.
  • the AP sets the MAC duration of DL MU PPDU 2 to a length that protects UL MU PPDU 2 and DL MU PPDU 3, and sets the MAC duration of DL MU PPDU 3 to protect UL MU PPDU 3.
  • the third party STA may perform the EIFS operation by setting the TXOP value indicated through the TXOP Duration field as the EIFS value, rather than updating the NAV through the TXOP Duration field included in the HE PPDU. If the TXOP value indicated through the TXOP Duration field is smaller than the existing EIFS value, the third party STA operates using the existing EIFS value. As such, the PPDU to be transmitted after the HE PPDU may be protected through a TXOP value indicated by the corresponding HE PPDU.
  • the TXOP duration field value of the HE-SIG A may be calculated and set based on the Duration field value of the current MAC frame or the value of the Duration field of the immediately received MAC frame.
  • the STA may calculate a duration value for a frame to be transmitted currently (eg, MAC duration of a previous frame-SIFS-Duration of the current PPDU) using a value of a Duration field in a MAC header of the received PPDU.
  • the STA may set the TXOP Duration value of the HE-SIG A using the calculated Duration value of the MAC header.
  • the TXOP Duration value may be set to a value equal to or smaller than the Duration value of the MAC header.
  • setting all bits of the TXOP Duration field to 1 indicates that the corresponding TXOP Duration is not valid.
  • a HE PPDU including a TXOP Duration field in which all bits are set to 1 is received, unintended STAs do not perform NAV update using a value of TXOP Duration.
  • the STA can freely set all bits in the TXOP Duration field to 1 to indicate that the value indicated by the TXOP Duration of the corresponding PPDU is invalid, UL MU transmission failure may be caused.
  • some STAs set all bits in the TXOP duration field to 1, and other STAs are based on the MAC duration of the received trigger frame / MAC duration of the current frame.
  • the value of the TXOP field may be calculated and set. In this case, a third party STA / AP may not properly acquire the TXOP duration value included in the HE Trigger based PPDU transmitted from several STAs.
  • Option 1 STAs transmitting the HE trigger-based PPDU must set the Duration value in the MAC header in the HE trigger-based PPDU based on the Duration field included in the trigger frame, and TXOP Duration based on the Duration value in the MAC header. It can be set to calculate the value of the field. Since the duration field value of the trigger frame and the length of the HE Trigger Based PPDU are equally applied to all STAs, the TXOP duration fields of the HE Trigger based PPDU transmitted by each STA may be set identically.
  • STAs transmitting the HE trigger based PPDU may transmit by setting all bits of the TXOP Duration field to 1. Since the TXOP duration field of the HE trigger based PPDU transmitted by all STAs is set to be the same, the AP may properly receive the HE trigger based PPDU. However, when all bits of the TXOP Duration field are set to 1, a frame transmitted after the HE trigger based PPDU cannot be protected. Therefore, in a dense WLAN environment, the probability of receiving a response (e.g., Multi-STA Block ACK) for the HE Trigger Based PPDU may increase.
  • a response e.g., Multi-STA Block ACK
  • Option 3 When the AP transmits a trigger frame, information about whether the STA should set all bits of the TXOP Duration field to 1 or a value calculated according to Option 1, such as Option 2 (eg, TXOP duration setting indicator) can be included in the trigger frame and transmitted. For this indication, one bit is required in the trigger frame, and one bit may be added as a new one-bit field, one of reserved bits may be used, or the information may be indicated through an unused one of the existing fields. Can be.
  • Option 2 eg, TXOP duration setting indicator
  • 0 indicates to include the TXOP Duration field calculated based on the MAC duration as option 1 in the HE Trigger Based PPDU, and 1 indicates that all bits are included in the HE Trigger based PPDU. It may indicate to include the TXOP Duration field set to 1.
  • the AP may set the corresponding 1-bit field to 1 in the trigger frame so that all STAs set all bits of the TXOP Duration field of the HE Trigger based PPDU to 1.
  • the application of the present proposal is not limited to the trigger frame.
  • the AP may include information for allowing the Intended STAs to set the value of the TXOP duration field of the HE Trigger based PPDU in the HE A-Control field indicating whether UL MU response scheduling information is included.
  • the AP sets the TXOP duration setting indicator included in the trigger frame or the HE-A Control field for UL MU Response Scheduling to 0
  • the STA transmits the HE Trigger Based PPDU the value of the TXOP duration field of the PPDU is set to the MAC duration. Calculate based on the setting (eg, round-down method).
  • the TXOP duration setting indicator is set to 1
  • the STA sets the TXOP duration field of the PPDU to a value indicating that the TXOP Duration value is invalid when transmitting a HE Trigger Based PPDU (ie, all bits are set to 1). Can be sent.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating a frame transmission / reception method according to an embodiment of the present invention. Content duplicated with the above description may be omitted.
  • an STA receives a first frame from an access point (AP) (2305).
  • the first frame may be a trigger frame for allocating resources for multi-user uplink transmission.
  • the STA determines a transmission opportunity duration (TXOP) duration value to be included in a signaling field of a second frame that the STA intends to transmit based on the first frame (2310).
  • the second frame may be a multi-user uplink frame transmitted over the resource allocated by the trigger frame.
  • the SIG field (e.g., HE-SIG A field) may include a 7-bit size TXOP duration field indicating a TXOP duration value.
  • the TXOP period field may support multiple time granularities (e.g., 8us, 128us).
  • the most significant bit (MBS) in the 7-bit size TXOP duration field may indicate which of the multiple time unit granularities were used for the TXOP duration value.
  • the STA transmits the second frame based on the TXOP duration (eg, TXOP duration of HE-SIG A or MAC duration of MAC header) indicated through the first frame. After that, the remaining TXOP period can be estimated. If the remaining TXOP period is not a multiple of granularity of the time unit used in the SIG field, the STA may approximate the remaining TXOP period to a first TXOP period value that is a multiple of the granularity.
  • the TXOP duration eg, TXOP duration of HE-SIG A or MAC duration of MAC header
  • the remaining TXOP period may exclude the length of the second frame and the inter-frame space from the TXOP period indicated through the first frame.
  • the STA may set the MAC period included in the MAC header of the second frame as the remaining TXOP period.
  • the first TXOP period value may be the one closest to the MAC period among multiples of the granularity smaller than or equal to the MAC period.
  • the STA may select one of the first TXOP period value and the second TXOP period value (e.g., 127) indicating that the TXOP period value is invalid as the TXOP period value.
  • the first frame may include an indicator (e.g., TXOP duration setting indicator) indicating that the STA should select one of the first TXOP duration value and the second TXOP duration value.
  • the indicator may be received through a common information field or a high throughput control field of the trigger frame.
  • the STA transmits a second frame (2315).
  • 24 is a diagram for explaining an apparatus for implementing the method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 24 may correspond to a specific STA of the above description, and the wireless device 850 may correspond to the AP of the above description.
  • the STA 800 may include a processor 810, a memory 820, a transceiver 830, and the AP 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880.
  • the transceivers 830 and 880 may transmit / receive wireless signals and may be executed at a physical layer, such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • Processors 810 and 860 run at the physical and / or MAC layers and are coupled to 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 can be applied to various wireless communication systems including IEEE 802.11.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 랜 시스템에서 스테이션(STA)이 프레임을 송신하는 방법은, 액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신하는 단계; 상기 제1 프레임에 기초하여, 상기 STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정하는 단계; 및 상기 제2 프레임을 송신하는 단계를 포함하되, 상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 STA은, 상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간을 기반으로 상기 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정하고, 상기 잔여 TXOP 기간이 상기 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, 상기 잔여 TXOP 기간을 상기 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)할 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 프레임을 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선랜 시스템에서 프레임을 송수신 하는 방법에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는, TXOP 기간 필드를 포함하는 프레임을 송신 또는 수신하기 위한 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.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 시그널링 필드에 포함되는 TXOP(Transmission opportunity) 기간을 보다 정확하고 효율적으로 설정하여 프레임을 송수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치를 제공하는데 있다.
본 발명은 상술된 기술적 과제에 한정되지 않으며 다른 기술적 과제들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 HE PPDU(high efficiency physical layer protocol data unit)를 지원하는 무선랜 시스템에서 스테이션(STA)이 프레임을 송신하는 방법은, HE-SIG A 필드에 포함된 제1 구간(duration) 필드를 설정하는 단계; 및 상기 H상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 무선 랜 시스템에서 스테이션(STA)이 프레임을 송신하는 방법은, 액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신하는 단계; 상기 제1 프레임에 기초하여, 상기 STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정하는 단계; 및 상기 제2 프레임을 송신하는 단계를 포함하되, 상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 STA은, 상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간을 기반으로 상기 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정하고, 상기 잔여 TXOP 기간이 상기 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, 상기 잔여 TXOP 기간을 상기 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 랜 시스템에서 스테이션(STA)은, 액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신하는 수신기; 상기 제1 프레임에 기초하여, 상기 STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정하는 프로세서; 및 상기 제2 프레임을 송신하는 송신기를 포함하되, 상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간을 기반으로 상기 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정하고, 상기 잔여 TXOP 기간이 상기 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, 상기 잔여 TXOP 기간을 상기 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)할 수 있다.
상기 잔여 TXOP 기간은, 상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간에서 상기 제2 프레임의 길이 및 프레임 간 간격(inter-frame space)를 제외한 것일 수 있다.
상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 STA은, 상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 TXOP 기간 값이 유효하지 않음을 나타내는 제2 TXOP 기간 값 중 하나를 상기 TXOP 기간 값으로 선택하되, 상기 제1 프레임은, 상기 STA이 상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 제2 TXOP 기간 값 중 어느 것을 선택해야 하는지를 지시하는 지시자를 포함할 수 있다.
상기 제1 프레임은 다중 사용자 상향링크 전송을 위한 자원을 할당하는 트리거 프레임이고,
상기 제2 프레임은 상기 트리거 프레임에 의해 할당된 자원을 통해 송신되는 다중 사용자 상향링크 프레임일 수 있다.
상기 지시자는, 상기 트리거 프레임의 공통 정보 필드 또는 HT 제어 필드(high throughput control field)를 통해 수신될 수 있다.
상기 STA은 상기 제2 프레임의 MAC 헤더에 포함된 MAC 기간을 상기 잔여 TXOP 기간으로 설정하되, 상기 제1 TXOP 기간 값은 상기 MAC 기간보다 작거나 같은 상기 입도의 배수들 중에서 상기 MAC 기간에 가장 가까운 것일 수 있다.
상기 SIG 필드는 상기 TXOP 기간 값을 지시하는 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드를 포함하고, 상기 TXOP 기간 필드는 다중의 시간 단위의 입도들을 지원하고,
상기 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드에서 MBS(most significant bit)는 상기 다중의 시간 단위 입도들 중 어느 것이 상기 TXOP 기간 값을 위해 사용되었는지를 지시할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 해당 프레임 송신에 대한 잔여 TXOP 기간이 시그널링 필드를 통해서 지시됨으로써 TXOP 기간이 보다 정확하고 효율적으로 설정될 수 있을 뿐 아니라 MAC 헤더를 디코딩 하지 않는 third STA들도 TXOP holder/responder의 TXOP를 정확하게 보호할 수 있다.
상술된 기술적 효과외에 다른 기술적 효과들이 본 발명의 실시예들로부터 유추될 수 있다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 일반적인 링크 셋업(link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 6은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 7 내지 9는 TIM을 수신한 STA의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 CF(contention free)-END 프레임을 예시한다.
도 12 내지 도 15는 HE PPDU들을 예시한다.
도 16은 상향링크 다중 사용자 전송 상황을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 트리거 프레임 포맷의 일예를 도시한다.
도 18은 NAV 설정(setting)의 일 예를 도시한다.
도 19는 TXOP truncation의 일 예를 도시한다.
도 20은 본 발명의 일 실시에에 따른 TXOP duration 설정을 예시한다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거 프레임의 공통 정보 필드(Common Info field)를 예시한다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC duration 설정을 예시한다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 송수신 방법의 흐름을 도시한다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 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 넓은 대역을 가지는 채널을 효율적으로 활용하기 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.
계층 구조
무선랜 시스템에서 동작하는 STA의 동작은 계층(layer) 구조의 관점에서 설명할 수 있다. 장치 구성의 측면에서 계층 구조는 프로세서에 의해서 구현될 수 있다. STA는 복수개의 계층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 802.11 표준문서에서 다루는 계층 구조는 주로 DLL(Data Link Layer) 상의 MAC 서브계층(sublayer) 및 물리(PHY) 계층이다. PHY은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체, PMD(Physical Medium Dependent) 개체 등을 포함할 수 있다. MAC 서브계층 및 PHY은 각각 MLME(MAC sublayer Management Entity) 및 PLME((Physical Layer Management Entity)라고 칭하여지는 관리 개체들을 개념적으로 포함한다. 이러한 개체들은 계층 관리 기능이 작동하는 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다.
정확한 MAC 동작을 제공하기 위해서, SME(Station Management Entity) 가 각각의 STA 내에 존재한다. SME는, 별도의 관리 플레인 내에 존재하거나 또는 따로 떨어져(off to the side) 있는 것으로 보일 수 있는, 계층 독립적인 개체이다. SME의 정확한 기능들은 본 문서에서 구체적으로 설명하지 않지만, 일반적으로는 다양한 계층 관리 개체(LME)들로부터 계층-종속적인 상태를 수집하고, 계층-특정 파라미터들의 값을 유사하게 설정하는 등의 기능을 담당하는 것으로 보일 수 있다. SME는 일반적으로 일반 시스템 관리 개체를 대표하여(on behalf of) 이러한 기능들을 수행하고, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
전술한 개체들은 다양한 방식으로 상호작용한다. 예를 들어, 개체들 간에는 GET/SET 프리머티브(primitive)들을 교환(exchange)함으로써 상호작용할 수 있다. 프리머티브는 특정 목적에 관련된 요소(element)나 파라미터들의 세트를 의미한다. XX-GET.request 프리머티브는 주어진 MIB attribute(관리 정보 기반 속성 정보)의 값을 요청하기 위해 사용된다. XX-GET.confirm 프리머티브는, Status가 "성공"인 경우에는 적절한 MIB 속성 정보 값을 리턴하고, 그렇지 않으면 Status 필드에서 에러 지시를 리턴하기 위해 사용된다. XX-SET.request 프리머티브는 지시된 MIB 속성이 주어진 값으로 설정되도록 요청하기 위해 사용된다. 상기 MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되는 것을 요청하는 것이다. 그리고, XX-SET.confirm 프리머티브는 status가 "성공"인 경우에 지시된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 확인하여 주고, 그렇지 않으면 status 필드에 에러 조건을 리턴하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되었음을 확인하여 준다.
또한, MLME 및 SME는 다양한 MLME_GET/SET 프리머티브들을 MLME_SAP(Service Access Point)을 통하여 교환할 수 있다. 또한, 다양한 PLME_GET/SET 프리머티브들이, PLME_SAP을 통해서 PLME와 SME 사이에서 교환될 수 있고, MLME-PLME_SAP을 통해서 MLME와 PLME 사이에서 교환될 수 있다.
링크 셋업 과정
도 3은 일반적인 링크 셋업(link setup) 과정을 설명하기 위한 도면이다.
STA이 네트워크에 대해서 링크를 셋업하고 데이터를 송수신하기 위해서는, 먼저 네트워크를 발견(discovery)하고, 인증(authentication)을 수행하고, 연관(association)을 맺고(establish), 보안(security)을 위한 인증 절차 등을 거쳐야 한다. 링크 셋업 과정을 세션 개시 과정, 세션 셋업 과정이라고도 칭할 수 있다. 또한, 링크 셋업 과정의 발견, 인증, 연관, 보안 설정의 과정을 통칭하여 연관 과정이라고 칭할 수도 있다.
도 3을 참조하여 예시적인 링크 셋업 과정에 대해서 설명한다.
단계 S510에서 STA은 네트워크 발견 동작을 수행할 수 있다. 네트워크 발견 동작은 STA의 스캐닝(scanning) 동작을 포함할 수 있다. 즉, STA이 네트워크에 액세스하기 위해서는 참여 가능한 네트워크를 찾아야 한다. STA은 무선 네트워크에 참여하기 전에 호환 가능한 네트워크를 식별하여야 하는데, 특정 영역에 존재하는 네트워크 식별과정을 스캐닝이라고 한다.
스캐닝 방식에는 능동적 스캐닝(active scanning)과 수동적 스캐닝(passive scanning)이 있다.
도 3에서는 예시적으로 능동적 스캐닝 과정을 포함하는 네트워크 발견 동작을 도시한다. 능동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 주변에 어떤 AP가 존재하는지 탐색하기 위해 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고 이에 대한 응답을 기다린다. 응답자(responder)는 프로브 요청 프레임을 전송한 STA에게 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 전송한다. 여기에서, 응답자는 스캐닝되고 있는 채널의 BSS에서 마지막으로 비콘 프레임(beacon frame)을 전송한 STA일 수 있다. BSS에서는 AP가 비콘 프레임을 전송하므로 AP가 응답자가 되며, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송하므로 응답자가 일정하지 않다. 예를 들어, 1번 채널에서 프로브 요청 프레임을 전송하고 1번 채널에서 프로브 응답 프레임을 수신한 STA은, 수신한 프로브 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.
도 3에서 도시하고 있지 않지만, 스캐닝 동작은 수동적 스캐닝 방식으로 수행될 수도 있다. 수동적 스캐닝에서 스캐닝을 수행하는 STA은 채널들을 옮기면서 비콘 프레임을 기다린다. 비콘 프레임은 IEEE 802.11에서 관리 프레임(management frame) 중 하나로서, 무선 네트워크의 존재를 알리고, 스캐닝을 수행하는 STA으로 하여금 무선 네트워크를 찾아서, 무선 네트워크에 참여할 수 있도록 주기적으로 전송된다. BSS에서 AP가 비콘 프레임을 주기적으로 전송하는 역할을 수행하고, IBSS에서는 IBSS 내의 STA들이 돌아가면서 비콘 프레임을 전송한다. 스캐닝을 수행하는 STA은 비콘 프레임을 수신하면 비콘 프레임에 포함된 BSS에 대한 정보를 저장하고 다른 채널로 이동하면서 각 채널에서 비콘 프레임 정보를 기록한다. 비콘 프레임을 수신한 STA은, 수신한 비콘 프레임에 포함된 BSS 관련 정보를 저장하고 다음 채널로 이동하여 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.
STA이 네트워크를 발견한 후에, 단계 S520에서 인증 과정이 수행될 수 있다. 이러한 인증 과정은 후술하는 단계 S540의 보안 셋업 동작과 명확하게 구분하기 위해서 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 칭할 수 있다.
인증 과정은 STA이 인증 요청 프레임(authentication request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 STA에게 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.
STA은 인증 요청 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. AP는 수신된 인증 요청 프레임에 포함된 정보에 기초하여, 해당 STA에 대한 인증을 허용할지 여부를 결정할 수 있다. AP는 인증 처리의 결과를 인증 응답 프레임을 통하여 STA에게 제공할 수 있다.
STA이 성공적으로 인증된 후에, 단계 S530에서 연관 과정이 수행될 수 있다. 연관 과정은 STA이 연관 요청 프레임(association request frame)을 AP에게 전송하고, 이에 응답하여 AP가 연관 응답 프레임(association response frame)을 STA에게 전송하는 과정을 포함한다.
예를 들어, 연관 요청 프레임은 다양한 능력(capability)에 관련된 정보, 비콘 청취 간격(listen interval), SSID(service set identifier), 지원 레이트(supported rates), 지원 채널(supported channels), RSN, 이동성 도메인, 지원 오퍼레이팅 클래스(supported operating classes), TIM 방송 요청(Traffic Indication Map Broadcast request), 상호동작(interworking) 서비스 능력 등에 대한 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 연관 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(연관 컴백 시간(association comeback time)), 중첩(overlapping) BSS 스캔 파라미터, TIM 방송 응답, QoS 맵 등의 정보를 포함할 수 있다.
이는 연관 요청/응답 프레임에 포함될 수 있는 정보들의 일부 예시에 해당하며, 다른 정보로 대체되거나, 추가적인 정보가 더 포함될 수 있다.
STA이 네트워크에 성공적으로 연관된 후에, 단계 S540에서 보안 셋업 과정이 수행될 수 있다. 단계 S540의 보안 셋업 과정은 RSNA(Robust Security Network Association) 요청/응답을 통한 인증 과정이라고 할 수도 있고, 상기 단계 S520의 인증 과정을 첫 번째 인증(first authentication) 과정이라고 하고, 단계 S540의 보안 셋업 과정을 단순히 인증 과정이라고도 칭할 수도 있다.
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.
매체 액세스 메커니즘
IEEE 802.11에 따른 무선랜 시스템에서, MAC(Medium Access Control)의 기본 액세스 메커니즘은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 메커니즘이다. CSMA/CA 메커니즘은 IEEE 802.11 MAC의 분배 조정 기능(Distributed Coordination Function, DCF)이라고도 불리는데, 기본적으로 "listen before talk" 액세스 메커니즘을 채용하고 있다. 이러한 유형의 액세스 메커니즘 따르면, AP 및/또는 STA은 전송을 시작하기에 앞서, 소정의 시간구간(예를 들어, DIFS(DCF Inter-Frame Space) 동안 무선 채널 또는 매체(medium)를 센싱(sensing)하는 CCA(Clear Channel Assessment)를 수행할 수 있다. 센싱 결과, 만일 매체가 유휴 상태(idle status)인 것으로 판단 되면, 해당 매체를 통하여 프레임 전송을 시작한다. 반면, 매체가 점유 상태(occupied status)인 것으로 감지되면, 해당 AP 및/또는 STA은 자기 자신의 전송을 시작하지 않고 매체 액세스를 위한 지연 기간(예를 들어, 임의 백오프 주기(random backoff period))을 설정하여 기다린 후에 프레임 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 주기의 적용으로, 여러 STA들은 서로 다른 시간 동안 대기한 후에 프레임 전송을 시도할 것이 기대되므로, 충돌(collision)을 최소화시킬 수 있다.
또한, IEEE 802.11 MAC 프로토콜은 HCF(Hybrid Coordination Function)를 제공한다. HCF는 상기 DCF와 PCF(Point Coordination Function)를 기반으로 한다. PCF는 폴링(polling) 기반의 동기식 액세스 방식으로 모든 수신 AP 및/또는 STA이 데이터 프레임을 수신할 수 있도록 주기적으로 폴링하는 방식을 일컫는다. 또한, HCF는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)와 HCCA(HCF Controlled Channel Access)를 가진다. EDCA는 제공자가 다수의 사용자에게 데이터 프레임을 제공하기 위한 액세스 방식을 경쟁 기반으로 하는 것이고, HCCA는 폴링(polling) 메커니즘을 이용한 비경쟁 기반의 채널 액세스 방식을 사용하는 것이다. 또한, HCF는 WLAN의 QoS(Quality of Service)를 향상시키기 위한 매체 액세스 메커니즘을 포함하며, 경쟁 주기(Contention Period; CP)와 비경쟁 주기(Contention Free Period; CFP) 모두에서 QoS 데이터를 전송할 수 있다.
도 4는 백오프 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하여 임의 백오프 주기에 기반한 동작에 대해서 설명한다. 점유(occupy 또는 busy) 상태이던 매체가 유휴(idle) 상태로 변경되면, 여러 STA들은 데이터(또는 프레임) 전송을 시도할 수 있다. 이 때, 충돌을 최소화하기 위한 방안으로서, STA들은 각각 임의 백오프 카운트를 선택하고 그에 해당하는 슬롯 시간만큼 대기한 후에, 전송을 시도할 수 있다. 임의 백오프 카운트는 패킷 번호(Packet Number) 값을 가지며, 0 내지 CW 범위의 값 중에서 하나로 결정될 수 있다. 여기서, CW는 경쟁 윈도우(Contention Window) 파라미터 값이다. CW 파라미터는 초기값으로 CWmin이 주어지지만, 전송 실패의 경우(예를 들어, 전송된 프레임에 대한 ACK을 수신하지 못한 경우)에 2 배의 값을 취할 수 있다. CW 파라미터 값이 CWmax가 되면 데이터 전송이 성공할 때까지 CWmax 값을 유지하면서 데이터 전송을 시도할 수 있고, 데이터 전송이 성공하는 경우에는 CWmin 값으로 리셋된다. CW, CWmin 및 CWmax 값은 2n-1 (n=0, 1, 2, ...)로 설정되는 것이 바람직하다.
임의 백오프 과정이 시작되면 STA은 결정된 백오프 카운트 값에 따라서 백오프 슬롯을 카운트 다운하는 동안에 계속하여 매체를 모니터링한다. 매체가 점유상태로 모니터링되면 카운트 다운을 멈추고 대기하고, 매체가 유휴 상태가 되면 나머지 카운트 다운을 재개한다.
도 4의 예시에서 STA3의 MAC에 전송할 패킷이 도달한 경우에, STA3는 DIFS 만큼 매체가 유휴 상태인 것을 확인하고 바로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 나머지 STA들은 매체가 점유(busy) 상태인 것을 모니터링하고 대기한다. 그 동안 STA1, STA2 및 STA5의 각각에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있고, 각각의 STA은 매체가 유휴상태로 모니터링되면 DIFS만큼 대기한 후에, 각자가 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따라 백오프 슬롯의 카운트 다운을 수행할 수 있다. 도 4의 예시에서는 STA2가 가장 작은 백오프 카운트 값을 선택하고, STA1이 가장 큰 백오프 카운트 값을 선택한 경우를 나타낸다. 즉, STA2가 백오프 카운트를 마치고 프레임 전송을 시작하는 시점에서 STA5의 잔여 백오프 시간은 STA1의 잔여 백오프 시간보다 짧은 경우를 예시한다. STA1 및 STA5는 STA2가 매체를 점유하는 동안에 잠시 카운트 다운을 멈추고 대기한다. STA2의 점유가 종료되어 매체가 다시 유휴 상태가 되면, STA1 및 STA5는 DIFS만큼 대기한 후에, 멈추었던 백오프 카운트를 재개한다. 즉, 잔여 백오프 시간만큼의 나머지 백오프 슬롯을 카운트 다운한 후에 프레임 전송을 시작할 수 있다. STA5의 잔여 백오프 시간이 STA1보다 짧았으므로 STA5이 프레임 전송을 시작하게 된다. 한편, STA2가 매체를 점유하는 동안에 STA4에서도 전송할 데이터가 발생할 수 있다. 이 때, STA4의 입장에서는 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 자신이 선택한 임의 백오프 카운트 값에 따른 카운트 다운을 수행하고 프레임 전송을 시작할 수 있다. 도 6의 예시에서는 STA5의 잔여 백오프 시간이 STA4의 임의 백오프 카운트 값과 우연히 일치하는 경우를 나타내며, 이 경우, STA4와 STA5 간에 충돌이 발생할 수 있다. 충돌이 발생하는 경우에는 STA4와 STA5 모두 ACK을 받지 못하여, 데이터 전송을 실패하게 된다. 이 경우, STA4와 STA5는 CW 값을 2배로 늘린 후에 임의 백오프 카운트 값을 선택하고 카운트 다운을 수행할 수 있다. 한편, STA1은 STA4와 STA5의 전송으로 인해 매체가 점유 상태인 동안에 대기하고 있다가, 매체가 유휴 상태가 되면 DIFS만큼 대기한 후, 잔여 백오프 시간이 지나면 프레임 전송을 시작할 수 있다.
STA의 센싱 동작
전술한 바와 같이 CSMA/CA 메커니즘은 AP 및/또는 STA이 매체를 직접 센싱하는 물리적 캐리어 센싱(physical carrier sensing) 외에 가상 캐리어 센싱(virtual carrier sensing)도 포함한다. 가상 캐리어 센싱은 숨겨진 노드 문제(hidden node problem) 등과 같이 매체 액세스에서 발생할 수 있는 문제를 보완하기 위한 것이다. 가상 캐리어 센싱을 위하여, 무선랜 시스템의 MAC은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector; NAV)를 이용할 수 있다. NAV는 현재 매체를 사용하고 있거나 또는 사용할 권한이 있는 AP 및/또는 STA이, 매체가 이용 가능한 상태로 되기까지 남아 있는 시간을 다른 AP 및/또는 STA에게 지시(indicate)하는 값이다. 따라서 NAV로 설정된 값은 해당 프레임을 전송하는 AP및/또는 STA에 의하여 매체의 사용이 예정되어 있는 기간에 해당하고, NAV 값을 수신하는 STA은 해당 기간동안 매체 액세스가 금지된다. NAV는, 예를 들어, 프레임의 MAC 헤더(header)의 "duration" 필드의 값에 따라 설정될 수 있다.
또한, 충돌 가능성을 감소시키기 위해서 강인한 충돌 검출(robust collision detect) 메커니즘이 도입되었다. 이에 대해서 도 5 및 도 7을 참조하여 설명한다. 실제 캐리어 센싱 범위와 전송 범위는 동일하지 않을 수도 있지만, 설명의 편의를 위해서 동일한 것으로 가정한다.
도 5는 숨겨진 노드 및 노출된 노드에 대한 설명을 위한 도면이다.
도 5(a)는 숨겨진 노드에 대한 예시이며, STA A와 STA B는 통신 중에 있고 STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황이지만, STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 캐리어 센싱을 수행할 때에 매체가 유휴 상태인 것으로 판단할 수 있다. 이는 STA A의 전송(즉, 매체 점유)을 STA C의 위치에서는 센싱하지 못할 수도 있기 때문이다. 이러한 경우에, STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 충돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드라고 할 수 있다.
도 5(b)는 노출된 노드(exposed node)에 대한 예시이며, STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있는 상황에서, STA C가 STA D에서 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 이 경우에 STA C가 캐리어 센싱을 수행하면, STA B의 전송으로 인하여 매체가 점유된 상태라고 판단할 수 있다. 이에 따라, STA C가 STA D에 전송할 정보가 있더라도 매체 점유 상태라고 센싱되기 때문에 매체가 유휴 상태가 될 때까지 기다려야 한다. 그러나, 실제로는 STA A는 STA C의 전송 범위 밖에 있으므로, STA C로부터의 전송과 STA B로부터의 전송은 STA A의 입장에서는 충돌하지 않을 수도 있으므로, STA C는 STA B가 전송을 멈출 때까지 불필요하게 대기하는 것이 된다. 이 때 STA C를 STA B의 노출된 노드라고 할 수 있다.
도 6은 RTS와 CTS를 설명하기 위한 도면이다.
도 5와 같은 예시적인 상황에서 충돌 회피(collision avoidance) 메커니즘을 효율적으로 이용하기 위해서, RTS(request to send)와 CTS(clear to send)등의 짧은 시그널링 패킷(short signaling packet)을 이용할 수 있다. 두 STA 간의 RTS/CTS는 주위의 STA(들)이 오버히어링(overhearing)할 수 있도록 하여, 상기 주위의 STA(들)이 상기 두 STA 간의 정보 전송 여부를 고려하도록 할 수 있다. 예를 들어, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면, 데이터를 받는 STA은 CTS 프레임을 주위의 STA들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
도 6(a)는 숨겨진 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우를 가정한다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과 STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
도 6(b)는 노출된 노드 문제를 해결하는 방법에 대한 예시이며, STA A와 STA B 간의 RTS/CTS 전송을 STA C가 오버히어링함으로써, STA C는 자신이 다른 STA(예를 들어, STA D)에게 데이터를 전송하더라도 충돌이 발생하지 않을 것으로 판단할 수 있다. 즉, STA B는 주위의 모든 STA들에게 RTS를 전송하고, 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 캐리어 센싱 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
전력 관리
전술한 바와 같이 무선랜 시스템에서는 STA이 송수신을 수행하기 전에 채널 센싱을 수행해야 하는데, 채널을 항상 센싱하는 것은 STA의 지속적인 전력 소모를 야기한다. 수신 상태에서의 전력 소모는 송신 상태에서의 전력 소모에 비하여 크게 차이가 나지 않으며, 수신 상태를 계속 유지하는 것도 전력이 제한된(즉, 배터리에 의해 동작하는) STA에게 큰 부담이 된다. 따라서, STA이 지속적으로 채널을 센싱하기 위해서 수신 대기 상태를 유지하면, 무선랜 처리율 측면에서 특별한 이점 없이 전력을 비효율적으로 소모하게 된다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 무선랜 시스템에서는 STA의 전력 관리(power management; PM) 모드를 지원한다.
STA의 전력 관리 모드는 액티브(active) 모드 및 전력 절약(power save; PS) 모드로 나뉘어 진다. STA은 기본적으로 액티브 모드로 동작한다. 액티브 모드로 동작하는 STA은 어웨이크 상태(awake state)를 유지한다. 어웨이크 상태는, 프레임 송수신이나 채널 스캐닝 등 정상적인 동작이 가능한 상태이다. 한편, PS 모드로 동작하는 STA은 슬립 상태(sleep state) (또는 도즈(doze) 상태)와 어웨이크 상태(awake state)를 전환(switch)해가며 동작한다. 슬립 상태로 동작하는 STA은 최소한의 전력으로 동작하며, 프레임 송수신은 물론 채널 스캐닝도 수행하지 않는다.
STA이 슬립 상태로 가능한 오래 동작할수록 전력 소모가 줄어들기 때문에, STA은 동작 기간이 증가한다. 하지만 슬립 상태에서는 프레임 송수신이 불가능하기 때문에 무조건적으로 오래 동작할 수는 없다. 슬립 상태로 동작하는 STA이 AP에게 전송할 프레임이 존재하는 경우 어웨이크 상태로 전환하여 프레임을 송신할 수 있다. 한편, AP가 STA에게 전송할 프레임이 있는 경우, 슬립 상태의 STA은 이를 수신할 수 없으며 수신할 프레임이 존재하는 것도 알 수 없다. 따라서, STA은 자신에게 전송될 프레임의 존재 여부를 알기 위해(또한 존재한다면 이를 수신하기 위해) 특정 주기에 따라 어웨이크 상태로 전환하는 동작이 필요할 수 있다.
AP는 일정한 주기로 비콘 프레임(beacon frame)을 BSS 내의 STA들에게 전송할 수 있다. 비콘 프레임에는 TIM(Traffic Indication Map) 정보 요소(Information Element)가 포함될 수 있다. TIM 정보 요소는 AP가 자신과 연관된 STA들에 대한 버퍼된 트래픽이 존재하며, 프레임을 전송할 것임을 알려주는 정보를 포함할 수 있다. TIM 요소에는 유니캐스트(unicast) 프레임을 알려주는데 사용되는 TIM과 멀티캐스트(multicast) 또는 브로드캐스트(broadcast) 프레임을 알려주는데 사용되는 DTIM(delivery traffic indication map)이 있다.
도 7 내지 9는 TIM을 수신한 STA의 동작을 상세하게 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, STA은 AP로부터 TIM을 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하고, 수신한 TIM 요소를 해석하여 자신에게 전송될 버퍼된 트래픽이 있음을 알 수 있다. STA은 PS-Poll 프레임 전송을 위한 매체 액세스를 위해 다른 STA들과 경쟁(contending)을 수행한 후에, AP에게 데이터 프레임 전송을 요청하기 위하여 PS-Poll 프레임을 전송할 수 있다. STA에 의해 전송된 PS-Poll 프레임을 수신한 AP는 STA에게 프레임을 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 수신하고 이에 대한 확인응답(ACK) 프레임을 AP에게 전송할 수 있다. 이후 STA은 다시 슬립 상태로 전환될 수 있다.
도 7과 같이 AP는 STA으로부터 PS-Poll 프레임을 수신한 다음 소정의 시간(예를 들어, SIFS(Short Inter-Frame Space)) 후에 데이터 프레임을 전송하는 즉시 응답(immediate response) 방식에 따라 동작할 수 있다. 한편, AP가 PS-Poll 프레임을 수신한 후에 STA에게 전송할 데이터 프레임을 SIFS 시간 동안에 준비하지 못한 경우에는 지연된 응답(deferred response) 방식에 따라 동작할 수 있으며, 이에 대해서 도 8를 참조하여 설명한다.
도 8의 예시에서 STA이 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환하여 AP로부터 TIM을 수신하고 경쟁을 거쳐 PS-Poll 프레임을 AP로 전송하는 동작은 도 7의 예시와 동일하다. AP가 PS-Poll 프레임을 수신하고도 SIFS 동안 데이터 프레임을 준비하지 못한 경우, 데이터 프레임을 전송하는 대신 ACK 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. AP는 ACK 프레임 전송 후 데이터 프레임이 준비되면, 컨텐딩을 수행한 후 데이터 프레임을 STA에게 전송할 수 있다. STA은 데이터 프레임을 성공적으로 수신하였음을 나타내는 ACK 프레임을 AP에게 전송하고, 슬립 상태로 전환될 수 있다.
도 9는 AP가 DTIM을 전송하는 예시에 대한 것이다. STA들은 AP로부터 DTIM 요소를 포함하는 비콘 프레임을 수신하기 위해 슬립 상태에서 어웨이크 상태로 전환할 수 있다. STA들은 수신한 DTIM을 통해 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임이 전송될 것임을 알 수 있다. AP는 DTIM을 포함하는 비콘 프레임 전송 후 PS-Poll 프레임의 송수신 동작 없이 바로 데이터(즉, 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임)를 전송할 수 있다. STA들은 DTIM을 포함하는 비콘 프레임을 받은 후에 계속하여 어웨이크 상태를 유지하는 중에 데이터를 수신하고, 데이터 수신이 완료된 후에 다시 슬립 상태로 전환할 수 있다.
프레임 구조 일반
도 10은 IEEE 802.11 시스템에서 사용되는 프레임 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
PPDU(Physical Layer Protocol Data Unit) 프레임 포맷은, STF(Short Training Field), LTF(Long Training Field), SIG(SIGNAL) 필드, 및 데이터(Data) 필드를 포함하여 구성될 수 있다. 가장 기본적인(예를 들어, non-HT(High Throughput)) PPDU 프레임 포맷은 L-STF(Legacy-STF), L-LTF(Legacy-LTF), SIG 필드 및 데이터 필드만으로 구성될 수 있다.
STF는 신호 검출, AGC(Automatic Gain Control), 다이버시티 선택, 정밀한 시간 동기 등을 위한 신호이고, LTF는 채널 추정, 주파수 오차 추정 등을 위한 신호이다. STF와 LTF를 합쳐서 PLCP 프리앰블(preamble)이라고 칭할 수 있고, PLCP 프리앰블은 OFDM 물리계층의 동기화 및 채널 추정을 위한 신호라고 할 수 있다.
SIG 필드는 RATE 필드 및 LENGTH 필드 등을 포함할 수 있다. RATE 필드는 데이터의 변조 및 코딩 레이트에 대한 정보를 포함할 수 있다. LENGTH 필드는 데이터의 길이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 추가적으로, SIG 필드는 패리티(parity) 비트, SIG TAIL 비트 등을 포함할 수 있다.
데이터 필드는 SERVICE 필드, PSDU(Physical layer Service Data Unit), PPDU TAIL 비트를 포함할 수 있고, 필요한 경우에는 패딩 비트도 포함할 수 있다. SERVICE 필드의 일부 비트는 수신단에서의 디스크램블러의 동기화를 위해 사용될 수 있다. PSDU는 MAC 계층에서 정의되는 MPDU(MAC Protocol Data Unit)에 대응하며, 상위 계층에서 생성/이용되는 데이터를 포함할 수 있다. PPDU TAIL 비트는 인코더를 0 상태로 리턴하기 위해서 이용될 수 있다. 패딩 비트는 데이터 필드의 길이를 소정의 단위로 맞추기 위해서 이용될 수 있다.
MPDU는 다양한 MAC 프레임 포맷에 따라서 정의되며, 기본적인 MAC 프레임은 MAC 헤더, 프레임 바디, 및 FCS(Frame Check Sequence)로 구성된다. MAC 프레임은 MPDU로 구성되어 PPDU 프레임 포맷의 데이터 부분의 PSDU를 통하여 송신/수신될 수 있다.
MAC 헤더는 프레임 제어(Frame Control) 필드, 기간(Duration)/ID 필드, 주소(Address) 필드 등을 포함한다. 프레임 제어 필드는 프레임 송신/수신에 필요한 제어 정보들을 포함할 수 있다. 기간/ID 필드는 해당 프레임 등을 전송하기 위한 시간으로 설정될 수 있다.
MAC 헤더에 포함된 기간/ID 필드는 16 비트 길이(e.b., B0~B15)로 설정될 수 있다. 기간/ID 필드에 포함되는 콘텐츠는 프레임 타입 및 서브타입, CFP(contention free period) 동안 전송되는지, 송신 STA의 QoS 캐퍼빌리티 등에 따라서 달라질 수 있다. (i) 서브타입이 PS-Poll인 제어 프레임에서, 기간/ID 필드는 송신 STA의 AID를 포함할 수 있으며(e.g., 14 LSB 비트들을 통해), 2 MSB 비트들은 1로 설정될 수 있다. (ii) PC(point coordinator) 또는 non-QoS STA에 의해 CFP 동안 전송되는 프레임들에서, 기간/ID 필드는 고정된 값(e.g., 32768)로 설정될 수 있다. (iii) 그 밖에 non-QoS STA에 의해 전송되는 다른 프레임들 또는 QoS STA에 의해 전송되는 제어 프레임들에서, 기간/ID 필드는 각 프레임 타입별로 정의된 duration 값을 포함할 수 있다. QoS STA에 의해 전송되는 데이터 프레임 또는 매니지먼트 프레임에서, 기간/ID 필드는 각 프레임 타입에 대하서 정의된 duration 값을 포함할 수 있다. 예컨대, 기간/ID 필드의 B15=0으로 설정되면 기간/ID 필드가 TXOP Duration 을 지시하는데 사용된다는 것을 나타내며, B0~B14는 실제 TXOP Duration을 지시하는데 사용될 수 있다. B0~B14에 의해 지시되는 실제 TXOP Duration은 0~32767 중 어느 하나일 수 있으며, 그 단위는 마이크로 세컨드(us)일 수 있다. 다만, 기간/ID 필드가 고정된 TXOP Duration 값(e.g., 32768)을 지시하는 경우에는 B15=1이고, B0~B14=0으로 설정될 수 있다. 그 밖에 B14=1, B15=1로 설정되면 기간/ID 필드가 AID를 지시하기 위하여 사용되고, B0~B13은 1~2007 중 하나의 AID를 지시한다. MAC 헤더의 Sequence Control, QoS Control, HT Control 서브필드들의 구체적인 내용은 IEEE 802.11 표준 문서를 참조할 수 있다.
MAC 헤더의 프레임 제어 필드는, Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame, Order 서브필드들을 포함할 수 있다. 프레임 제어 필드의 각각의 서브필드의 내용은 IEEE 802.11 표준 문서를 참조할 수 있다.
도 11은 CF(contention free)-END 프레임을 예시한다.
설명의 편의상 CF-END 프레임이 non-DMG(directional multi-gigabit, 11ad) STA에 의해 전송된다고 가정한다. CF-END 프레임은 TXOP duration을 절단(truncation)하기 위하여 전송될 수 있다. 따라서 CF-END 프레임에서 기간(duration) 필드는 0으로 설정된다. RA (Receiver Address) 필드는 브로드캐스트 그룹 주소로 설정될 수 있다. BSSID 필드는 AP에 포함된 STA의 주소로 설정될 수 있다. 다만, VHT STA이 VHT AP로 전송하는 non-HT 또는 non-HT duplicate 포맷의 CF-END 프레임의 경우, BSSID 필드의 Individual/Group 비트는 1로 설정될 수 있다.
HE PPDU 구조의 예시
이하에서는 11ax를 지원하는 무선랜 시스템에서의 HE PPDU (High Efficiency Physical layer Protocol Data Unit) 포맷의 일례들을 살펴본다.
도 12 내지 도 15는 HE PPDU들을 예시한다.
HE-SIG A 필드는 L-Part (e.g., L-STF, L-LTF, L-SIG) 다음에 위치하며, L-Part와 마찬가지로 20MHz 단위로 반복(duplication) 된다. HE-SIG A는 모든 HE PPDU에 포함될 수 있는데 비하여, HE-SIG B는 SU PPDU 및 UL 트리거 기반의 PPDU (e.g., 트리거 프레임에 기반하여 전송되는 UL PPDU)에서 생략될 수 있다.
HE-SIG A는 STA들에 대한 공통 제어 정보 (common control information) (e.g., BW, GI 길이, BSS Color, CRC, Tail 등)를 포함한다. HE-SIG A 필드는 HE PPDU를 해석하기 위한 정보를 포함하며, 따라서 HE-SIG A 필드에 포함되는 정보는 HE PPDU의 포맷(e.g., SU PPDU, MU PPDU 또는 트리거 기반의 PPDU 등)에 따라서 달라질 수 있다.
예컨대, (i) HE SU PPDU 포맷에서, HE-SIG A 필드는, DL/UL 지시자, HE PPDU 포맷 지시자, BSS Color, TXOP Duration, BW(bandwidth), MCS, CP + LTF 길이, 코딩 정보, 스트림 수, STBC (e.g., STBC 사용 여부), 송신빔포밍(TxBF) 정보, CRC 및 Tail 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. HE SU PPDU 포맷의 경우, HE-SIG B 필드가 생략될 수 있다. (ii) HE MU PPDU 포맷에서, HE-SIG A 필드는, DL/UL 지시자, BSS Color, TXOP Duration, BW(bandwidth), SIG B 필드의 MCS 정보, SIG B 필드의 심볼 수, HE LTF 심볼 수, 전 대역 MU-MIMO 사용 여부 지시자, CP + LTF 길이, 송신빔포밍(TxBF) 정보, CRC 및 Tail 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. (iii) HE 트리거 기반의 PPDU 포맷에서, HE-SIG A 필드는, 포맷 지시자(e.g., SU PPDU인지 트리거 기반 PPDU인지), BSS Color, TXOP Duration, BW, CRC 및 Tail 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
HE-SIG A에는 상술한 공통 제어 정보(common information) 이외에, 사용자 할당 정보(user allocation information) 예컨대, PAID 또는 GID 등의 STA 식별자, 할당된 자원 정보 및 스트림 수(Nsts) 중 적어도 하나가 포함될 수도 있다.
HE-SIG A 필드에 포함된 BSS color 정보는 BSS를 식별하기 위한 정보로서, BSSID 보다 짧은 길이를 갖는다. 예컨대 BSSID는 48비트 길이를 갖는데 비하여, BSS color 정보는 6 비트 길이를 가질 수 있다. STA은 BSS color 정보를 이용하여 intra-BSS 프레임인지 여부를 판단할 수 있다. 즉, STA은 HE PPDU 전체를 디코딩할 필요 없이 HE-SIG A 필드만 디코딩하더라도, BSS color 정보를 통해서 intra BSS PPDU와 inter BSS PPDU를 구분할 수 있다.
HE-SIG B는 20MHz 채널 단위마다 독립적으로 인코딩 될 수 있다. 20 MHz 채널 단위 마다 인코딩 된 HE-SIG B는 HE-SIG-B 콘텐트 채널이라고 지칭될 수 있다.
일 실시예에 따르면 대역폭이 20 MHz 보다 크지 않은 경우, 하나의 HE-SIG B 콘텐트 채널이 전송될 수 있다. 대역폭이 20 MHz 보다 큰 경우 20 MHz 크기의 채널들은 각각 제1 HE-SIG B 콘텐트 채널(이하, HE-SIG B [1]) 또는 제2 HE-SIG B 콘텐트 채널(이하, HE-SIG B [2]) 중 어느 하나를 전송할 수 있다. 예컨대, HE-SIG B [1]와 HE-SIG B [2]가 번갈아 가며 전송될 수 있다. 홀수 번째 20 MHz 채널은 HE-SIG B [1]를 전송하고, 짝수 번째 20 MHz 채널은 HE-SIG B [2]를 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 40 MHz 대역폭의 경우 HE-SIG B [1]가 첫 번째 20 MHz 채널 상에서 전송되고, HE-SIG B [2]가 두 번째 20 MHz 채널 상에서 전송된다. 80 MHz 대역폭의 경우 HE-SIG B [1]가 첫 번째 20 MHz 채널 상에서 전송되고, HE-SIG B [2]가 두 번째 20 MHz 채널 상에서 전송되고, 동일한 HE-SIG B [1]가 세 번째 20 MHz 채널 상에서 반복 전송되고, 동일한 HE-SIG B [2]가 네 번째 20 MHz 채널 상에서 반복 전송된다. 160 MHz 대역폭에서도 이와 유사하게 전송된다.
한편, HE-SIG B [1]와 HE-SIG B [2] 각각의 컨텐츠는 상이할 수 있다. 단, HE-SIG-B [1] 들은 모두 동일한 컨텐츠를 갖는다. 마찬가지로, HE-SIG B [2] 들은 모두 동일한 컨텐츠를 갖는다.
HE-SIG B는 공통 필드(Common field) 및 사용자 특정 필드(User specific field)를 포함할 수 있다. 공통 필드는 사용자 특정 필드에 선행할 수 있다. 공통 필드와 사용자 특정 필드는 OFDM 심볼 단위가 아니라, 비트 단위로 구분될 수 있다.
HE-SIG B의 공통 필드는 해당 대역폭에서 PPDU를 수신하도록 지정된 STA들 모두에 대한 정보를 포함한다. 공통 필드는 RU(resource unit) 할당 정보를 포함할 수 있다. 예컨대, 80 MHz를 구성하는 4개의 20 MHz 채널들을 [LL, LR, RL, RR]로 구분할 때, HE-SIG B [1]의 공통 필드에 LL 및 RL 에 대한 공통 블록이 포함되고, HE-SIG B [2]의 공통 필드에 LR 및 RR 에 대한 공통 블록이 포함될 수 있다.
HE-SIG B의 사용자 특정 필드는 다수의 사용자 필드(user field)들을 포함할 수 있으며, 각 사용자 필드들은 PPDU를 수신하도록 지정된 개별 STA에 특정적인 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, 사용자 필드는 스테이션 ID, STA 별 MCS, 스트림 수(Nsts), Coding(e.g., LDPC 사용에 대한 지시), DCM 지시자 및 송신 빔포밍 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
UL MU 전송
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 상향링크 다중 사용자 전송 상황을 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이 802.11ax 시스템에서는 UL MU 전송 방식이 사용될 수 있으며, 이는 도 16에 도시된 바와 같이 AP가 복수의 STA (예를 들어, STA 1 내지 STA 4)에게 트리거 프레임(Trigger Frame)을 전송함으로써 시작될 수 있다. 트리거 프레임은 UL MU 할당 정보를 포함할 수 있다. UL MU 할당 정보는 예컨대, 자원 위치 및 크기, STA ID들 또는 수신 STA 주소들, MCS 및 MU 타입(MIMO, OFDMA 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 구체적으로 트리거 프레임은 (i) UL MU 프레임에 대한 지속 시간(duration), (ii) 할당의 수(N) 및 (iii) 각 할당의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 각 할당의 정보는 사용자 별 정보(Per user Info)를 포함할 수 있다. 각 할당의 정보는 예컨대, AID (MU일 경우, STA수만큼 추가로 포함됨), 전력 조절(Power adjustment), 자원(또는 톤) 할당 정보(e.g., 비트맵), MCS, 스트림 수 (Nsts), STBC, 코딩, 송신빔포밍에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 도 16에 도시된 바와 같이 AP는 매체에 접속하기 위해 경쟁 과정을 거쳐 트리거 프레임을 전송할 TXOP를 획득할 수 있다. 이에 대해 STA들은 트리거 프레임의 SIFS 이후 AP에 의해 지시된 포맷으로 UL 데이터 프레임을 전송할 수 있다. 이에 대응하여 본 발명의 실시예에 따른 AP는 BA (Block ACK) 프레임을 통해 UL MU 데이터 프레임에 대해 확인 응답을 수행하는 것을 가정한다.
도 17은 일 실시예에 따른 트리거 프레임 포맷을 도시한다.
도 17을 참조하면, 트리거 프레임은 프레임 제어(frame control) 필드, 길이(duration) 필드, RA(recipient STA address) 필드, TA(transmitting STA address) 필드, 공통 정보(common information) 필드, 하나 또는 둘 이상의 개별 사용자 정보(Per User Info) 필드들 및 FCS(Frame Check Sum) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. RA 필드는 수신 STA의 주소 또는 ID를 나타내며, 실시예에 따라서 생략될 수도 있다. TA 필드는 송신 STA의 주소를 나타낸다.
공통 정보 필드는, 길이(length) 서브필드, 캐스캐이드 지시자(Cascade Indication), HE-SIG A 정보 서브필드, CP/LTF 타입 서브필드, 트리거 타입 서브필드 및 트리거-의존 공통 정보(trigger-dependent Common Info) 서브필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 길이 서브필드는 UL MU PPDU 의 L-SIG 길이를 지시한다. 캐스캐이드 지시자는 현재 트리거 프레임 다음에 후속하는 트리거 프레임의 전송이 있는지 여부를 지시한다. HE-SIG A 정보 서브필드는 UL MU PPDU 의 HE-SIG A에 포함되는 컨텐츠를 지시한다. CP/LTF 타입 서브필드는 UL MU PPDU에 포함되는 CP와 HE LTF 타입을 지시한다. 트리거 타입 서브필드는 트리거 프레임의 타입을 지시한다. 트리거 프레임은 해당 타입 특정한 공통 정보 및 타입 특정한 개별 사용자 정보(Per User Info)를 포함할 수 있다. 트리거 타입은, 예컨대, 베이직 트리거 타입(e.g., 타입 0), 빔포밍 보고 폴 트리거(Beamforming Report Poll Trigger) 타입(e.g., 타입 1), MU-BAR(Multi-user Block Ack Request) 타입(e.g., 타입 2) 또는 MU-RTS(multi-user ready to send) 타입(e.g., 타입 3) 중 어느 하나로 설정될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다. 트리거 타입이 MU-BAR인 경우, 트리거 의존 공통 정보 서브필드는 GCR(Groupcast with Retries) 지시자 및 GCR 주소를 포함할 수 있다.
개별 사용자 정보 필드(Per User Info field)는 사용자 식별자 서브필드, RU(resource unit) 할당 서브필드, 코딩 타입 서브필드, MCS 필드, DCM(dual sub-carrier modulation) 서브필드, SS(spatial stream) 할당 서브필드 및 트리거 의존 개별 사용자 정보(Trigger dependent Per User Info) 서브필드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 사용자 식별자 서브필드는 UL MU PPDU의 MPDU를 전송하기 위하여 해당 자원 유닛(resource unit)을 사용할 STA의 AID를 지시한다. RU 할당 서브필드는 해당 STA이 UL MU PPDU를 전송하기 위한 자원 유닛을 지시한다. 코딩 타입 서브필드는 해당 STA이 전송하는 UL MU PPDU의 코딩 타입을 지시한다. MCS 서브필드는 해당 STA이 전송하는 UL MU PPDU의 MCS를 지시한다. DCM 서브필드는 해당 STA이 전송하는 UL MU PPDU의 이중 캐리어 변조에 대한 정보를 지시한다. SS 할당 서브필드는, 해당 STA이 전송하는 UL MU PPDU의 공간 스트림(spatial streams)에 대한 정보를 지시한다. 트리거 타입이 MU-BAR인 경우, 트리거 의존 개별 사용자 정보 서브필드는 BAR 제어 및 BAR 정보를 포함할 수 있다.
HT Control field
MAC 헤더에는 HT Control 필드가 포함되는데, HT Control 필드는 다양한 포맷으로 설정될 수 있다. 예컨대, HT variant, VHT variant 및 HE variant 중 하나로 설정될 수 있다. 각 포맷에 대한 HT Control 필드의 설정은 표 1과 같다.
[표 1]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000001
VHT Variant HT Control 필드에 포함된 VHT Control Middle 서브 필드는 MRQ,MSI/STBC, MFSI/GID-L, MFB, GID-H, Coding Type, FB Tx Type 및 Unsolicited MFB를 포함할 수 있다.
HE Variant HT Control 필드에 포함된 Aggregated Control 서브필드는 다수의 제어 서브 필드들 및 패딩 비트를 포함할 수 있다. 각 제어 서브필드는 4비트의 제어 ID 및 제어 정보를 포함한다. 제어 ID는 제어 정보에 포함된 정보의 타입 및 제어 정보의 길이를 지시한다.
제어 ID=0는 UL MU 응답 스케줄링(UL MU response scheduling)을 의미한다. 제어 ID=0로 설정되는 경우, 제어 정보는 즉시 응답(immediate acknowledgement)을 나르는 HE 트리거 기반 PPDU를 위한 스케줄링 정보를 포함한다. 여기서, 즉시 응답은 요청 A-MPDU (soliciting A-MPDU)에 대한 응답으로서 전송되는 것일 수 있다. 또한, 제어 정보는 UL PPDU 길이 및 RU 할당 정보를 포함할 수 있다.
제어 ID=1은 수신 동작 모드 지시(Receive operation mode indication)을 의미한다. 이 때, 제어 정보는 해당 정보를 포함하는 프레임을 송신하는 STA의 수신 동작 모드에 관한 제어 정보를 포함한다. 제어 정보는, STA이 수신할 수 있는 공간 스트림의 최대 개수 및 STA이 수신에서 지원하는 동작 채널 폭 정보를 포함할 수 있다.
제어 ID=2는 HE 링크 적응을 의미한다. 이 때, 제어 정보는 링크 적응을 위한 선호되는 공간 스트림의 개수 및 MCS 인덱스에 대한 정보를 포함할 수 있다.
NAV (network allocation vector)
NAV는 송신 STA(e.g., TXOP holder) TXOP를 보호하기 위한 일종의 타이머로 이해될 수 있다. STA은 자신에게 설정된 NAV가 유효한 기간 동안에는 채널 엑세스를 수행하지 않음으로써, 다른 STA의 TXOP를 보호할 수 있다.
현재 non-DMG STA의 경우 하나의 NAV를 지원한다. 유효한(valid) 프레임을 수신한 STA은 PSDU의 duration 필드(e.g., MAC 헤더의 duration 필드)를 통해서 NAV를 업데이트 할 수 있다. 다만, 수신된 프레임의 RA 필드가 해당 STA의 MAC 주소와 일치하는 경우, STA은 NAV를 업데이트 하지 않는다. 수신된 프레임의 duration 필드에 의해 지시된 duration이 STA의 현재 NAV 값보다 크면, STA은 수신된 프레임의 duration을 통해서 NAV를 업데이트 한다.
도 18은 NAV 설정(setting)의 일 예를 도시한다.
도 18을 참조하면, Source STA은 RTS 프레임을 전송하고, Destination은 CTS 프레임을 전송한다. 상술된 바와 같이 RTS 프레임을 통해서 수신자로 지정된 destination STA은 NAV를 설정하지 않는다. 나머지 STA들 중 일부는 RTS 프레임을 수신하여 NAV를 설정하고, 또 다른 일부는 CTS 프레임을 수신하여 NAV를 설정할 수 있다.
RTS 프레임이 수신된 시점으로부터(e.g., MAC이 RTS 프레임에 대응하는 PHY-RXEND.indication primitive를 수신한 시점) 일정 기간 내에서 CTS 프레임(e.g., PHY-RXSTART.indication primitive)이 수신되지 않는다면, RTS 프레임을 통해서 NAV를 설정 또는 업데이트한 STA들은 NAV를 리셋(e.g., 0)할 수 있다. 일정 기간은, (2*aSIFSTime + CTS_Time + aRxPHYStartDelay + 2*aSlotTime)일 수 있다. CTS_Time은 RTS 프레임이 지시하는 CTS 프레임의 길이 및 데이터 레이트에 기초하여 계산될 수 있다.
도 18에서는 편의를 위하여 RTS 프레임 또는 CTS 프레임을 통해서 NAV를 설정 또는 업데이트하는 것을 예시하였으나, NAV 설정/재설정/업데이트는 다른 다양한 프레임들 예컨대, non-HT PPDU, HT PPDU, VHT PPDU 또는 HE PPDU의 duration 필드(e.g., MAC 프레임의 MAC 헤더 내의 duration field)에 기초하여 수행될 수도 있다. 예컨대, 수신된 MAC 프레임에서 RA 필드가 자신의 주소(e.g., MAC 주소)와 일치하지 않는다면, STA은 NAV를 설정/재설정/업데이트할 수 있다.
도 19는 TXOP truncation의 일 예를 도시한다.
TXOP holder STA은 CF-END 프레임을 전송함으로써 TXOP를 절단(truncation)할 수 있다. CF-END 프레임 또는 CF-END+CF-ACK 프레임을 수신한 STA은 NAV를 리셋(e.g., 0)할 수 있다.
EDCA를 통해서 채널 엑세스를 획득한 STA이 자신의 송신 큐(queue)를 비운 경우, CF-END 프레임을 송신할 수 있다. STA은 CF-END 프레임의 송신을 통해서 자신의 TXOP 완료를 명시적으로 지시할 수 있다. CF-END 프레임은 TXOP holder에 의해 전송될 수 있다. TXOP holder가 아닌 non-AP STA은 CF-END 프레임을 전송할 수 없다. CF-END 프레임을 수신한 STA은 CF-END 프레임이 포함된 PPDU의 종료시점에서 NAV를 리셋한다.
도 19를 참조하면, EDCA를 통해서 매체에 엑세스한 STA은 NAV 설정을 위한 시퀀스(e.g., RTS/CTS 등)를 전송한다.
SIFS 이후, TXOP holder(또는 TXOP initiator)와 TXOP responder 는 PPDU들을 송수신 한다(e.g., initiator sequence). TXOP holder는 TXOP 한도 내에서 더 이상 전송할 수 있는 데이터가 없을 경우, CF-END 프레임을 전송함으로써 TXOP를 절단(truncate)한다.
CF-END 프레임을 수신한 STA들은 자신의 NAV를 리셋하고, 더 이상의 지연 없이 매체 엑세스를 위한 경쟁(contending)을 시작할 수 있다.
상술된 바와 같이 현재 무선랜 시스템에서 TXOP duration은 MAC 헤더의 Duration 필드를 통해 설정된다. 즉, TXOP holder (e.g., Tx STA) 와 TXOP Responder (e.g., Rx STA)은 이들 간에 송수신 하는 프레임의 Duration 필드에, 프레임들의 송수신에 필요한 전체 TXOP 정보를 포함시켜 전송한다. TXOP holder나 TXOP Responder가 아닌 제 3의 STA들 (i.e., Third party STAs)은 TXOP holder와 TXOP Responder간에 교환되는 프레임의 Duration 필드를 확인하고, NAV를 설정/업데이트함으로써 NAV 기간 까지 채널 사용을 연기한다.
HE- SIG A를 통한 TXOP Duration 지시
HE PPDU를 지원하는 11ax 시스템에서, UL MU PPDU가 HE-SIG B를 포함하지 않으면, 제 3의 STA들은 UL MU PPDU를 수신하더라도 UL MU PPDU에 포함된 MPDU를 디코딩할 수 없다. 제3의 STA들이 MPDU를 디코딩 할 수 없다면, 제3의 STA들이 MPDU의 MAC 헤더에 포함된 TXOP Duration 정보(e.g., Duration 필드)를 획득할 수 없다. 따라서, NAV 설정/업데이트가 올바르게 수행되기 어려운 문제점이 있다.
HE-SIG B를 포함하는 HE PPDU 프레임이 수신되더라도, HE-SIG B 구조가 STA별로 다르게 코딩 되고 STA들이 자신에게 할당된 HE-SIG B 컨텐츠만 읽을 수 있도록 HE-SIG B 구조가 설계되는 경우, 제 3의 STA들은 다른 STA들이 송수신하는 MAC 프레임(e.g., HE PPDU 내에 다른 STA의 MPDU)을 디코딩 할 수 없다. 따라서, 이 경우에도 제3 STA들은 TXOP 정보를 획득할 수 없는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, STA은 TXOP duration 정보를 HE-SIG A에 포함시켜 전송하는 방법이 제안된다. 상술된 바와 같이 MAC 헤더의 duration 필드 중 15비트(e.g., B0~14)가 duration 정보를 지시하고, 최대 약 32.7ms(0~32767 us)를 지시 할 수 있다. MAC 헤더의 duration 필드에 포함된 15 비트의 duration 정보를 그대로 HE-SIG A에 포함시켜 전송하는 경우, 11ax third party STA이 올바르게 NAV설정/업데이트를 할 수는 있겠으나, HE-SIG A의 시그널링 오버헤드가 지나치게 증가되는 문제점이 있다. MAC 계층에서 페이로드 전송을 위한 MPDU 내에서 15비트는 상대적으로 작은 크기라 할 수 있지만, 물리 계층에서 공통 제어 정보 전송을 위한 HE-SIG A는 Compact하게 설계된 필드이므로 HE-SIG A 내에서 15 비트의 증가는 상대적으로 큰 시그널링 오버헤드에 해당한다.
따라서 본 발명의 일 실시예에서는 HE-SIG A의 오버헤드를 최소화하는 TXOP duration의 효율적인 지시 방법이 제안된다. 또한, HE-SIG A 내에 새롭게 정의된 TXOP duration을 기반으로 하는 프레임 송수신 동작이 제안된다. 이하에서, MAC 헤더의 포함된 duration 필드는 편의상 MAC duration으로 지칭될 수 있다.
제3 STA의 NAV에 설정된 값은 TXOP holder/Responder에 대한 TXOP Duration으로 해석될 수 있다. 예컨대, Duration 필드 값은 TXOP holder/Responder의 관점에서는 프레임 송수신을 위한 TXOP이나, 제3 STA의 관점에서는 NAV 값을 의미한다. 따라서, 제3 STA들이 NAV를 설정/업데이트하는 동작은 TXOP holder/Responder에 대한 TXOP 만큼 NAV를 설정하는 것이므로, 제3 STA들이 NAV를 설정/업데이트하는 동작은 편의상 TXOP를 설정/업데이트하는 동작으로 지칭될 수도 있다. 또한, TXOP Duration의 용어는 간략히 Duration으로 지칭되거나 또는 간략히 TXOP로 지칭될 수도 있다. TXOP Duration은 경우에 따라서 프레임 내에서 필드(e.g., HE-SIG A내의 TXOP Duration 필드)를 지칭하는데 사용되거나 또는 실제 TXOP Duration 값을 지칭하는데 사용될 수도 있다.
후술하는 제안들에 할당된 인덱스는 설명의 편의를 위한 것이므로, 서로 다른 인덱스를 갖는 제안들이 조합됨으로써 하나의 발명이 실시될 수도 있고 또는 각각이 개별적인 발명으로 실시될 수도 있다.
제안 1
HE PPDU 의 HE-SIG A에 TXOP duration 필드가 포함되는 경우, TXOP duration 필드에서 지시되는 TXOP duration의 길이, 값, granularity 등이 정의될 필요가 있다. 예컨대, (1) 사이즈, (2) 최대 값, (2) 입도(granularity) 등이, HE-SIG A의 용량(capacity) 및 TXOP duration의 granularity를 고려하여 결정될 필요가 있다. granularity는 스케일링 (또는 scaling factor) 또는 TXOP duration 단위로 표현될 수도 있다.
(1) TXOP duration 필드의 크기
HE-SIG A의 용량(capacity)을 살펴보면, HE SU PPDU 포맷의 경우 13 비트의 잔여(remaining) 비트(e.g., 다른 용도의 사용이 정의되지 않아 가용한 비트)가 존재하고, HE MU PPDU 의 경우 14비트의 잔여 비트가 존재하고, HE 트리거 기반 PPDU의 경우 14비트 이상의 잔여 비트가 존재한다.
현재 HE-SIG A 필드에서 크기가 결정되지 않은 필드들은 예컨대, HE-MU PPDU 포맷에서 BW (단, 2비트 이상), 공간 재사용(Spatial reuse) 및 TXOP duration 필드 등을 예시할 수 있다.
논의 중인 다른 HE-SIG A 필드로서는, 레거시 시스템과 유사하게 1비트의 유보된 필드(reserved field), HE MU PPDU 포맷의 경우 1 비트의 STBC 등이 있다.
따라서, 이와 같은 HE-SIG A의 다른 필드들을 고려한다면 TXOP duration 필드의 길이는 일정 크기(e.g., 5~7 비트)로 제한될 수 있다.
또한, 이와 같은 사이즈의 제약을 고려한다면 TXOP duration 필드는 MAC duration에사 사용되는 granularity (i.e., 1us) 보다 큰 granularity을 갖는 것이 바람직하다. 즉, TXOP duration 필드는 MAC duration 보다 작은 사이즈로 설정되지만, 보다 큰 granularity를 가질 수 있다.
(2) TXOP duration 의 최대 값
상술된 바와 같이 MAC duration 필드(e.g., 15비트, 1us 단위)는 약 32ms 까지 커버할 수 있다. 디폴트 EDCA 파라미터셋에서 TXOP 한계가 약 4 ms 이긴 하지만, AP는 비콘을 통해서 EDCA 파라미터 셋을 설정할 수는 있다.
AP는 TXOP duration 필드에 의한 TXOP duration을 4 ms 보다 길에 설정할 수도 있다(e.g., 8 또는 16 ms). 특히, MU TXOP 절차 또는 캐스캐이드 구조에서는 AP는 TXOP duration을 길게 설정할 필요가 있다.
한편, 셀룰러 시스템(e.g., 3GPP)에서 비면허 대역을 사용하기 위한 LAA(Licensed Assisted Access)에서는 최대 TXOP를 8 ms로 규정하고, WiFi는 사운딩 패킷을 위해 매우 긴 TXOP(e.g., ~ 10ms)를 필요로 한다고 언급하였다. 유럽의 LBT(Listen Before Talk) 요구 사항에 따르면 채널 점유시간은 최대 10 ms 일 수 있다. 비면허 대역에서 동작하는 LTE 시스템인 LTE-U에 따르면 최대 on-state duration은 20 ms 이다.
이와 같은 설계 요소들을 고려할 때, HE-SIG A 필드에 의해 지시될 수 있는 최대 TXOP duration의 크기는 예컨대, 8 ms (또는 16 ms) 인 것이 바람직하다.
(3) TXOP duration 의 granularity
상대적으로 작은 granularity 하나만 사용되면, TXOP duration 필드에 많은 비트들이 요구된다(e.g., 8~15 비트).
이와 달리 상대적으로 큰 granularity 하나만 사용되면, STA들(e.g., third party)에 과도한 보호(over-protection) 문제가 빈번하게 발생하여, 채널 사용의 효율성이 낮아질 수 있다(e.g., 필요 이상으로 큰 TXOP duration 값으로 NAV가 설정).
도 20은 small granularity의 TXOP duration 설정과 large granularity의 TXOP duration 설정을 예시한다. 도 20의 (a)는 DL 전송을 위한 TXOP duration 설정으로서, 구체적으로 AP가 전송한 DL MU PPDU에 대하여 STA들이 UL MU BA를 전송하는 경우를 예시한다. 도 20의 (b)는 UL 전송을 위한 TXOP duration 설정으로서, 구체적으로 AP가 전송한 트리거 프레임에 기초하여 STA들이 UL MU 프레임을 전송하고, AP는 DL MU BA를 전송하는 경우를 예시한다. 도 20의 (a) 및 (b)를 참조하면, MAC duration과 HE-SIG A의 TXOP duration 필드에 의한 TXOP duration 간의 오차의 크기는, small granularity가 사용될 때 상대적으로 작고, large granularity가 사용될 때 상대적으로 크다. 이와 같이, large granularity의 사용은 실제 필요한 TXOP 이상의 과도 보호를 야기할 수 있다.
한편, 상대적으로 작은 크기의 패킷들(예컨대 ACK, BA, MU BA 등)을 살펴보면, ACK 또는 BA는 통상적으로 TXOP의 마지막 프레임에 위치한다. ACK, BA 및/또는 MU BA의 duration은 각각의 데이터 레이트에 따라서 달라진다. 예를 들어, 낮은 데이터 레이트 (e.g., MCS0, 26 tones)에서 UL MU BA의 길이는 422.4 us이다.
ACK, BA 및/또는 MU BA 중 적어도 일부에 대해서는 작은 granularity (e.g., 32 us 이하)를 사용하는 편이 third party STA들에 의한 과도한 보호 문제를 해결하는데 보다 효율적일 수 있다.
따라서, TXOP duration은 작은 granularity(e.g., 16 또는 32 us)를 갖는 작은 패킷을 지원할 필요가 있다. 이와 같이 용량이 작은 패킷을 지원하는 방법들 중 하나로서, TXOP에 대해 다중의 granularity들(e.g., small and large)을 사용하는 방안이 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, TXOP duration에 대하여 다중의 단위들(e.g., multi-granularity)가 사용될 수 있다. 다중의 단위들의 개수는 2개 (또는 4개)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 만약 단위들의 개수가 2개인 경우, 각각의 단위는 편의상 small unit과 large unit으로 지칭될 수 있다. small unit과 large unit의 실제 크기는 TXOP duration field의 크기(e.g., 5, 6 또는 7 비트)에 따라서 달라질 수 있다. 예컨대, small unit(e.g., 16 or 32 us)은 512 us 미만의 duration을 지시하는데 사용되고, large unit(e.g., 512 or 256 us)은 512 us 부터 최대 TXOP duration 값까지를 지시하는데 사용될 수 있다. 예컨대, small unit은 상술한 최하위 데이터 레이트의 UL MU BA(e.g., 약 400us 길이)를 위해 사용될 수 있다.
표 2은 TXOP duration 필드 크기에 따른 small unit과 large unit을 예시한다.
[표 2]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000002
이하에서는 설명의 편의를 위하여 TXOP duration 필드의 크기가 7비트 인 경우를 중심으로 살펴본다. TXOP duration 필드의 7비트의 첫 번째 비트를 'B0'로 표기하고, 마지막 비트를 'B6'로 표기하기로 한다.
(i) 표 2의 option 3-1의 예: 7 비트 필드 크기, 4 units (4, 8, 16, 256us )
표 3는 TXOP duration 필드가 7비트(e.g., B0~B6)이고, 총 4개의 duration unit들 4 us, 8 us, 16 us, 256us이 사용되는 경우(표 2의 option 3-1)에 있어서, TXOP duration 필드의 값(e.g., TXOP 인덱스)에 따른 TXOP duration 값을 예시한다. 예컨대, 4 us, 8 us, 16 us은 3개의 small unit들에 해당하고, 256 us는 large unit에 해당할 수 있다.
[표 3]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000003
표 3를 참조하면, B0B1는 duration의 4개의 단위들(또는 granularity) 중 하나를 지시한다. 예컨대, B0B1=00는 4 us를 나타내고, B0B1=01는 8 us를 나타내고, B0B1=10는 16 us를 나타내고, B0B1=11는 256 us를 나타낸다.
따라서, STA은 HE-SIG A 필드의 TXOP duration 필드의 B0~B6 값에 기초하여 TXOP duration value를 계산할 수 있다. 예컨대, B0B1=00이면, TXOP duration value = (4 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=01이면, TXOP duration value = (128+ 8 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=10이면, TXOP duration value = (384+ 16 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=11이면, TXOP duration value = (896+ 256 * value of (B2~B6)) us 이다.
(ii) 표 2의 option 3-2의 예: 7 비트 필드 크기, 2 units (8, 256us )
표 4는 TXOP duration 필드가 7비트(e.g., B0~B6)이고, small unit = 8 us, large unit = 256 us인 경우(표 2의 option 3-2)에 있어서, TXOP duration 필드의 값(e.g., TXOP 인덱스)에 따른 TXOP duration 값을 예시한다.
[표 4]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000004
표 4를 참조하면, B0B1는 duration의 2개의 단위들(또는 granularity) 중 하나를 지시한다. 또한, B0B1는 B2~B3 (00000)의 duration 값을 지시한다. 예컨대, B0B1=00는 8 us 및 B2~B3(00000)=0임을 지시한다. B0B1=01는 8 us 및 B2~B3(00000)=256임을 지시한다. B0B1=10는 8 us 및 B2~B3(00000)=512임을 지시한다. B0B1=11은 256 us 및 B2~B3(00000)=768임을 지시한다.
따라서, STA은 HE-SIG A 필드의 TXOP duration 필드의 B0~B6 값에 기초하여 TXOP duration value를 계산할 수 있다. 예컨대, B0B1=00이면, TXOP duration value = (8 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=01이면, TXOP duration value = (256+ 8 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=10이면, TXOP duration value = (512+ 8 * value of (B2~B6)) us 이다. B0B1=11이면, TXOP duration value = (768+ 256 * value of (B2~B6)) us 이다.
(iii )표 2의 option 3-3의 예: 7 비트 필드 크기, 2 units (16, 256us )
표 5는 TXOP duration 필드가 7비트(e.g., B0~B6)이고, small unit = 16 us, large unit = 256 us인 경우(표 2의 option 3-3)에 있어서, TXOP duration 필드의 값(e.g., TXOP 인덱스)에 따른 TXOP duration 값을 예시한다.
[표 5]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000005
표 5를 참조하면, B0는 duration의 단위(또는 granularity)를 지시한다. 예컨대, B0=0는 small unit인 16 us를 나타내고, B0=1는 large unit인 256 us를 나타낸다. 따라서, STA은 HE-SIG A 필드의 TXOP duration 필드의 B0~B6 값에 기초하여 TXOP duration value를 계산할 수 있다. 예컨대, B0=0이면, TXOP duration value = (16 * value of (B1~B6)) us이다. B0=1이면, TXOP duration value = (1024+ 256 * value of (B1~B6)) us이다.
한편, STA은 사전 정의된 룩업 테이블로부터 TXOP duration value 값을 획득할 수도 있다. 편의상 표 3~4에 대응되는 룩업 테이블의 기재는 생략된다.
(iv) option 4의 예: 7 비트 필드 크기, 1 unit ( 48us )
본 발명의 다른 예에 따르면, 표 6과 같이 TXOP duration 필드가 7 비트 크기이며, 단일 granularity unit으로서 48 us가 사용될 수 있다. 이 때, TXOP duration 필드에서 지시 가능한 최대 값은 6144 us일 수 있다.
[표 6]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000006
다만 상술된 옵션들은 예시적인 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, TXOP duration 필드는 7 비트로 구성되고, 2 개의 Granularity 8 us 및 128us가 사용될 수도 있다. B0=0은 8us를 지시하고, B0=128us를 지시할 수 있다. 또한, B0=0 인 경우, TXOP duration 값은 '8us * value of (B1~B6)' us일 수 있다. B0=1 인 경우, TXOP duration 값은 '512 + 128us * value of (B1~B6)' us일 수 있다.
제안 2
제안 1에서는, TXOP duration 필드의 구조 및 TXOP duration 필드에 의해서 지시되는 비트 값의 정의를 살펴보았다. 예컨대, TXOP duration이 7 비트이고, 프레임을 송신하는 STA/AP가 TXOP duration 값으로 'Y' us를 지시하고자 한다고 가정할 때, TXOP duration 필드의 B0~B6을 어떻게 설정하여야 'Y' us가 지시될 수 있는지를 제안 1을 통해 살펴보았다. 마찬가지로, 프레임을 수신하는 STA/AP가 TXOP duration 필드의 B0~B6을 어떻게 해석하여야 올바른 TXOP duration 값 = 'Y' us이 도출될 수 있는지를 제안 1을 통해 살펴보았다.
한편, 프레임을 송신하는 STA/AP가 TXOP duration 필드의 B0~B6를 설정하기 이전에, TXOP duration 필드를 통해서 어떠한 TXOP duration 값을 지시하여야 하는지가 정의되어야 한다. 예컨대, 'Y' 값 자체를 결정하기 위한 방법이 정의될 필요가 있다.
제안 2에서는, HE-SIG A 필드의 TXOP duration 필드를 통해서 지시될 값인 'Y' us를 결정하기 위한 방법들을 살펴본다.
(1) 옵션 1
하나의 TXOP에서 첫 번째 PPDU를 제외한 나머지 PPDU에서의 TXOP Duration 필드는 바로 이전(즉, SIFS전)에 수신된 PPDU에 포함된 TXOP Duration 값(e.g., HE-SIG A의 TXOP Duration field나 MAC Duration)을 기반으로, TXOP granularity에 맞게 설정될 수 있다.
일 예로, 하나의 TXOP 에 PPDU '1', PPDU '2',..., PPDU 'N'이 순차적으로 송수신된다고 가정한다. PPDU 'i'(where, 1<i<N+1)를 송신하고자 하는 STA은, PPDU 'i-1'에 의해 지시되는 TXOP Duration 에 기반하여, PPDU 'i'의 HE-SIG A 필드에 TXOP duration 필드에 설정될 값을 결정할 수 있다.
예를 들어, PPDU 'i-1'에 의해 지시되는 TXOP Duration 의 값이 'X'이면, STA은 HE PPDU의 HE-SIG A에 포함된 TXOP Duration필드의 값 'Y'를 (X- PPDU 'i'의 Duration - SIFS)을 이용하여 설정하거나 또는 (X- PPDU 'i'의 Duration)를 이용하여 설정할 수 있다.
이 때 정확한 TXOP Duration값은 TXOP Duration의 granularity를 기반으로 계산되어야 한다. 예를 들어, 계산 값 'Y'가 Granularity의 배수가 아니면, STA은 Granularity의 배수 값들 중 하나를 통해 'Y'의 근사치를 TXOP Duration필드에 설정할 수 있다. 구체적으로 STA은 Y 보다 큰 Granularity의 배수 값들 중 가장 작은 값으로 TXOP duration 을 설정할 수 있다. 또는, STA은 Y 보다 작은 Granularity의 배수 값들 중 가장 큰 값으로 TXOP duration을 설정할 수도 있다. 한편, 'Y'가 Granularity의 배수인 경우, Y가 TXOP duration 으로 설정된다.
아래 표 7은 Granularity = 32 us 경우, 표 8은 Granularity = 16 us 인 경우를 예시한다.
[표 7]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000007
[표 8]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000008
TXOP 내에서 첫 번째 PPDU가 HE PPDU이면, HE PPDU의 TXOP Duration 은 해당 HE PPDU의 MAC duration을 기반으로 설정될 수 있다. 예를 들어, MAC Duration의 값이 TXOP duration 필드의 Granularity의 배수이면, STA은 MAC Duration 값을 TXOP duration 필드에 설정한다. 이와 달리, MAC Duration의 값이 TXOP duration 필드의 Granularity의 배수가 아니면, STA은 MAC Duration의 근사치를 TXOP duration 필드에 설정할 수 있다. 예컨대, STA은 MAC Duration 값 보다 큰 TXOP Granularity의 배수 값들 중 가장 작은 값으로 TXOP Duration을 설정한다. 이에 대한 구체적 예는 앞서 살펴본 표 7/8과 같다. 또는, STA은 MAC Duration 값 보다 작은 TXOP Granularity의 배수 값들 중 가장 큰 값으로 TXOP Duration을 설정할 수도 있다.
또 다른 예로, STA은 MAC header의 Duration에 설정될 값을 TXOP Duration의 Granularity 단위로 설정할 수도 있다. 예컨대, STA은 계산된 TXOP Duration 값을 MAC Duration 필드에 복사하여 전송할 수 있다.
(2) 옵션 2
옵션 1에 따르면, i≠1인 PPDU i를 전송하고자 하는 STA은, PPDU i-1을 기반으로 PPDU i의 TXOP duration 필드를 결정하였다.
하지만, 옵션 2에 따르면, STA은 PPDU i의 TXOP duration 필드를 PPDU i의 MAC duration 필드를 기반으로 설정할 수도 있다. 이는, 옵션 1에서 PPDU 1의 TXOP duration 필드를 설정하는데 사용된 방안과 실질적으로 동일하다.
예컨대, STA는 계산된 MAC Duration을 기반으로 HE-SIG A안의 TXOP Duration 값을 설정한다. 계산된 MAC Duration의 값이 TXOP Duration의 Granularity의 배수의 값을 가지면, TXOP Duration은 MAC Duration 값으로 설정하고, 그렇지 않으면, MAC Duration 값 보다 큰 TXOP Granularity의 배수 값들 중 가장 작은 값으로 TXOP Duration을 설정할 수 있다. 이에 대한 구체적 예는 앞서 살펴본 표 7/8과 같다.
한편, MAC Duration 은 기존 시스템에서와 동일한 방식으로 계산될 수 있다.
제안 3
상술된 바와 같이, HE PPDU의 HE-SIG A필드 안에 TXOP Duration 정보가 포함되어 전송되고, STA은 TXOP Duration 정보를 바탕으로 NAV을 업데이트 할 수 있다. 또한, HE-SIG A안의 TXOP Duration필드 값은 잔여 TXOP 값을 바탕으로 설정될 수 있다. 예를 들어, STA은 바로 전에 수신된 프레임의 MAC Duration field에서 지시된 TXOP 값을 이용하여 현재 프레임에서 잔여(remaining) TXOP을 계산 하고, 현재 프레임의 MAC header안의 Duration 값과 HE-SIG A의 TXOP Duration 값을 설정할 수 있다.
하지만, HE MU PPDU에서 Duration이 생략된 압축 MAC 헤더(Compressed MAC header)가 사용되는 경우와 같이, MAC 헤더 내에 Duration 필드 정보가 없다면 STA이 UL MU frame을 전송할 때 HE-SIG A에 포함될 TXOP 값을 어떻게 설정해야 하는지가 문제된다. 제안 3에서는 UL MU frame의 TXOP Duration설정 방법 및 관련 프레임을 통해서 NAV을 설정하는 방법에 대하여 살펴본다.
일 예로, AP는 트리거 프레임을 통해서 STA이 송신할 PPDU(e.g., HE Trigger based PPDU)의 HE-SIG A의 TXOP duration field에 설정될 값을 전송할 수 있다. STA이 트리거 프레임을 수신하고, 트리거 프레임에 자신의 AID가 포함되어 있으면, 트리거 프레임에 포함된 TXOP duration field 값을 사용하여 PPDU(e.g., HE Trigger based PPDU)의 HE-SIG A의 TXOP duration field를 설정할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 트리거 프레임의 공통 정보 필드(Common Info field)를 예시한다. 도 21을 참조하면, AP는 트리거 프레임의 공통 정보 필드 안에 HE 트리거 기반 PPDU를 전송하는 STA이 TXOP duration field에 설정해야 하는 값을 포함시켜 전송할 수 있다.
한편, 트리거 프레임의 공통 정보 필드에 포함된 TXOP Duration field는 HE 트리거 기반 PPDU의 HE-SIG A에 포함될 TXOP duration field와 같은 포맷으로 설정될 수 있다. 예를 들어, HE-SIG A에 포함될 TXOP duration field가 7 bits size, 32 us granularity, max value= 4ms 로 설정된다면, 트리거 프레임의 공통 정보 필드에 포함된 TXOP Duration field 도 7 bits size, 32 us granularity, max value= 4ms 로 설정될 수 있다. TXOP duration field의 포맷은 본 예시에 한정되지 않으며, 앞서 살펴본 제안 1에 따른 포맷이 사용될 수 있다.
TXOP Duration field 는 브로드캐스트 형태로 전송되는 트리거 프레임을 통해 전송되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, TXOP Duration field 는 유니캐스트 트리거 프레임 또는 HE variant HT Control 필를 통해 전송되는 트리거 프레임 정보에 포함되어 전송될 수 있다.
또 다른 방안으로서, AP는 STA이 전송할 PPDU에 설정될 TXOP duration 필드 값을 압축된 형태로 지시할 수도 있다. 예컨대, 트리거 프레임의 정보가 HE variant HT Control field (e.g., HE A-Control field)내에 포함될 수가 있는데, HE A-Control field의 크기는 4 bytes이고, 실제 정보는 약 24 bits로서 HE A-Control field 크기가 제한되어 있다. 따라서, HE A-Control field를 통해 전송된 TXOP duration이, HE-SIG A에 포함되는 TXOP Duration 필드(e.g., 7-bit)와 같은 크기를 가지는 것은 오버헤드가 될 수 있다. 따라서, AP는 TXOP Duration 정보를 아래 표 9 내지 표 11과 같이 압축된 형태로 지시할 수 있다. 표 9는 TXOP duration 정보를 1 비트 지시하는 경우, 표 10은 2 비트로 지시하는 경우, 표 11은 3비트로 지시하는 경우를 각각 예시한다.
[표 9]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000009
0은 TXOP Duration을 0값으로 설정하라는 것을 나타낸다. 1 은 Maximum value로 설정하는 것을 나타낸다.
[표 10]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000010
00은 TXOP Duration을 0값으로 설정하라는 것을 나타낸다. 01은 EIFS길이로 설정하라는 것을 나타낸다. 11 은 Maximum value(즉, 모든 비트를 1로 설정)로 설정하는 것을 나타낸다.
[표 11]
Figure PCTKR2016014513-appb-I000011
표 11과 같이 위와 AP 가 3 bits 형태로 지시하면, STA은 해당 3 비트에 의해 정해진 값을 사용해서 HE 트리거 기반 PPDU의 TXOP Duration field를 설정한다.
제안 4
Duration이 MAC header에 포함되는 경우, MAC 헤더에 포함된 Duration은 전체 TXOP의 길이를 지시하고, STA은 MAC 헤더에 포함된 Duration 값을 이용하여 HE-SIG A의 TXOP Duration 필드 값을 설정할 수 있다.
하지만, HE-SIG A의 TXOP Duration field가 4 ms까지만 커버 할 수 있다면(e.g., 7 bits size, 32 us unit), HE-SIG A의 TXOP Duration field는 다음 PPDU 까지만 보호할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 이전 프레임에서 MAC header의 Duration 필드는 남아 있는 전체 TXOP 값 대신에, 같은 방향(e.g., UL/DL)의 다음 프레임을 보호할 수 있는 구간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, DL MAC frame의 Duration은 다음 DL MAC frame전송완료 시점까지로 설정되고, UL MAC frame의 Duration은 다음 UL MAC frame의 전송 완료 시점까지로 설정될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 MAC duration 설정을 예시한다.
도 22를 참조하면, DL MU PPDU 1의 MAC duration에서 DL MU PPDU 2까지의 길이가 지시된다. STA은 DL MU PPDU 1의 MAC duration을 이용하여 UL MU PPDU 1의 HE-SIG A의 TXOP Duration를 설정하는데, 이 때, UL MU PPDU 1의 HE-SIG A의 TXOP Duration는 DL MU PPDU 2까지 보호할 수 있도록 설정된다.
AP는 DL MU PPDU 1의 HE-SIG A의 TXOP Duration가 다음 프레임인 UL MU PPDU 1까지 보호할 수 있게 설정한다. 또한 AP는 DL MU PPDU 2의 HE-SIG A의 TXOP Duration가 UL MU PPDU 2까지 보호할 수 있게 설정하고, DL MU PPDU 3의 TXOP Duration은 UL MU PPDU 3까지 보호할 수 있게 설정한다.
AP는 DL MU PPDU 2의 MAC duration은 UL MU PPDU 2와 DL MU PPDU 3를 보호할 수 있는 길이로 설정하고, DL MU PPDU 3의 MAC duration은 UL MU PPDU 3를 보호할 수 있게 설정한다.
한편, TXOP Duration 필드를 통해서 전체 TXOP 값을 알려 주는 대신에, EIFS 값을 알려주는 방안이 사용될 수도 있다. 따라서, Third party STA은 HE PPDU에 포함된 TXOP Duration필드를 통해 NAV을 업데이트 하는 것이 아니라, TXOP Duration필드를 통해 지시된 TXOP 값을 EIFS 값으로 설정하여 EIFS operation을 수행할 수도 있다. TXOP Duration필드를 통해 지시된 TXOP 값이 기존 EIFS값보다 작으면, Third party STA 기존 EIFS 값을 사용하여 동작한다. 이와 같이, HE PPDU 이후 전송될 PPDU는 해당 HE PPDU에 의해 지시된 TXOP 값을 통해 보호될 수 있다.
제안 5
상술된 바와 같이 HE-SIG A의 TXOP duration 필드 값은 현재 MAC frame의 Duration field 값이나 바로 이전에 수신된 MAC frame의 Duration field의 값을 기반으로 계산 및 설정될 수 있다.
예를 들어, STA은 수신된 PPDU의 MAC 헤더 안의 Duration 필드 값을 이용하여, 현재 전송하고자 하는 프레임을 위한 Duration 값을 계산(e.g., 이전 프레임의 MAC duration - SIFS - 현재 PPDU의 Duration)할 수 있다. STA은 계산된 MAC header의 Duration 값을 이용하여 HE-SIG A 의 TXOP Duration 값을 설정할 수 있다.
이와 같이, MAC Duration을 사용하여 TXOP Duration 값을 계산하는 Round-down 방식이 사용되는 경우, TXOP Duration 값은 MAC header의 Duration 값보다 같거나 작은 값으로 설정될 수 있다. TXOP Duration 값은 MAC header의 Duration 값보다 작은 값으로 설정되는 경우, 유효한 작은 값들(e.g., granularity의 배수들) 중에서 가장 큰 값이 TXOP Duration 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 계산된 MAC header의 Duration 값이 190us이고, TXOP Duration 의 granularity가 8us이면, TXOP duration 의 값은 184 us(=8 * 23)로 설정된다.
한편, TXOP Duration 필드의 모든 비트가 1로 설정(i.e., TXOP Duration 필드가 127=1111111(2)로 설정)되는 것은, 해당 TXOP Duration 이 유효하지 않음을 나타낸다. 모든 비트가 1로 설정된 TXOP Duration field를 포함한 HE PPDU를 수신되면, unintended STA들은 TXOP Duration 의 값을 이용한 NAV 업데이트를 수행하지 않는다.
만약, STA이 자유롭게 TXOP Duration 필드의 모든 비트를 1로 설정하여 해당 PPDU의 TXOP Duration 이 가리키는 값이 유효하지 않다는 것을 나타낼 수 있으면, UL MU 전송 실패가 야기 될 수 있다. 예를 들어, 트리거 프레임을 통해서 UL 프레임 전송이 트리거 된 STA들 중에서 일부 STA는 TXOP duration field의 모든 비트를 1로 설정하고, 다른 STA는 수신된 트리거 프레임의 MAC duration/현재 프레임의 MAC duration을 기반으로 TXOP field의 값을 계산하여 설정하는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 여러 STA들로부터 각각 전송된 HE Trigger based PPDU에 포함된 TXOP duration값을 third party STA/AP가 제대로 획득하지 못하는 문제가 발생할 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, HE STA들이 HE Trigger based PPDU를 전송할 때 HE-SIG A의 TXOP Duration 필드의 값을 설정하는 방법이 제안된다.
(1) 옵션 1: HE 트리거 기반 PPDU를 전송하는 STA들은 반드시 트리거 프레임에 포함된 Duration field를 기반으로 HE 트리거 기반 PPDU 안의 MAC header 안의 Duration 값을 설정하고, MAC header안의 Duration값을 바탕으로 TXOP Duration 필드의 값을 계산하도록 설정될 수 있다. 트리거 프레임의 Duration 필드 값과 HE Trigger Based PPDU의 길이가 모든 STA들에게 동일하게 적용되기 때문에, 각 STA이 전송하는 HE Trigger based PPDU의 TXOP duration 필드는 모두 동일하게 설정될 수 있다.
(2) 옵션 2: HE 트리거 기반 PPDU를 전송하는 STA들은 TXOP Duration 필드의 모든 비트를 1로 설정하여 전송할 수도 있다. 모든 STA들이 전송하는 HE 트리거 기반 PPDU의 TXOP duration 필드가 동일하게 설정되기 때문에 AP는 HE 트리거 기반 PPDU를 제대로 수신할 수 있다. 하지만, TXOP Duration 필드의 모든 비트가 1로 설정되는 경우, HE 트리거 기반 PPDU 이후에 전송되는 프레임이 보호될 수 없다는 단점이 있다. 따라서, Dense한 무선 랜 환경에서는 HE Trigger Based PPDU에 대한 응답(e.g., Multi-STA Block ACK) 수신이 실패할 확률이 높아 질 수 있다.
(3) 옵션 3: AP가 트리거 프레임을 전송할 때, STA이 옵션 2와 같이 TXOP Duration 필드의 모든 비트를 1로 설정해야 하는지 아니면 옵션 1에 따라 계산된 값으로 설정해야 하는지에 대한 정보(e.g., TXOP duration setting indicator)를 트리거 프레임에 포함시켜 전송할 수 있다. 이와 같은 지시를 위하여 트리거 프레임에 1 비트가 필요한데, 1 비트는 새로운 1비트 필드로서 추가되거나, reserved 비트들 중 하나가 사용되거나, 또는 기존의 필드들 중 사용되지 않는 필드를 통해서 해당 정보가 지시될 수 있다.
예를 들어, 1비트 필드가 사용될 경우, 0은 HE Trigger Based PPDU에 옵션 1과 같은 MAC duration을 기반으로 계산된 TXOP Duration 필드를 포함시키라는 것을 지시하고, 1은 HE Trigger based PPDU에 모든 비트가 1로 설정된 TXOP Duration 필드를 포함시키라는 것을 지시할 수 있다.
Dense하지 않는 무선 랜 환경에서, AP는 트리거 프레임에서 해당 1비트 필드를 1로 설정함으로써, 모든 STA들이 HE Trigger based PPDU의 TXOP Duration 필드의 모든 비트들을 1로 설정하도록 할 수 있다.
한편, 본 제안의 적용은 트리거 프레임에 한정되지 않는다. 예컨대, AP는 UL MU response scheduling 정보가 포함되는지를 지시하는 HE A-Control field에, Intended STA들이 HE Trigger based PPDU의 TXOP duration 필드의 값을 설정하도록 하기 위한 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.
예컨대, AP가 트리거 프레임 또는 UL MU Response Scheduling용 HE-A Control field에 포함된 TXOP duration setting indicator를 0으로 설정하면, STA이 HE Trigger Based PPDU를 전송할 때 해당 PPDU의 TXOP duration field의 값을 MAC duration 기반으로 계산하여 설정한다(e.g., round-down 방식). 이와 달리 TXOP duration setting indicator가 1로 설정되면, STA은 HE Trigger Based PPDU를 전송할 때 해당 PPDU의 TXOP duration field를 TXOP Duration 값이 유효하지 않는다는 것을 나타내는 값으로 설정(i.e., 모든 비트를 1로 설정)하여 전송할 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 송수신 방법의 흐름을 도시한다. 상술된 설명과 중복 하는 내용은 생략될 수 있다.
도 23을 참조하면, STA은 액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신한다(2305). 제1 프레임은 다중 사용자 상향링크 전송을 위한 자원을 할당하는 트리거 프레임일 수 있다.
STA은 제1 프레임에 기초하여, STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정한다(2310). 제2 프레임은 트리거 프레임에 의해 할당된 자원을 통해 송신되는 다중 사용자 상향링크 프레임일 수 있다.
SIG 필드(e.g., HE-SIG A 필드)는 TXOP 기간 값을 지시하는 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드를 포함할 수 있다. TXOP 기간 필드는 다중의 시간 단위의 입도들(e.g., 8us, 128us)을 지원할 수 있다. 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드에서 MBS(most significant bit)는 다중의 시간 단위 입도들 중 어느 것이 TXOP 기간 값을 위해 사용되었는지를 지시할 수 있다.
제2 프레임에 포함될 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, STA은, 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간(e.g., HE-SIG A의 TXOP duration 또는 MAC 헤더의 MAC duration)을 기반으로 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정할 수 있다. 잔여 TXOP 기간이 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, STA은 잔여 TXOP 기간을 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)할 수 있다.
잔여 TXOP 기간은, 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간에서 제2 프레임의 길이 및 프레임 간 간격(inter-frame space)를 제외한 것일 수 있다.
STA은 제2 프레임의 MAC 헤더에 포함된 MAC 기간을 잔여 TXOP 기간으로 설정할 수 있다. 이 때, 제1 TXOP 기간 값은 MAC 기간보다 작거나 같은 입도의 배수들 중에서 MAC 기간에 가장 가까운 것일 수 있다.
TXOP 기간 값의 결정에 있어서, STA은, 제1 TXOP 기간 값 및 TXOP 기간 값이 유효하지 않음을 나타내는 제2 TXOP 기간 값(e.g., 127) 중 하나를 TXOP 기간 값으로 선택할 수 있다. 제1 프레임은, STA이 제1 TXOP 기간 값 및 제2 TXOP 기간 값 중 어느 것을 선택해야 하는지를 지시하는 지시자(e.g., TXOP duration setting indicator)를 포함할 수 있다. 지시자는, 트리거 프레임의 공통 정보 필드 또는 HT 제어 필드(high throughput control field)를 통해 수신될 수 있다.
STA은 제2 프레임을 송신한다(2315).
도 24는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 24의 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), 송수신기(830)를 포함할 수 있고, AP (850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 송수신기(880)를 포함할 수 있다. 송수신기(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, 송수신기(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 송수신기(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.
본 발명은 IEEE 802.11을 비롯한 다양한 무선 통신 시스템에 적용될 수 있다.

Claims (14)

  1. 무선 랜 시스템에서 스테이션(STA)이 프레임을 송신하는 방법에 있어서,
    액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신하는 단계;
    상기 제1 프레임에 기초하여, 상기 STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정하는 단계; 및
    상기 제2 프레임을 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 STA은,
    상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간을 기반으로 상기 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정하고,
    상기 잔여 TXOP 기간이 상기 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, 상기 잔여 TXOP 기간을 상기 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)하는, 프레임 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 잔여 TXOP 기간은,
    상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간에서 상기 제2 프레임의 길이 및 프레임 간 간격(inter-frame space)를 제외한 것인, 프레임 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 STA은,
    상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 TXOP 기간 값이 유효하지 않음을 나타내는 제2 TXOP 기간 값 중 하나를 상기 TXOP 기간 값으로 선택하되,
    상기 제1 프레임은, 상기 STA이 상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 제2 TXOP 기간 값 중 어느 것을 선택해야 하는지를 지시하는 지시자를 포함하는, 프레임 송신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 다중 사용자 상향링크 전송을 위한 자원을 할당하는 트리거 프레임이고,
    상기 제2 프레임은 상기 트리거 프레임에 의해 할당된 자원을 통해 송신되는 다중 사용자 상향링크 프레임인, 프레임 송신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지시자는, 상기 트리거 프레임의 공통 정보 필드 또는 HT 제어 필드(high throughput control field)를 통해 수신되는, 프레임 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 STA은 상기 제2 프레임의 MAC 헤더에 포함된 MAC 기간을 상기 잔여 TXOP 기간으로 설정하되,
    상기 제1 TXOP 기간 값은 상기 MAC 기간보다 작거나 같은 상기 입도의 배수들 중에서 상기 MAC 기간에 가장 가까운 것인, 프레임 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 SIG 필드는 상기 TXOP 기간 값을 지시하는 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드를 포함하고,
    상기 TXOP 기간 필드는 다중의 시간 단위의 입도들을 지원하고,
    상기 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드에서 MBS(most significant bit)는 상기 다중의 시간 단위 입도들 중 어느 것이 상기 TXOP 기간 값을 위해 사용되었는지를 지시하는, 프레임 송신 방법.
  8. 무선 랜 시스템의 스테이션(STA)에 있어서,
    액세스 포인트(AP)로부터 제1 프레임을 수신하는 수신기;
    상기 제1 프레임에 기초하여, 상기 STA이 전송하고자 하는 제2 프레임의 SIG(signaling) 필드에 포함될 TXOP 기간(transmission opportunity duration) 값을 결정하는 프로세서; 및
    상기 제2 프레임을 송신하는 송신기를 포함하되,
    상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간을 기반으로 상기 제2 프레임이 전송된 이후에 남아 있을 잔여 TXOP 기간을 산정하고,
    상기 잔여 TXOP 기간이 상기 SIG 필드에서 사용되는 시간 단위의 입도(granularity)의 배수가 아닌 경우, 상기 잔여 TXOP 기간을 상기 입도의 배수인 제1 TXOP 기간 값으로 근사화(approximation)하는, 스테이션.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 잔여 TXOP 기간은,
    상기 제1 프레임을 통해 지시되는 TXOP 기간에서 상기 제2 프레임의 길이 및 프레임 간 간격(inter frame space)를 제외한 것인, 스테이션.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 TXOP 기간 값의 결정에 있어서, 상기 프로세서는,
    상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 TXOP 기간 값이 유효하지 않음을 나타내는 제2 TXOP 기간 값 중 하나를 상기 TXOP 기간 값으로 선택하되,
    상기 제1 프레임은, 상기 STA이 상기 제1 TXOP 기간 값 및 상기 제2 TXOP 기간 값 중 어느 것을 선택해야 하는지를 지시하는 지시자를 포함하는, 스테이션.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은 다중 사용자 상향링크 전송을 위한 자원을 할당하는 트리거 프레임이고,
    상기 제2 프레임은 상기 트리거 프레임에 의해 할당된 자원을 통해 송신되는 다중 사용자 상향링크 프레임인, 스테이션.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 지시자는, 상기 트리거 프레임의 공통 정보 필드 또는 HT 제어 필드(high throughput control field)를 통해 수신되는, 스테이션.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제2 프레임의 MAC 헤더에 포함된 MAC 기간을 상기 잔여 TXOP 기간으로 설정하되,
    상기 제1 TXOP 기간 값은 상기 MAC 기간보다 작거나 같은 상기 입도의 배수들 중에서 상기 MAC 기간에 가장 가까운 것인, 스테이션.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 SIG 필드는 상기 TXOP 기간 값을 지시하는 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드를 포함하고,
    상기 TXOP 기간 필드는 다중의 시간 단위의 입도들을 지원하고,
    상기 7-비트 크기의 TXOP 기간 필드에서 MBS(most significant bit)는 상기 다중의 시간 단위 입도들 중 어느 것이 상기 TXOP 기간 값을 위해 사용되었는지를 지시하는, 스테이션.
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