WO2017116137A1 - 무선랜 시스템에서의 동작 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서의 동작 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2017116137A1
WO2017116137A1 PCT/KR2016/015391 KR2016015391W WO2017116137A1 WO 2017116137 A1 WO2017116137 A1 WO 2017116137A1 KR 2016015391 W KR2016015391 W KR 2016015391W WO 2017116137 A1 WO2017116137 A1 WO 2017116137A1
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WO
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sta
channels
channel
frame
allocation
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PCT/KR2016/015391
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English (en)
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박성진
조한규
김진민
조경태
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엘지전자 주식회사
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Publication date
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    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance

Definitions

  • 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.
  • the first STA may transmit / receive data with the second STA through a channel allocated during the first allocation period.
  • 5 is a view for explaining the configuration of the beacon interval.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration in which a PCP / AP transmits a separate control trailer with a grant frame according to the present invention.
  • 27 is a view illustrating an extended schedule element included in a beacon or a notification frame applicable to the present invention.
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a basic method of performing channel bonding in a WLAN system.
  • the two exemplary channels of FIG. 4 include a primary channel and a secondary channel, so that the STA may examine the channel state in a CSMA / CA manner for the primary channel of the two channels. If the secondary channel is idle for a predetermined time (e.g. PIFS) at the time when the primary channel idles for a constant backoff interval and the backoff count becomes zero, the STA is assigned to the primary channel and Auxiliary channels can be combined to transmit data.
  • PIFS a predetermined time
  • channel bonding when channel bonding is performed based on contention as illustrated in FIG. 4, channel bonding may be performed only when the auxiliary channel is idle for a predetermined time at the time when the backoff count for the primary channel expires. Therefore, the use of channel bonding is very limited, and it is difficult to flexibly respond to the media situation.
  • modulation modes can be used to meet different requirements (eg, high throughput or stability). Depending on your system, only some of these modes may be supported.
  • the PPDU format when repeatedly transmitting the legacy preamble without performing the gap-filling as described above may also be considered.
  • an STA to which a plurality of channels not including a main channel (for example, CH1) of a system is allocated may be assigned to a main channel of the system (eg, to a channel).
  • the plurality of channels may be combined based on a newly designated primary channel other than CH1) to transmit data to another STA.
  • the EDMG operation element may have a structure similar to the high throughput (HT) operation element of an 11an or 11ac system.
  • the EDMG operation element is a field indicating primary channel information. It may include an EDMG operation information field including channel offset information.
  • the PCP / AP alternates one channel of the plurality of channels to all STAs in the BSS during the beacon period in which signaling results are maintained through a new field, the alternative primary channel field. primary channel).
  • the PCP / AP uses the existing DMG operation element included in the management frame (such as a beacon frame or a relationship frame) of the 11ad system to perform a multi-channel operation of the STA. -channel operation).
  • the DMG operation information field includes a reserved bit of 13 bits in length, wherein one or more channels allocated to the STA through the reserved bits and the one or more channels are allocated. The allocation interval, main channel information, etc. during the allocation interval may be signaled.
  • two bits of reserved bits included in the extended schedule element may be used to indicate an alternative primary channel as follows.
  • bandwidth allocated to each STA may be indicated as follows using 2 bit information of the reserved subfield of the extended schedule element.
  • the STA may separately set a primary channel (eg, an alternative primary channel) during the period in which the one or more channels are allocated. It can be operated based on.
  • a primary channel eg, an alternative primary channel
  • the STA may operate based on a preconfigured main channel in a system that is not a separate main channel (eg, an alternative main channel). To this end, the STA may operate based on a main channel preset in the system after the end of the allocation period by using a duration related field in the extended schedule element.
  • a duration related field in the extended schedule element may include an allocation start field, an allocation block duration field, a number of blocks field, and an allocation block period. May contain fields.
  • STA A and STA B are represented as legacy STAs
  • STA C and STA D are represented as 11ay STAs.
  • the PCP / AP may check whether the 11ay STA can support multi-channel operation.
  • the PCP / AP uses a channel to be used as the main channel during the period in which CH2 and CH3 are allocated to the 11ay STA through an extended schedule element.
  • CH1 which is a preset main channel in the system
  • the PCP / AP uses a channel to be used as the main channel during the period in which CH2 and CH3 are allocated to the 11ay STA through an extended schedule element.
  • the reserved bit information in the allocation control subfield in each allocation field in the extended schedule element may be used as described above.
  • the Source AID subfield includes the AID of STA C.
  • the destination AID subfield may include the AID of the STA D.
  • a broadcast AID may be applied to each AID subfield, and a group ID of each STA may be applied.
  • 17 is a diagram schematically illustrating an operation of dynamically allocating one or more channels through a grant frame according to an embodiment of the present invention.
  • a PCP / AP or a separate STA may dynamically allocate an allocation interval of a predetermined length to the one or more STAs during the DTI by transmitting a grant frame to the one or more STAs during the DTI.
  • the PCP / AP or a separate STA transmits a plurality of dynamic allocation information according to the number of dynamic allocations within a specific grant period (GP). To this end, the PCP / AP or a separate STA may transmit a plurality of grant frames through the GP.
  • GP specific grant period
  • the first grant frame transmitted by the PCP / AP or a separate STA includes information on the first allocation.
  • the PCP / AP or a separate STA may transmit the first grant frame only to a source STA, or transmit a grant frame including information on the first assignment twice to both the source STA and the destination STA. It may be.
  • the second grant frame transmitted by the PCP / AP or a separate STA may include information on a second allocation.
  • the PCP / AP or a separate STA may transmit grant frames to the source STA and / or the destination STA for each allocation, and the number of grant frames transmitted for each allocation may be independently set.
  • the legacy GP defined in the conventional 11ad system is maintained, and one or more GPs for the 11ay system can be separately formed following the legacy GP. Accordingly, the PCP / AP or a separate STA may dynamically allocate channel to the 11ay STA through a separately formed GP.
  • a PCP / AP or a separate STA and the one or more STAs may transmit and receive poll frames and SPR frames through a primary channel on a system.
  • the poll frame and the SPR frame transmitted and received by the one or more STAs may be transmitted and received through different time resources from the poll frame and the SPR frame transmitted and received by other STAs.
  • transmission and reception of the poll frame and / or the SPR frame in the DTI is not mandatory.
  • the allocation interval in which the poll frame, the SPR frame and the grant frame are transmitted is CBAP
  • the configuration corresponding to the polling interval may be omitted.
  • the poll frame may be transmitted to the one or more STAs, and an SPR frame may be received from the one or more STAs.
  • the STAs may transmit and receive RTS / CTS frames for channels other than the main channel to directly detect the idle state of the channel, thereby improving reliability of success in transmitting or receiving data or signals.
  • an 11ay STA according to the present invention may be allocated a plurality of channels during a specific allocation period allocated through a beacon / notification frame or grant frame.
  • the STA allocated the first allocation interval is STA X
  • the STA allocated the second allocation interval is STA Y
  • CH1 and CH2 are allocated to STA X during the first allocation interval
  • CH1, CH2 and CH3 are allocated during the allocation interval.
  • Various frame formats may be applied to the grant frame format according to the present invention.
  • a grant frame of the frame format illustrated in FIG. 22 may be applied.
  • the grant frame according to the present invention is similar to the grant frame format of the 11ad system, but includes a channel allocation subfield for signaling allocation information according to the present invention in a BF control (Beam-formed control) field. can do.
  • BF control Beam-formed control
  • a PCP / AP or a separate STA may transmit a separate control trailer together with a grant frame (eg, a grant frame supported by the 11ad system).
  • the control trailer may include information on the alternative primary channel and the allocated bandwidth during the above-described dynamic allocation interval.
  • the PCP / AP or a separate STA may signal all cases included in option 2 through 6-bit allocation information.
  • the PCP / AP or separate STA may modify the beamforming control field or set a new EDMG beamforming control field to perform FDMA, SU-MIMO, MU-MIMO, channel bonding, channel combining, and the like. It can control beamforming training for.
  • the PCP / AP or a separate STA may allocate a dynamic allocation interval to one or more STAs through a grant frame.
  • the channel allocation method according to the present invention may include the following features.
  • the dynamic allocation intervals in different channels may overlap in the time domain.
  • the dynamic allocation interval when allocated to a plurality of channels, the dynamic allocation interval may overlap in the time domain even in the same channel.
  • a PCP / AP or a separate STA may allocate a dynamic allocation interval to one or more STAs through a grant frame, for which the grant frame includes an AID for the one or more STAs. can do.
  • the grant frame may include a group ID including the one or more STAs, or a PAID (Partial AID) for the one or more STAs.
  • a control frame such as a sector level sweep (SLS) frame has a limited structure due to system characteristics. Can't).
  • SLS sector level sweep
  • the control frame structure as shown in FIG. 28 is considered to support both the legacy STA and the 11ay STA.
  • L-parts (L-STF, L-CE, L-Header) mean legacy structures.
  • the AGC, TRN field may be selectively present according to the signaling of the L-Header.
  • AGC AGC, TRN to 11ay STA through a packet type indicating the type of the TRN field included in the L-Header field, a training length, and other reserved bits.
  • the PCP / AP or STA may transmit a control frame to inform the number or frequency bandwidth of channels used for channel bonding. Accordingly, the STA that receives the control frame (eg, an RTS / DMG CTS frame, a grant frame, an SRP frame, etc.) may receive information on available channels or frequency bandwidths.
  • the control frame eg, an RTS / DMG CTS frame, a grant frame, an SRP frame, etc.
  • the PCP / AP or STA may transmit a control frame to indicate a channel available to the STA, which has been allocated a predetermined length allocation period, as a primary channel (or an operation channel). Accordingly, the STA that receives the control frame (eg, an RTS / DMG CTS frame, a grant frame, an SRP frame, etc.) recognizes the channel indicated by the control frame as the primary channel during the allocation period and identifies the channel as an operation channel. Can be used as
  • the PCP / AP or STA may transmit control frames to provide information on antenna IDs used by one or more STAs.
  • the PCP / AP or the STA may signal whether each antenna is used through an X size bit information on / off.
  • the PCP / AP or STA may transmit control frames to instruct one or more STAs to independently perform CCA for each channel.
  • the PCP / AP or STA may transmit the control frame to classify a predetermined CCA threshold in several steps and indicate which threshold the CCA measurement value for each channel matches.
  • the PCP / AP or STA may transmit control information to a plurality of STAs by transmitting a control frame.
  • the payload field may include information for another STA except for the one specific terminal through the AGC and / or TRN field.
  • the STA 100 may include a processor 110, a memory 120, and a transceiver 130, and the PCP / AP 150 may include a processor 160, a memory 170, and a transceiver 180. can do.
  • the transceivers 130 and 180 may transmit / receive radio signals and may be executed in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 110 and 160 are executed at the physical layer and / or the MAC layer, and are connected to the transceivers 130 and 180. Processors 110 and 160 may perform the aforementioned UL MU scheduling procedure.

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

Abstract

본 명세서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 스테이션 및 액세스 포인트의 동작 구성에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 무선랜 시스템에서 데이터 전송 구간(Data Transmission Interval, DTI) 동안 동적으로 하나 이상의 채널을 할당하는 경우, 스테이션 또는 액세스 포인트가 동작하는 방법 및 이를 위한 장치를 제시한다.

Description

무선랜 시스템에서의 동작 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선랜(WLAN) 시스템에서의 스테이션 및 액세스 포인트의 동작 구성에 대한 것으로서, 보다 구체적으로 무선랜 시스템에서 데이터 전송 구간(Data Transmission Interval, DTI) 동안 동적으로 하나 이상의 채널을 할당하는 경우, 스테이션 또는 액세스 포인트가 동작하는 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.
한편, IEEE 802.11ad에서는 60 GHz 대역에서의 초고속 처리율을 위한 성능향상을 규정하고 있으며, 이러한 IEEE 802.11ad 시스템에 처음으로 채널 본딩 및 MIMO 기술을 도입하기 위한 IEEE 802.11ay에 대한 논의가 이루어지고 있다.
이에, 복수 개의 채널을 지원하는 IEEE 802.11ay 시스템에서 데이터 전송 구간(Data Transmission Interval, DTI) 동안 하나 이상의 스테이션(STA)에게 상기 데이터 전송 구간 내 일정 길이의 할당 구간을 동적으로 할당하는 방법이 요구되고 있다. 이때, 상기 복수 개의 채널 중 시스템 상 설정되는 주 채널을 포함하지 않은 하나 이상의 채널들을 동적으로 할당하는 방법이 요구될 수 있다.
이와 함께, 주 채널을 포함하지 않은 하나 이상의 채널들이 할당된 동적 할당 구간 동안 특정 STA이 주 채널로 이용 가능한 채널의 지정이 요구될 수 있다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트(AP)의 동작 방법에 있어서, 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 제1 스테이션(STA)에게 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 제1 그랜트 프레임을 전송하되, 상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 액세스 포인트의 동작 방법을 제안한다.
이때, 상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 동적 할당 정보는 상기 제1 할당 구간 동안 주 채널로 동작하는 제2 주 채널을 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 그랜트 프레임은 상기 DTI 동안 전송될 수 있다.
또한, 상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 STA에게 할당되는 채널 대역폭 정보를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 할당 구간은 경쟁 기반 액세스 구간 (CBAP) 또는 서비스 구간 (SP) 중 하나로 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간 동안 상기 제1 STA의 동작 모드(operating mode) 정보를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 동작 모드 정보는, 할당 받은 모든 채널에 대해 CS (Channel Sensing) 를 수행하는 제1 동작 모드 및 할당 받은 채널 중 주 채널로 동작하는 채널에 대해서만 CS를 수행하는 제2 동작 모드 중 하나를 지시 할수 있다.
추가적으로, 상기 DTI 동안 제2 STA에게 상기 DTI 내 제2 할당 구간을 동적으로 할당하는 제2 그랜트 프레임을 전송하고, 상기 제1 할당 구간 및 제2 할당 구간은 시간 및 주파수 차원에서 일부 중첩될 수 있다.
또한, 상기 제1 그랜트 프레임을 전송하기 전에, 상기 제1 STA에게 폴링 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 제1 스테이션(STA)의 동작 방법에 있어서, 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 액세스 포인트(AP)로부터 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 제1 그랜트 프레임을 수신하되, 상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 스테이션의 동작 방법을 제안한다.
이때, 상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 동적 할당 정보는 상기 제1 할당 구간 동안 주 채널로 동작하는 제2 주 채널을 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.
특히, 상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 STA은 상기 제1 할당 구간 동안 상기 제2 주 채널을 통해 백오프 절차를 수행하거나, NAV (Network Allocation Vector) 설정 중 하나 이상을 수행할 수 있다.
또한. 상기 제1 STA은 상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널을 통해 제2 STA과 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우, 상기 제1 STA은 상기 복수의 채널들을 본딩하거나 결합하여 상기 제2 STA과 상기 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우, 상기 제1 STA은 상기 제2 STA으로 상기 복수의 채널들 각각을 통해 RTS(Ready-To-Send) 프레임을 전송할 수 있다.
또한, 상기 복수의 채널들 중 하나 이상의 채널 각각을 통해 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 수신하고, 상기 복수의 채널들 중 상기 CTS 프레임을 수신한 하나 이상의 채널들만을 통해 상기 제2 STA과 데이터를 송수신할 수 있다.
또한, 상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우, 상기 제1 STA은 상기 복수의 채널 각각을 통해 상기 제2 STA으로부터 RTS(Ready-To-Send) 프레임을 수신하고, 상기 제1 STA은 상기 복수의 채널들 중 유휴한 (idle) 하나 이상의 채널 각각을 통해 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 전송할 수 있다.
또한, 상기 그랜트 프레임을 수신하기 전에, 상기 AP로 상기 제1 STA의 동작 모드(operating mode) 정보를 포함하는 SPR (Service Period Request) 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 액세스 포인트 장치에 있어서, 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 스테이션 (STA)과 프레임 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및 수신부와 연결되어, 상기 송수신부가 송수신하는 프레임 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 제1 스테이션(STA)에게 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 그랜트 프레임을 전송하도록 제어하고, 상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 액세스 포인트 장치를 제안한다.
한편, 본 발명의 또 다른 일 실시형태에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션 장치에 있어서, 하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 액세스 포인트 (AP)와 프레임 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및 상기 송수신부와 연결되어, 상기 송수신부가 송수신하는 프레임 수신한 스케줄링 정보를 처리하는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 액세스 포인트(AP)로부터 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 그랜트 프레임을 수신하도록 제어하고, 상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 스테이션 장치를 제안한다.
본 발명은 복수 개의 채널을 지원하는 IEEE 802.11ay 시스템에서 데이터 전송 구간(Data Transmission Interval, DTI) 동안 하나 이상의 스테이션(STA)에게 상기 데이터 전송 구간 내 일정 길이의 할당 구간을 동적으로 할당하는 방법을 지원할 수 있다는 효과가 있다. 특히, 상기 복수 개의 채널 중 시스템 상 설정되는 주 채널을 포함하지 않은 하나 이상의 채널들을 동적으로 할당하는 방법을 지원할 수 있다는 효과가 있다.
또한 주 채널을 포함하지 않은 하나 이상의 채널들이 할당된 할당 구간 동안 특정 STA이 주 채널로 이용 가능한 채널을 지정할 수 있다는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 채널 본딩 동작 설명을 위한 60GHz 대역에서의 채널을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 무선랜 시스템에서 채널 본딩을 수행하는 기본적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비콘 간격의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 6의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명에 적용 가능한 PPDU 구조를 도시한 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 적용 가능한 다중 채널 동작(multi-channel operation)을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명에 적용 가능한 시그널링 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 11ad 시스템의 비콘 프레임 바디 또는 알림 프레임 바디에 포함되는 확장 스케줄 요소(Extended Schedule element)를 도시한 도면이다.
도 14 내지 도 16은 본 발명에 적용 가능한 액세스 포인트 및 스테이션의 동작 방법을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 채널을 동적으로 할당하는 동작을 간략히 나타낸 도면이다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 채널을 동적으로 할당하는 동작을 간략히 나타낸 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 예에 따라 복수 개의 채널이 할당되는 경우, 상기 복수 개의 채널이 할당된 STA들 간 RTS(Ready-To-Send) 및 CTS(Clear-to-Send) 프레임을 송수신하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 22는 본 발명의 일 예에 따른 그랜트 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 23은 본 발명에 따라 PCP/AP가 그랜트 프레임과 함께 별도의 제어 트레일러를 전송하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 24 내지 도 26은 본 발명에서 제안하는 실시예들에 따라 PCP/AP가 특정 STA에게 할당된 채널 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면이다.
도 27은 본 발명에 적용 가능한 비콘 또는 알림 프레임에 포함되는 확장 스케줄 요소를 나타낸 도면이다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 프레임의 구조를 나타낸 도면이다.
도 29는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
본 발명이 적용되는 이동통신 시스템은 다양하게 존재할 수 있으나, 이하에서는 이동통신 시스템의 일례로서 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
1. 무선랜(Wireless LAN, WLAN) 시스템
1-1. 무선랜 시스템 일반
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 STA라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA는 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), PCP/AP(personal basic service set central point/access point) 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 STA는 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.
이상을 바탕으로 무선랜 시스템에서 채널 본딩 방식에 대해 설명한다.
1-2. 무선랜 시스템에서의 채널 본딩
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 채널 본딩 동작 설명을 위한 60GHz 대역에서의 채널을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 60GHz 대역에서는 4개의 채널이 구성될 수 있으며, 일반 채널 대역폭은 2.16GHz일 수 있다. 60 GHz에서 사용 가능한 ISM 대역 (57 GHz ~ 66 GHz)은 각국 상황에 따라 다르게 규정될 수 있다. 일반적으로 도 3에 도시된 채널 중 채널 2는 모든 지역에서 사용 가능하여 default 채널로 사용될 수 있다. 호주를 제외한 대부분의 지적에서 채널 2 및 채널 3을 사용할 수 있으며, 이를 채널 본딩에 활용할 수 있다. 다만, 채널 본딩에 활용되는 채널은 다양할 수 있으며, 본 발명은 특정 채널에 한정되지 않는다.
도 4는 무선랜 시스템에서 채널 본딩을 수행하는 기본적인 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 예는 IEEE 802.11n 시스템에서 2개의 20MHz 채널을 결합하여 40 MHz 채널 본딩으로 동작하는 것을 예를 들어 설명한다. IEEE 802.11ac 시스템의 경우 40/80/160 MHz 채널 본딩이 가능할 것이다.
도 4의 예시적인 2개의 채널은 주 채널(Primary Channel) 및 보조 채널(Secondary Channel)을 포함하여, STA는 상기 2개의 채널 중 주 채널에 대해 CSMA/CA 방식으로 채널 상태를 검토할 수 있다. 만일 주 채널이 일정한 백오프 간격(backoff interval) 동안 유휴(idle)하여 백오프 카운트가 0이 되는 시점에서, 보조 채널이 소정 시간(예를 들어, PIFS) 동안 유휴인 경우, STA는 주 채널 및 보조 채널을 결합하여 데이터를 전송할 수 있다.
다만, 도 4와 같이 경쟁 기반으로 채널 본딩을 수행하는 경우 상술한 바와 같이 주 채널에 대한 백오프 카운트가 만료되는 시점에서 보조 채널이 일정 시간 동안 유휴 상태를 유지한 경우에 한하여 채널 본딩이 가능하기 때문에 채널 본딩의 활용이 매우 제한적이며, 매체 상황에 유연하게 대응하기 어려운 측면이 있다.
이에 따라 본 발명의 일 측면에서는 AP가 STA들에게 스케줄링 정보를 전송하여 스케줄링 기반으로 접속을 수행하는 방안을 제안한다. 한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 상술한 스케줄링에 기반하여 또는 상술한 스케줄링과 독립적으로 경쟁 기반으로 채널 접속을 수행하는 방안을 제안한다. 아울러, 본 발명의 다른 일 측면에서는 빔포밍(beamforming)에 기반하여 공간 공유(Spatial Sharing) 기법을 통해 통신을 수행하는 방법에 대해 제안한다.
1-3. 비콘 간격 구성
도 5는 비콘 간격의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
11ad 기반 DMG BSS 시스템에서 매체의 시간은 비콘 간격들로 나누어질 수 있다. 비콘 간격 내의 하위 구간들은 접속 구간(Access Period)로 지칭될 수 있다. 하나의 비콘 간격 내의 서로 다른 접속 구간은 상이한 접속 규칙을 가질 수 있다. 이와 같은 접속 구간에 대한 정보는 AP 또는 PCP (Personal basic service set Control Point)에 의해 non-AP STA 또는 non-PCP에게 전송될 수 있다.
도 5에 도시된 예와 같이 하나의 비콘 간격은 하나의 BHI (Beacon Header Interval)과 하나의 DTI (Data Transfer Interval)을 포함할 수 있다. BHI는 도 4에 도시된 바와 같이 BTI(Beacon Transmission Interval), A-BFT(Association Beamforming Training) 및 ATI(Announcement Transmission Interval)를 포함할 수 있다.
BTI는 하나 이상의 DMG 비콘 프레임이 전송될 수 있는 구간을 의미한다. A-BFT는 선행하는 BTI 동안 DMG 비콘 프레임을 전송한 STA에 의한 빔포밍 트레이닝이 수행되는 구간을 의미한다. ATI는 PCP/AP와 non-PCP/non-AP STA 사이에 요청-응답 기반의 관리 접속 구간을 의미한다.
한편, DTI(Data Transfer Interval)는 STA들 사이의 프레임 교환이 이루어지는 구간으로서, 도 5에 도시된 바와 같이 하나 이상의 CBAP(Contention Based Access Period) 및 하나 이상의 SP(Service Period)가 할당될 수 있다. 도 5에서는 2개의 CBAP과 2개의 SP가 할당되는 예를 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것으로서 이에 한정될 필요는 없다.
이하에서는 본 발명이 적용될 무선랜 시스템에서의 물리계층 구성에 대해 구체적으로 살펴본다.
1-4. 물리계층 구성
본 발명의 일 실시형태에 따른 무선랜 시스템에서는 다음과 같은 3가지 다른 변조 모드를 제공할 수 있는 것을 가정한다.
표 1
PHY MCS Note
Control PHY 0
Single carrier PHY (SC PHY) 1...1225...31 (low power SC PHY)
OFDM PHY 13...24
이와 같은 변조 모드들은 서로 상이한 요구조건(예를 들어, 높은 처리율 또는 안정성)을 만족시키기 위해 이용될 수 있다. 시스템에 따라 이들 중 일부 모드만 지원할 수도 있다.
도 6은 기존 무선 프레임의 물리 구성을 설명하기 위한 도면이다.
모든 DMG (Directional Multi-Gigabit) 물리계층은 도 6에 도시된 바와 같은 필드들을 공통적으로 포함하는 것을 가정한다. 다만, 각각의 모드에 따라 개별적인 필드의 규정 방식 및 사용되는 변조/코딩 방식에 있어서 차이를 가질 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이 무선프레임의 프리엠블은 STF (Short Training Field) 및 CE (Channel Estimation)을 포함할 수 있다. 또한, 무선 프레임은 헤더, 및 패이로드로서 데이터 필드와 선택적으로 빔포밍을 위한 TRN(Training) 필드를 포함할 수 있다.
도 7 및 도 8은 도 6의 무선 프레임의 헤더 필드의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
구체적으로 도 7은 SC(Single Carrier) 모드가 이용되는 경우를 도시하고 있다. SC 모드에서 헤더는 스크램블링의 초기값을 나타내는 정보, MCS (Modulation and Coding Scheme), 데이터의 길이를 나타내는 정보, 추가적인 PPDU(Physical Protocol Data Unit)의 존재 여부를 나타내는 정보, 패킷 타입, 트레이닝 길이, Aggregation 여부, 빔 트랙킹 요청 여부, 마지막 RSSI (Received Signal Strength Indicator), 절단(truncation) 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 헤더는 4 비트의 유보 비트들(reserved bits)을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 이와 같은 유보 비트들을 활용할 수도 있다.
또한, 도 8은 OFDM 모드가 적용되는 경우의 헤더의 구체적인 구성을 도시하고 있다. OFDM 헤더는 스크램블링의 초기값을 나타내는 정보, MCS, 데이터의 길이를 나타내는 정보, 추가적인 PPDU의 존재 여부를 나타내는 정보, 패킷 타입, 트레이닝 길이, Aggregation 여부, 빔 트랙킹 요청 여부, 마지막 RSSI, 절단 여부, HCS (Header Check Sequence) 등의 정보를 포함할 수 있다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 헤더는 2 비트의 유보 비트들을 가지고 있으며, 이하의 설명에서는 도 7의 경우와 마찬가지로 이와 같은 유보 비트들을 활용할 수도 있다.
상술한 바와 같이 IEEE 802.11ay 시스템은 기존 11ad 시스템에 처음으로 채널본딩 및 MIMO 기술의 도입을 고려하고 있다. 11ay에서 채널본딩 및 MIMO를 구현하기 위해서는 새로운 PPDU 구조가 필요하다. 즉, 기존 11ad PPDU 구조로는 레거시 단말을 지원함과 동시에 채널본딩과 MIMO를 구현하기에는 한계가 있다.
이를 위해 레거시 단말을 지원하기 위한 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 필드 뒤에 11ay 단말을 위한 새로운 필드를 정의할 수 있으며, 여기서 새롭게 정의된 필드를 통하여 채널본딩과 MIMO를 지원할 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따른 PPDU 구조를 도시한 도면이다. 도 9에서 가로축은 시간 영역에 세로축은 주파수 영역에 대응할 수 있다.
2개 이상의 채널을 본딩 하였을 때, 각 채널에서 사용되는 주파수 대역(예: 1.83GHz) 사이에는 일정 크기의 주파수 대역(예:400MHz 대역)이 존재할 수 있다. Mixed mode의 경우, 각 채널을 통하여 레거시 프리엠블 (레거시 STF, 레거시 CE)이 duplicate로 전송되는데, 본 발명의 일 실시형태에서는 각 채널 사이의 400MHz 대역을 통하여 레거시 프리엠블과 함께 동시에 새로운 STF와 CE 필드의 전송(gap filling)을 고려할 수 있다.
이 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 PPDU 구조는 ay STF, ay CE, ay 헤더 B, 페이로드(payload)를 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 및 ay 헤더 A 이후에 광대역으로 전송하는 형태를 가진다. 따라서, 헤더 필드 다음에 전송되는 ay 헤더, ay Payload 필드 등은 채널 본딩에 사용되는 채널들을 통하여 전송할 수 있다. 이하, ay 헤더를 레거시 헤더와 구분하기 위해 EDMG (enhanced directional multi-gigabit) 헤더라 명명할 수도 있으며, 해당 명칭은 혼용하여 사용될 수 있다.
일 예로, 11ay에는 총 6개 또는 8개의 채널(각 2.16 GHz)이 존재 할 수 있으며, 단일 STA으로는 최대 4개의 채널을 본딩하여 전송할 수 있다. 이에, ay 헤더와 ay Payload는 2.16GHz, 4.32GHz, 6.48GHz, 8.64GHz 대역폭을 통하여 전송할 수 있다.
또는, 상술한 바와 같은 Gap-Filling을 수행하지 않고 레거시 프리엠블을 반복하여 전송할 때의 PPDU 포맷 역시 고려할 수 있다.
이 경우, Gap-Filling을 수행하지 않아 도 9에서 점선으로 도시된 GF-STF 및 GF-CE 필드 없이 ay STF, ay CE 및 ay 헤더 B를 레거시 프리엠블, 레거시 헤더 및 ay 헤더 A 이후에 광대역으로 전송하는 형태를 가질 수 있다.
2. 본 발명에 따른 다중 채널 동작
2-1. 비콘 또는 알림 (announce) 프레임을 통한 스케줄링
상기와 같은 사항들을 바탕으로, 본 발명에서는 11ay STA에게 하나 이상의 채널이 할당되나 상기 하나 이상의 채널에 주 채널(primary channel)이 포함되지 않는 경우, 11ay STA 및 PCP/AP의 동작 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명의 상세한 설명에서 언급되는 '11ay STA'이라 함은 본 발명에서 제안하는 802.11ay 시스템을 지원 가능한 장치 (예: 단말, 스테이션, 액세스 포인트 등)를 의미하며, 다른 시스템에 기반하여 동작한다 하여도 본 발명에서 제안하는 특징을 모두 구현 가능한 장치로도 확장 해석될 수 있다. 이에, 이하에서는 상기와 같은 특징을 가진 장치들을 통칭하는 표현으로 '11ay STA'를 사용하여 설명한다.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 다중 채널 동작(multi-channel operation)을 도시한 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, STA는 비콘(beacon) 또는 알림 (announce) 메시지를 통해 Allocation #1 ~ #3의 구간을 할당받을 수 있다. 상기 비콘 메시지는 주 채널인 CH1 뿐 아니라 부 채널인 CH2를 통해 전송될 수도 있으나, 신호의 오버헤드를 줄이기 위해 상기 비콘 메시지는 시스템의 주 채널인 CH1만을 통해 전송될 수도 있다. 여기서, Allocation #1 ~ #3은 각 STA에게 할당된 할당 구간을 의미하며, 상기 할당 구간으로는 실시예에 따라 CBAP 또는 SP이 적용될 수 있다. 도 11에서도, Allocation #1 ~ #8은 각 STA에게 할당된 할당 구간을 의미하며, 각 할당 구간은 CBAP 또는 SP가 될 수 있다.
이때, 각 STA의 채널 본딩 능력 또는 채널 환경에 따라 각 STA에게는 시스템에서 제공하는 복수의 채널들 중 하나 이상의 채널이 할당될 수 있으며, 상기 하나 이상의 채널에는 상기 시스템의 주 채널이 포함되지 않을 수 있다. 이때, 상기 복수의 채널들로는 총 6개 또는 8개의 채널들이 적용될 수 있다.
다만, 도 10의 Allocation #2, 도 11의 Allocation #2 ~ #4, #6, #8 등과 같이 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널들이 STA들에게 할당되게 되면, 상기 STA들은 시스템 상의 주 채널인 CH1을 이용할 수 없게 되는 바, 상기 하나 이상의 채널들이 할당되는 구간 동안에는 별도의 채널을 주 채널로 이용하도록 하는 설정을 필요로 한다. 이에, 본 발명에 따른 PCP/AP는 시스템 상의 주 채널인 CH1을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당된 상기 STA들이 상기 하나 이상의 채널을 할당받은 구간 동안 주 채널(primary)로 이용할 수 있는 별도의 채널을 지정하는 정보를 각 STA에게 전송한다. 이때, 상기 하나 이상의 채널을 할당받은 구간 동안 주 채널로 이용할 수 있는 별도의 채널은 상기 하나 이상의 채널 중 하나의 채널로 지정될 수 있다.
이에, 각 STA는 하나 이상의 채널이 할당된 구간 동안 시스템 상의 주 채널인 CH1 또는 별도의 채널을 주 채널로 이용할 수 있다. 일 예로, 도 10의 Allocation #2, 도 11의 Allocation #2 ~ #4, #6, #8 등과 같이 채널이 할당된 STA는 할당 구간 동안 CH1이 아닌 새로이 지정된 주 채널을 통해 PPDU 프레임의 프리앰블(preamble) 부분을 디코딩할 수 있다. 또는, 상기 할당 구간들이 CBAP인 경우, 상기 STA는 상기 할당 구간 동안 CH1이 아닌 새로이 지정된 주 채널을 통해 백오프(backoff) 동작을 수행할 수 있다.
또한, 도 11의 Allocation #6과 같이, 시스템의 주 채널(예를 들어, CH1)을 포함하지 않는 복수의 채널들이 할당되는 STA는 상기 복수의 채널들이 할당되는 구간 동안 상기 시스템의 주 채널(예를 들어, CH1)이 아닌 새로이 지정된 주 채널을 기준으로 상기 복수의 채널들을 결합하여 다른 STA에게 데이터를 전송할 수 있다.
이하에서는, 상기와 같이 PCP/AP 및 STA가 동작하기 위한 시그널링 구성 및 이에 기반한 구체적인 동작 방법에 대하여 상세히 설명한다.
2-1-1. 새로운 EDMG 동작 요소 (operation element) 를 추가
본 발명에 따른 일 예에서, 관리 프레임(비콘 프레임 또는 결합 프레임(association frame) 등) 바디 내 새로운 요소인 EDMG 동작 요소를 추가하고, 상기 관리 프레임을 PCP/AP 및 STA간 송수신함으로써 주 채널 정보, 부 채널 오프셋 (secondary channel offset) 정보를 송수신할 수 있다.
일 예로, 특정 STA에게 시스템에서 지원하는 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당된 경우, PCP/AP는 상기 특정 STA에게 EDMG 동작 요소를 포함하는 관리 프레임을 전송함으로써 주 채널로 이용 가능한 채널을 지정하는 정보를 제공할 수 있다.
EDMG 동작 요소는 11an 또는 11ac 시스템의 HT(High Throughput) 동작 요소와 유사한 구조를 가질 수 있으며, 상기 EDMG 동작 요소는 주 채널 정보를 지시하는 필드로 1 옥텟 크기의 주 채널 필드 및 2 비트 크기의 부 채널 오프셋 정보를 포함하는 EDMG 동작 정보(operation information) 필드를 포함할 수 있다.
2-1-1-1. 새로운 필드를 통한 시그널링
PCP/AP는 새로운 필드인 대안적인 주 채널(alternative primary channel) 필드를 통해 시그널링 결과가 유지되는 여러 비콘 구간 동안, BSS 안에 있는 모든 STA들에게 복수의 채널 중 하나의 채널을 대안적인 주 채널(alternative primary channel)로 지정할 수 있다.
표 2 및 표 3에서는 시스템에서 지원하는 채널의 총 개수를 4개로 설정한 시그널링의 예시를 제시하나, 상기 채널의 총 개수는 6개 또는 8개 등으로 확장될 수 있다. 이에 따라, 대안적인 주 채널을 지정하는 비트 정보의 비트 개수는 상기 채널의 총 개수에 따라 증가될 수 있다.
표 2
Bit n Bit n+1 Description
0 0 Alternative primary channel = original primary channel
0 1 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +1) mod 4
1 1 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +2) mod 4
1 0 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +3) mod 4
표 3
Bit n Bit n+1 Description
0 0 Channel 1 is alternative primary channel
0 1 Channel 2 is alternative primary channel
1 1 Channel 3 is alternative primary channel
1 0 Channel 4 is alternative primary channel
2-1-1-2. 사전에 대안적인 주 채널(alternative primary channel)의 선택 규칙(selection rule)을 정의
2-1-1-1 과 달리, 기존 시스템 대비 새로운 필드의 추가 없이, 아래와 같은 대안적인 주 채널의 선택 규칙을 정의함으로써 하나 이상의 채널이 할당된 구간 동안 대안적인 주 채널을 설정할 수 있다. 이때, 하기 예시에서는 시스템에서 지원하는 채널의 총 개수를 4개로 설정한 예로 한정하여 설명하나, 상기 채널의 총 개수는 실시예에 따라 6개 또는 8개 이상으로 설정될 수 있고, 이에 따라 선택 규칙 또한 변경될 수 있다.
- 채널 1 및 2가 주 채널인 경우, 대안적인 주 채널은 채널 3
- 채널 3 및 4가 주 채널인 경우, 대안적인 주 채널은 채널 2
- Alternative primary channel = (The number of primary channel +2) mod 4
이와 같이 유연한(flexible) 채널 할당 및 대안적인 주 채널 시그널링은 비콘 프레임 또는 알림 프레임 바디 내의 EDMG 동작 요소 단위로 할 수 있다.
2-1-2. 기존 11ad 시스템에 따른 DMG 동작 요소를 수정
본 발명에 따른 다른 일 예에서, 11ad 시스템의 관리 프레임(비콘 프레임 또는 관계 프레임 등) 바디에 포함된 기존의 DMG 동작 요소(DMG operation element)를 이용하여 PCP/AP는 STA의 다중 채널 동작(multi-channel operation)을 지원할 수 있다. 도 12에 도시된 바와 같이, DMG 동작 정보(operation information) 필드는 13 비트 길이의 유보 (reserved) 비트를 포함하는데, 상기 유보 비트를 통해 STA에게 할당된 하나 이상의 채널, 상기 하나 이상의 채널이 할당된 할당 구간, 상기 할당 구간 동안의 주 채널 정보 등을 시그널링할 수 있다.
이때, 확장 스케줄 요소 (Extended Schedule Element) 내 할당 타입(Allocation type) 필드를 통해 각 STA에게 하나 이상의 채널이 할당된 구간이 'SP allocation out of primary channel' 또는 'CBAP allocation out of primary channel'인지를 지시할 수 있다. 이를 통해, DTI 구간에서 채널 접속(channel access) 방식이 시스템에서 미리 설정된 주 채널(primary channel)을 포함하지 않는 하나 이상의 채널들을 통해서 이루어지는지 여부를 구분할 수 있다.
이때, 구체적인 시그널링 방법으로는 표 2 및 표 3의 방법과 유사한 방법이 적용될 수 있다.
2-1-3. 확장 스케줄 요소(Extended Schedule element)에서 대안적인 주 채널을 지정
도 13은 11ad 시스템의 비콘 프레임 바디 또는 알림 프레임 바디에 포함되는 확장 스케줄 요소(Extended Schedule element)를 도시한 도면이다. 도 13에 도시된 바와 같이, PCP/AP는 확장 스케줄 요소의 할당(allocation) 필드를 통해 DMG STA들에게 DTI 구간에서의 채널 접속(channel access) 방식인 CBAP 및/또는 SP 구간을 할당한다. 할당 필드는 할당 제어(allocation control) 서브 필드를 포함하고, 상기 할당 제어 서브 필드는 4비트 길이의 유보 (reserved) 서브 필드를 포함한다.
본 발명에 적용 가능한 일 예에서, 상기 확장 스케줄 요소에 포함된 유보 비트 중 2 비트 정보를 이용하여 다음과 같이 대안적 주 채널을 지시할 수 있다.
표 4
Bit 12 Bit 13 Description
0 0 Alternative primary channel = original primary channel
0 1 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +1) mod 4
1 1 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +2) mod 4
1 0 Alternative primary channel = (the number of original primary channel +3) mod 4
표 5
Bit 12 Bit 13 Description
0 0 Channel 1 is alternative primary channel
0 1 Channel 2 is alternative primary channel
1 1 Channel 3 is alternative primary channel
1 0 Channel 4 is alternative primary channel
이와 같은 방법을 통해 유연한 채널 할당을 할당 필드 단위로 할 수 있고, 각 할당 필드마다 대안적 주 채널을 다르게 설정할 수 있다.
추가적인 실시예로, 확장 스케줄 요소의 유보 서브 필드 중 2 비트 정보를 이용하여 다음과 같이 각 STA에게 할당된 대역폭을 지시할 수 있다.
표 6
Bit 14 Bit 15 Description
0 0 Bandwidth is 2.16 GHz
0 1 Bandwidth is 4.32 GHz
1 1 Bandwidth is 6.48 GHz
1 0 Bandwidth is 8.64 GHz
이때, 1개 채널의 대역폭은 2.16 GHz인 것으로 가정한다. 또한, 상기와 같이 대역폭 정보를 지시하기 위해서는 각 STA에게 할당된 채널들이 미리 설정 또는 선택될 수 있다.
추가적인 실시예로, PCP/AP 또는 비 PCP/AP STA는 관리 프레임(비콘 프레임, 관계 프레임 등) 바디에 포함된 EDMG 능력 요소(EDMG Capabilities element)를 통해 채널 본딩 능력에 대한 정보를 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, EDMG 능력 요소가 지원되는 채널 너비 세트(supported channel width set) 필드를 구비함으로써, PCP/AP 또는 비 PCP/AP STA는 스스로의 채널 본딩 능력에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, PCP/AP 또는 비 PCP/AP STA는 EDMG 능력 요소 내 새로운 필드를 추가하여 MIMO 및 OFDMA에 관한 능력에 대한 정보를 제공할 수 있다.
또한, PCP/AP 또는 비 PCP/AP STA는 관리 프레임(비콘 프레임, 관계 프레임 등) 바디에 포함된 EDMG 능력 요소(EDMG Capabilities element)에 이용 가능한 다중 채널 접속(available multichannel access) 필드를 추가하여 DTI 구간에서 주 채널(또는 동작 채널(operating channel))이 아닌 채널들에 접속이 가능하도록 지원할 수 있는 능력이 있는지를 제공할 수 있다.
상기와 같은 다양한 방법을 통해, STA는 시스템에서 미리 설정된 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되더라도, 상기 하나 이상의 채널이 할당된 구간 동안 별도로 설정된 주 채널(예를 들어, 대안적인 주 채널)을 기준으로 동작할 수 있다.
이때, 상기 STA는 상기 하나 이상의 채널을 할당받은 구간이 끝나면, 더 이상 별도로 설정된 주 채널(예를 들어, 대안적인 주 채널)이 아닌 시스템에서 미리 설정된 주 채널을 기준으로 동작할 수 있다. 이를 위해, 상기 STA는 확장 스케줄 요소 내 기간(duration) 관련 필드를 이용해 할당 구간의 종료 이후 시스템에서 미리 설정된 주 채널을 기준으로 동작할 수 있다. 일 예로, 상기 확장 스케줄 요소 내 기간(duration) 관련 필드는 할당 시작(allocation start) 필드, 할당 블록 기간(allocation block duration) 필드, 블록 수(number of blocks) 필드 및 할당 블록 구간(allocation block period) 필드를 포함할 수 있다.
또는, 할당 구간 동안 다른 STA로의 데이터 전송 이후 PCP/AP로부터 시스템에서 미리 설정된 주 채널을 주 채널로 이용하도록 지시하는 비콘 프레임을 수신하는 경우, STA는 상기 할당 구간 동안 대안적 주 채널로 지정된 채널이 아닌 상기 시스템에서 미리 설정된 주 채널을 주 채널로 이용할 수 있다.
또는, 할당 구간 동안 다른 STA로의 데이터 전송이 완료되면, STA는 상기 할당 구간이 종료되지 않더라도 즉시 시스템에서 미리 설정된 주 채널로 이용할 수 있다.
2-1-4. 구체적인 동작 구성
이하에서는, 본 발명에 따른 STA과 종래 11ad 시스템에서 지원하는 STA가 하나의 BSS 내에 공존할 때의 동작에 대해 설명한다. 이하, 도 14 내지 도 16에서는 11ad 시스템에서 지원하는 STA는 legacy로 표시하고, 본 발명에 따른 STA는 11ay로 표시한다. 이에 따라, STA A, STA B는 레거시 STA으로 표시하고, STA C, STA D는 11ay STA으로 표시한다.
도 14에 도시된 바와 같이, BSS 형성(establishing BSS) 또는 관계(association) 과정에서 레거시 STA 및 11ay STA는 시스템에서 지원하는 주 채널을 동작 채널로 활용하여 BSS를 형성한다.
레거시 STA는 DMG 동작 요소(operation element) 및 DMG 능력 요소(capabilities element)를 통해 PCP/AP와 링크를 형성한다. 반면, 11ay STA는 앞서 설명한 바와 같이 기존 시스템에서 정의된 DMG 동작 요소 및 DMG 능력 요소에 포함된 유보 비트를 수정하거나 EDMG 동작 요소 및 EDMG 능력 요소를 새롭게 정의하여 PCP/AP와 링크를 형성할 수 있다.
이에 따른 협상(negotiation) 과정을 통해, PCP/AP는 11ay STA가 다중 채널 동작을 지원할 수 있는지 여부를 확인할 수 있다.
또한, 11ay STA는 PCP/AP와 링크를 형성하는 과정에서 DMG 동작 요소 또는 EDMG 동작 요소를 통해 주 채널(primary channel) 및 부 채널들(secondary channels)에 대한 정보를 수신할 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, PCP/AP는 각 STA들과의 링크 형성 후 확장 스케줄 요소(extended schedule element)를 통해 각 STA들에게 하나 이상의 채널을 할당할 수 있다. 일 예로, 레거시 STA에게는 시스템에서 미리 설정된 주 채널인 CH1을 할당하고, 상기 레거시 STA과의 충돌을 방지하기 위해 11ay STA에게는 상기 CH1을 제외한 CH2 및 CH3을 할당할 수 있다.
이때, 상기 11ay STA에게 할당된 채널들에는 시스템에서 미리 설정된 주 채널인 CH1이 포함되지 않으므로, PCP/AP는 확장 스케줄 요소를 통해 상기 11ay STA에게 CH2 및 CH3이 할당된 구간 동안 주 채널로 이용할 채널을 지정하는 정보를 제공한다. 이를 위한 방법으로, 앞서 설명한 방법과 같이 확장 스케줄 요소 내 각 할당 필드 내 할당 제어 서브 필드 내 유보 비트 정보를 이용할 수 있다.
도 16에 도시된 바와 같이, DTI 동안 11ay STA 및 레거시 STA들은 각각 할당된 채널들을 통해 데이터 또는 프레임을 송수신한다. 일 예로, 레거시 STA인 STA A는 CH1을 통해 STA B로 데이터를 전송하고, 11ay STA인 STA C는 CH2 및 CH3을 통해 STA D로 데이터를 전송할 수 있다. 이때, 상기 CH2 및 CH3 중 어느 하나가 사용중(busy)인 경우, 상기 STA C는 이중 하나의 채널만을 이용하여 데이터를 전송할 수도 있다.
여기서, 11ay STA인 STA C는 도 16에 도시된 할당 구간 동안 CH2 또는 CH3을 주 채널(primary)로 이용한다. 일 예로, PCP/AP가 상기 STA C에게 상기 할당 구간 동안 CH2를 주 채널로 지정하는 정보를 전송하였다면, 상기 STA C는 상기 CH2을 기준으로 CH2 및 CH3을 결합하여 STA D에게 데이터를 전송할 수 있다. 또한, STA C에게 할당된 구간이 CBAP인 경우, 상기 STA C는 CH2를 이용해 백오프(backoff)를 수행하고 PPDU 프레임의 프리앰블(preamble)을 디코딩할 수 있다.
추가적으로, STA C가 STA D로 데이터를 전송하는 경우, PCP/AP가 STA C 및 STA D에게 전송하는 확장 스케줄 요소의 특정 할당 필드 내, 소스(Source) AID 서브 필드에는 STA C의 AID가 포함되고 도착지(Destination) AID 서브 필드에는 STA D의 AID가 포함될 수 있다. 이때, 각 AID 서브 필드에는 브로드캐스트 AID가 적용될 수도 있으며, 각 STA의 그룹 ID가 적용될 수도 있다.
이와 함께, 상기 특정 할당 필드 내 할당 제어 필드 내 할당 타입(allocation type)은 상기 STA C 및 STA D에게 할당된 구간이 CBAP인지 또는 SP인지를 지시할 수 있다.
2-2. 그랜트 프레임 (grant frame) 를 통한 동적 할당 (dynamic allocation)
이하에서는 데이터 전송 구간(DTI) 동안 동적인 할당 능력 (dynamic allocation capability)이 있는 PCP/AP 혹은 별도의 STA이 하나 이상의 STA들에게 그랜트 프레임(Grant frame)을 전송하여 동적으로 하나 이상의 채널을 할당하는 방법을 제안한다.
이때, 레거시 STA(legacy STA)은 본 발명에서 제안하는 그랜트 프레임을 디코딩하지 못하거나 상기 그랜트 프레임 중 새로이 제안한 필드를 디코딩할 수 없는 바, 상기 레거시 STA에 대해서는 주 채널(primary channel)로만 채널 할당이 가능하다. 또한, 본 발명에서 제안하는 11ay 시스템을 지원하는 STA (예: 11ay STA)은 본 발명에서 제안하는 그랜트 프레임을 디코딩하여 시스템 상의 주 채널이 아닌 채널들이 할당될 수 있다. 이하, 설명의 편의상, 본 발명에서 제안하는 동작을 수행 가능한 스테이션은 11ay STA이라 명명한다.
2-2-1. 동적 할당 절차
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 채널을 동적으로 할당하는 동작을 간략히 나타낸 도면이다.
도 17에 도시된 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 DTI 동안 그랜트 프레임을 하나 이상의 STA에게 전송함으로써 상기 하나 이상의 STA에게 상기 DTI 동안 일정 길이의 할당 구간을 동적으로 할당할 수 있다.
상기 그랜트 프레임은 DTI 동안 전송될 수 있으며, 본 발명에서는 상기 그랜트 프레임이 전송되는 구간을 그랜트 구간 (grant period, GP)라 명명한다.
앞서 설명한 비콘 또는 알림 프레임을 통한 스케줄링 동작의 경우, PCP/AP는 BHI 동안 전송하는 비콘 또는 알림 프레임을 통해 상기 BHI 이후의 DTI 동안의 스케줄링 동작을 수행한다. 이에, 비콘 또는 알림 프레임은 BHI 동안에만 전송되는 바, 상기 DTI 동안의 스케줄링을 동적으로 제어하는데 한계가 있다.
반면, 상기 그랜트 프레임은 상기 DTI 동안 전송되어 하나 이상의 STA에게 일정 길이의 할당 구간을 할당할 수 있는 바, 상기 비콘 또는 알림 프레임에 비해 유동적인 채널 할당이 가능하다.
이하, 본 발명에서는 상기 그랜트 프레임이 전송되는 구간을 그랜트 구간 (grant period, GP)라 명명한다. 따라서, 상기 GP 는 DTI 내 포함되고, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 GP 는 비콘 또는 알림 프레임을 통해 설정된 하나의 할당 구간 (도 17의 Allocation #n) 내 포함될 수 있다.
추가적인 실시예로, 상기 GP 는 BHI에 포함된 ATI에 포함될 수도 있으나, 보다 유연한 채널 할당을 위해 상기 GP 는 DTI에 포함되는 것이 바람직할 수 있다.
상기 그랜트 프레임은 시스템상 주 채널인 CH1을 통해 전송될 수 있으며, 상기 그랜트 프레임을 수신한 하나 이상의 STA은 상기 그랜트 프레임 수신 이후 일정 길이의 할당 구간을 할당받을 수 있다.
이를 위해, PCT/AP 또는 별도의 STA은 상기 그랜트 프레임의 목적지 AID 값을 브로드캐스트 AID (broadcast AID)로 설정되어 주변에 위치한 STA들에게 브로드캐스트할 수 있다. 다만, 상기 예시는 일 예에 불과하며, 실시예에 따라 상기 목적지 AID 값은 상기 그랜트 프레임을 전송하고자 하는 STA의 AID로 설정되거나, 특정 그룹 AID 또는 부분 AID (partial AID)로 설정될 수 있다.
또한, 본 발명에서 제안하는 11ay 시스템에서는 다중 채널 동작을 지원하는 바, 하나의 그랜트 구간(GP)을 통해 복수의 동적 할당 구간이 할당될 수도 있다. 이를 위한 방법으로, 다음과 같은 방법들이 고려될 수 있다.
(1) PCP/AP 또는 별도의 STA은 특정 그랜트 구간(GP) 내에서 동적 할당의 수에 따라 복수 개의 동적 할당 정보를 전송한다. 이를 위해, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 GP 를 통해 복수 개의 그랜트 프레임을 전송할 수 있다.
일 예로, PCP/AP 또는 별도의 STA이 전송하는 첫 번째 그랜트 프레임에는 첫 번째 할당(allocation)에 대한 정보가 포함된다. 이때, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 첫 번째 그랜트 프레임을 소스 (source) STA에게만 전송할 수도 있고, 상기 첫번째 할당에 대한 정보를 포함한 그랜트 프레임을 2번 전송하여 소스 STA 및 목적지 STA에게 모두 전송할 수도 있다. 이어, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA이 전송하는 두 번째 그랜트 프레임에는 두 번째 할당(allocation)에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 각 할당(allocation) 별로 소스 STA 및/또는 목적지 STA에게 그랜트 프레임을 전송할 수 있으며, 각 할당 별로 전송되는 그랜트 프레임의 수는 독립적으로 설정될 수 있다.
(2) GP 를 동적 할당의 수만큼 형성하여 복수 개의 할당을 수행한다.
종래 11ad 시스템에서 정의된 레거시 GP 는 유지하며, 상기 레거시 GP 에 이어 11ay 시스템을 위한 하나 이상의 GP 를 별도로 형성할 수 있다. 이에, PCP/AP 또는 별도의 STA은 별도로 형성된 GP를 통해 11ay STA에게 동적인 채널 할당을 할 수 있다.
또한, PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 STA에게 CBAP 또는 SP를 할당할 수 있으며, 이 경우 개별적 그랜트 프레임 (individually grant frame) 또는 브로드캐스트 그랜트 프레임 (broadcast grant frame) 모두 적용될 수 있다.
시스템상 설정된 주 채널인 CH1을 통해 그랜트 프레임을 수신한 레거시 또는 11ay STA은 상기 그랜트 프레임을 디코딩하고, 상기 그랜트 프레임 내 각 STA에 대한 동적 할당 정보가 포함되었는지를 판단한다. 이어, 상기 그랜트 프레임 내 특정 STA에 대한 동적 할당 정보가 포함된 경우, 상기 특정 STA은 상기 동적 할당 정보가 지시하는 하나 이상의 채널을 통해 상기 동적 할당 정보가 지시하는 할당 구간 동안 다른 STA과 데이터 또는 신호를 송수신할 수 있다.
보다 구체적으로, 주 채널에서만 동작하는 레거시 STA(도 17의 STA A 또는 STA B)은 상기 그랜트 프레임을 통해 GP 이후 일정 길이의 동적 할당 구간을 할당 받고, 상기 동적 할당 구간 동안 서로 간 신호를 송수신할 수 있다.
또는, 복수의 채널에서 동작 가능한 11ay STA(도 17의 STA C 또는 STA D)은 상기 그랜트 프레임을 통해 주 채널이 아닌 CH2 및 CH3을 할당 받을 수 있고, 상기 그랜트 프레임이 지시하는 동적 할당 구간 동안 상기 CH2 및 CH3을 본딩(bonding) 또는 결합(aggregation)하여 서로 간 신호를 송수신할 수 있다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따라 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 채널을 동적으로 할당하는 동작을 간략히 나타낸 도면이다.
도 18에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 DTI는 크게 폴링 구간 (PP), 그랜트 구간 (GP), 할당 구간으로 구분될 수 있다.
폴링 구간은 PCP/AP 또는 별도의 STA이 하나 이상의 스테이션들에게 폴 프레임(poll frame)을 전송하여 DTI 내 동적 할당 여부를 폴링하고, 상기 하나 이상의 STA들로부터 SPR(Service Period Request) 프레임을 수신하는 구간을 의미한다. 이때, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 하나 이상의 STA들 각각에게 서로 다른 폴 프레임을 전송하고, 각 폴 프레임에 대응하는 SPR 프레임을 상기 하나 이상의 STA들로부터 각각 수신할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA으로부터 폴 프레임을 수신한 특정 STA은 상기 폴 프레임에 대응하여 SPR 프레임을 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA에게 전송할 수 있다.
또한, 상기 폴 프레임을 수신한 상기 하나 이상의 STA들이 의무적으로(mandatory) SPR 프레임의 전송을 수행해야 하는 것은 아니며, 상기 하나 이상의 STA들의 선택에 따라 SPR 프레임의 전송 여부가 결정될 수 있다.
추가적으로, 도 18 내지 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 폴링 구간 동안 PCP/AP 또는 별도의 STA과 상기 하나 이상의 STA들은 시스템 상의 주 채널(primary channel)을 통해 폴 프레임 및 SPR 프레임을 송수신할 수 있다. 또한 상기 하나 이상의 STA들이 송수신하는 폴 프레임 및 SPR 프레임은 다른 STA들이 송수신하는 폴 프레임 및 SPR 프레임과 서로 다른 시간 자원을 통해 송수신될 수 있다.
이때, 각 STA이 전송하는 SPR 프레임은 상기 STA의 능력(capability)에 대한 정보로써 동작 모드(operating mode) 정보를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 동작 모드 정보는, 상기 STA이 기존의 Wi-Fi 방식과 같이 할당 받은 채널 대역폭(channel bandwidth) 전체에 대해 CS(Carrier Sensing), RTS/CTS 송수신 등의 동작을 수행하는 제1 동작 모드, 및 시스템 상 설정된 주 채널 또는 대안적인 주 채널에 대해서만 CS 등의 동작을 수행하는 제2 동작 모드 중 하나를 지시할 수 있다. 이때, CS로는 PHY 및 MAC 계층에서의 CS가 적용될 수 있다.
이와 같은 동작 모드 정보는 종래 11ad 시스템의 SPR 프레임 내 유보 비트(reserved bits)를 통해 전송되거나, 별도의 트레일러(trailer)가 추가된 SPR 프레임을 통해 전송될 수 있다.
이때, 상기 DTI 내에서 폴 프레임 및/또는 SPR 프레임의 송수신은 의무적으로(mandatory) 수행되어야 하는 구성은 아니다. 바람직하게는, 폴 프레임, SPR 프레임 및 그랜트 프레임이 전송되는 할당 구간이 CBAP인 경우, 상기 폴링 구간에 대응하는 구성은 생략될 수 있다. 다시 말해, 폴 프레임, SPR 프레임 및 그랜트 프레임이 전송되는 할당 구간이 SP인 경우, 상기 하나 이상의 STA들에게 폴 프레임을 전송하고, 상기 하나 이상의 STA들로부터 SPR 프레임을 수신할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 그랜트 구간은 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA이 상기 하나 이상의 STA들에게 그랜트 프레임을 전송하는 구간을 의미한다. 이에, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 그랜트 구간 동안 상기 하나 이상의 STA들에게 상기 그랜트 프레임을 전송한다.
도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 하나 이상의 STA들 각각에게 서로 다른 그랜트 프레임을 전송할 수 있다. 이때, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 폴링 구간 동안 상기 SPR 프레임을 전송한 스테이션들에게 각각 그랜트 프레임을 전송할 수 있으나, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 SPR 프레임을 전송하지 않은 STA들에게도 그랜트 프레임을 전송할 수 있다.
다시 말해, 도 20에 도시된 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 SPR 프레임을 전송한 하나 이상의 STA들 (예: STA1 및 STA2)에게 각각 그랜트 프레임을 전송할 수도 있으며, 다른 실시예에서는 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA이 상기 SPR 프레임을 전송하지 않은 STA들에게도 그랜트 프레임을 전송할 수 있다.
할당 구간은 상기 그랜트 프레임을 통해 동적으로 할당 받은 채널 구간동안 하나 이상의 채널을 이용하여 데이터를 송수신하는 구간을 의미한다. 구체적으로, 할당 구간은 상기 그랜트 프레임을 통해 동적으로 할당 받은 채널 구간 동안, (1) 시스템 상의 주 채널을 통해 데이터를 송수신하는 구간, (2) 시스템 상의 주 채널이 아닌 다른 채널을 통해 데이터를 송수신하는 구간, (3) 시스템 상의 주 채널을 포함한 복수 개의 채널을 통해 데이터를 송수신하는 구간, (4) 시스템 상의 주 채널이 아닌 복수 개의 채널을 통해 데이터를 송수신하는 구간 중 하나의 구간을 의미할 수 있다. 이때, 복수 개의 채널을 통해 데이터를 송수신하는 방법으로는 상기 복수 개의 채널을 본딩(bonding)하여 데이터를 송수신하거나, 상기 복수 개의 채널을 결합(aggregation)하여 데이터를 송수신하는 동작 등이 적용될 수 있다.
이때, 도 19에 도시된 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 제1 STA에게 Dynamic Allocation #1에 대응하는 할당 구간을 할당할 수 있다. 이때, Dynamic Allocation #1은 시스템 상 주 채널인 CH1 및 CH2을 포함한 채널들에 대한 할당을 포함할 수 있다. 이에, 상기 제1 STA은 동적 할당 #1에 대응하는 할당 구간 동안 CH1 및 CH2를 채널 본딩하여 데이터를 전송 또는 수신할 수 있다.
또는, 도 19에 도시된 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 제2 STA에게 Dynamic Allocation #2에 대응하는 할당 구간을 할당할 수 있다. 이때, Dynamic Allocation #2는 시스템 상 주 채널인 CH1을 제외한 CH3 및 CH4를 포함한 채널들에 대한 할당을 포함할 수 있다. 이에, 상기 제2 STA 또한 상기 제1 STA와 같이, Dynamic Allocation #2에 대응하는 할당 구간 동안 CH1 및 CH2를 채널 본딩하여 데이터를 전송 또는 수신할 수 있다. 또는, 도 19에 도시된 바와 같이, 상기 제2 STA은 CH3 및 CH4를 포함한 할당 구간(Dynamic Allocation #2)을 할당 받았으나, 별도의 CS(Channel Sensing) 동작을 통해 실제로 유휴(idle) 상태인 채널을 감지하고, 할당 받은 복수 개의 채널 중 유휴 상태인 채널(도 19의 CH4)만을 통해 데이터를 송수신할 수 있다.
이하, 도 21을 참고하여 할당 받은 구간 내 CS 동작에 대해 상세히 설명한다.
도 21은 본 발명의 일 예에 따라 복수 개의 채널이 할당되는 경우, PCP/AP 또는 별도의 STA이 11ay STA과 RTS(Ready-To-Send) 및 CTS(Clear-to-Send) 프레임을 송수신하는 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명에서 언급하는 RTS/CTS는 IEEE 802.11 무선 네트워크 프로토콜에서 선택적으로 사용할 수 있는 통신 매커니즘이다. 상기 RTS/CTS는 은닉 노드 문제(hidden terminal problem)로 알려진 프레임 충돌을 막기 위해 사용될 수 있다.
이를 위해, 데이터 또는 신호 전송을 하고자 하는 STA(예: 소스 STA 또는 소스 노드)은 RTS 프레임을 전송한다. 이때, 송수신중인 다른 신호가 없어 전송이 가능한 무선 환경인 경우, 데이터를 수신하고자 하는 STA(예: 목적지 STA 또는 목적지 노드)은 상기 RTS 프레임에 대해 CTS 프레임을 전송해 응답하게 된다. 이를 통해, 상기 두 개의 STA은 채널이 유휴 상태임을 감지하고 서로 간 데이터를 송수신할 수 있다.
다만, 기존에는 시스템 상 주 채널로 설정된 단일 채널을 통해 RTS/CTS 프레임을 송수신하는 구성만을 제시하고 있으며, 특히 복수 개의 채널이 할당된 경우 STA들이 시스템 상 주 채널 외 다른 채널들에 대해 RTS/CTS 프레임을 송수신하여 채널의 유휴 상태를 감지하는 구성에 대해서는 전혀 고려하지 않는다.
반면, 본 발명에서는 각 STA들이 주 채널 외 다른 채널들에 대해서도 RTS/CTS 프레임을 송수신하여 채널의 유휴 상태를 직접 감지함으로써 종래 대비 데이터 또는 신호 송수신의 성공 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로, 도 21에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 11ay STA은 비콘/알림 프레임 또는 그랜트 프레임을 통해 할당 받은 특정 할당 구간 동안 복수 개의 채널을 할당 받을 수 있다. 도 21에서 첫 번째 할당 구간을 할당 받은 STA은 STA X, 두 번째 할당 구간을 할당 받은 STA은 STA Y라고 지정하면, STA X에게는 첫 번째 할당 구간 동안 CH1 및 CH2가 할당되고, STA Y에게서는 두 번째 할당 구간 동안 CH1, CH2 및 CH3이 할당된다. 도 21에서는 상기 STA X 및 STA Y에게 시스템 상 주 채널인 CH1을 포함한 복수 개의 채널이 할당되는 구성을 개시하고 있으나, 본 발명의 구성은 다른 STA에게 시스템 상 주 채널인 CH1이 포함되지 않은 복수 개의 채널이 할당되는 구성으로 확장 적용될 수 있다. 즉, 도 21에 도시되지 않은 STA Z에게는 별도의 할당 구간 동안 CH3 및 CH4가 할당될 수도 있다.
도 21과 같이, STA X 및 STA Y는 각 STA에게 할당된 할당 구간 동안 RTS/ DMG CTS를 송수신하여 전송 가능한 채널을 파악할 수 있다. 이때, 상기 STA X 및 STA Y는 실시예에 따라 각 할당 구간 동안 데이터를 전송하고자 하는 STA 또는 데이터를 수신하고자 하는 STA이 될 수 있다. 즉, 상기 STA X 및 STA Y는 각각 RTS 프레임 전송하는 STA이나 CTS 프레임을 전송하는 STA이 될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 상기 STA X 또는 STA Y 가 소스 STA 또는 목적지 STA로 설정되는 실시예를 모두 포괄하여 설명한다.
이에 따라, 복수 개의 채널을 포함하는 광 대역폭(wide bandwidth) 내에서 데이터를 전송하고자 하는 STA은 상기 복수 개의 채널 모두에 대해 복제(duplicate) 모드로 RTS 프레임을 전송하고, 상기 RTS 프레임을 수신한 STA은 각 채널 별로 독립적인 CCA 체크를 수행한 후 유휴(idle)한 채널을 통해 (DMG 또는 EDMG) CTS 프레임을 전송할 수 있다. 상기 CTS 프레임을 수신한 STA은 상기 CTS 프레임이 전송된 하나 이상의 채널을 이용하여 데이터를 전송할 수 있으며, 상기 CTS 프레임이 전송된 채널이 복수 개인 경우 상기 복수 개의 채널을 채널 본딩 (channel bonding) 또는 채널 결합 (channel aggregation)하여 데이터를 전송할 수 있다.
본 발명에 적용 가능한 실시예에서 상기와 같이 동작하는 소스 STA 및 목적지 STA는 모두 앞서 설명한 제1 동작 모드(기존의 Wi-Fi 방식과 같이 할당 받은 채널 대역폭 전체에 대해 CCA, RTS/CTS 송수신 등의 동작을 수행)할 수 있는 STA가 적용될 수 있다.
추가적으로, 그랜트 프레임은 특정 동적 할당 구간 동안 특정 STA의 동작을 지시하는 정보가 포함할 수 있다. 일 예로, PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 특정 STA이 상기 특정 동적 할당 구간 동안 제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드로 동작하도록 지시하는 정보를 전송할 수 있다. 이에 따라, 상기 그랜트 프레임을 수신한 특정 STA은 상기 그랜트 프레임이 지시하는 동작 모드에 따라 할당된 동적 할당 구간 동안 동작할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 적용 가능한 그랜트 프레임 포맷에 대하여 상세히 설명한다.
2-2-2. 그랜트 프레임 포맷
본 발명에 따른 그랜트 프레임 포맷은 다양한 프레임 포맷이 적용될 수 있으며, 일 예로, 도 22에 도시된 프레임 포맷의 그랜트 프레임이 적용될 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 예에 따른 그랜트 프레임의 포맷을 나타낸 도면이다.
도 22에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 그랜트 프레임은 11ad 시스템의 그랜트 프레임 포맷과 유사하나, BF 제어 (Beam-formed control) 필드 내 본 발명에 따른 할당 정보를 시그널링하는 채널 할당 부필드를 포함할 수 있다.
상기 채널 할당 부필드는 4 비트 크기로 구성될 수 있으며, PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 채널 할당 부필드를 통해 동적 할당 구간 동안의 대안적인 주 채널 및 할당된 대역폭에 대한 정보를 시그널링할 수 있다.
일 예로, 그랜트 프레임을 전송하는 PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기 채널 할당 부필드의 4 비트 중 첫 번째 및 두 번째 비트 정보를 이용하여 표 7과 같이 4개의 채널 중 어떤 채널이 해당 동적 할당 구간 동안의 대안적인 주 채널인지를 지시할 수 있고, 상기 채널 할당 부필드의 4 비트 중 세 번째 및 네 번째 비트 정보를 이용하여 표 8과 같이 할당된 대역폭에 대한 정보를 지시할 수 있다.
표 7
First Bit Second Bit Description
0 0 Channel 1 is alternative primary channel
0 1 Channel 2 is alternative primary channel
1 1 Channel 3 is alternative primary channel
1 0 Channel 4 is alternative primary channel
표 8
Third Bit Fourth Bit Description
0 0 Bandwidth is 2.16 GHz
0 1 Bandwidth is 4.32 GHz
1 1 Bandwidth is 6.48 GHz
1 0 Bandwidth is 8.64 GHz
도 23은 본 발명에 따라 PCP/AP 또는 별도의 STA이 그랜트 프레임과 함께 별도의 제어 트레일러를 전송하는 구성을 나타낸 도면이다.
도 23에 도시된 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 별도의 제어 트레일러 (control trailer)를 그랜트 프레임 (일 예로, 11ad 시스템에서 지원하는 그랜트 프레임)과 함께 전송할 수 있다. 이때, 상기 제어 트레일러에는 앞서 설명한 동적 할당 구간 동안의 대안적인 주 채널 및 할당된 대역폭에 대한 정보가 포함될 수 있다.
앞서 설명한 도 22 및 도 23과 같이, 그랜트 프레임에 포함된 비트 정보 또는 별도의 제어 트레일러를 포함하여 PCP/AP 또는 별도의 STA은 특정 STA에게 할당된 대역폭 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공할 수 있다. 이때, 상기 제어 트레일러는 8 비트 크기를 가질 수 있으나, 본 발명에서는 상기 제어 트레일러의 크기를 제한하지 않는다. 일 예로, 상기 제어 트레일러는 채널 결합 모드를 지시하는 1비트 크기의 지시자, 할당된 대역폭을 지시하는 8 비트 크기의 지시자, 해당 동적 할당 구간 동안 대안적인 주 채널을 지시하는 3 비트 크기의 지시자를 포함할 수도 있다.
이하에서는, 본 발명에 따른 PCP/AP 또는 별도의 STA이 특정 STA에게 할당된 대역폭 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공하는 다양한 옵션에 대하여 설명한다. 이때, 각 옵션별 시그널링 방법은 채널화(channelization) 및 지원 가능한 채널 본딩 능력을 고려하여 설정될 수 있다. 또한, 각 옵션들은 독립적으로 적용될 수도 있으며, 상호 보완적으로 결합하여 적용될 수도 있다.
2-2-2-1. 옵션 1
도 24는 옵션 1에 따라 PCP/AP 또는 별도의 STA이 특정 STA에게 할당된 대역폭 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면이다.
옵션 1은 총 4 개의 채널이 지원되고, 중첩되지 않는 채널화(non-overlap channelization)가 적용되는 경우 채널 할당 정보를 제공하는 방법을 나타낸다. 이때, 'p'는 주 채널(primary channel) 또는 대안적인 주 채널(alternative primary channel)을 의미하고, 'a'는 최대 4 채널까지의 연속적인 채널 본딩 (contiguous channel bonding)을 의미하고, 'b'는 연속하는 채널 결합 (contiguous channel aggregation)을 의미하고, 'c'는 비-연속적 채널 결합(non-contiguous channel aggregation)을 의미한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 옵션 1(총 4 개의 채널이 지원되고, 중첩되지 않는 채널화(non-overlap channelization)가 적용)의 경우, PCP/AP 또는 별도의 STA은 5 비트 크기의 할당 정보를 통해 옵션 1에 포함된 모든 경우를 시그널링할 수 있다.
2-2-2-2. 옵션 2
도 25는 옵션 2에 따라 PCP/AP 또는 별도의 STA이 특정 STA에게 할당된 대역폭 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면이다.
옵션 2는 총 6 개의 채널이 지원되고, 중첩되지 않는 채널화(non-overlap channelization)가 적용되는 경우 채널 할당 정보를 제공하는 방법을 나타낸다.
도 25에 도시된 바와 같이, 옵션 2의 경우 PCP/AP 또는 별도의 STA은 6 비트 크기의 할당 정보를 통해 옵션 2에 포함된 모든 경우를 시그널링할 수 있다.
2-2-2-3. 옵션 3
도 26은 옵션 3에 따라 PCP/AP 또는 별도의 STA이 특정 STA에게 할당된 대역폭 및 대안적인 주 채널에 대한 정보를 제공하는 방법을 나타낸 도면이다.
옵션 3은 총 6 개의 채널이 지원되고, 중첩된 채널화(overlap channelization)가 적용되는 경우 채널 할당 정보를 제공하는 방법을 나타낸다.
도 26에 도시된 바와 같이, 옵션 3의 경우 PCP/AP 또는 별도의 STA은 6 비트 크기의 할당 정보를 통해 옵션 3에 포함된 모든 경우를 시그널링할 수 있다.
2-2-2-4. 추가 옵션
앞서 상술한 옵션들은 PCP/AP 또는 별도의 STA이 그랜트 프레임 또는 제어 트레일러가 적용된 그랜트 프레임을 통해 대안적인 주 채널 및 할당된 대역폭에 대한 정보를 전달하는 구체적인 방법들에도 적용 가능하지만, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 비콘 프레임 또는 알림(announce) 프레임을 통해 상기와 같은 정보들을 전달할 수도 있다.
도 27은 본 발명에 적용 가능한 비콘 또는 알림 프레임에 포함되는 확장 스케줄 요소를 나타낸 도면이다.
도 27에 도시된 바와 같이, 할당 제어(Allocation control) 필드는 3 옥텟(octets) 크기 이상으로 설정될 수 있다. 이때, 상기 할당 제어 필드는 1 비트 크기의 채널 결합 모드(channel aggregation mode) 부필드(subfield), 8 비트 크기의 대역폭(bandwidth) 부필드 및 3 비트 크기의 (대안적인) 주 채널(primary channel) 부필드를 포함할 수 있다. 또는, 상기 할당 제어 필드에 포함된 할당 타입(allocation type) 부필드 내 유보 케이스(reserved case)를 이용하여 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 앞서 언급한 정보들과 함께 FDMA 할당, SU-MIMO 할당, MU-MIMO 할당 등의 정보를 시그널링할 수 있다.
다른 실시예로, PCP/AP 또는 별도의 STA은 빔포밍 제어 (beamforming control) 필드를 수정하거나 새로운 EDMG 빔포밍 제어 필드를 설정하여 FDMA, SU-MIMO, MU-MIMO, 채널 본딩, 채널 결합 등을 위한 빔포밍 트레이닝(training)을 제어할 수 있다.
또 다른 실시예로, PCP/AP 또는 별도의 STA은 빔포밍 제어 (beamforming control) 필드를 수정하거나 새로운 EDMG 빔포밍 제어 필드를 설정하여 총 섹터 수 (total number of sectors) 부필드를 7 비트 크기 이상으로 설정할 수 있다. 또한, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 수신 DMG 안테나 개수(number of Rx DMG antennas) 부필드를 수신 체인 ID(Rx chain ID) 필드로 수정하거나 상기 수신 DMG 안테나 개수 부필드를 유지하고 수신 체인 ID 필드를 새로이 추가할 수도 있다. 그리고 어떤 종류의 빔포밍 트레이닝을 수행하는지를 알려주는 부 필드를 새로이 정의함으로써, 상기 PCP/AP 또는 별도의 STA은 SU-MIMO, MU-MIMO, 채널 본딩, 채널 결합 등을 위한 빔포밍 트레이닝을 제어할 수 있다.
이와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 상기와 같은 정보들을 비콘 또는 알림 프레임을 통해 제공하거나, 그랜트 프레임 또는 제어 트레일러가 적용된 그랜트 프레임을 통해 특정 단말에게 제공할 수 있다.
2-2-3. 채널 할당 방식
앞서 설명한 바와 같이, PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 STA들에게 동적 할당 구간을 할당할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 채널 할당 방법은 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.
(1) 그랜트 프레임에 의해 할당되는 동적 할당 구간은 비콘 또는 알림 프레임에 의해 미리 설정된 할당 구간과 중첩되어 할당될 수 없다. 다만, STA의 요청 등에 의해 비콘 또는 알림 프레임에 의해 미리 설정된 할당 구간이 중도에 회수 또는 종료되는 경우에는 예외로 한다.
(2) 동적 할당 구간이 복수 개의 채널들에 할당되는 경우, 서로 다른 채널에 있어 동적 할당 구간은 시간 영역에서 중첩될 수 있다.
(3) 또한, 동적 할당 구간이 복수 개의 채널들에 할당되는 경우, 서로 같은 채널에 있어서도 동적 할당 구간은 시간 영역에서 중첩될 수 있다.
(4) GP 동안, PCP/AP 또는 별도의 STA은 복수 개의 STA들에게 CBAP 및/또는 SP에 대응하는 동적 할당 구간을 할당할 수 있다.
(5) 특히, GP 동안 PCP/AP 또는 별도의 STA은 복수 개의 STA들 각각에 대해 개별적으로 동적으로 채널 할당을 수행할 수 있으며, 이때 할당되는 동적 할당 구간은 CBAP 또는 SP이 모두 적용될 수 있다.
(6) 앞서 설명한 바와 같이, GP 동안 PCP/AP 또는 별도의 STA은 그랜트 프레임을 통해 하나 이상의 STA에게 동적 할당 구간을 할당할 수 있으며, 이를 위해 상기 그랜트 프레임은 상기 하나 이상의 STA에 대한 AID를 포함할 수 있다. 또는, 상기 그랜트 프레임은 상기 하나 이상의 STA이 포함된 그룹 ID, 또는 상기 하나 이상의 STA에 대한 PAID (Partial AID)를 포함할 수도 있다.
3. 제어 프레임 구조
앞서 설명한 그랜트 프레임, RTS 프레임, DMG CTS 프레임과 더불어 SLS (Sector Level Sweep) 프레임 등과 같은 제어 프레임(Control frame)은 시스템 특성상 제한된 구조를 가진다 (예: 앞서 설명한 PPDU와 같이 EDMG Header A 필드를 포함할 수 없음). 특히, 11ay 시스템에서는 레거시 STA와 11ay STA 모두를 지원하기 위하여 도 28과 같은 제어 프레임 구조가 고려되고 있다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제어 프레임 구조를 나타낸 도면이다.
도 28에서, L-부분 (L-STF, L-CE, L-Header)는 레거시 구조를 의미한다. 이때, AGC, TRN 필드는 상기 L-Header의 시그널링에 따라 선택적으로 존재할 수 있다.
11ay 시스템에서는 11ad 시스템 기반으로 동작하는 레거시 STA 뿐만 아니라 11ay STA을 위한 추가적인 정보가 시그널링되어야 한다.
이에, 본 발명에서는 L-Header 필드에 포함된 TRN 필드의 타입을 지시하는 패킷 타입(Packet Type), 트레이닝 필드의 길이 (Training Length) 및 기타 유보 비트 (reserved bits)를 통해 11ay STA에게 AGC, TRN 필드를 데이터 부분으로 인식(또는 디코딩)할 수 있도록 시그널링하는 방법을 제안한다.
이때, AGC, TRN 필드를 데이터 부분으로 전송할 때, 상기 AGC, TRN 필드에는 다음과 같은 정보들이 포함될 수 있다.
(1) 대역폭 (Bandwidth)
PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 채널 본딩에 사용되는 채널의 수 또는 주파수 대역폭을 알려 줄 수 있다. 이에 따라, 상기 제어 프레임(예: RTS/DMG CTS 프레임, 그랜트 프레임, SRP 프레임 등)을 수신한 STA은 사용할 수 있는 채널들 또는 주파수 대역폭에 대한 정보를 수신할 수 있다.
(2) 대안적인 주 채널(Alternative primary channel)
PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 일정 길이의 할당 구간을 할당 받은 STA이 주 채널(또는 동작 채널)로 이용 가능한 채널을 지시할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어 프레임(예: RTS/DMG CTS 프레임, 그랜트 프레임, SRP 프레임 등)을 수신한 STA은 상기 제어 프레임이 지시한 채널을 상기 할당 구간 동안의 주 채널로 인식하고 상기 채널을 동작 채널로 사용할 수 있다.
(3) 안테나 ID(Antenna ID)
PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 하나 이상의 STA이 사용하고 있는 안테나 ID에 대한 정보를 제공할 수 있다. 일 예로, 상기 PCP/AP 또는 STA은 11ay 시스템에서 지원하는 안테나의 총 개수가 X개 인 경우, X 크기의 비트 정보를 통해 각 안테나의 사용 여부를 온/오프 방식으로 시그널링할 수 있다.
(4) 채널 번호(Channel number)
PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 하나 이상의 STA이 사용하고 있는 채널의 인덱스 또는 순서에 대한 정보를 제공할 수 있다. 일 예로, 상기 PCP/AP 또는 STA은 11ay 시스템에서 지원하는 채널의 총 개수가 Y개 인 경우, Y 크기의 비트 정보를 통해 각 채널의 사용 여부를 온/오프 방식으로 시그널링할 수 있다.
(5) 다중 채널 CCA(Multi-channel CCA)
PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 하나 이상의 STA에게 각 채널별로 독립적으로 CCA를 수행할 것을 지시할 수 있다.
또는, 상기 PCP/AP 또는 STA은 상기 제어 프레임을 전송하여 각 채널별로 CCA 파라미터를 독립적으로 지정 또는 설정할 수 있다.
또는, 상기 PCP/AP 또는 STA은 상기 제어 프레임을 전송하여 미리 설정된 CCA 값을 각 채널 별로 달리 설정할 수 있음을 지시할 수 있다.
또는, 상기 PCP/AP 또는 STA은 상기 제어 프레임을 전송하여 사전에 정해진 CCA 임계치를 여러 단계로 구분하고, 각 채널별 CCA 측정 값이 어느 임계치에 매칭 되는지를 지시할 수 있다.
(6) 다중 사용자(MU)
다중 사용자 전송인 경우, PCP/AP 또는 STA은 제어 프레임을 전송하여 복수의 STA에게 제어 정보를 전송할 수 있다.
일반적으로, 페이로드 필드에는 특정한 하나의 단말을 위한 정보를 포함하므로, AGC 및/또는 TRN 필드를 통해 상기 특정한 하나의 단말을 제외한 다른 STA을 위한 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제어 프레임이 총 Z개의 STA을 위한 제어 프레임을 지시하는 정보는 L-Header 또는 페이로드 필드에 포함될 수 있다. 또한, 상기 L-Header 또는 페이로드 필드는 상기 AGC 및/또는 TRN 필드에 포함되는 데이터가 어떤 STA에게 대응하는지를 지시하는 정보를 더 포함할 수 있다.
또는, 상기 AGC 및/또는 TRN 필드는 사전에 정해진 순서대로 다른 STA들에 대한 정보가 포함될 수 있다.
이와 같이 새로이 제안하는 제어 프레임의 구조는 본 발명에서 그랜트 프레임에도 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 이외 다양한 제어 프레임으로 확장 적용될 수 있다.
4. 장치 구성
도 29는 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 29의 무선 장치(100)은 상술한 설명의 특정 STA, 그리고 무선 장치(150)은 상술한 설명의 PCP/AP에 대응할 수 있다.
STA (100)은 프로세서(110), 메모리(120), 송수신부(130)를 포함할 수 있고, PCP/AP (150)는 프로세서(160), 메모리(170) 및 송수신부(180)를 포함할 수 있다. 송수신부(130 및 180)은 무선 신호를 송신/수신하고, IEEE 802.11/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(110 및 160)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(130 및 180)와 연결되어 있다. 프로세서(110 및 160)는 상기 언급된 UL MU 스케줄링 절차를 수행할 수 있다.
프로세서(110 및 160) 및/또는 송수신부(130 및 180)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(120 및 170)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(120, 170)에 저장될 수 있고, 프로세서(110, 160)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(120, 170)는 상기 프로세스(110, 160)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(110, 160)와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 채널 본딩에 기반하여 데이터 전송이 가능한 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 무선랜(WLAN) 시스템에서 액세스 포인트(AP)의 동작 방법에 있어서,
    데이터 전송 구간 (DTI) 동안 제1 스테이션(STA)에게 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 제1 그랜트 프레임을 전송하되,
    상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 동적 할당 정보는 상기 제1 할당 구간 동안 주 채널로 동작하는 제2 주 채널을 지시하는 정보를 더 포함하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 그랜트 프레임은 상기 DTI 동안 전송되는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 STA에게 할당되는 채널 대역폭 정보를 더 포함하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간은 경쟁 기반 액세스 구간 (CBAP) 또는 서비스 구간 (SP) 중 하나로 구성되는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간 동안 상기 제1 STA의 동작 모드(operating mode) 정보를 더 포함하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 동작 모드 정보는,
    할당 받은 모든 채널에 대해 CS (Channel Sensing)를 수행하는 제1 동작 모드 및
    할당 받은 채널 중 주 채널로 동작하는 채널에 대해서만 CS를 수행하는 제2 동작 모드 중 하나를 지시하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 DTI 동안 제2 STA에게 상기 DTI 내 제2 할당 구간을 동적으로 할당하는 제2 그랜트 프레임을 전송하고,
    상기 제1 할당 구간 및 제2 할당 구간은 시간 및 주파수 차원에서 일부 중첩될 수 있는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 그랜트 프레임을 전송하기 전에, 상기 제1 STA에게 폴링 프레임을 전송하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  10. 무선랜(WLAN) 시스템에서 제1 스테이션(STA)의 동작 방법에 있어서,
    데이터 전송 구간 (DTI) 동안 액세스 포인트(AP)로부터 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 제1 그랜트 프레임을 수신하되,
    상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 스테이션의 동작 방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 동적 할당 정보는 상기 제1 할당 구간 동안 주 채널로 동작하는 제2 주 채널을 지시하는 정보를 더 포함하는, 스테이션의 동작 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간에 대해 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널이 할당되는 경우, 상기 STA은 상기 제1 할당 구간 동안 상기 제2 주 채널을 통해 백오프 절차를 수행하거나, NAV (Network Allocation Vector) 설정 중 하나 이상을 수행하는, 스테이션의 동작 방법.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 STA은 상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널을 통해 제2 STA과 데이터를 송수신하는, 스테이션의 동작 방법.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우, 상기 제1 STA은 상기 복수의 채널들을 본딩하거나 결합하여 상기 제2 STA과 상기 데이터를 송수신하는, 스테이션의 동작 방법.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우, 상기 제1 STA은 상기 제2 STA으로 상기 복수의 채널들 각각을 통해 RTS(Ready-To-Send) 프레임을 전송하는, 스테이션의 동작 방법.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 복수의 채널들 중 하나 이상의 채널 각각을 통해 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 수신하고,
    상기 복수의 채널들 중 상기 CTS 프레임을 수신한 하나 이상의 채널들만을 통해 상기 제2 STA과 데이터를 송수신하는, 스테이션의 동작 방법.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 할당 구간 동안 할당된 채널이 복수의 채널인 경우,
    상기 제1 STA은 상기 복수의 채널 각각을 통해 상기 제2 STA으로부터 RTS(Ready-To-Send) 프레임을 수신하고,
    상기 제1 STA은 상기 복수의 채널들 중 유휴한 (idle) 하나 이상의 채널 각각을 통해 CTS(Clear-To-Send) 프레임을 전송하는, 스테이션의 동작 방법.
  18. 제 10항에 있어서,
    상기 그랜트 프레임을 수신하기 전에, 상기 AP로 상기 제1 STA의 동작 모드(operating mode) 정보를 포함하는 SPR (Service Period Request) 프레임을 전송하는, 액세스 포인트의 동작 방법.
  19. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 액세스 포인트 장치에 있어서,
    하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 스테이션 (STA)과 프레임 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및
    수신부와 연결되어, 상기 송수신부가 송수신하는 프레임 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 제1 스테이션(STA)에게 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 그랜트 프레임을 전송하도록 제어하고,
    상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 액세스 포인트 장치.
  20. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션 장치에 있어서,
    하나 이상의 RF(Radio Frequency) 체인을 가지고, 액세스 포인트 (AP)와 프레임 신호를 송수신하도록 구성되는 송수신부; 및
    상기 송수신부와 연결되어, 상기 송수신부가 송수신하는 프레임 수신한 스케줄링 정보를 처리하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 데이터 전송 구간 (DTI) 동안 액세스 포인트(AP)로부터 상기 DTI 내 제1 할당 구간을 동적으로 할당하는 그랜트 프레임을 수신하도록 제어하고,
    상기 그랜트 프레임은 상기 제1 할당 구간에 대해 제1 주 채널(primary channel)을 포함한 복수의 채널 또는 상기 제1 주 채널을 포함하지 않는 하나 이상의 채널을 할당하는 동적 할당 정보를 포함하는, 스테이션 장치.
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