WO2018066955A1 - 무선랜 시스템에서 프레임을 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 프레임을 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018066955A1
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control
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bsr
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sta
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김정기
류기선
조한규
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엘지전자 주식회사
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    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • a station (STA) for transmitting a frame including a buffer status report (BSR) in a WLAN system for achieving the above-described technical problem is an A-controlled (aggregated-control) field.
  • a processor configured to set a BSR of the STA in a first control subfield of one or more control subfields aggregated in;
  • a transmitter for transmitting the A-control field through a high throughput (HT) control field included in a MAC header of a frame under control of the processor, wherein the first control subfield for the BSR is transmitted to the STA.
  • HT high throughput
  • 4 information at least one of fifth information indicating an access category of a specific traffic among the buffered traffic, and sixth information indicating the size of the specific traffic, wherein the second control subfield of the A-control field is When including uplink power headroom information of the STA, the first control subfield for the BSR may be set to a short BSR in which the fifth information and the sixth information are omitted.
  • 29 is a flowchart illustrating a frame transmission / reception method according to an embodiment of the present invention.
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • 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
  • 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.
  • 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 association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, RSN, mobility domain. Information about supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • the 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.
  • 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
  • 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 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.
  • 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.
  • 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 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 consist of MPDUs and may be transmitted / received through the PSDU of the data portion of the PPDU frame format.
  • the second bit (Bit 1) of the HT control field that is, the B1 bit corresponding to reserved is used as the HE indication bit in FIG. Corresponds to the middle subfield.
  • the combination of the delta traffic identifier (TID) subfield and the AC bit map subfield indicates the number of TIDs for which the STA reports buffer status.
  • Table 4 shows the encoding of the delta TID subfield.
  • the STA transmits the BSR information through the QoS Null frame and the UL power headroom information through the HT Control field.
  • the MAC header of each UL data frame may include the same UL power headroom. For example, reliability may be improved by transmitting a plurality of UL power headrooms.
  • the QoS null frame indication may be set using a field (e.g., reserved bit) not used in the FC (frame control) field of the MAC header or newly defined in the HE variant HT Control field including UL power headroom.
  • a field e.g., reserved bit
  • the Short BSR may be newly defined such that the HT variant HT Control field may include both BSR information and UL power headroom information.
  • a new HT variant HT Control field including important BSR information may be defined.
  • the name of the Short BSR is for convenience of description and may be referred to as another name, for example, a compressed BSR.
  • bit sizes or formats of subfields such as ACI Bitmap, Delta TID, Scaling Factor, and Queue Size All remain the same. Some of the fields may be changed.
  • the size of the queue size all is 7 bits.
  • the format of the Scaling Factor subfield may vary. For example, a scheme of setting a scaling factor subfield at a transmitter and a scheme of interpreting a scaling factor subfield at a receiver may be newly defined.
  • the Scaling Factor subfield may indicate the unit SF of the Queue Size subfield as an octet, and specifically, any one of the options shown in Table 5 below may be used.
  • FIG. 27 illustrates an HE variant A-Control field including Short BSR and UL power headroom according to an embodiment of the present invention.
  • the ACI High subfield and the Queue Size High subfield are omitted.
  • transmission of the ACI High subfield and the Queue Size High subfield may be omitted, but as another example, the HE variant A-Control may be used for the ACI High subfield and the Queue Size High subfield omitted from the Short BSR.
  • a method of transmitting through other parts may be considered. For example, information corresponding to the ACI High subfield and the Queue Size High subfield omitted from the Short BSR may be transmitted through a field other than the HT control of the MAC header. Another field may be, for example, a QoS Control field.
  • FIG. 28 illustrates a frame for transmitting ACI High and Queue size High through the QoS Control field according to an embodiment of the present invention.
  • 29 is a flowchart illustrating a frame transmission / reception method according to an embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above description may be omitted.
  • the STA configures a BSR of the STA in a first control subfield among one or more control subfields aggregated in an A-controlled field (2905).
  • the second information may indicate that the size of the buffered traffic has exceeded the threshold, and if the second information is set to the second value, it may indicate that the size of the buffered traffic is unknown.
  • the first value and the second value may vary depending on whether the first control subfield for the BSR is set to the shortened BSR.
  • the STA transmits a frame to the AP (2910).
  • the STA may transmit the A-control field through the high throughput (HT) control field included in the MAC header of the frame.
  • the HT control field of the MAC header may correspond to the HE variant A-Control.
  • QoS quality of service
  • fifth information and sixth information omitted in the shortened BSR may be transmitted through a QoS control field included in a MAC header.
  • 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.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 송신하는 방법은, A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 상기 STA의 BSR을 설정하는 단계; 및 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 상기 A-제어 필드를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 단축(short) BSR로 설정된다.

Description

무선랜 시스템에서 프레임을 송신 또는 수신하기 위한 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선랜 시스템에서 프레임을 송수신 하는 방법에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는, 버퍼 상태 보고(BSR)을 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, 하나의 프레임을 통해서 버퍼 상태 보고와 상향링크 전력 헤드룸 정보를 함께 송신 또는 수신하기 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 무선 랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 송신하는 방법은, A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 상기 STA의 BSR을 설정하는 단계; 및 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 상기 A-제어 필드를 송신하는 단계를 포함하고, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 랜(WLAN) 시스템에서 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 송신하는 스테이션(STA)은, A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 상기 STA의 BSR을 설정하는 프로세서; 및 상기 프로세서의 제어 하에, 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 상기 A-제어 필드를 송신하는 송신기를 포함하고, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정될 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 무선 랜(WLAN) 시스템에서 엑세스 포인트(AP)가 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 수신하는 방법은, 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 A(aggregated-control)-제어 필드를 수신하는 단계; 및 상기 A-제어 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드로부터 스테이션(STA)의 BSR을 획득하는 단계를 포함하고, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되, 상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따라서 상술된 프레임 수신 방법을 수행하기 위한 AP 장치가 제공될 수 있다.
상기 프레임이 QoS(quality of service) Null 프레임인 경우, 상기 단축 BSR에서 생략된 제5 정보 및 제6 정보는 상기 MAC 헤더에 포함된 QoS 제어 필드를 통해 송신될 수 있다.
상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보가 2-비트에서 1-비트로 줄어들 수 있다. 예컨대, 상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제3 정보가 2-비트일 때 사용 가능한 4개 단위들 {16 바이트, 128 바이트, 2048 바이트, 16384 바이트} 중에서 2개만 사용 가능할 수 있다.
상기 제2 정보가 제1 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기가 임계치를 초과하였음을 나타내고, 상기 제2 정보가 제2 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 알 수 없음을 나타내고, 상기 제1 값과 상기 제2 값은, 상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는지 여부에 따라서 가변할 수 있다.
상기 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들은 각각 제어 ID를 포함하고, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR이 아닌 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 3으로 설정되고, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR인 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 5 내지 15 중 하나로 설정될 수 있다.
상기 WLAN 시스템은 HE PPDU(high-efficiency physical layer protocol data unit)를 지원하는 IEEE 802.11ax에 해당하고, 상기 MAC 헤더의 HT 제어 필드는 HE variant A-Control에 해당하고, 상기 제1 정보는 ACI(access category index) 비트맵 서브필드이고, 상기 제2 정보는 Queue Size All 서브필드이고, 상기 제3 정보는 Scaling Factor 서브필드이고, 제4 정보는 Delta TID 서브필드이고, 제5 정보는 ACI High 서브필드이고, 상기 제6 정보는 Queue Size High 서브필드일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 STA이 MAC 헤더의 HT Control 필드를 통해서 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 A(aggregated)-Control 필드를 송신할 때, A-Control 필드가 상향링크 전력 헤드룸을 더 포함하는 경우, 새롭게 정의된 단축 BSR을 사용함으로써 A-Control 필드의 사이즈 제한을 극복하고 하나의 프레임을 통해서 BSR과 상향링크 전력 헤드룸을 함께 송신할 수 있다.
상술된 기술적 효과 외에 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 11ax를 지원하는 무선 랜 시스템에서 VHT variant의 VHT control middle 서브필드를 도시한다.
도 12는 11ax를 지원하는 무선 랜 시스템에서 HE variant의 A-Control 서브필드를 도시한다.
도 13은 상향링크 다중 사용자 응답 스케줄링을 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 14는 동작 모드를 지시하기 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 15는 HE 링크 적응을 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 16은 버퍼 상태 보고(BSR)를 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 17은 상향링크(UL) 전력 헤드룸을 보고하기 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 18는 본 발명의 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A-MPDU를 나타낸다.
도 19는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A-MPDU를 나타낸다.
도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A-MPDU를 나타낸다.
도 21는 본 발명의 일 실시예에 따라서 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant HT Control 필드에서 QoS Null frame indication 필드를 새롭게 정의한 예를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A-MPDU를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 25는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 26은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라서 Short BSR 및 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant A-Control 필드를 예시한다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따라서 QoS Control 필드를 통해 ACI High와 Queue size High를 송신하기 위한 프레임을 도시한다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 송수신 방법의 흐름을 도시한다.
도 30은 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.
HT Control 필드
이하, MAC 헤더에 포함된 HT control 필드에 대하여 살펴본다.
11ax를 지원하는 무선랜 시스템에서 HT control 필드는 표 1과 같이 HT variant (e.g., 11n), VHT variant (e.g., 11ac) 또는 HE variant (e.g., 11ax) 중 어느 하나의 포맷으로 설정될 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000001
HT control 필드의 첫 번째 비트(Bit 0)가 0으로 설정되면, HT control 필드는 HT variant에 해당한다. HT variant는 HT control middle, AC(access category) constraint 및 RDG(reverse direction grant)/More PPDU를 포함한다.
HT control 필드의 첫 번째 비트(Bit 0)가 1로 설정되고, 두 번째 비트(Bit 1)가 0으로 설정되면, HT control 필드는 VHT variant에 해당한다. VHT variant는 VHT control middle, AC constraint 및 RDG/More PPDU를 포함한다.
HT control 필드의 첫 번째 비트(Bit 0)가 1로 설정되고, 두 번째 비트(Bit 1)가 1로 설정되면, HT control 필드는 HE variant에 해당한다. HE variant는 Aggregated Control(A-Control)을 포함한다.
도 11은 11ax를 지원하는 무선 랜 시스템에서 VHT variant의 VHT control middle 서브필드를 도시한다.
표 1 에서 살펴본 바와 같이 11ax를 지원하는 무선 랜 시스템에서는 HT control 필드의 두 번째 비트(Bit 1), 즉 도 11에서는 reserved에 해당하는 B1 비트가 HE 지시 비트로서 사용되므로, B2 내지 B29가 VHT control middle 서브필드에 해당한다.
VHT control middle은 MRQ, MSI/STBC, MFSI(MFB sequence identifier)/GID-L, MFB, GID-H, Coding Type, FB Tx Type 및 Unsolicited MFB 를 포함한다. MRQ는 VHT-MCS 피드백 요청(VHT-MCS feedback Request)을 의미한다. MSI는 MRQ 시퀀스 식별자(MRQ sequence identifier)이고, STBC는 시-공간 블록 코드 지시자(Space-time block code indication)를 의미한다. MFB는 시-공간 스트림(space-time streams) 개수(NUM_STS), VHT-MCS, 대역폭(BW) 및 SNR 피드백에 관련한 정보이다. MFSI는 MFB 시퀀스의 식별자를 의미하고, GID-L은 그룹 ID의 LSBs를 의미한다. GID-H는 그룹 ID의 MSBs를 의미한다. FB Tx Type은 측정된 PPDU의 송신 타입을 의미한다. Unsolicited MFB는 비요청 VGT-MCS 피드백 지시자(Unsolicited VHT-MCS feedback indicator)를 의미한다. VHT control middle의 보다 상세한 사항을 위해 802.11 표준 문서가 참조될 수 있다.
도 12는 11ax를 지원하는 무선 랜 시스템에서 HE variant의 A-Control 서브필드를 도시한다.
도 12를 참조하면, A-Control 서브필드는 적어도 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들의 결합(aggregation)에 해당하며, A-Control 서브필드의 길이를 30비트로 맞추기 위하여 패딩 시퀀스(e.g., 제로 패딩)가 A-Control 서브필드에 포함될 수 있다.
각 제어 서브필드는 4 비트의 제어 ID 및 제어 정보를 포함한다. 제어 정보의 크기는 제어 ID에 따라서 가변(variable)할 수 있다. 제어 ID는 제어 정보의 타입을 나타낸다. 표 2는 제어 ID에 따른 제어 정보의 타입을 나타낸다.
[표 2]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000002
도 13은 제어 ID가 0인 경우 상향링크 다중 사용자 응답 스케줄링을 위한 제어 정보를 나타낸다. 도 13를 참조하면 UL PPDU 길이 서브 필드는 HE 트리거 기반 PPDU 응답의 길이를 나타내며, HE 트리거 기반 PPDU의 데이터 필드에서 1을 뺀 OFDM 심볼의 수로 설정된다. RU Allocation 서브 필드는 HE 트리거 기반 PPDU 응답을 전송하기 위해 할당 된 자원 유닛(RU)을 나타낸다. DL TX 전력 서브 필드는 요청(soliciting) 프레임에 사용되는 AP 송신 전력을 dBm 단위로 나타낸다. UL 목표 RSSI 서브 필드는 HE 트리거 기반 PPDU를 송신 할 때 응답하는 STA에 대한 AP 목표 수신 전력, 즉 모든 AP의 안테나에 대한 평균 RSSI를 dBm 단위로 나타낸다. UL MCS 서브 필드는 HE 트리거 기반 PPDU에 대하여 수신 STA에서 사용하기 위한 MCS0에서 MCS3까지의 MCS를 나타낸다.
도 14는 제어 ID가 1인 경우 동작 모드를 지시하기 위한 제어 정보를 나타낸다. 도 14를 참조하면, Rx NSS 서브 필드는 STA가 수신 할 수 있는 공간 스트림의 최대 수 NSS에서 1를 뺀 값으로 설정된다. 채널 폭 서브 필드는 수신시 STA가 지원하는 동작 채널 폭을 나타내며 20 MHz의 경우 0, 40 MHz의 경우 1, 80 MHz의 경우 2, 160 MHz 및 80 + 80 MHz의 경우 3으로 설정된다. UL MU 비활성화 서브필드는 Non-AP STA에 의해 UL MU 작동이 일시 중지되거나 또는 재개되는지 여부를 나타낸다. UL MU 비활성화 서브 필드가 1로 설정되면 UL MU 작동이 일시 중지되었음을 나타낸다. AP는 UL MU 비활성화 서브 필드를 0으로 설정한다. 　Tx NSS 서브 필드는 STA가 전송할 수 있는 공간 스트림의 최대 수 NSS에서 1을 뺀 값으로 설정된다.
도 15는 제어 ID가 2인 경우, HE 링크 적응을 위한 제어 정보를 나타낸다. 도 15를 참조하면 NSS 서브 필드는 권장되는 공간 스트림 수인 NSS를 나타내며 NSS-1로 설정된다. HE-MCS 서브 필드는 권장되는 HE-MCS를 나타내며, HE-MCS 인덱스 값으로 설정된다. DCM(Dual carrier modulation) 서브 필드는 DCM이 권장되는 경우 1로 설정된다.
도 16은 제어 ID가 3인 경우, 버퍼 상태 보고(BSR)를 위한 제어 정보를 나타낸다.
도 16을 참조하면, ACI 비트 맵 서브 필드는 버퍼 상태가 보고되는 액세스 카테고리를 나타낸다. ACI 비트 맵 서브 필드의 인코딩은 표 3과 같다.
[표 3]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000003
표 3에서 ACI 비트 맵의 각 비트는 해당 엑세스 카테고리의 버퍼 상태를 나타내기 위해서 1로 설정될 수 있다.
델타 TID(traffic identifier) 서브 필드와 AC 비트 맵 서브 필드의 조합은 STA이 버퍼 상태를 보고하는 TID의 수를 나타낸다. 표 4는 델타 TID 서브 필드의 인코딩을 나타낸다.
[표 4]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000004
ACI High 서브 필드는 Queue Size High 서브 필드에서 지시된 BSR을 위한 엑세스 카테고리의 ACI를 나타낸다.
SF(Scaling Factor) 서브 필드는 Queue Size 서브 필드의 unit SF를 옥텟으로 나타낸다. Scaling Factor 서브 필드가 0 인 경우 16 옥텟을 나타내고, 1 인 경우 128 옥텟을 나타내고, 2 인 경우 2048 옥텟을 나타내고, 3인 경우 16384 옥텟을 나타낸다.
Queue Size High 서브 필드는 ACI High 서브 필드에 의해 식별되는 엑세스 카테고리에 대해 버퍼링 된 트래픽의 양을 SF 옥텟 단위로 나타낸다. 일 예로, Queue Size High 및 ACI High 서브 필드는 우선 순위가 높은 트래픽에 관한 것일 수 있다. 어떤 트래픽에 높은 우선 순위를 부여할 것인지는 Non-AP STA의 결정일 수 있다. 일 예로, 중요한 트래픽, QoS 지연 요구사항, 버퍼된 트래픽의 양 등을 고려하여 결정될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
Queue Size All 서브 필드는 ACI 비트 맵 서브 필드로 식별되는 모든 엑세스 카테고리에 대해 버퍼링 된 트래픽 양을 SF 옥텟 단위로 나타낸다.
Queue Size High 서브 필드 및 Queue Size All 서브 필드의 Queue Size 값은 STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU의 전체 크기를 가장 가까운 SF 옥텟 배수가 되도록 올림한 것을 나타낸다. 이 때, STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU은 현재 (A-)MPDU에 포함된 MSDU들 또는 A-MSDU들을 포함한다. Queue Size 254는 254*SF 옥텟보다 큰 모든 크기에 대해 사용된다. Queue Size 255는 지정되지 않거나 알 수 없는 크기를 나타내는 데 사용된다. 만약, QoS data frame이 분할되고(fragmented), A-MPDU를 통해서 송신되지 않는 경우에는, 프래그먼트들이 순차적으로 송신됨에 따라서 큐에 버퍼된 트래픽의 양이 변경된다 하더라도 Queue Size 값은 모든 프래그먼트들에 대해 상수로 고정될 수 있다.
도 17은 제어 ID가 4인 경우 상향링크(UL) 전력 헤드룸을 보고하기 위한 제어 정보를 나타낸다. 도 17을 참조하면, UL 전력 헤드룸 서브 필드의 5 LSB (B0-B4)는 현재 MCS에 대해 사용 가능한 전력 헤드 룸을 dB 단위로 나타낸다. UL 전력 헤드룸 서브 필드에서 보고되는 UL 전력 헤드 룸의 해상도는 1 dB이다. UL 전력 헤드룸 서브 필드는 0~31 dB 중 하나로 설정된다. UL 전력 헤드 룸 서브 필드의 B5는 STA이 현재의 MCS에 대한 최소 송신 전력에 도달한 경우 1로 설정되고, 그렇지 않으면 0으로 설정된다.
TX Power Headroom 및 BSR을 함께 전송하기 위한 방안
이하에서는 차세대 무선랜 시스템(e.g., 802.11ax)에서 STA이 HE Variant HT Control 필드를 전송하기 위한 방법, 특히, UL 전력 헤드룸 정보를 다른 정보와 같이 전송하기 위한 방법이 제안된다.
위에서 언급된 바와 같이 UL 전력 헤드룸 정보는 HT variant HT Control 필드를 통해서 전송될 수 있다. 예컨대, A-Control 필드를 통해서, UL 전력 헤드룸 정보가 다른 정보들(e.g., HE Link adaptation, Operating mode indication)과 같이 전송 될 수 있다. 하지만, A-Control 필드의 최대 크기가 30 bits이기 때문에, UL 전력 헤드룸 정보는 BSR(buffer status report) 정보와 함께 A-Control 필드를 통해서 전송될 수는 없는 문제점이 있다. 구체적으로, 도 16을 참조하면 BSR 정보는 26 비트이고, 도 17을 참조하면 UL 전력 헤드룸 정보는 8 비트이다.
본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 하나의 PPDU를 통해서 전송하는 방법이 제안된다.
Example 1: A- MPDU를 이용하는 방안
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A(aggregation)-MPDU를 나타낸다.
본 실시예에 따르면 BSR과 UL 전력 헤드룸 정보를 하나의 PPDU에 포함시켜 전송하기 위해서, STA은 BSR정보는 QoS Null frame을 통해서 전송하고, UL 전력 헤드룸 정보는 HT Control 필드를 통해서 전송한다.
기존의 A-MPDU에 따르면 QoS Null frame과 UL data frame이 함께 송신될 수 없었지만, 도 18을 참조하면 QoS Null frame과 UL data frame이 하나의 A-MPDU에 aggregation 된다. QoS Null frame의 MAC 헤더에 포함된 HE variant HT A-Control 필드를 통해서는 BSR이 송신되고, 데이터 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HE variant HT A-Control 필드를 통해서는 UL 전력 헤드룸이 송신된다.
만약 A-MPDU에 UL data frame이 다수 개 포함된 경우, 각 UL data frame의 MAC 헤더는 동일한 UL 전력 헤드룸을 포함할 수 있다. 예컨대, UL 전력 헤드룸이 다수 회 송신됨으로써 신뢰성(Reliability)가 향상될 수 있다.
한편, BSR의 신뢰성(Reliability)을 위해서, BSR을 포함한 QoS Nul frame이 하나 이상 A-MPDU에 포함될 수 있다. 예컨대 도 19를 참조하면, BSR 송신을 위한 QoS Null frame이 A-MPDU의 처음, 중간, 마지막의 MPDU로서 존재한다.
또한, 도 20과 같이 UL 전력 헤드룸이 포함된 MPDU(e.g., UL data frame)의 MAC header에는 BSR을 포함한 QoS Null frame이 현재 A-MPDU에 포함되어 있다는 것을 지시하는 정보(e.g., QoS Null frame indication)가 포함될 수 있다.
QoS Null frame indication은 MAC 헤더의 FC(frame control) 필드에서 사용되지 않는 필드(e.g., reserved bit)를 이용하여 설정되거나 또는 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant HT Control 필드에서 새롭게 정의될 수 있다.
도 21는 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant HT Control 필드에서 QoS Null frame indication 필드를 새롭게 정의한 예를 나타낸다. 도 21을 참조하면, UL 전력 헤드룸을 포함하는 제어 정보의 B6가 BSR이 포함된 QoS Null frame이 현재 A-MPDU에서 포함되는지 여부를 지시한다.
BSR을 송신하기 위한 QoS Null frame은 A-MPDU에서 중간이나 마지막 MPDU에 위치할 수도 있다.
도 22는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 UL 전력 헤드룸 정보와 BSR 정보를 송신하기 위한 A(aggregation)-MPDU를 나타낸다. 앞서 살펴본 실시예에서는 BSR 정보가 QoS Null frame을 통해서 송신되었지만, 도 22의 실시예에 따르면 UL 전력 헤드룸정보가 QoS Null frame의 MAC 헤더에 포함된 HE variant HT A-Control 필드를 통해서 송신된다. 이 경우, BSR 정보는 Data frame의 MAC 헤더에 포함된 HE variant HT A-Control 필드를 통해서 송신된다.
Example 2: Short BSR을 이용하는 방안
본 발명의 일 실시예에 따르면 HT variant HT Control 필드가 BSR 정보와 UL 전력 헤드룸 정보를 모두 포함할 수 있도록 Short BSR이 새롭게 정의될 수 있다. 예컨대, 중요 BSR 정보를 포함하는 새로운 HT variant HT Control 필드가 정의될 수 있다. Short BSR의 명칭은 설명의 편의를 위함이며 다른 명칭 예컨대, 압축(compressed BSR) 등으로 지칭될 수도 있다.
Control ID 값 중 하나의 값이 Short BSR (Buffer Status Report)을 지시할 수 있다. 예컨대, 표 2에서 Control ID 값으로 사용되지 않는 Reserved 값들(e.g., 5~15) 중 하나가 Short BSR을 지시하기 위한 값으로 사용될 수 있다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
Control ID가 Short BSR을 지시하는 경우 Short BSR을 포함하는 제어 정보는 ACI Bitmap, Delta TID, Scaling Factor 및 Queue Size All 필드를 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 BSR과 비교시 Short BSR에는 ACI High 및 Queue Size High가 생략된다. 단, 도 16의 BSR 에서 정의되었던 ACI Bitmap, Delta TID, Scaling Factor, Queue Size All 등의 서브 필드들에 대한 비트 크기나 포맷 등은 도 23의 Short BSR을 위해 동일하게 사용된다. 따라서, 도 23에 도시된 Short BSR은 총 16 비트에 해당한다.
Short BSR이 16 비트로 구성되고, 도 17과 같이 UL 전력 헤드룸이 8 비트로 구성되면, Short BSR + UL 전력 헤드룸이 24 비트이므로 A-Control의 크기 30비트를 초과하지 않는다. 따라서, A-Control을 통해서 Short BSR과 UL 전력 헤드룸이 모두 송신될 수 있다. 예컨대, 도 12에 포함된 A-Control 중 Control 1에는 Short BSR이 포함되고, Control 2에는 UL 전력 헤드룸이 포함될 수 있다.
도 23에서는 ACI Bitmap, Delta TID, Scaling Factor, Queue Size All 등의 서브 필드들에 대한 비트 크기나 포맷이 동일하게 유지되는 것을 가정하였으나, 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 Short BSR variant에서 해당 서브 필드들의 일부가 변경될 수도 있다.
도 24는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 24를 참조하면, ACI 비트맵의 크기는 4 비트이고, Delta TID는 2비트이고, Scaling Factor는 2비트로 동일하게 유지된다. 하지만, Queue Size All은 8 비트가 아니라 6 비트로 구성된다. 예컨대, 도 16과 비교시 Short BSR에서의 Queue Size All 서브 필드는 2비트 줄어 든다.
Queue Size All 서브 필드의 크기가 2비트 감축되므로, Queue Size All 서브 필드의 포맷이 달라질 수 있다. 예컨대, 송신측에서 Queue Size All 서브 필드를 설정하는 방안과 수신측에서 Queue Size All 서브 필드를 해석하는 방안이 새롭게 정의될 수 있다.
Short BSR의 Queue Size All 서브 필드는, ACI 비트맵 서브필드에 의해 식별된 모든 엑세스 카테고리들에 대한 버퍼된 트래픽의 양을 SF 옥텟 단위로 지시한다.
Short BSR의 Queue Size All 서브 필드의 Queue Size 값은 STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU의 전체 크기를 가장 가까운 SF 옥텟 배수가 되도록 올림한 것을 나타낸다. 이 때, STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU은 현재 (A-)MPDU에 포함된 MSDU들 또는 A-MSDU들을 포함한다. Queue Size 62는 62*SF 옥텟보다 큰 모든 크기에 대해 사용된다. Queue Size 63는 지정되지 않거나 알 수 없는 크기를 나타내는 데 사용된다. 만약, QoS data frame이 분할되고(fragmented), A-MPDU를 통해서 송신되지 않는 경우에는, 프래그먼트들이 순차적으로 송신됨에 따라서 큐에 버퍼된 트래픽의 양이 변경된다 하더라도 Queue Size 값은 모든 프래그먼트들에 대해 상수로 고정될 수 있다.
예컨대, 도 16의 BSR에서는 254가 254*SF 옥텟를 초과하는 Queue Size를 지시하였지만, 도 24의 Short BSR에서는 62가 62*SF 옥텟를 초과하는 Queue Size를 지시하는데 사용된다. 또한, 도 16의 BSR에서는 255가 지정되지 않거나 알 수 없는 Queue Size를 지시하였지만, 도 24의 Short BSR에서는 63이 지정되지 않거나 알 수 없는 Queue Size를 지시하는데 사용된다.
도 25는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다. 도 25에서는 Queue Size All의 크기가 7 비트로 구성된다.
Short BSR의 Queue Size All 서브 필드는, ACI 비트맵 서브필드에 의해 식별된 모든 엑세스 카테고리들에 대한 버퍼된 트래픽의 양을 SF 옥텟 단위로 지시한다.
Short BSR의 Queue Size All 서브 필드의 Queue Size 값은 STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU의 전체 크기를 가장 가까운 SF 옥텟 배수가 되도록 올림한 것을 나타낸다. 이 때, STA에 버퍼링 된 모든 MSDU 및 A-MSDU은 현재 (A-)MPDU에 포함된 MSDU들 또는 A-MSDU들을 포함한다. Queue Size 126는 126*SF 옥텟보다 큰 모든 크기에 대해 사용된다. Queue Size 127은 지정되지 않거나 알 수 없는 크기를 나타내는 데 사용된다. 만약, QoS data frame이 분할되고(fragmented), A-MPDU를 통해서 송신되지 않는 경우에는, 프래그먼트들이 순차적으로 송신됨에 따라서 큐에 버퍼된 트래픽의 양이 변경된다 하더라도 Queue Size 값은 모든 프래그먼트들에 대해 상수로 고정될 수 있다.
예컨대, 도 16의 BSR에서는 254가 254*SF 옥텟를 초과하는 Queue Size를 지시하였지만, 도 25의 Short BSR에서는 126이 126*SF 옥텟를 초과하는 Queue Size를 지시하는데 사용된다. 또한, 도 16의 BSR에서는 255가 지정되지 않거나 알 수 없는 Queue Size를 지시하였지만, 도 25의 Short BSR에서는 127이 지정되지 않거나 알 수 없는 Queue Size를 지시하는데 사용된다.
도 26은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 Short BSR 정보를 나타낸다.
도 26을 참조하면, Queue Size All 서브필드의 크기는 도 16에서와 동일하게 8비트로 유지되지만, Scaling Factor 서브필드의 크기는 1 비트로 줄어든다.
Scaling Factor 서브필드의 크기가 1비트 감축되므로, Scaling Factor 서브필드의 포맷이 달라질 수 있다. 예컨대, 송신측에서 Scaling Factor 서브필드를 설정하는 방안과 수신측에서 Scaling Factor 서브필드를 해석하는 방안이 새롭게 정의될 수 있다.
Scaling Factor 서브필드는 Queue Size 서브 필드의 unit SF를 옥텟으로 나타낼 수 있으며, 구체적으로 예시하면 아래 표 5와 같은 옵션들 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
[표 5]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000005
본 발명은 표 5의 옵션들에 한정되지 않으며 SF 1 비트를 통해서 다른 옥텟 값들이 지시될 수도 있다.
도 27은 본 발명의 일 실시예에 따라서 Short BSR 및 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant A-Control 필드를 예시한다.
도 27의 Short BSR은 도 23의 예시와 동일한다.
그러나, 도 17과 비교시 UL 전력 헤드룸의 제어 정보의 크기가 8비트에서, 6 비트로 감축된다. 예컨대, 도 27의 UL 전력 헤드룸의 제어 정보에서는 reserved 2 bits가 제거되고, 6 bits의 UL 전력 헤드룸 제어 정보(e.g., 0~31 dBm을 지시하는 UL 전력 헤드룸 5비트 + 최소 송신 전력 플래그 1비트)만 포함될 수 있다.
도 23 내지 도 27에서 살펴본 Short BSR에서는 ACI High 서브필드와 Queue Size High 서브필드가 생략되었다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 ACI High 서브필드와 Queue Size High 서브필드의 송신이 생략될 수도 있지만, 다른 일 예로 Short BSR에서 생략된 ACI High 서브필드와 Queue Size High 서브필드를 HE variant A-Control 필드 외에 다른 파트를 통해서 송신하는 방법이 고려될 수도 있다. 일 예로, Short BSR에서 생략된 ACI High 서브필드와 Queue Size High 서브필드에 해당하는 정보는, MAC 헤더의 HT control 이 아닌 다른 필드를 통해 송신될 수 있다. 다른 필드는 예컨대, QoS Control 필드 일 수 있다.
도 10을 참조하면, QoS Control 필드는 총 16 비트에 해당한다. QoS Control 필드의 다양한 설명 방법들이 기존 802.11 표준 문서에 정의되어 있다. 기존 802.11 표준 문서에서 Non-AP STA이 QoS Null frame을 송신하는 경우를 발췌하면, QoS Control 필드는 표 6과 같이 설정될 수 있다.
[표 6]
Figure PCTKR2017011047-appb-I000006
표 6을 참조하면 Qos Control 필드의 Bit 0-3은 TID를 나타내고, Bit 4는 Bit 8-15가 TXOP Duration Requested에 해당하는지 아니면 Queue Size에 해당하는지를 나타낸다. Bit 7은 사용되지 않는 reserved bit이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 HT Control 필드를 통해 Short BSR 및 UL 전력 헤드룸을 포함하는 HE variant A-Control이 송신되고, 해당 프레임이 QoS Null frame인 경우, QoS Control 필드를 통해서 Short BSR 에서 생략된 ACI High와 Queue Size High 정보가 송신될 수도 있다. 일 예로, QoS Null frame에 포함된 QoS Control 필드에 설정된 TID에 해당하는 Access Category가 ACI High를 지시하는 것으로 해석되고, Queue Size는 해당 AC의 Queue Size High를 지시하는 것으로 해석될 수 있다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따라서 QoS Control 필드를 통해 ACI High와 Queue size High를 송신하기 위한 프레임을 도시한다.
예컨대, QoS Control 필드가 Short BSR HE variant HT Control 필드와 함께 QoS Null frame에 포함되는 경우, QoS Control 필드의 TID 서브필드의 AC가 ACI High가 되고, Queue Size가 Queue size High로 되고, Short BSR HE variant 에서 Queue Size All 정보가 제공된다. 이와 같이 QoS Null frame에 포함된 QoS Control 필드와 Short BSR HE variant HT Control 필드를 사용해서, BSR HE variant HT Control 필드에 포함된 정보들이 빠짐없이 제공될 수 있다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임 송수신 방법의 흐름을 도시한다. 앞서 설명된 내용과 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 29를 참조하면, STA은 A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 STA의 BSR을 설정한다(2905).
BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 정보는 ACI(access category index) 비트맵 서브필드이고, 제2 정보는 Queue Size All 서브필드이고, 제3 정보는 Scaling Factor 서브필드이고, 제4 정보는 Delta TID 서브필드이고, 제5 정보는 ACI High 서브필드이고, 제6 정보는 Queue Size High 서브필드일 수 있다.
만약 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 제5 정보 및 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정될 수 있다.
BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 단축 BSR로 설정되는 경우 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보가 2-비트에서 1-비트로 줄어들 수 있다. 예컨대, BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 단축 BSR로 설정되는 경우 제3 정보가 2-비트일 때 사용 가능한 4개 단위들 {16 바이트, 128 바이트, 2048 바이트, 16384 바이트} 중에서 2개만 사용 가능할 수 있다.
제2 정보가 제1 값으로 설정되면 버퍼된 트래픽의 크기가 임계치를 초과하였음을 나타내고, 제2 정보가 제2 값으로 설정되면 버퍼된 트래픽의 크기를 알 수 없음을 나타낼 수 있다. 이 때 제1 값과 제2 값은, BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 단축 BSR로 설정되는지 여부에 따라서 가변할 수 있다.
하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들은 각각 제어 ID를 포함하고, BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 단축 BSR이 아닌 경우 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 3으로 설정되고, BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상단축 BSR인 경우 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 5 내지 15 중 하나로 설정될 수 있다.
STA은 AP에 프레임을 송신한다(2910). 예컨대, STA은 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 A-제어 필드를 송신할 수 있다. MAC 헤더의 HT 제어 필드는 HE variant A-Control에 해당할 수 있다. 일 예로, 프레임이 QoS(quality of service) Null 프레임인 경우, 단축 BSR에서 생략된 제5 정보 및 제6 정보는 MAC 헤더에 포함된 QoS 제어 필드를 통해 송신될 수 있다.
AP는 프레임의 MAC 헤더를 통해 수신된 A-제어 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드로부터 STA의 BSR을 획득한다(2915). A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상향링크 전력 헤드룸을 포함하는 경우, AP는 제2 제어 서브필드로부터 상향링크 전력 헤드룸을 더 획득할 수 있다.
도 29에서 예시된 WLAN 시스템은 HE PPDU(high-efficiency physical layer protocol data unit)를 지원하는 IEEE 802.11ax에 해당 할 수 있다.
앞서 설명된 Example 1 및 Example 2에서는 BSR과 UL 전력 헤드룸을 1 프레임을 송신하기 위한 것임을 가정하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 BSR과 다른 제어 정보(e.g., UL MU response scheduling, Operating mode 및/또는 HE link adaptation 등)를 함께 송신하기 위하여 앞선 예시들이 사용될 수도 있다.
도 30은 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 30의 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 (15)

  1. 무선 랜(WLAN) 시스템에서 스테이션(STA)이 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 송신하는 방법에 있어서,
    A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 상기 STA의 BSR을 설정하는 단계; 및
    프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 상기 A-제어 필드를 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되,
    상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정되는, 프레임 송신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 프레임이 QoS(quality of service) Null 프레임인 경우, 상기 단축 BSR에서 생략된 제5 정보 및 제6 정보는 상기 MAC 헤더에 포함된 QoS 제어 필드를 통해 송신되는, 프레임 송신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보가 2-비트에서 1-비트로 줄어드는, 프레임 송신 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제3 정보가 2-비트일 때 사용 가능한 4개 단위들 {16 바이트, 128 바이트, 2048 바이트, 16384 바이트} 중에서 2개만 사용 가능한, 프레임 송신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 정보가 제1 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기가 임계치를 초과하였음을 나타내고, 상기 제2 정보가 제2 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 알 수 없음을 나타내고,
    상기 제1 값과 상기 제2 값은, 상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는지 여부에 따라서 가변하는, 프레임 송신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들은 각각 제어 ID를 포함하고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR이 아닌 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 3으로 설정되고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR인 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 5 내지 15 중 하나로 설정되는, 프레임 송신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 WLAN 시스템은 HE PPDU(high-efficiency physical layer protocol data unit)를 지원하는 IEEE 802.11ax에 해당하고,
    상기 MAC 헤더의 HT 제어 필드는 HE variant A-Control에 해당하고,
    상기 제1 정보는 ACI(access category index) 비트맵 서브필드이고, 상기 제2 정보는 Queue Size All 서브필드이고, 상기 제3 정보는 Scaling Factor 서브필드이고, 상기 제4 정보는 Delta TID 서브필드이고, 상기 제5 정보는 ACI High 서브필드이고, 상기 제6 정보는 Queue Size High 서브필드인, 프레임 송신 방법.
  8. 무선 랜(WLAN) 시스템에서 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 송신하는 스테이션(STA)에 있어서,
    A-제어(aggregated-control) 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드에 상기 STA의 BSR을 설정하는 프로세서; 및
    상기 프로세서의 제어 하에, 프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 상기 A-제어 필드를 송신하는 송신기를 포함하고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되,
    상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정되는, 스테이션.
  9. 무선 랜(WLAN) 시스템에서 엑세스 포인트(AP)가 버퍼 상태 보고(BSR)를 포함하는 프레임을 수신하는 방법에 있어서,
    프레임의 MAC 헤더에 포함된 HT(high throughput) 제어 필드를 통해 A(aggregated-control)-제어 필드를 수신하는 단계; 및
    상기 A-제어 필드에 집성된 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들 중 제1 제어 서브필드로부터 스테이션(STA)의 BSR을 획득하는 단계를 포함하고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는, 상기 STA에 버퍼된 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제1 정보, 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 지시하는 제2 정보, 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보, TID(traffic identifier)의 개수를 지시하는 제4 정보, 상기 버퍼된 트래픽 중 특정 트래픽의 엑세스 카테고리를 지시하는 제5 정보 및 상기 특정 트래픽의 크기를 지시하는 제6 정보 중 적어도 하나를 포함하되,
    상기 A-제어 필드의 제2 제어 서브필드가 상기 STA의 상향링크 전력 헤드룸(headroom) 정보를 포함하는 경우, 상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드는 상기 제5 정보 및 상기 제6 정보가 생략된 단축(short) BSR로 설정되는, 프레임 수신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프레임이 QoS(quality of service) Null 프레임인 경우, 상기 단축 BSR에서 생략된 제5 정보 및 제6 정보는 상기 MAC 헤더에 포함된 QoS 제어 필드를 통해 수신되는, 프레임 수신 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브 필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제2 정보의 단위를 지시하는 제3 정보가 2-비트에서 1-비트로 줄어드는, 프레임 수신 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는 경우 상기 제3 정보가 2-비트일 때 사용 가능한 4개 단위들 {16 바이트, 128 바이트, 2048 바이트, 16384 바이트} 중에서 2개만 사용 가능한, 프레임 수신 방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 정보가 제1 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기가 임계치를 초과하였음을 나타내고, 상기 제2 정보가 제2 값으로 설정되면 상기 버퍼된 트래픽의 크기를 알 수 없음을 나타내고,
    상기 제1 값과 상기 제2 값은, 상기 BSR을 위한 상기 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR로 설정되는지 여부에 따라서 가변하는, 프레임 수신 방법.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 하나 또는 둘 이상의 제어 서브필드들은 각각 제어 ID를 포함하고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR이 아닌 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 3으로 설정되고,
    상기 BSR을 위한 제1 제어 서브필드가 상기 단축 BSR인 경우 상기 제1 제어 서브필드의 제어 ID는 5 내지 15 중 하나로 설정되는, 프레임 수신 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 WLAN 시스템은 HE PPDU(high-efficiency physical layer protocol data unit)를 지원하는 IEEE 802.11ax에 해당하고,
    상기 MAC 헤더의 HT 제어 필드는 HE variant A-Control에 해당하고,
    상기 제1 정보는 ACI(access category index) 비트맵 서브필드이고, 상기 제2 정보는 Queue Size All 서브필드이고, 상기 제3 정보는 Scaling Factor 서브필드이고, 상기 제4 정보는 Delta TID 서브필드이고, 상기 제5 정보는 ACI High 서브필드이고, 상기 제6 정보는 Queue Size High 서브필드인, 프레임 수신 방법.
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