WO2018074740A1 - 무선랜 시스템에서 웨이크 업 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 웨이크 업 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2018074740A1
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wlan
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임동국
박은성
조한규
최진수
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엘지전자 주식회사
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a method for transmitting and receiving a frame in a WLAN system, and more particularly, to a method for transmitting or receiving a low power wake-up receiver (LP-WUR) signal compatible with an 802.11 WLAN system. For the device.
  • LP-WUR low power wake-up receiver
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11n supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case providing a transmission rate of 600 Mbps.
  • the WLAN standard uses a maximum of 160MHz bandwidth, supports eight spatial streams, and supports IEEE 802.11ax standard through an IEEE 802.11ac standard supporting a speed of up to 1Gbit / s.
  • An object of the present invention is to provide a method and apparatus for efficiently and accurately transmitting or receiving a low power wake-up receiver (LP-WUR) signal compatible with an 802.11 wireless LAN system.
  • LP-WUR low power wake-up receiver
  • the present invention is not limited to the above-described technical problem and other technical problems can be inferred from the embodiments of the present invention.
  • PPDU physical layer protocol data unit
  • the specific information may be received by the WLAN receiver and the SU / MU indicator indicating whether the WUR PPDU is for a single user (SU) or for a multi-user (MU) and after the WLAN receiver wakes up. It may include at least one of information on the bandwidth of the WLAN PPDU.
  • a station (STA) for receiving a wake up receiver (WUR) signal in a WLAN system includes: a WLAN receiver; Detect a WUR preamble sequence included in a WUR physical layer protocol data unit (WDU PPDU) while the WLAN receiver is turned off, obtain WUR data included in the WUR PPDU based on timing synchronized with the WUR preamble sequence, and And a WUR receiver for outputting a wake-up signal to the WLAN receiver if the WUR data is intended for the STA, wherein the WUR preamble sequence used for synchronization corresponds to a signature sequence carrying specific information.
  • WUR wake up receiver
  • the specific information may include: a SU / MU indicator indicating whether the WUR PPDU is for a single user (SU) or a multi-user (MU), and a bandwidth of a WLAN PPDU to be received after the WLAN receiver wakes up. It may include at least one of the information.
  • an access point (AP) transmits a wake up receiver (WUR) signal in a WLAN system includes a WUR preamble sequence and WUR data.
  • Generating a WUR PPDU (physical layer protocol data unit); Transmitting the WUR PPDU to a WUR receiver of a station (STA) in which a WLAN receiver is turned off; And transmitting a WLAN PPDU to the STA after the WUR receiver of the STA wakes up the WLAN receiver, wherein the WUR preamble sequence used for synchronization between the WUR receiver of the STA and the AP includes specific information.
  • WUR PPDU physical layer protocol data unit
  • Corresponding signature sequence wherein the specific information includes a SU / MU indicator indicating whether the WUR PPDU is for a single user or a multi-user, and the WLAN receiver wakes up. It may include at least one of information on the bandwidth of the WLAN PPDU to be transmitted after the up.
  • an access point apparatus for performing the above-described WUR signal transmission method may be provided.
  • the STA receives the WUR preamble sequence through a narrow band narrower than the bandwidth of the WLAN PPDU, and the narrow band is received in a WLAN primary 20 MHz channel or a WUR dedicated 20 MHz channel. It may be some of the subcarriers included.
  • the WUR preamble is power boosted by Equation 'SQRT (M / N)', 'SQRT' means square root, 'M' is the total number of subcarriers included in the 20 MHz channel, and 'N' is It may be the total number of subcarriers included in the narrow band.
  • the WUR preamble sequence may be repeated many times in the WUR PPDU.
  • the WUR preamble sequence may use a spreading sequence of length N for OOK (on-off keying) modulation mapping of 1-bit of the WUR data to N subcarriers, wherein the WUR preamble sequence (ex.
  • the spreading sequence of length N) can be repeated many times in the time domain.
  • the WUR preamble sequence may be equally repeated twice or four times in a silier time domain in two subcarrier or four subcarrier intervals within N subcarriers to which the WUR data is mapped.
  • the specific information may further include at least one of an ID, a broadcast ID, and a basic service set (BSS) ID of the STA.
  • BSS basic service set
  • specific information for transmission and reception of a WUR signal and / or a WLAN signal is indicated early through a WUR preamble sequence used for synchronization between the WUR receiver of the STA and the AP, whereby the WUR signal and / or WLAN Signal transmission and reception can be performed more efficiently and accurately.
  • the present invention is not limited to the above-described technical effects, and other technical effects can be inferred from the embodiments of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a backoff process.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • FIG. 4 is a diagram for describing a backoff process.
  • 5 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • 7 to 9 are diagrams for explaining the operation of the STA receiving the TIM.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • FIG 11 illustrates an LP-WUR available in a WLAN system (e.g., 802.11).
  • FIG. 13 illustrates a WUR signal transmission bandwidth according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a WUR signal transmission bandwidth according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 illustrates a PPDU format of a WUR signal according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates a PPDU format of a WUR signal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 shows a PPDU format of a WUR signal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 shows a PPDU format of a WUR signal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 illustrates a PPDU format of a WUR signal according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 21 shows a frequency sequence of a WUR signal according to another embodiment of the present invention.
  • 22 is a flowchart illustrating a method of transmitting / receiving a WUR signal according to an embodiment of the present invention.
  • 23 is a diagram for explaining an apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the following description relates to a method and an apparatus therefor for efficiently utilizing a channel having a wide band in a WLAN system.
  • a WLAN system to which the present invention is applied will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • the WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a set of stations (STAs) that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • An STA is a logical entity that includes a medium access control (MAC) and a physical layer interface to a wireless medium.
  • the STA is an access point (AP) and a non-AP STA (Non-AP Station). Include.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name such as a mobile subscriber unit.
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to the AP to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • the BBS shown in FIG. 1 is an IBSS.
  • the IBSS means a BSS that does not include an AP. Since the IBSS does not include an AP, access to the DS is not allowed, thereby forming a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • Infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP.
  • AP access point
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • STAs included in the ESS may communicate with each other, and a non-AP STA may move from one BSS to another BSS while seamlessly communicating within the same ESS.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS is not necessarily a network, and there is no limitation on the form if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • the operation of the STA operating in the WLAN system may be described in terms of a layer structure.
  • the hierarchy may be implemented by a processor.
  • the STA may have a plurality of hierarchical structures.
  • the hierarchical structure covered by the 802.11 standard document is mainly the MAC sublayer and physical (PHY) layer on the DLL (Data Link Layer).
  • the PHY may include a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity, a Physical Medium Dependent (PMD) entity, and the like.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMD Physical Medium Dependent
  • the MAC sublayer and PHY conceptually contain management entities called MAC sublayer management entities (MLMEs) and physical layer management entities (PLMEs), respectively.These entities provide a layer management service interface on which layer management functions operate. .
  • SME Station Management Entity
  • An SME is a layer-independent entity that can appear to be in a separate management plane or appear to be off to the side. While the exact features of the SME are not described in detail in this document, they generally do not include the ability to collect layer-dependent states from various Layer Management Entities (LMEs), and to set similar values for layer-specific parameters. You may seem to be in charge. SMEs can generally perform these functions on behalf of general system management entities and implement standard management protocols.
  • LMEs Layer Management Entities
  • the aforementioned entities interact in a variety of ways.
  • entities can interact by exchanging GET / SET primitives.
  • a primitive means a set of elements or parameters related to a particular purpose.
  • the XX-GET.request primitive is used to request the value of a given MIB attribute (management information based attribute information).
  • the XX-GET.confirm primitive is used to return the appropriate MIB attribute information value if the Status is "Success", otherwise it is used to return an error indication in the Status field.
  • the XX-SET.request primitive is used to request that the indicated MIB attribute be set to a given value. If the MIB attribute means a specific operation, this is to request that the operation be performed.
  • the XX-SET.confirm primitive confirms that the indicated MIB attribute is set to the requested value when status is "success", otherwise it is used to return an error condition in the status field. If the MIB attribute means a specific operation, this confirms that the operation has been performed.
  • the MLME and SME may exchange various MLME_GET / SET primitives through a MLME_SAP (Service Access Point).
  • various PLME_GET / SET primitives may be exchanged between PLME and SME through PLME_SAP and may be exchanged between MLME and PLME through MLME-PLME_SAP.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a general link setup process.
  • an STA In order for an STA to set up a link and transmit / receive data with respect to a network, an STA first discovers the network, performs authentication, establishes an association, and authenticates for security. It must go through the back.
  • the link setup process may also be referred to as session initiation process and session setup process.
  • a process of discovery, authentication, association, and security establishment of a link setup process may be collectively referred to as association process.
  • the STA may perform a network discovery operation.
  • the network discovery operation may include a scanning operation of the STA. That is, in order for the STA to access the network, the STA must find a network that can participate. The STA must identify a compatible network before joining the wireless network. A network identification process existing in a specific area is called scanning.
  • the STA performing scanning transmits a probe request frame and waits for a response to discover which AP exists in the vicinity while moving channels.
  • the responder transmits a probe response frame to the STA that transmits the probe request frame in response to the probe request frame.
  • the responder may be an STA that last transmitted a beacon frame in the BSS of the channel being scanned.
  • the AP transmits a beacon frame, so the AP becomes a responder.
  • the responder is not constant.
  • an STA that transmits a probe request frame on channel 1 and receives a probe response frame on channel 1 stores the BSS-related information included in the received probe response frame and stores the next channel (eg, number 2).
  • Channel to perform scanning (i.e., probe request / response transmission and reception on channel 2) in the same manner.
  • the scanning operation may be performed by a passive scanning method.
  • passive scanning the STA performing scanning waits for a beacon frame while moving channels.
  • the beacon frame is one of management frames in IEEE 802.11.
  • the beacon frame is notified of the existence of a wireless network and is periodically transmitted to allow the STA performing scanning to find the wireless network and participate in the wireless network.
  • the AP periodically transmits a beacon frame
  • the IBSS STAs in the IBSS rotate and transmit a beacon frame.
  • the STA that performs the scanning receives the beacon frame, the STA stores the information on the BSS included in the beacon frame and records beacon frame information in each channel while moving to another channel.
  • the STA may store BSS related information included in the received beacon frame, move to the next channel, and perform scanning on the next channel in the same manner.
  • active scanning has the advantage of less delay and power consumption than passive scanning.
  • step S520 After the STA discovers the network, an authentication process may be performed in step S520.
  • This authentication process may be referred to as a first authentication process in order to clearly distinguish from the security setup operation of step S540 described later.
  • the authentication process includes a process in which the STA transmits an authentication request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an authentication response frame to the STA.
  • An authentication frame used for authentication request / response corresponds to a management frame.
  • the authentication frame includes an authentication algorithm number, an authentication transaction sequence number, a status code, a challenge text, a Robust Security Network, and a finite cyclic group. Group) and the like. This corresponds to some examples of information that may be included in the authentication request / response frame, and may be replaced with other information or further include additional information.
  • the STA may send an authentication request frame to the AP.
  • the AP may determine whether to allow authentication for the corresponding STA based on the information included in the received authentication request frame.
  • the AP may provide a result of the authentication process to the STA through an authentication response frame.
  • the association process includes a process in which the STA transmits an association request frame to the AP, and in response thereto, the AP transmits an association response frame to the STA.
  • the association request frame may include information related to various capabilities, beacon listening interval, service set identifier (SSID), supported rates, supported channels, RSN, mobility domain. Information about supported operating classes, TIM Broadcast Indication Map Broadcast request, interworking service capability, and the like.
  • an association response frame may include information related to various capabilities, status codes, association IDs (AIDs), support rates, Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) parameter sets, Received Channel Power Indicators (RCPI), Received Signal to Noise Information, such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • AIDs association IDs
  • EDCA Enhanced Distributed Channel Access
  • RCPI Received Channel Power Indicators
  • Received Signal to Noise Information such as an indicator, a mobility domain, a timeout interval (association comeback time), an overlapping BSS scan parameter, a TIM broadcast response, and a QoS map.
  • a security setup process may be performed at step S540.
  • the security setup process of step S540 may be referred to as an authentication process through a Robust Security Network Association (RSNA) request / response.
  • the authentication process of step S520 is called a first authentication process, and the security setup process of step S540 is performed. It may also be referred to simply as the authentication process.
  • RSNA Robust Security Network Association
  • the security setup process of step S540 may include, for example, performing a private key setup through 4-way handshaking through an Extensible Authentication Protocol over LAN (EAPOL) frame. .
  • the security setup process may be performed according to a security scheme not defined in the IEEE 802.11 standard.
  • a basic access mechanism of MAC is a carrier sense multiple access with collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • the CSMA / CA mechanism is also called the Distributed Coordination Function (DCF) of the IEEE 802.11 MAC. It basically employs a "listen before talk" access mechanism.
  • the AP and / or STA may sense a radio channel or medium during a predetermined time period (e.g., during a DCF Inter-Frame Space (DIFS), before starting transmission.
  • DIFS DCF Inter-Frame Space
  • a delay period for example, a random backoff period
  • HCF hybrid coordination function
  • the PCF refers to a polling-based synchronous access scheme in which polling is performed periodically so that all receiving APs and / or STAs can receive data frames.
  • the HCF has an Enhanced Distributed Channel Access (EDCA) and an HCF Controlled Channel Access (HCCA).
  • EDCA is a competition based approach for providers to provide data frames to multiple users, and HCCA uses a non-competition based channel access scheme using a polling mechanism.
  • the HCF includes a media access mechanism for improving the quality of service (QoS) of the WLAN, and can transmit QoS data in both a contention period (CP) and a contention free period (CFP).
  • QoS quality of service
  • FIG. 4 is a diagram for describing a backoff process.
  • the random backoff count has a packet number value and may be determined as one of values ranging from 0 to CW.
  • CW is a contention window parameter value.
  • the CW parameter is given CWmin as an initial value, but may take a double value in case of transmission failure (eg, when an ACK for a transmitted frame is not received).
  • the STA continues to monitor the medium while counting down the backoff slots according to the determined backoff count value. If the medium is monitored as occupied, the countdown stops and waits; if the medium is idle, it resumes the remaining countdown.
  • the STA3 may confirm that the medium is idle as much as DIFS and transmit the frame immediately. Meanwhile, the remaining STAs monitor and wait for the medium to be busy. In the meantime, data may also be transmitted in each of STA1, STA2, and STA5, and each STA waits for DIFS when the medium is monitored idle, and then counts down the backoff slot according to a random backoff count value selected by the STA. Can be performed. In the example of FIG. 4, STA2 selects the smallest backoff count value, and STA1 selects the largest backoff count value.
  • the remaining backoff time of the STA5 is shorter than the remaining backoff time of the STA1 at the time when the STA2 finishes the backoff count and starts the frame transmission.
  • STA1 and STA5 stop counting for a while and wait for STA2 to occupy the medium.
  • the STA1 and the STA5 resume the stopped backoff count after waiting for DIFS. That is, the frame transmission can be started after counting down the remaining backoff slots by the remaining backoff time. Since the remaining backoff time of the STA5 is shorter than that of the STA1, the STA5 starts frame transmission. Meanwhile, while STA2 occupies the medium, data to be transmitted may also occur in STA4.
  • the STA4 waits for DIFS, performs a countdown according to a random backoff count value selected by the STA4, and starts frame transmission.
  • the remaining backoff time of STA5 coincides with an arbitrary backoff count value of STA4.
  • a collision may occur between STA4 and STA5. If a collision occurs, neither STA4 nor STA5 receive an ACK, and thus data transmission fails. In this case, STA4 and STA5 may double the CW value, select a random backoff count value, and perform a countdown.
  • the STA1 waits while the medium is occupied due to transmission of the STA4 and STA5, waits for DIFS when the medium is idle, and starts frame transmission after the remaining backoff time passes.
  • the CSMA / CA mechanism includes virtual carrier sensing in addition to physical carrier sensing in which the AP and / or STA directly sense the medium.
  • Virtual carrier sensing is intended to compensate for problems that may occur in media access, such as a hidden node problem.
  • the MAC of the WLAN system may use a network allocation vector (NAV).
  • the NAV is a value in which an AP and / or STA currently using or authorized to use a medium instructs another AP and / or STA how long to remain until the medium becomes available.
  • the value set to NAV corresponds to a period in which the medium is scheduled to be used by the AP and / or STA transmitting the corresponding frame, and the STA receiving the NAV value is prohibited from accessing the medium during the period.
  • the NAV may be set, for example, according to the value of the "duration" field of the MAC header of the frame.
  • 5 is a diagram for explaining hidden nodes and exposed nodes.
  • 5A illustrates an example of a hidden node, in which STA A and STA B are in communication and STA C has information to transmit.
  • STA A may be transmitting information to STA B, it may be determined that the medium is idle when STA C performs carrier sensing before sending data to STA B. This is because transmission of STA A (ie, media occupation) may not be sensed at the location of STA C.
  • STA B since STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node of STA C.
  • FIG. 5B is an example of an exposed node
  • STA B is a case in which STA C has information to be transmitted from STA D while transmitting data to STA A.
  • FIG. 5B is an example of an exposed node
  • STA C is a case in which STA C has information to be transmitted from STA D while transmitting data to STA A.
  • FIG. 5B when STA C performs carrier sensing, it may be determined that the medium is occupied by the transmission of STA B. Accordingly, since STA C is sensed as a medium occupancy state even if there is information to be transmitted to STA D, it must wait until the medium becomes idle. However, since STA A is actually outside the transmission range of STA C, transmission from STA C and transmission from STA B may not collide with STA A's point of view, so STA C is unnecessary until STA B stops transmitting. To wait. At this time, STA C may be referred to as an exposed node of STA B.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining an RTS and a CTS.
  • a short signaling packet such as a request to send (RTS) and a clear to send (CTS) may be used.
  • RTS request to send
  • CTS clear to send
  • the RTS / CTS between the two STAs may allow the surrounding STA (s) to overhear, allowing the surrounding STA (s) to consider whether to transmit information between the two STAs. For example, when an STA to transmit data transmits an RTS frame to an STA receiving the data, the STA receiving the data may inform the neighboring STAs that they will receive the data by transmitting the CTS frame.
  • FIG. 6A illustrates an example of a method for solving a hidden node problem, and assumes that both STA A and STA C try to transmit data to STA B.
  • FIG. 6A When STA A sends the RTS to STA B, STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it. As a result, STA C waits until data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • FIG. 6 (b) illustrates an example of a method for solving an exposed node problem
  • STA C overhears RTS / CTS transmission between STA A and STA B so that STA C may use another STA (eg, STA). It may be determined that no collision will occur even if data is transmitted to D). That is, STA B transmits the RTS to all neighboring STAs, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is out of STC C's carrier sensing.
  • the WLAN system channel sensing must be performed before the STA performs transmission and reception, and always sensing the channel causes continuous power consumption of the STA.
  • the power consumption in the receive state is not significantly different from the power consumption in the transmit state, and maintaining the receive state is also a great burden for the power limited STA (ie, operated by a battery). Therefore, if the STA maintains a reception standby state in order to continuously sense the channel, it inefficiently consumes power without any particular advantage in terms of WLAN throughput.
  • the WLAN system supports a power management (PM) mode of the STA.
  • PM power management
  • the power management mode of the STA is divided into an active mode and a power save (PS) mode.
  • the STA basically operates in the active mode.
  • the STA operating in the active mode maintains an awake state.
  • the awake state is a state in which normal operation such as frame transmission and reception or channel scanning is possible.
  • the STA operating in the PS mode operates by switching between a sleep state (or a doze state) and an awake state.
  • the STA operating in the sleep state operates at the minimum power, and does not perform frame scanning as well as channel scanning.
  • the STA operates in the sleep state for as long as possible, power consumption is reduced, so the STA has an increased operation period. However, it is impossible to operate unconditionally long because frame transmission and reception are impossible in the sleep state. If there is a frame to be transmitted to the AP, the STA operating in the sleep state may transmit the frame by switching to the awake state. On the other hand, when the AP has a frame to transmit to the STA, the STA in the sleep state may not receive it and may not know that there is a frame to receive. Accordingly, the STA may need to switch to the awake state according to a specific period in order to know whether or not the frame to be transmitted to (or, if there is, receive it) exists.
  • the AP may transmit a beacon frame to STAs in the BSS at regular intervals.
  • the beacon frame may include a traffic indication map (TIM) information element.
  • the TIM information element may include information indicating that the AP has buffered traffic for STAs associated with the AP and transmits a frame.
  • the TIM element includes a TIM used to inform unicast frames and a delivery traffic indication map (DTIM) used to inform multicast or broadcast frames.
  • DTIM delivery traffic indication map
  • 7 to 9 are diagrams for explaining in detail the operation of the STA receiving the TIM.
  • the STA may switch from the sleep state to the awake state to receive a beacon frame including the TIM from the AP, interpret the received TIM element, and know that there is buffered traffic to be transmitted to the AP. .
  • the STA may transmit a PS-Poll frame to request an AP to transmit a data frame.
  • the AP may transmit the frame to the STA.
  • the STA may receive a data frame and transmit an acknowledgment (ACK) frame thereto to the AP.
  • the STA may then go back to sleep.
  • ACK acknowledgment
  • the AP may operate according to an immediate response method of transmitting a data frame after a predetermined time (for example, a short inter-frame space (SIFS)) after receiving a PS-Poll frame from an STA. Can be. Meanwhile, when the AP fails to prepare a data frame to be transmitted to the STA during the SIFS time after receiving the PS-Poll frame, the AP may operate according to a deferred response method, which will be described with reference to FIG. 8.
  • a predetermined time for example, a short inter-frame space (SIFS)
  • SIFS short inter-frame space
  • the STA switches from the sleep state to the awake state to receive the TIM from the AP and transmits the PS-Poll frame to the AP through contention as in the example of FIG. 7. If the AP does not prepare a data frame during SIFS even after receiving the PS-Poll frame, the AP may transmit an ACK frame to the STA instead of transmitting the data frame. When the data frame is prepared after transmitting the ACK frame, the AP may transmit the data frame to the STA after performing contention. The STA may transmit an ACK frame indicating that the data frame was successfully received to the AP and go to sleep.
  • STAs may transition from a sleep state to an awake state to receive a beacon frame containing a DTIM element from the AP. STAs may know that a multicast / broadcast frame will be transmitted through the received DTIM.
  • the AP may transmit data (ie, multicast / broadcast frame) immediately after the beacon frame including the DTIM without transmitting and receiving the PS-Poll frame.
  • the STAs may receive data while continuously awake after receiving the beacon frame including the DTIM, and may switch back to the sleep state after the data reception is completed.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining an example of a frame structure used in an IEEE 802.11 system.
  • the Physical Layer Protocol Data Unit (PPDU) frame format may include a Short Training Field (STF), a Long Training Field (LTF), a SIG (SIGNAL) field, and a Data field.
  • STF Short Training Field
  • LTF Long Training Field
  • SIGNAL SIGNAL
  • Data field a Data field.
  • the most basic (eg, non-HT) PPDU frame format may include only a legacy-STF (L-STF), a legacy-LTF (L-LTF), a SIG field, and a data field.
  • the STF is a signal for signal detection, automatic gain control (AGC), diversity selection, precise time synchronization, etc.
  • the LTF is a signal for channel estimation, frequency error estimation, and the like.
  • the STF and LTF may be referred to as a PLCP preamble, and the PLCP preamble may be referred to as a signal for synchronization and channel estimation of an OFDM physical layer.
  • the SIG field may include a RATE field and a LENGTH field.
  • the RATE field may include information about modulation and coding rate of data.
  • the LENGTH field may include information about the length of data.
  • the SIG field may include a parity bit, a SIG TAIL bit, and the like.
  • the data field may include a SERVICE field, a physical layer service data unit (PSDU), a PPDU TAIL bit, and may also include a padding bit if necessary.
  • Some bits of the SERVICE field may be used for synchronization of the descrambler at the receiving end.
  • the PSDU corresponds to an MPDU (MAC Protocol Data Unit) defined in the MAC layer and may include data generated / used in an upper layer.
  • the PPDU TAIL bit can be used to return the encoder to zero.
  • the padding bit may be used to adjust the length of the data field in a predetermined unit.
  • the MPDU is defined according to various MAC frame formats, and the basic MAC frame is composed of a MAC header, a frame body, and a frame check sequence (FCS).
  • the MAC frame may consist of MPDUs and may be transmitted / received through the PSDU of the data portion of the PPDU frame format.
  • the MAC header includes a frame control field, a duration / ID field, an address field, and the like.
  • the frame control field may include control information required for frame transmission / reception.
  • the duration / ID field may be set to a time for transmitting the corresponding frame.
  • the duration / ID field included in the MAC header may be set to 16 bits long (e.b., B0 to B15).
  • the content included in the period / ID field may vary depending on the frame type and subtype, whether the content is transmitted during the CFP (contention free period), the QoS capability of the transmitting STA, and the like.
  • the duration / ID field may include the AID of the transmitting STA (e.g., via 14 LSB bits), and 2 MSB bits may be set to one.
  • the period / ID field may be set to a fixed value (e.g., 32768).
  • the duration / ID field may include a duration value defined for each frame type.
  • Sequence Control, QoS Control, and HT Control subfields of the MAC header refer to the IEEE 802.11 standard document.
  • the frame control field of the MAC header may include Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame, Order subfields.
  • the content of each subfield of the frame control field may refer to an IEEE 802.11 standard document.
  • FIG 11 looks at the general content for the LP-WUR available in a wireless LAN system (e.g., 802.11).
  • a receiver may be configured by combining an IEEE 802.11 wireless LAN (hereinafter referred to as a main radio or a primary radio) and an LP-WUR for main wireless communication.
  • a main radio hereinafter referred to as a main radio or a primary radio
  • LP-WUR for main wireless communication
  • the primary radio is used for data transmission and reception, and may be powered off when there is no data to transmit or receive. As such, when the main radio is powered off, the LP-WUR may wake up the main radio when there is a packet to receive. Therefore, user data is transmitted and received through the main radio.
  • the LP-WUR is not used for user data, it can only serve to wake up the receiver of the main radio.
  • the LP-WUR can be a simple receiver without a receiver and is active while the main radio is off. It is desirable that the target power consumption of the LP-WUR in the activated state does not exceed 100 microwatts (uW).
  • a simple modulation scheme for example, an on-off keying (OOK) scheme, may be used, and a narrow bandwidth (e.g., 4 MHz, 5 MHz) may be used.
  • the transmission range (e.g., distance) targeted for LP-WUR may currently correspond to 802.11.
  • a WUR signal transmitted by a transmitter may include a WLAN preamble 1200 and a payload 1205 of a wake up packet.
  • the WLAN preamble 1200 is for coexistence with the WLAN system, and the L-SIG of the WLAN may be used as the WLAN preamble 1200 for packet protection. Accordingly, the 3rd party legacy STA may know that the corresponding WUR signal is not intended for the user through the WLAN preamble 1200, and that the medium of the current WLAN is occupied by another STA. However, the LP-WUR does not decode the WLAN preamble 1200 of the WUR signal. LP-WUR, which supports narrowband and OOK demodulation, does not support 802.11 signal reception.
  • the payload of the wake up packet may be modulated by an on-off keying (OOK) method.
  • OOK modulation may be performed by modifying the OFDM transmitter.
  • a phase shift keying (PSK) -OFDM transmission scheme is used.
  • Generating a wake-up packet by adding a separate OOK modulator for OOK modulation has a disadvantage of increasing an implementation cost of a transmitter. Accordingly, a OOK modulated wake up packet may be generated by reusing an OFDM transmitter.
  • bit value 1 is a symbol (ie, on) having power above a threshold
  • bit value 0 is power below a threshold. It is modulated with a symbol ie, off.
  • bit value 1 is also possible to define bit value 1 as power off.
  • a bit value 1/0 is indicated through on / off of power at a corresponding symbol position.
  • Such a simple OOK modulation / demodulation scheme has an advantage of reducing power consumption and cost for realizing the signal detection / demodulation of the receiver.
  • the wake up packet may also be referred to as a WUR packet or a WUR part.
  • the WLAN preamble 1200 may be referred to as an L-part.
  • the PPDU may mean a physical layer (PHY) frame.
  • PHY physical layer
  • the structure of the WUR preamble plus two WUR payloads is defined as a WUR PPDU, and the actual data of the main radio, eg, Wi-Fi transmissions, is either normal data or primary radio data.
  • the wireless LAN (eg, Wi-Fi) PPDU may be referred to as a primary radio PPDU, and embodiments of the present invention will be described assuming the definition of the term. However, such a term definition is for convenience of description and other terms may be used.
  • the WUR preamble may or may not include a SIG field.
  • the WUR signal (e.g., WUR PPDU) for waking up the 802.11 WLAN receiver may be transmitted using the following bandwidth.
  • the WUR PPDU may be transmitted in a 20 MHz bandwidth.
  • a WUR PPDU for waking up an 802.11 STA e.g., a wireless LAN receiver
  • the 20 MHz band for the WUR PPDU transmission may be a primary 20 MHz channel of the WLAN.
  • the 20 MHz band for WUR PPDU transmission may be a dedicated 20 MHz channel set for different BSSs, e.g., a dedicated 20 MHz channel for WUR.
  • the primary 20 MHz channel is a channel used to transmit a 20 MHz frame
  • the primary 20 MHz channel may be adjacent to the secondary 20 MHz channel.
  • the primary 20 MHz channel may configure a primary 40 MHz channel along with the secondary 20 MHz channel, and the primary 40 MHz channel may be used to transmit a 40 MHz size frame.
  • the distinction between the primary channel and the secondary channel is for determining the channel to be considered first in the frame transmission and / or CCA process, and the IEEE 802.11 document may be referred to for more details.
  • the 20 MHz band for transmitting the WUR PPDU may be any 20 MHz channel within the bandwidth (BW) of the BSS, and information about the 20 MHz channel for the WUR PPDU may include a beacon frame, a broadcast frame, and the like. It may be transmitted to each STA through.
  • BW bandwidth
  • information about the 20 MHz channel for the WUR PPDU may include a beacon frame, a broadcast frame, and the like. It may be transmitted to each STA through.
  • FIG. 13 illustrates a 20 MHz band for WUR PPDU transmission according to an embodiment of the present invention. 13 assumes that a bandwidth for a WLAN is 80 MHz.
  • FIG. 13 (a) corresponds to a case where a 20 MHz band for WUR PPDU transmission is a primary 20 MHz channel
  • FIG. 13 (b) corresponds to a case where a 20 MHz band for WUR PPDU transmission is a WUR dedicated 20 MHz channel. .
  • the WUR PPDU may be transmitted using a narrow band within 20 MHz.
  • the WUR PPDU may be transmitted using some tones or subcarriers included in the 20 MHz.
  • the AP / STA transmits a WUR signal (eg, WUR PPDU) using only 20 MHz
  • a WUR signal eg, WUR PPDU
  • the AP / STA uses a narrow band, for example, some tones / subcarriers within 20 MHz.
  • the WUR payload may be transmitted using all available tones / subcarriers in the 20 MHz band.
  • the AP / STA When the AP / STA sends a WUR PPDU to wake up another STA and transmits the Primary Radio PPDU, it prevents the OBSS / 3rd Party STA from performing channel access in the bandwidth used for the actual Primary Radio PPDU transmission.
  • the AP / STA may transmit a WUR PPDU using a bandwidth signaled to transmit a Primary Radio PPDU.
  • the bandwidth used to transmit the primary radio PPDU may be, for example, 20/40/80/160/80 + 80 MHz including a primary 20 MHz channel, but is not limited thereto.
  • the AP / STA may protect the bandwidth before transmitting the WUR PPDU. Can improve the reliability.
  • an AP / STA that wants to transmit a WUR PPDU may prevent a STA from accessing a channel in a corresponding bandwidth while transmitting a WUR PPDU by securing a TXOP on a bandwidth for transmitting a primary radio PPDU. .
  • the power of the WUR PPDU may be detected below the threshold of CCA or energy detection (ED) of the legacy 3rd party STA. This is because when the WUR PPDU is transmitted in a narrow band, power density may be low in the entire channel targeted for CCA / ED. In this case, the 3rd party STA may mistake that the bandwidth is idle and perform channel access. As mentioned above, if the AP / STA secures the TXOP on the bandwidth for the Primary Radio PPDU, this problem may be solved.
  • the actual transmission bandwidth of the WUR PPDU may be set as follows.
  • the WUR PPDU is configured based on a 20 MHz band channel, and when the bandwidth for primary radio PPDU transmission is greater than 20 MHz, the WUR PPDU may be repeatedly transmitted in units of 20 MHz channels.
  • the same WUR PPDU may be repeatedly transmitted for each 20 MHz.
  • the WUR PPDU may be transmitted through a 20 MHz band for WUR signal transmission, and the Primary Radio PPDU may be transmitted using the entire band.
  • the WUR PPDU is transmitted using a narrow band included in the 20 MHz band or 20 MHz, and the WUR PPDU is It can be repeatedly transmitted every 20 MHz band.
  • the WUR preamble is transmitted over a narrow band for WUR signal transmission within 20 MHz, but the WUR payload may be transmitted using the entire band.
  • the WUR preamble may be transmitted using a narrow band within 20 MHz, and the WUR preamble may be repeatedly transmitted every 20 MHz band. .
  • the WUR payload may be transmitted in the full band (i.e., 80 MHz).
  • the AP / STA may transmit the WUR PPDU using the entire bandwidth for the WLAN data transmission as shown in FIG. 15. If the bandwidth for transmitting the Primary Radio PPDU is, for example, 80 MHz, the WUR PPDU may also be transmitted using an 80 MHz channel band.
  • the WUR PPDU may be transmitted in a narrow bandwidth (e.g., ⁇ 20 MHz).
  • the WUR PPDU used to reduce the power consumption of the receiver is simply to inform the STA that there is data to be transmitted, so a high data rate is not required, and it is robust to instruct the STA that there is data to be transmitted.
  • the WUR PPDU may be transmitted in a narrow band smaller than the existing 20 MHz channel.
  • the size of the band used for WUR transmission may be, for example, one of 2/4/5/8/10 MHz.
  • the narrow band in which the WUR PPDU is transmitted may be located in a primary 20 MHz channel or a dedicated 20 MHz channel configured to transmit a WUR.
  • numerology for the 2 MHz band may be obtained by downscaling 20 MHz by 10 times.
  • the total number of subcarriers included in the 2 MHz bandwidth is equal to the total number of subcarriers included in the 20 MHz bandwidth, but the subcarrier spacing is reduced to 1/10. Because the spacing between subcarriers is reduced, the length of one symbol is increased ten times in the time domain.
  • the length of the symbol for the WUR PPDU can be increased in terms of time, thereby reducing the influence of channel influence, delay spread and / or reflection.
  • the symbol for the WUR PPDU can be transmitted more robustly.
  • a WUR PPDU may be transmitted using only subcarrier (s) of some bandwidths.
  • OFDM numerology of 802.11a when OFDM numerology of 802.11a is used and the narrow band for transmitting the WUR PPDU is 5 MHz, the number of subcarriers required for the WUR PPDU transmission is 16. That is, the AP / STA transmits the WUR PPDU using only 16 of the 64 subcarriers included in 20 MHz.
  • the WUR PPDU transmitted using some tones / subcarriers may be power-boosted and transmitted.
  • the power boosting level may be sqrt (M / N), for example.
  • M may mean, for example, the total number of tones / subcarriers included in the corresponding bandwidth
  • N may mean the number of tones / subcarriers for WUR PPDU transmission.
  • the WUR PPDU can be transmitted as follows.
  • the WUR PPDU may be transmitted only on the primary 20 MHz channel.
  • the WUR PPDU may be transmitted using a dedicated 20 MHz channel.
  • the WUR PPDU may be repeatedly transmitted in units of 20 MHz within the entire bandwidth for primary radio PPDU transmission.
  • the WUR PPDU is repeated in narrow band units within 20 MHz, and each 20 MHz channel may be repeated for the optical bandwidth.
  • a packet extension (PE) part may be included or omitted according to the WUR protocol.
  • PE packet extension
  • the WUR PPDU may include an L-part 1605 and a WUR-part 1610.
  • the WUR-Part 1610 may include at least one of a WUR preamble 1615, a WUR SIG field 1620, a WUR payload 1625, and a PE 1630.
  • the WUR preamble 1615 may be for synchronization and detection of the WUR signal
  • the WUR SIG field 1620 may be for transmitting system information and control information.
  • the WUR payload 1625 may include MAC information and control information necessary for WUR transmission, not actual user data (e.g., WLAN data) to be transmitted to the STA.
  • PE 1630 may be included or omitted depending on the embodiment.
  • the PE may be added to maintain the WUR packet size at 6 Mpbs or may be to secure time for transmitting / receiving the WLAN signal after transmitting and receiving the WUR PPDU.
  • the STA receiving the WUR PPDU may need some time before the STA processes the WUR PPDU and wakes up the WLAN receiver and prepares to receive the WLAN PPDU. May be included.
  • the L-part 1605 is for a 3rd party STA, and the STA to which the WUR PPDU is received receives and decodes a signal from the WUR preamble without decoding the L-part. Since the L-part is transmitted in the OFDM scheme and is transmitted in a wider range than the WUR PPDU, the STA, which is a reception target of the WUR PPDU, detects the WUR-part transmitted from the OOK scheme without decoding the L-part.
  • the L-part is to prevent coexistence with the legacy STA and interference by other STAs during WUR transmission, that is, to prevent channel access of the 3rd party STA.
  • the L-part is, for example, L-STF, L-LTF, and L-. It may include a SIG.
  • L-SIG protection may be performed using a length field of the L-SIG.
  • the length field of the L-SIG may be set as follows according to the WUR procedure. For example, when the AP / STA transmits the WLAN data using the corresponding channel immediately without contention after the WUR PPDU transmission, the length field of the L-SIG is the WUR PPDU length + the WLAN PPDU for the WLAN data. It can be set including the length. In contrast, when the AP / STA transmits WLAN data through contention after transmitting the WUR PPDU, the length field of the L-SIG may indicate information about the length of the WUR PPDU.
  • the L-SIG may be repeatedly transmitted in the time / frequency domain.
  • the length field of the L-SIG may be set in units of 250 kbps assuming that 1 bit is transmitted in 1/4 us instead of the existing 6 Mbp unit.
  • the AP / STA may indicate the length in units other than the existing units, and may early indicate that the corresponding PPDU is a WUR packet.
  • the AP / STA may early indicate that the corresponding PPDU is a WUR packet by the following method. For example, when the AP / STA multiplies the repeated L-SIG by + 1 / -1 polarity, the 3rd party STA performs a polarity check to determine whether the received PPDU is a WUR packet. Can be determined. Alternatively, the AP / STA may transmit by applying phase rotation to the repeated L-SIG, and the 3rd party STA may determine whether the received PPDU is a WUR packet based on the phase rotation.
  • the WUR preamble 1615 may include a portion 1635 for correcting a time offset and for time synchronization and a portion 1640 for detecting a WUR packet.
  • a portion 1635 for time synchronization and a portion 1640 for WUR packet detection are shown separately, but the present invention is not limited thereto, and one WUR preamble sequence may be used for both time synchronization and WUR packet detection. May be used.
  • the AP / STA may repeatedly transmit the WUR sequence defined in the time synchronization part 1635 so that the STA that receives the WUR PPDU may adjust the timing.
  • the WUR sequence repeated in the time synchronization part 1635 may be defined using the following method.
  • the AP / STA may transmit a WUR PPDU using some subcarriers / tones in a band.
  • the WUR PPDU When the WUR PPDU is mapped to 13 tones and the OOK modulation scheme is used, 1-bit information is converted / spread into a fixed sequence of length 13.
  • a 1-bit signal may be mapped to 13 tones through a length 13 spreading sequence.
  • the spreading sequence may be a pseudo random sequence or an orthogonal sequence.
  • a 13 spread length sequence corresponding to 13 tones may be used for synchronization.
  • the WUR preamble may be configured by repeating a spread sequence. Through such repeated transmission of the WUR sequence, the receiver may perform time synchronization for receiving a WUR PPDU.
  • the AP / STA may transmit the WUR preamble every two or four tones on the tones where the WUR PPDU is transmitted in band.
  • the WUR preamble is transmitted in two or four tone intervals in the frequency domain, the WUR preamble is repeated two or four times in the time domain, so that the WUR receiver can perform time synchronization.
  • the AP / STA may set a sequence for WUR synchronization and may repeatedly transmit the sequence.
  • the sequence for WUR synchronization may be a OOK spreading sequence for data bit transmission or a BPSK sequence of a certain length.
  • the WUR receiver may perform auto / cross-correlation on the received signal and correct the time offset with reference to the timing at which the peak value of each repetition sequence is obtained as a result of the correlation.
  • the WUR receiver may determine whether the received signal is a WUR packet using the portion 1640 for detecting the WUR packet.
  • the AP / STA may transmit a packet detection sequence through the WUR packet detection unit 1640, and the WUR receiver may detect the WUR packet by checking whether or not the packet detection sequence is present.
  • the packet detection sequence may be configured differently for a single STA and for a multiple STA. Accordingly, the WUR receiver may determine whether the corresponding WUR PPDU is for a single STA or for multiple STAs by detecting a packet detection sequence.
  • the WUR preamble 1615 consists of one part, which part may be used for both time offset correction and WUR packet detection.
  • one WUR preamble sequence may be repeatedly transmitted through the WUR preamble 1615 part, and the WUR receiver may perform time offset correction and WUR packet detection using the repeatedly received WUR preamble sequence.
  • the WUR receiver sets a window by a specific length such as a length corresponding to one WUR preamble sequence among repeated WUR preamble sequences or a length of a WUR preamble sequence repeated two or more times for time offset correction, and the repeated WUR preamble sequence
  • the time offset can be measured and corrected by moving the window relative to the
  • the WUR receiver may perform WUR packet detection based on whether the decoding succeeds for the WUR preamble sequence repeated in the received signal.
  • the AP / STA may use a signature sequence having specific information as a WUR preamble sequence.
  • the signature sequence may carry information on the SU / MU indication and bandwidth among the information included in the SIG field, and through this, the AP / STA may early indicate the information.
  • the AP / STA may carry information on a frame format in a signature sequence to early instruct the WUR receiver about the configuration of the SIG field.
  • the WUR-SIG field 1620 may be omitted or included in some embodiments.
  • the WUR-SIG field 1620 may include control information for WUR PPDU transmission.
  • Control information for WUR PPDU transmission includes STA ID information, SU / MU indicator, bandwidth, symbol number / length field, ASAP field, PE information, BSS Color, Band indication of Primary Radio PPDU, Primary Radio on / off, and Primary Bandwidth indication. It may include at least one of, but is not limited thereto.
  • the STA ID information may include identifier information of an STA that the AP / STA transmitting the WUR PPDU wants to wake up for transmitting the Primary Radio PPDU or the STA that should receive the Primary Radio PPDU.
  • the STA ID information may be AID or Partial AID (e.g., 9/11 bits).
  • the STA ID information is set to a group ID (GID) (eg, 6 bits) or the AP / STA does not use the GID and the AID of each of the multiple STAs. You can also send / Partial AID sequentially.
  • GID group ID
  • the AP / STA sets STA ID information to a broadcast ID, and the ID information of each ST sets a WUR payload. It can also be sent through.
  • the SU / MU indicator indicates whether the WUR PPDU transmitted is a WUR PPDU for one STA or a WUR PPDU for multiple STAs. If the signature sequence of the WUR-preamble includes the SU / MU indicator, the WUR SIG field may not include the SU / MU indicator.
  • the bandwidth information may indicate a bandwidth to be used for primary radio PPDU transmission after WUR PPDU transmission.
  • the bandwidth information is information on bandwidth for transmitting / receiving a WLAN signal and may indicate 20/40/80/160/80 + 80 MHz.
  • the number of symbols / length field may indicate information on the length of a WUR packet by the number of symbols.
  • the symbol number / length field may indicate a length for the WUR part 1610 in the WUR PPDU.
  • the length of the symbol may be based on the symbol length of 802.11a or 11ac.
  • the WUR receiver can reduce the decoding time by decoding the WUR packet only by the length corresponding to the symbol indicated by the symbol number / length field.
  • the ASAP field may indicate whether a STA that receives a WUR PPDU should perform competition for WLAN channel access.
  • the STA may receive the WLAN signal immediately after a predetermined interval from receiving the WUR PPDU according to the indication of the ASAP field.
  • Packet extension at the end of the WUR PPDU to ensure processing time for receiving the Primary Radio PPDU after the WUR PPDU is received, or to prevent channel access of the 3rd party STA during the time it takes for the WLAN receiver to wake up.
  • a symbol for may be added.
  • the PE (Packet Extension) information may indicate whether or not the PE or the extended packet length.
  • the AP / STA may indicate information on the BSS through which the WUR PPDU is transmitted through the BSS color.
  • the STA receiving the WUR PPDU may distinguish between the WUR PPDU sent by its BSS AP and the WUR PPDU received from the OBSS through the BSS color.
  • the band of the Primary Radio PPDU may be indicated through the WUR PPDU.
  • the WUR PPDU may be transmitted, for example, on a 2.4 GHz or 5 GHz band.
  • the WUR PPDU since the WUR PPDU is transmitted to wake up the WLAN receiver, the WUR PPDU may not necessarily be transmitted in the same band as the Primary Radio PPDU.
  • the AP / STA may early indicate information on the band in which the primary radio PPDU is transmitted through the WUR PPDU. Therefore, the STA receiving the WUR PPDU can reduce unnecessary band sensing during the reception of the Primary Radio PPDU, and can reduce the preparation time required for receiving the Primary Radio PPDU.
  • the band indication information of the primary radio PPDU may be configured with, for example, 1 bit and may indicate any one of 2.4 GHz and 5 GHz.
  • the band of the primary radio PPDU may be transmitted through a WUR beacon frame or a WLAN beacon frame.
  • the WUR receiver may wake up the WLAN receiver only by envelope detection for the WUR PPDU, but in order to prevent an error in envelope detection, information on on / off of the primary radio may be included in the WUR SIG field of the WUR PPDU.
  • Primary Radio On is used to transmit / receive WLAN user data through Primary Radio (eg, WLAN), and Primary Radio Off transmits simple control information to a WUR STA through a frame such as a null data packet (NDP).
  • NDP null data packet
  • the WUR SIG field may include a primary bandwidth indication.
  • an STA receiving a WUR PPDU turns off the primary radio receiver and then turns on the receiver of the primary radio to receive the primary radio PPDU according to the reception of the WUR PPDU.
  • the STA moves to the band or channel of the Primary Radio PPDU and selects the Primary Radio PPDU.
  • the STA must detect a signal to find a primary channel of the WLAN.
  • the primary channel information of the primary radio may be included in the WUR PPDU. Upon receiving the primary channel information, the WUR STA may receive the primary radio PPDU through the indicated primary channel.
  • FIG. 17 illustrates a WUR PPDU according to another embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with those described in FIG. 16 may be omitted.
  • the WUR preamble may be configured as described in WUR PPDU Example 1 described above. However, unlike the WUR PPDU example 1, the WUR SIG may be divided into two parts. For example, the WUR SIG may consist of SIG-A and SIG-B.
  • a WUR PPDU includes an L-part for reducing interference of a 3rd party STA and preventing channel access, and a WUR part for transmitting a WUR packet.
  • the WUR part for WUR packet transmission may include at least one of a WUR preamble, SIG-A for common control information, SIG-B for STA specific control information, WUR data, and PE.
  • SIG-A may include information that all STAs receiving the WUR signal can decode.
  • SIG-B may include individual information about the STA.
  • the WUR data may include control information that is not user data of the STA.
  • the SIG-A may include at least one of SU / MU indication, symbol number / length information, bandwidth information, and BSS Color.
  • the SU / MU indication may indicate whether the WUR packet is for a single STA or for multiple STAs.
  • the symbol number / length information may indicate the length of the SIG-B or may indicate the number of symbols for SIG-B transmission.
  • the number of STAs to be woken using the WUR packet may be indicated through the symbol number / length information.
  • the bandwidth information may indicate the bandwidth that the AP uses for data transmission in the BSS.
  • the BSS Color information may be used to determine whether the corresponding WUR packet is transmitted from the BSS to which the STA belongs or from the OBSS.
  • SIG-B may be configured for each STA. If the WUR PPDU is for multiple STAs, multiple SIG-Bs may be included in the WUR PPDU. Each SIG-B may include STA ID information. The receiving STA may determine whether the corresponding WUR packet is its own packet through the STA ID information included in the SIG-B. On the other hand, if ID information is individually included in a WUR PPDU for a plurality of STAs, since a large number of symbols are required, signaling overhead may increase. Accordingly, in order to wake up multiple STAs at the same time, the SIG B may include a group ID. Information included in SIG-B may vary according to the SU / MU indication of SIG-A. For example, when SU is indicated, SIG-B may include STA ID information, and when MU is indicated, GID information may be included.
  • the WUR SIG field may be configured differently according to the number of STAs to be woken up. For example, when the AP / STA transmits a WUR PPDU to a single STA, the WUR SIG field is configured as one field (eg, SIG-A) as shown in FIG. 16, and when the WUR PPDU is transmitted to multiple STAs.
  • the WUR SIG field may consist of two fields (eg, SIG-A, SIG-B).
  • the WUR DATA (e.g., payload) part includes control information rather than user data for the STA.
  • the WUR part includes a WUR preamble and a WUR payload part.
  • the WUR preamble is used for time synchronization and detection of the WUR signal and may be configured as shown in WUR PPDU structure examples 1 and 2.
  • the WUR preamble may include a signature sequence. For example, SU / MU information, information on the bandwidth of the WLAN, etc. may be indicated early through the signature sequence of the WUR preamble.
  • the WUR preamble may include a STA-ID / Partial AID for early indication.
  • the WUR preamble sequence may be a sequence for broadcasting. Therefore, after all WUR STAs have woken up to receive the WUR preamble, the WUR payload may be decoded to determine whether the corresponding WUR PPDU is own.
  • the STA may perform synchronization for receiving the WUR PPDU through the WUR preamble and detect the WUR PPDU. Thereafter, the STA may acquire control information included in the SIG fields of Examples 1 and 2 described above by decoding the WUR payload transmitted after the WUR preamble.
  • the STA since the STA obtains control information using the WUR payload rather than the SIG field, the STA must perform data decoding to check information about the STA.
  • Example 4 a WUR SIG field for transmitting control information may be included in the WUR PPDU instead of omitting the WUR payload.
  • the STA may perform synchronization and packet detection on the WUR PPDU using the WUR preamble, and determine whether the corresponding WUR packet is its own through control information included in the WUR SIG.
  • the WUR SIG may include information of the SIG field described in Examples 1 and 2 above. Since all control information required for WUR packet transmission is transmitted through the SIG field, the STA does not need to decode the WUR payload, and thus can process the WUR signal faster.
  • the WUR SIG may consist of one part or two parts.
  • the WUR SIG may include common control information, such as the WUR-SIG A described above.
  • the WUR SIG may include a SIG-A for common control information and a SIG-B including information on each STA.
  • the configuration of the WUR SIG may vary depending on SU / MU. For example, in case of SU, WUR SIG may be composed of one part, and in case of MU, WUR SIG may be composed of two parts.
  • the WUR PPDU may be composed of an L-part and a WUR preamble.
  • a WUR PPDU may be transmitted for a broadcasted WUR call, such as a null data packet (NDP) frame format of a conventional WLAN.
  • NDP null data packet
  • the WUR-preamble may be broadcast.
  • the WUR STA receiving the WUR PPDU wakes up the Primary Radio receiver to receive the Primary Radio PPDU.
  • the WUR STA determines whether the Primary Radio PPDU is its signal.
  • the ID for the broadcast WUR call may be included in the WUR preamble or the AP / STA may set the WUR preamble in a specific sequence so that all WUR STAs in the BSS receive the WUR PPDU.
  • the WUR preamble sequence may be a sequence determined for broadcasting wake up.
  • the WUR PPDU according to this example may be used to prevent interference by OBSS and Primary Radio PPDU transmission and channel access of the 3rd Party STA.
  • the WUR preamble may include BSS ID / BSS color information.
  • the WUR PPDU may include only the WUR part without including the L-part.
  • the WUR PPDU is ⁇ WUR-preamble
  • the WUR PPDU begins with a WUR preamble for WUR synchronization and WUR packet detection, and the WUR preamble may consist of a repeated sequence for synchronization.
  • Control information and ID information for WUR signal transmission may be transmitted using a WUR SIG field or may be transmitted using a WUR payload.
  • the AP / STA transmits a broadcast ID or indicates a WUR sequence through the WUR preamble. It can be transmitted through the preamble.
  • both the STA and the AP access the channel through random access. Since the WUR PPDU does not include the L-PART, a 3rd party STA / AP other than the STA / AP transmitting / receiving the WUR signal may determine whether the WUR-PPDU is transmitted in the channel using the CCA-ED level. Considering that the 3rd party AP / STA performs CCA for 20 MHz, the WUR PPDU transmitted in the narrow band may be power boosted. The STA / AP transmitting / receiving the WUR PPDU may perform CCA for 20 MHz or CCA for a band in which the WUR PPDU is transmitted. When the STA / AP performs CCA in narrowband, the CCA-ED value for the narrowband may be as shown in Table 1 or Table 2.
  • the CCA-ED values of Table 1 and Table 2 are just examples and other CCA-ED values may be applied to the present invention.
  • the WUR receiver determines whether the WUR signal (e.g., WUR PPDU) is detected by determining whether the received signal represents energy at a specific position in the time domain. Therefore, a frequency sequence is required to properly synchronize the time with respect to the WUR signal, and WUR preamble and WUR data need to be clearly distinguished when transmitting the WUR signal.
  • WUR signal e.g., WUR PPDU
  • the WUR receiver may perform auto-correlation on the WUR signal for WUR synchronization.
  • a high peak value is required for autocorrelation in the sequence used for the OOK symbol of the WUR preamble.
  • a sequence having excellent autocorrelation characteristics in terms of frequency for example, a Cazac-sequence, a Zadoff-Chu sequence, and a Golay sequence, may be used as the WUR preamble sequence.
  • the length of the WUR preamble sequence may have a length longer than that of the frequency sequence used for transmitting the WUR data / WUR control information.
  • the OOK frequency sequence used for the WUR preamble may be a sequence having a relatively long length
  • the OOK frequency sequence for the WUR data / control information may be a sequence having a relatively short length
  • the OOK frequency sequence for the WUR data / control information may be configured as part of the OOK frequency sequence used for the WUR preamble.
  • a length of a frequency sequence (hereinafter, 'P_seq') used for WUR preamble transmission is 26 and a length of a frequency sequence (hereinafter, 'S_seq' used for WUR data / control information) is 13.
  • S_seq a length of a frequency sequence used for WUR data / control information
  • S_seq a portion corresponding to the length of S_seq from the center of P_Seq may be used as S_seq.
  • S_seq may be a sequence corresponding to an index of ⁇ 26 / 2-6: 26/2 + 6 ⁇ in P_seq.
  • a subsequence having the smallest PAPR in P_seq may be used as S_seq.
  • time synchronization performance using the WUR-preamble may be improved, and the STA may compare the WUR-preamble with the WUR-preamble in the received WUR PPDU.
  • WUR-data / control information can be easily distinguished.
  • the levels of ED for detecting each signal may be set differently. For example, since the WUR preamble is set to a longer frequency sequence, the STA may determine whether the corresponding signal is transmitted using an ED level higher than the ED level for the WUR data / control information.
  • the portion of the sequence for the WUR-preamble is phase-shifted or cyclically shifted to WUR- A sequence for data / control information may be obtained.
  • a sequence having excellent autocorrelation characteristics in consideration of time synchronization is used as a frequency sequence (hereinafter, referred to as 'OOK-seq') for OOK signal transmission, where OOK-seq has a high peak value for accurate time synchronization.
  • Branches may consist of a long sequence. For example, if the WUR signal is transmitted using a numerology of 11a OFDM 20 MHz, the length of the long sequence may be greater than 13 and less than 52.
  • FIG. 21 illustrates a OOK sequence for OOK symbol transmission according to an embodiment of the present invention.
  • the OOK-seq may have a M length defined for OOK symbol transmission.
  • OOK-seq When transmitting WUR preamble, OOK-seq is transmitted through M tones, and when transmitting WUR-data / control information, OOK-seq is transmitted through N tones smaller than M, and OOK-seq is applied to tones corresponding to MN. It may not be sent.
  • the AP / STA transmits a WUR-preamble using all M tones and transmits WUR-data / control information using N tones smaller than M. Can be.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a method of transmitting / receiving a WUR signal according to an embodiment of the present invention. Descriptions overlapping with the above description may be omitted.
  • the STA turns off the WLAN receiver (2205). With the WLAN receiver turned off, the STA may monitor the narrow band for receiving the WUR PPDU through the WUR receiver.
  • the AP generates a WUR physical layer protocol data unit (PPDU) including a WUR preamble sequence and WUR data (2210).
  • PPDU physical layer protocol data unit
  • the AP transmits a WUR PPDU to the WUR receiver of a station (STA) in which the WLAN receiver is turned off (2215).
  • the STA detects the WUR preamble sequence included in the WUR physical layer protocol data unit (PPDU) through the WUR receiver of the STA while the WLAN receiver is turned off (2220).
  • the STA performs synchronization through the WUR preamble sequence. For example, the STA corrects the time offset through the WUR preamble.
  • PPDU physical layer protocol data unit
  • the STA acquires WUR data included in the WUR PPDU based on timing synchronized through the WUR preamble sequence (2225).
  • the STA If the WUR data is intended for the STA, the STA outputs a wake-up signal to the WLAN receiver through the WUR receiver of the STA (2230).
  • the AP transmits a WLAN PPDU to the STA after the WUR receiver of the STA wakes up the WLAN receiver (2235).
  • the WUR preamble sequence used for WUR synchronization may correspond to a signature sequence carrying specific information.
  • the specific information may include at least one of a SU / MU indicator indicating whether the WUR PPDU is for a single user (SU) or for a multi-user (MU) and information on the bandwidth of the WLAN PPDU that the WLAN receiver will receive after wake up. It may include.
  • the STA may receive a WUR preamble sequence through a narrow band narrower than the bandwidth of the WLAN PPDU.
  • the narrow band may be some of the subcarriers included in the WLAN primary 20 MHz channel or the WUR dedicated 20 MHz channel.
  • the WUR preamble is power boosted by equation 'SQRT (M / N)', 'SQRT' means the square root, 'M' is the total number of subcarriers included in the 20 MHz channel, and 'N' is narrow It may be the total number of subcarriers included in the band.
  • the WUR preamble sequence may be repeated many times in a WUR PPDU.
  • the WUR preamble sequence may use a spreading sequence of length N for mapping on-off keying (OOK) modulation of 1-bit of WUR data to N subcarriers, and the WUR preamble sequence (for example, The spreading sequence of length N) may be repeated many times in the time domain.
  • the WUR preamble sequence may be mapped and transmitted in two subcarrier or four subcarrier intervals within N subcarriers to which the WUR data is mapped so that the WUR preamble sequence may be repeated two or four times in the time domain.
  • N may be 13.
  • the specific information may further include at least one of an ID, a broadcast ID, and a basic service set (BSS) ID of the STA.
  • BSS basic service set
  • FIG. 23 is a diagram for describing an apparatus for implementing the method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 23 may correspond to a specific STA of the above description, and the wireless device 850 may correspond to the AP of the above-described description.
  • the STA 800 may include a processor 810, a memory 820, a transceiver 830, and the AP 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880.
  • the transceivers 830 and 880 may transmit / receive wireless signals and may be executed at a physical layer, such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • Processors 810 and 860 run at the physical and / or MAC layers and are coupled to transceivers 830 and 880.
  • Processors 810 and 860 may perform the aforementioned UL MU scheduling procedure.
  • Processors 810 and 860 and / or transceivers 830 and 880 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits and / or data processors.
  • the memories 820 and 870 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage units.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards
  • the method described above can be executed as a module (eg, process, function) that performs the functions described above.
  • the module may be stored in the memory 820, 870 and executed by the processors 810, 860.
  • the memories 820 and 870 may be disposed inside or outside the processes 810 and 860 and may be connected to the processes 810 and 860 by well-known means.
  • the transceiver 830 of the STA may include a transmitter (not shown) and a receiver (not shown).
  • the receiver may include a WLAN receiver for receiving a WLAN signal and a WUR receiver for receiving a WUR signal.
  • the transceiver 880 of the AP may include a transmitter (not shown) and a receiver (not shown).
  • the transmitter of the AP may correspond to an OFDM transmitter.
  • the AP may transmit the WUR packet by the OOK method by reusing the OFDM transmitter. For example, as described above, the AP may OOK modulate the WUR packet via an OFDM transmitter.
  • the present invention can be applied to various wireless communication systems including IEEE 802.11.

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 STA이 WUR 신호를 수신하는 방법은, 상기 STA의 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 WUR PPDU에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출하는 단계; 상기 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 WUR 데이터가 상기 STA에게 의도된 것이면 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 상기 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스에 해당하고, 상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 웨이크 업 신호를 송수신하는 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 무선랜 시스템에서 프레임을 송수신 하는 방법에 관한 것으로써, 보다 구체적으로는, 802.11 무선 랜 시스템과 호환 가능한 저 전력-웨이크 업 수신기(LP-WUR) 신호를 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, 802.11 무선 랜 시스템과 호환 가능한 저 전력-웨이크 업 수신기 (LP-WUR) 신호를 효율적이고 정확하게 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 WUR(wake up receiver) 신호를 수신하는 방법은, 상기 STA의 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출하는 단계; 상기 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득하는 단계; 및 상기 WUR 데이터가 상기 STA에게 의도된 것이면 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 상기 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력하는 단계를 포함하되, 동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고, 상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따른 무선 랜(WLAN) 시스템에서 WUR(wake up receiver) 신호를 수신하는 스테이션(STA)은, WLAN 수신기; 및 상기 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출하고, 상기 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득하고, 상기 WUR 데이터가 상기 STA에게 의도된 것이면 상기 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력하는 WUR 수신기를 포함하되, 동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고, 상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술된 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따른 무선 랜(WLAN) 시스템에서 엑세스 포인트(AP)가 WUR(wake up receiver) 신호를 송신하는 방법은, WUR 프리앰블 시퀀스 및 WUR 데이터를 포함하는 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)를 생성하는 단계; WLAN 수신기가 꺼져 있는 스테이션(STA)의 WUR 수신기에 상기 WUR PPDU를 송신하는 단계; 및 상기 STA의 WUR 수신기가 상기 WLAN 수신기를 웨이크 업 시킨 후 상기 STA에 WLAN PPDU를 송신하는 단계를 포함하되, 상기 STA의 WUR 수신기와 상기 AP 간의 동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고, 상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 송신 할 상기 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 측면에 따라서 상술된 WUR 신호 송신 방법을 수행하기 위한 엑세스 포인트 장치가 제공 될 수 있다.
상기 STA은 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WLAN PPDU의 대역폭보다 좁은 협 대역(narrow band)을 통해 수신하고, 상기 협 대역은, WLAN 프라이머리(primary) 20 MHz 채널 또는 WUR 전용(dedicated) 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들 중 일부일 수 있다.
상기 WUR 프리앰블은 수학식 'SQRT(M/N)'만큼 전력 부스팅되고, 'SQRT'는 제곱 근을 의미하고, 'M'은 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들의 총 수이고, 'N'은 상기 협 대역에 포함된 서브캐리어들의 총 수일 수 있다.
상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR PPDU 내에서 다수 회 반복될 수 있다. 일 예로, 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터의 1-비트를 N개 서브캐리어들에 OOK(on-off keying) 변조 맵핑하기 위한 길이 N의 확산 시퀀스를 사용할 수 있으며, 상기 WUR preamble sequence(ex. 길이 N의 확산 시퀀스)는 시간 도메인에서 다수 회 반복될 수 있다. 또는, 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터가 맵핑되는 N개 서브캐리어들 내에서 2-서브캐리어 또는 4-서브캐리어 간격으로 실리어 시간 도메인에서 2번 혹은 4번 동일하게 반복될 수 있다.
상기 특정 정보는, 상기 STA의 ID, 브로드캐스트 ID 및 BSS(basic service set) ID 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 STA의 WUR 수신기와 상기 AP 간의 동기화를 위해 사용되는 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 WUR 신호 및/또는 WLAN 신호의 송수신을 위한 특정 정보가 조기 지시됨으로써, WUR 신호 및/또는 WLAN 신호 송수신이 보다 효율적이고 정확하게 수행될 수 있다.
본 발명은 상술된 기술적 효과에 한정되지 않으며 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 노드도 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 무선랜 시스템(e.g., 802.11)에서 사용 가능한 LP-WUR를 설명한다.
도 12는 LP-WUR의 설계 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR 신호 송신 대역폭을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호 송신 대역폭을 나타낸다.
도 15는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호 송신 대역폭을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR 신호의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 19는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 20은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호의 PPDU 포맷을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR 신호의 주파수 시퀀스를 나타낸다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한다.
도 23은 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.
저전력 웨이크 -업 수신기(Low-Power Wake-Up Receiver, LP- WUR )
도 11을 참조하여 무선랜 시스템(e.g., 802.11)에서 사용 가능한 LP-WUR에 대한 일반적인 내용을 살펴본다.
도 11을 참조하면 수신기는 메인 무선 통신 용도의 IEEE 802.11 무선랜(이하, 메인 라디오 또는 Primary Radio)과 LP-WUR를 결합하여 구성될 수 있다.
주 라디오(Primary Radio)는 데이터 송신 및 수신을 위해서 사용되며, 송수신할 데이터가 없을 경우에는 전력 오프될 수 있다. 이와 같이 주 라디오가 전력 오프된 경우로서, 수신할 패킷이 있을 때 LP-WUR은 주 라디오를 웨이크 업 시킬 수 있다. 따라서 사용자 데이터는 주 라디오를 통해서 송수신 된다.
LP-WUR은 사용자 데이터를 위해서 사용되지는 않고, 단지 주 라디오의 수신기를 깨우는 역할을 수행할 수 있다. LP-WUR은 수신기를 갖지 않는 단순한 수신기 형태일 수 있으며, 주 라디오가 꺼져 있는 동안 활성화 된다. 활성화 상태에서 LP-WUR의 목표 전력 소비은 100 마이크로 와트(uW)를 초과하지 않는 것이 바람직하다. 이와 같이 저 전력으로 작동하기 위해서 단순한 변조 방식, 예를 들면 OOK(on-off keying) 방식이 사용될 수 있으며, 좁은 대역폭(e.g., 4MHz, 5 MHz)이 사용될 수 있다. LP-WUR 목표로 하는 송신 범위(e.g., 거리)는 현재 802.11에 상당할 수 있다.
도 12는 LP-WUR의 설계 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 12를 참조하면 송신기가 송신하는 WUR 신호는 무선랜 프리앰블(1200) 및 웨이크 업 패킷의 페이로드(1205)를 포함할 수 있다.
무선랜 프리앰블(1200)은 무선랜 시스템과 공존을 위한 것으로서, 패킷 보호를 위하여 무선랜의 L-SIG가 무선랜 프리앰블(1200)로서 사용될 수 있다. 따라서, 3rd Party 레거시 STA은 무선랜 프리앰블(1200)을 통해서 해당 WUR 신호가 자신에게 의도된 것이 아니고, 현재 무선랜의 매체가 다른 STA에 의해서 점유되었음을 알 수 있다. 단, LP-WUR은 WUR 신호의 무선랜 프리앰블(1200)을 디코딩하지는 않는다. 협대역 및 OOK 복조를 지원하는 LP-WUR이 802.11 신호 수신을 지원하지는 않기 때문이다.
웨이크 업 패킷의 페이로드는 OOK(on-off keying) 방식으로 변조된 것일 수 있다. 한편, OOK 변조는 OFDM 송신기를 수정함으로써 수행될 수도 있다. 무선 랜에서는 PSK(phase shift keying)-OFDM 송신 기법이 사용되고 있는데, OOK 변조를 위하여 별도의 OOK 변조기를 추가함으로써 웨이크 업 패킷을 생성하는 것은 송신기의 구현 비용을 증가시키는 단점이 있다. 따라서, OFDM 송신기를 재사용함으로써 OOK 변조된 웨이크 업 패킷을 생성할 수도 있다, OOK 변조 방식에 따르면, 비트 값 1은 임계치 이상의 전력을 갖는 심볼(i.e., on)로, 비트 값 0은 임계치 미만의 전력을 갖는 심볼(i.e., off)로 변조된다. 물론, 이와는 반대로 비트 값 1을 전력 off로 정의하는 것도 가능하다. 이와 같이 OOK 변조 방식에서는 비트 값 1/0이 해당 심볼 위치에서 전력의 on/off를 통해서 지시된다. 이와 같은 단순한 OOK 변조/복조 방식은 수신기의 신호 검출/복조에 소모되는 전력과 이를 구현하기 위한 비용을 저감할 수 있는 장점이 있다.
웨이크 업 패킷은 WUR 패킷 또는 WUR 파트 등으로 지칭될 수도 있다. 무선랜 프리앰블(1200)은 L-파트로 지칭될 수 있다.
WUR PPDU
이하, WUR 패킷을 전송하기 위한 WUR PPDU 구성 방법 및/또는 전송 방법에 대해서 제안한다.
PPDU는 PHY(physical layer) 프레임을 의미할 수 있다. 편의상 WUR 프리앰블과 WUR 페이로드 두 개를 더한 구조는 WUR PPDU로 정의되고, 주 라디오인 무선 랜(e.g., Wi-Fi) 전송의 실제 데이터는 일반(Normal) 데이터 또는 주 라디오(primary radio) 데이터로 지칭되고, 무선 랜(e.g., Wi-Fi) PPDU는 Primary Radio PPDU로 지칭될 수 있으며, 이와 같은 용어의 정의를 가정하여 본 발명의 실시예들을 설명한다. 다만 이와 같은 용어 정의는 설명의 편의를 위한 것으로 다른 용어가 사용될 수 도 있다. 후술하는 실시예들에서, WUR 프리앰블은 SIG 필드를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
[ WUR PPDU 송신 대역폭]
802.11 WLAN 수신기를 깨우기 위한 WUR 신호(e.g., WUR PPDU)는 다음과 같은 대역폭(bandwidth)를 이용하여 전송될 수 있다
- WUR PPDU 송신 대역폭의 예시 1
본 발명의 일 실시예에 따르면 20 MHz 대역폭에서 WUR PPDU가 송신될 수 있다. 일 예로, 802.11 STA(e.g., 무선 랜 수신기)를 깨우기 위한 WUR PPDU는 802.11 STA의 primary radio PPDU나 STA의 BW 성능(capability)에 관계없이 오직 20 MHz 대역을 통해 송신될 수 있다.
WUR PPDU 송신을 위한 20 MHz 대역은 무선 랜의 Primary 20 MHz 채널일 수 있다. 또는, WUR PPDU 송신을 위한 20 MHz 대역은 BSS마다 서로 다른 고정된 20 MHz, 예컨대 WUR 을 위해서 설정된 Dedicated 20 MHz 채널일 수 있다.
한편, Primary 20 MHz 채널은 20 MHz 크기의 프레임을 송신하기 위하여 사용되는 채널이며, Primary 20 MHz 채널은 Secondary 20 MHz 채널과 서로 이웃할 수 있다. Primary 20 MHz 채널은 Secondary 20 MHz 채널과 함께 Primary 40 MHz 채널을 구성할 수 있으며, Primary 40 MHz 채널은 40 MHz 크기의 프레임을 송신하기 위하여 사용될 수 있다. Primary 채널과 Secondary 채널을 구별하는 것은 프레임 송신 및/또는 CCA 과정에서 우선적으로 고려될 채널을 결정하기 위한 것으로서, 보다 상세한 사항을 위해 IEEE 802.11 문서가 참조될 수 있다.
또 다른 예로, WUR PPDU를 전송하기 위한 20 MHz 대역은 BSS의 BW(bandwidth)내에서 임의의 20 MHz 채널일 수 있으며, WUR PPDU를 위한 20 MHz 채널에 대한 정보는 비컨 프레임, 브로드캐스트 프레임 등을 통해서 각 STA에 송신될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR PPDU 송신을 위한 20 MHz 대역을 도시한다. 도 13은 무선랜을 위한 대역폭이 80 MHz라고 가정하였다. 도 13 (a)는 WUR PPDU 송신을 위한 20 MHz 대역이 Primary 20 MHz 채널인 경우에 해당하고, 도 13 (b)는 WUR PPDU 송신을 위한 20 MHz 대역이 WUR dedicated 20 MHz 채널인 경우에 해당한다.
도 13의 예시에서 WUR PPDU는 20 MHz 내에서 협 대역(narrow band)를 이용하여 전송 될 수도 있다. 예를 들어, AP/STA이 20 MHz band에서 IEEE 802.11a의 OFDM numerology를 이용하여 WUR PPDU를 전송하는 경우 WUR PPDU는 20 MHz에 포함된 일부 톤 또는 서브캐리어를 이용하여 송신될 수도 있다.
한편, AP/STA이 오직 20 MHz를 이용하여 WUR 신호(e.g., WUR PPDU)를 전송하는 경우에 AP/STA은 WUR 프리앰블을 20 MHz내에서 협 대역, 예를 들어, 일부 톤/서브캐리어를 이용하여 전송하고, WUR 페이로드는 20 MHz 대역에서 사용 가능한 모든 톤/서브캐리어를 이용하여 전송할 수도 있다.
- WUR PPDU 송신 대역폭의 예시 2
AP/STA이 WUR PPDU를 전송하여 다른 STA를 깨우고 Primary Radio PPDU 를 전송할 때 실제 Primary Radio PPDU 전송을 위해서 사용되는 대역폭에서 OBSS(overlapping BSS)/3rd Party STA이 채널 엑세스를 수행하는 것을 방지하거나 이와 같은 OBSS/3rd Party STA에 의한 간섭을 줄이기 위해서, AP/STA은 Primary Radio PPDU 를 전송하기 위해서 시그널 되는 대역폭 이용하여 WUR PPDU을 전송할 수 있다. Primary Radio PPDU 를 전송하기 위해 사용되는 대역폭이란 예를 들어, Primary 20 MHz 채널을 포함하는 20/40/80/160/80+80 MHz 일 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 AP/STA이 Primary Radio PPDU 를 전송하기 위한 대역폭을 이용하여 WUR PPDU를 송신하는 경우, AP/STA은 WUR PPDU를 송신 이전에 해당 대역폭에 대한 보호(protection)를 해놓을 수 있기 때문에 WUR PPDU의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 예컨대, WUR PPDU를 송신하고자 하는 AP/STA은 Primary Radio PPDU 를 전송하기 위한 대역폭 상에서 TXOP를 확보해 둠으로써 WUR PPDU을 송신하는 동안 해당 대역폭에서 다른 STA이 채널에 엑세스하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
WUR PPDU이 협대역으로 송신될 경우 WUR PPDU의 전력이 레거시 3rd party STA의 CCA 또는 ED(energy detection)의 임계치 미만으로 검출될 수도 있다. WUR PPDU를 협대역으로 송신하게 되면, CCA/ED 대상이 되는 전체 채널에서 전력 밀도는 낮게 나타날 수 있기 때문이다. 이 경우 3rd party STA이 해당 대역폭이 아이들하다고 오인하고 채널 엑세스를 수행할 수도 있다. 언급된 바와 같이 AP/STA이 Primary Radio PPDU를 위한 대역폭 상에서 TXOP를 미리 확보해 둔다면 이와 같은 문제점이 해결될 수 있다.
WUR PPDU의 실제 송신 대역폭은 아래와 같이 설정될 수 있다.
(1) WUR PPDU Duplication per 20 MHz Channel
일 예로, 기본적으로 WUR PPDU는 20 MHz 대역 채널에 기반하여 구성되고, Primary Radio PPDU 전송을 위한 대역폭이 20 MHz보다 큰 경우에 WUR PPDU는 20 MHz 채널 단위로 반복(duplication) 전송될 수 있다.
예를 들어, 도 14과 같이 Primary Radio PPDU 전송을 위한 대역폭이 80 MHz 인 경우에 각 20 MHz마다 동일한 WUR PPDU가 반복되어 전송될 수 있다.
동일한 WUR PPDU가 20 MHz 채널 마다 반복 전송됨으로써 광 대역(Wide band) 전송시 각 20 MHz 채널의 WUR PPDU에 대한 accumulation gain 이 있을 수 있다.
일 예로, WUR PPDU은 WUR 신호 전송을 위한 20 MHz 대역을 통해서 전송되고, Primary Radio PPDU 는 전체 대역을 이용하여 전송될 수 있다. 예를 들어, 80 MHz 무선랜 패킷을 전송하기 위하여 AP/STA이 WUR PPDU를 전송하고자 할 때, WUR PPDU는 20 MHz 대역 또는 20 MHz에 포함된 협대역을 이용하여 전송되고, 이 때 WUR PPDU는 20 MHz 대역마다 반복 전송될 수 있다.
이와 달리, WUR 프리앰블은 20 MHz 내에서 WUR 신호 전송을 위한 협 대역을 통해서 전송되지만, WUR 페이로드는 전체 대역을 이용하여 전송될 수도 있다. 예를 들어, 80 MHz 무선랜 패킷을 전송하기 위하여 AP/STA이 WUR PPDU를 전송하고자 할 때, WUR 프리앰블은 20 MHz 내 협대역을 이용하여 전송되고 WUR 프리앰블은 20 MHz 대역마다 반복 전송될 수 있다. 이때, WUR 페이로드는 전체 대역(i.e., 80 MHz)으로 전송될 수 있다.
(2) Entire Band Transmission
본 발명의 다른 일 예로, AP/STA은 도 15와 같이 무선 랜 데이터 전송을 위한 대역폭 전체를 이용하여 WUR PPDU를 전송할 수도 있다. Primary Radio PPDU 를 전송하기 위한 대역폭이 예를 들어, 80 MHz라면 WUR PPDU도 80 MHz 채널 대역을 이용하여 전송될 수 있다.
- WUR PPDU 송신 대역폭의 예시 3
본 발명의 일 실시예에 따르면 WUR PPDU는 협 대역(Narrow bandwidth) (e.g., < 20 MHz)으로 송신될 수 있다.
수신기의 소비 전력을 줄이기 위해서 사용되는 WUR PPDU는 단순히 STA에게 전송될 데이터가 있음을 알려 주기 위한 것이므로 높은 데이터 레이트가 요구되지 않으며, 해당 STA에게 전송될 데이터가 있음을 확실하게 지시해 줄 수 있도록 강건한(robust)한 전송 방법이 필요하다. 따라서, WUR PPDU는 기존 20 MHz 채널 보다 작은 협 대역(Narrow band)으로 전송될 수 있다. 이때, WUR 전송을 위해서 사용되는 대역의 크기는 예를 들어, 2/4/5/8/10 MHz 중 하나 일 수 있다. 이와 같이 WUR PPDU가 전송되는 협 대역은 Primary 20 MHz 채널에 위치하거나 또는 WUR을 전송하기 위해서 설정된 dedicated 20 MHz 채널에 위치 할 수 있다.
일 예로, WUR PPDU가 전송되는 협 대역 (e.g., 2/4/5/8/10 MHz)에 대한 numerology 를 위해 IEEE 802.11ax의 20/40/80 MHz에서 정의된 OFDM/OFDMA numerology를 다운 스케일링(down scaling)하여 이용될 수 있다. 예를 들어, WUR PPDU가 2 MHz 대역으로 송신되는 경우, 2 MHz 대역에 대한 numerology는 20 MHz를 10배 다운 스케일링(down scaling)하여 획득될 수 있다. 다운 스케일링이 수행되면 2 MHz 대역폭 내에 포함된 서브캐리어들의 총 수는 20 MHz 대역폭 내에 포함된 서브캐리어들의 총 수와 동일하지만, 서브캐리어 간 간격(subcarrier spacing)이 1/10로 줄어든다. 서브캐리어 간 간격이 줄어들기 때문에 시간 도메인 상에서 1 심볼의 길이가 10배 늘어 난다. 이와 같이 기존 무선 랜의 numerology를 다운 스케일링하여 사용함으로써, 시간 측면에서는 WUR PPDU을 위한 심볼의 길이가 늘어나 채널의 영향, 지연 확산(delay spread) 및/또는 반향(reflection)에 의한 영향을 줄일 수 있어 WUR PPDU을 위한 심볼을 좀더 강건(robust)하게 전송할 수 있다.
이와 달리 협 대역(narrow bandwidth)을 위하여 기존에 정의된 OFDM/OFDMA numerology가 사용되고, 이때 대역폭 중 일부의 서브캐리어(들)만을 이용하여 WUR PPDU가 전송될 수도 있다. 예를 들어, 802.11a의 OFDM numerology를 이용하는 경우로서 WUR PPDU의 전송을 위한 협 대역이 5 MHz 일 때, WUR PPDU 전송에 필요한 서브캐리어 수는 16이다. 즉, AP/STA은 20 MHz에 포함된 전체 64 서브캐리어들 중에서 16개만을 사용하여 WUR PPDU를 전송한다.
일부 톤/서브캐리어들을 이용하여 전송되는 WUR PPDU는 파워-부스팅(Power-boosting) 되어 전송될 수 있다. 파워 부스팅 레벨은 예를 들어, sqrt(M/N)일 수 있다. M은 예컨대, 해당 대역폭에 포함된 톤/서브캐리어들의 총 수, N은 WUR PPDU 송신을 위한 톤/서브캐리어들의 수를 의미할 수 있다. 이와 같이 WUR PPDU가 파워 부스팅되어 송신되는 경우, 일부 톤/서브캐리어들만을 통해 WUR PPDU이 송신되더라도 전체 대역에 대한 CCA/ED를 수행하는 3rd party STA이 전체 대역이 Busy라고 인식할 수 있다.
WUR PPDU는 협 대역을 이용하여 송신되지만 20 MHz보다 큰 대역폭으로 Primary Radio PPDU를 전송되어야 하는 경우에, 예를 들어, AP/STA이 80 MHz 를 이용하여 무선 랜 PPDU를 송신하고자 하는 경우 WUR PPDU는 다음과 같이 전송될 수 있다. 일 예로, WUR PPDU는 Primary 20 MHz 채널 상에서만 전송될 수 있다. 또는 WUR PPDU는 dedicated 20 MHz 채널을 이용하여 전송될 수 있다. 또는, Primary Radio PPDU 전송을 위한 전체 대역폭 내에서 WUR PPDU가 20 MHz 단위로 반복 전송될 수 있다.
또는 AP/STA가 광 대역폭으로 Primary Radio PPDU를 전송하는 경우에 WUR PPDU는 20 MHz 내에서 협 대역 단위로 반복되며, 이때 광 대역폭에 대해서 각 20 MHz 채널이 반복될 수 있다.
[ WUR PPDU Structure]
이하에서는 WUR PPDU의 구조, 즉, WUR PHY 프레임 포맷의 예시들을 살펴본다. 후술하는 실시예들에서 패킷 확장(packet extension, PE) 파트는 WUR 프로토콜에 따라서 포함되거나 또는 생략될 수 있다. 편의상 PE 포함된 것을 가정하여 설명하지만, PE가 항상 프레임의 뒤에 붙는 것은 아니다.
- WUR PPDU 예시1 : L-part| WUR -preamble| WUR - SIG | WUR -payload / PE
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR PPDU의 구조를 나타낸다. 도 16을 참조하면, WUR PPDU는 L-파트(1605) 및 WUR-파트(1610)를 포함할 수 있다. WUR-Part(1610)는 WUR 프리앰블(1615), WUR SIG 필드(1620), WUR 페이로드(1625) 및 PE(1630) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. WUR 프리앰블(1615)은 WUR 신호에 대한 동기 및 검출을 위한 것이고, WUR SIG 필드(1620)는 시스템 정보 및 제어 정보를 전송하기 위한 것일 수 있다. WUR 페이로드(1625)는 STA에 전송할 실제 사용자 데이터(e.g., 무선랜 데이터)가 아니라 WUR 전송에 필요한 제어 정보 및 MAC 헤더를 포함할 수 있다. 언급된 바와 같이 PE(1630)는 실시예에 따라서 포함되거나 또는 생략될 수 있다. PE는 WUR 패킷 크기를 6 Mpbs로 유지하기 위해서 추가된 것이거나 또는 WUR PPDU 송수신 후 무선 랜 신호 송수신을 위한 시간을 확보하기 위한 것일 수 있다. 예컨대, WUR PPDU을 수신한 STA이 WUR PPDU을 프로세싱하고 무선랜 수신기를 깨워 무선랜 PPDU를 수신할 수 있는 상태로 준비하기 까지는 일정 시간이 필요할 수 있고, 이와 같은 준비 시간을 위해 PE가 WUR PPDU에 포함될 수 있다.
L-파트(1605)는 3rd party STA을 위한 것으로 WUR PPDU의 수신 대상이 되는 STA 은 L-파트는 디코딩하지 않고 WUR 프리앰블 부터 신호를 수신하여 디코딩한다. L-파트는 OFDM 방식으로 송신되며, WUR PPDU보다 광대역으로 송신되므로 WUR PPDU의 수신 대상이 되는 STA은 L-파트를 디코딩하지 않은 상태로, OOK 방식으로 송신되는 WUR-파트부터 검출하게 된다.
L-파트는 Legacy STA와의 공존과 WUR 전송시 다른 STA에 의한 간섭을 방지하기 위한 것, 즉 3rd party STA의 채널 엑세스를 방지하기 위한 것으로서 L-part는 예컨대 L-STF, L-LTF 및 L-SIG를 포함할 수 있다.
L-SIG의 길이(length) 필드를 이용하여 L-SIG 보호(protection)가 수행될 수 있다. L-SIG의 길이 필드는 WUR 절차에 따라서 다음과 같이 설정될 수 있다. 일 예로, AP/STA이 WUR PPDU 전송 후 경쟁(contention)없이 바로 무선 랜 데이터를 해당 채널을 이용하여 전송하는 경우에, L-SIG의 길이 필드는 WUR PPDU 길이+ 무선 랜 데이터를 위한 무선 랜 PPDU 길이를 포함하여 설정될 수 있다. 이와 달리, AP/STA이 WUR PPDU 전송 후 경쟁을 거쳐 무선 랜 데이터를 송신하는 경우 L-SIG의 길이 필드는 WUR PPDU의 길이에 대한 정보를 지시할 수도 있다.
WUR PPDU 전송에서 L-SIG 에 의한 보호 수행과 L-SIG의 신뢰성을 높이기 위하여 L-SIG 는 시간/주파수 도메인에서 반복 전송될 수 있다.
L-SIG의 길이 필드는 기존의 6 Mbp 단위가 아니라 1 비트가 1/4 us에 송신됨을 가정하여 250 kbps 단위로 설정될 수 있다. 이와 같이 AP/STA은 기존의 단위가 아닌 다른 단위로 길이를 지시함으로써, 해당 PPDU가 WUR 패킷 임을 조기 지시(early indication) 해줄 수 있다.
L-SIG의 반복 전송 시에는 AP/STA은 다음과 같은 방법으로 해당 PPDU가 WUR 패킷 임을 조기 지시 할 수도 있다. 일 예로, AP/STA은 반복된 L-SIG에 +1/-1의 극성(polarity)을 곱하여 송신하면, 3rd party STA은 극성 체크(polarity check)를 수행함으로써 통해서 수신된 PPDU가 WUR 패킷인지 여부를 판단할 수 있다. 또는 AP/STA은 반복된 L-SIG에 위상 회전(phase rotation)을 적용하여 송신하고, 3rd party STA은 위상 회전에 기반하여 수신된 PPDU가 WUR 패킷인지 여부를 판단할 수도 있다.
다음으로 WUR 프리앰블(1615)을 살펴본다. 일 예로, WUR 프리앰블은 시간 오프셋을 보정하고 시간 동기화를 위한 부분(1635)와 WUR 패킷 검출을 위한 부분(1640)을 포함할 수 있다. 도 16에서 시간 동기화를 위한 부분(1635)와 WUR 패킷 검출을 위한 부분(1640)이 분리되어 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 하나의 WUR 프리앰블 시퀀스가 시간 동기화 및 WUR 패킷 검출 모두를 위해서 사용될 수도 있다.
먼저 시간 동기화를 위한 부분(1635)을 살펴보면, AP/STA은 WUR PPDU을 수신한 STA이 타이밍을 맞출 수 있도록 시간 동기 부분(1635)에 정의된 WUR 시퀀스를 반복하여 전송할 수 있다.
시간 동기 부분(1635)에서 반복되는 WUR 시퀀스는 다음과 같은 방법을 이용하여 정의할 수 있다.
일 예로, AP/STA은 WUR PPDU를 대역 내 일부 서브캐리어/톤을 이용하여 전할 수 있다. WUR PPDU가 13개 톤들에 맵핑되고, OOK 변조 방식이 사용되는 경우 1-비트 정보는 길이 13의 고정된 시퀀스로 변환/확산된다. 예컨대, 1-비트 신호가 길이 13의 확산 시퀀스를 통해서 13개 톤들에 맵핑될 수 있다. 확산 시퀀스는 의사 랜덤 시퀀스(pseudo random sequence)이거나 직교 시퀀스 (orthogonal sequence)일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 13개 톤들에 대응하는 길이 13의 확산 시퀀스가 동기화를 위해 이용될 수 있다. 예컨대, WUR 프리앰블은 확산 시퀀스(spread sequence)를 반복하여 구성할 수 있다. 이와 같은 WUR 시퀀스의 반복 전송을 통해서 수신기는 WUR PPDU 수신을 위한 시간 동기화를 수행할 수 있다.
다른 예로, AP/STA는 대역 내에서 WUR PPDU가 송신되는 톤들 상에서 WUR 프리앰블을 2 톤 또는 4톤 간격으로 송신할 수 있다. 이와 같이 WUR 프리앰블이 주파수 도메인에서 2 톤 또는 4톤 간격으로 송신되면, 시간 도메인에서는 WUR 프리앰블이 2회 또는 4회 반복됨으로써, WUR 수신단 에서 시간 동기화를 수행할 수 있다.
또 다른 예로, AP/STA은 WUR 동기를 위한 시퀀스를 설정하고, 해당 시퀀스를 반복 전송할 수도 있다. WUR 동기를 위한 시퀀스는 데이터 비트 송신을 위한 OOK 확산 시퀀스 이거나 또는 특정 길이의 BPSK 시퀀스 일 수 있다.
WUR 수신기는 수신된 신호에 대한 자기/교차 상관(auto/cross-correlation) 을 수행하고, 상관 결과 각 반복 시퀀스의 피크 값이 획득되는 타이밍을 참조하여 시간 오프셋을 보정할 수 있다.
WUR 수신기는 WUR 패킷 검출을 위한 부분(1640)을 이용하여 수신된 신호가 WUR 패킷인지 여부를 판단할 수 있다. 일 예로, AP/STA은 WUR 패킷 검출을 위한 부분(1640)을 통해서 패킷 검출 시퀀스를 송신하고, WUR 수신기는 패킷 검출 시퀀스의 유/무를 체크함으로써 WUR 패킷을 검출할 수 있다. 한편, 패킷 검출 시퀀스는 단일 STA을 위한 것과 다중 STA을 위한 것이 각각 다르게 설정될 수 있다. 따라서, WUR 수신기는 패킷 검출 시퀀스를 검출함으로써, 해당 WUR PPDU가 단일 STA을 위한 것인지 아니면 다중 STA을 위한 것인지 여부를 판단할 수 있다.
또 다른 예로, 앞서 언급된 바와 같이 WUR 프리앰블(1615)는 하나의 파트로 구성되고, 해당 파트가 시간 오프셋 보정 및 WUR 패킷 검출 모두를 위해 사용될 수도 있다. 이 경우에도 WUR 프리앰블(1615) 파트를 통해 하나의 WUR 프리앰블 시퀀스가 반복 송신될 수 있으며, WUR 수신기는 반복 수신된 WUR 프리앰블 시퀀스를 이용하여 시간 오프셋 보정 및 WUR 패킷 검출을 수행할 수 있다. 일 예로, WUR 수신기는 시간 오프셋 보정을 위해서 반복된 WUR 프리앰블 시퀀스들 중 1 WUR 프리앰블 시퀀스에 해당하는 길이 또는 2회 이상 반복된 WUR 프리앰블 시퀀스 길이 등 특정 길이만큼 윈도우를 설정하고, 반복된 WUR 프리앰블 시퀀스들에 대해서 윈도우를 이동시키며 시간 오프셋을 측정 및 보정할 수 있다. WUR 수신기는 수신된 신호에서 반복되는 WUR 프리앰블 시퀀스에 대한 디코딩 성공 여부에 기반하여 WUR 패킷 검출을 수행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면 AP/STA은 특정 정보를 갖는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)를 WUR 프리앰블 시퀀스로써 이용할 수 있다. 예를 들어, 시그니쳐 시퀀스는 SIG 필드에서 포함되는 정보 중에서 SU/MU 지시, 대역폭에 대한 정보를 나를 수 있고, 이를 통해 AP/STA은 해당 정보를 조기 지시(early indication) 할 수 있다. 또는 AP/STA은 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 프레임 포맷(frame format)에 대한 정보를 실어주어, WUR 수신기에 SIG 필드의 구성에 대한 정보를 조기 지시할 수 있다.
WUR-SIG 필드(1620)는 실시예에 따라서 생략 또는 포함될 수 있다. WUR-SIG 필드(1620)가 WUR PPDU에 포함되는 경우, WUR-SIG 필드(1620)는 WUR PPDU 전송에 대한 제어 정보를 포함할 수 있다. WUR PPDU 전송에 대한 제어 정보는 STA ID 정보, SU/MU 지시자, 대역폭, 심볼 수/길이 필드, ASAP 필드, PE 정보, BSS Color, Primary Radio PPDU의 대역 지시, Primary Radio on/off 및 Primary 대역폭 지시 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
STA ID 정보는, WUR PPDU를 송신하는 AP/STA가 Primary Radio PPDU 전송을 위해서 깨우기 원하는 STA 또는 Primary Radio PPDU를 수신해야 하는 STA에 대한 식별자 정보를 포함할 수 있다. 일 예로, STA ID 정보는 AID 혹은 Partial AID(e.g., 9/11 bits)일 수 있다. AP/STA가 다수의 STA들에 대해서 WUR을 수행하는 경우에는 STA ID 정보는 그룹 ID(GID)(e.g., 6 bits)로 설정되거나 또는 AP/STA가 GID를 사용하지 않고 다수 STA들 각각의 AID/Partial AID를 순차적으로 전송할 수도 있다. 또 다른 예로, WUR 능력(capability)을 가지고 있는 BSS 내 모든 STA들이 모두 WUR PPDU를 수신하도록 하기 위해서 AP/STA은 STA ID 정보를 브로드 캐스트 ID로 설정하고, 개별 ST의 ID 정보는 WUR 페이로드를 통해서 전송될 수도 있다.
SU/MU 지시자는, 전송되는 WUR PPDU가 하나의 STA에 대한 WUR PPDU인지 다수의 STA들에 대한 WUR PPDU인지를 나타낸다. 만약, WUR-프리앰블의 시그니쳐 시퀀스가 SU/MU 지시자를 포함하는 경우 WUR SIG 필드는 SU/MU 지시자를 포함하지 않을 수 있다.
대역폭 정보는 WUR PPDU 전송 후 Primary Radio PPDU 전송을 위해서 사용될 대역폭을 지시할 수 있다. 예컨대, 대역폭 정보는 무선 랜 신호를 송수신하기 위한 대역폭에 대한 정보로서, 20/40/80/160/80+80 MHz 등을 지시할 수 있다.
심볼 수/ 길이 필드는 WUR PPDU의 길이 필드는 WUR 패킷의 길이에 대한 정보를 심볼 수로 지시할 수 있다. 심볼 수/ 길이 필드는 WUR PPDU에서 WUR 파트(1610)에 대한 길이를 지시할 수 있다. 심볼의 길이는 802.11a 또는 11ac의 심볼 길이에 기반할 수 있다. WUR 수신기는 WUR 패킷을 수신시 심볼 수/ 길이 필드에 의해 지시된 심볼에 해당하는 길이만큼만 디코딩 수행함으로써 디코딩 시간을 줄일 수 있다.
ASAP 필드는 WUR PPDU를 수신한 STA이 무선 랜 채널 엑세스를 위해서 경쟁을 수행하여야 하는지 여부를 지시할 수 있다. WUR PPDU를 수신한 STA은 ASAP 필드의 지시에 따라서 WUR PPDU 수신으로부터 일정 인터벌 후에 바로 무선 랜 신호를 수신할 수 있다.
STA이 WUR PPDU 수신 후에 Primary Radio PPDU 수신을 위한 프로세싱 타임을 확보하기 위해, 또는 무선랜 수신기가 깨어나기까지 소요되는 시간 동안 3rd party STA의 채널 엑세스를 방지하기 위하여 WUR PPDU의 끝에 PE(Packet extension)을 위한 심볼이 추가될 수 있다. PE(Packet Extension) 정보는 PE의 유/무 또는 확장(Extension)된 패킷 길이 등을 지시할 수 있다.
AP/STA은 BSS color를 통해서 WUR PPDU가 전송되는 BSS에 대한 정보를 지시할 수 있다. WUR PPDU를 수신하는 STA는 BSS color를 통해서 자신의 BSS AP가 보낸 WUR PPDU와 OBSS로부터 수신된 WUR PPDU를 구분할 수 있다.
Primary Radio PPDU의 대역이 WUR PPDU를 통해서 지시될 수 있다. WUR PPDU는 일 예로, 2.4 GHz 또는 5 GHz 대역 상에서 송신될 수 있다. 한편, WUR PPDU는 무선 랜 수신기를 깨우기위해 전송되기 때문에 WUR PPDU가 반드시 Primary Radio PPDU와 동일한 대역에서 송신되지 않을 수도 있다. 이 경우 AP/STA은 Primary Radio PPDU가 전송되는 대역 대한 정보를 WUR PPDU를 통해 조기 지시할 수 있다. 따라서, WUR PPDU를 수신하는 STA이 Primary Radio PPDU의 수신 과정에서 불필요한 대역 센싱을 수행하는 것을 줄일 수 있고, Primary Radio PPDU를 수신에 소요되는 준비 시간을 줄일 수 있다. Primary Radio PPDU의 대역 지시 정보는 예컨대, 1 bit으로 구성될 수 있으며 2.4 GHz와 5 GHz 중 어느 하나를 지시할 수 있다. 또 다른 예로, Primary Radio PPDU의 대역은 WUR 비컨 프레임 또는 무선 랜 비컨 프레임을 통해 전송될 수도 있다.
WUR 수신기는 WUR PPDU에 대한 엔벨로프 검출(envelope detection)만으로도 무선랜 수신기를 깨울 수 있으나, 엔벨로프 검출의 에러를 방지하기 위해서 Primary Radio의 on/off에 대한 정보가 WUR PPDU의 WUR SIG 필드에 포함될 수도 있다. 일 예로, Primary Radio On은 Primary Radio (e.g., 무선 랜)을 통해서 무선랜 사용자 데이터를 송수신하기 위해 사용되고, Primary Radio Off 는 WUR STA에게 NDP(null data packet)과 같은 프레임을 통해 간단한 제어 정보를 전송하기 위해 사용될 수 있다.
WUR SIG 필드는 Primary 대역폭 지시를 포함할 수 있다. 일반적으로 WUR PPDU를 수신하는 STA은 Primary Radio 수신기를 off하고 있다가 WUR PPDU 수신에 따라서 Primary Radio의 수신기를 on하여 Primary Radio PPDU를 수신한다. 이때 WUR PPDU가 Primary Radio PPDU와는 다른 대역을 통해서 송신되거나 dedicated channel (e.g., 무선 랜의 Primary channel이 아닌 다른 채널)을 통해서 송신되는 경우 STA은 Primary Radio PPDU의 대역 또는 채널로 옮겨가서 Primary Radio PPDU를 수신하여야 한다. 또한 STA은 무선 랜의 Primary channel을 찾기 위해서 신호를 검출해야 한다. 이 같은 프로세스를 줄이기 위해서 WUR PPDU에 Primary Radio의 Primary channel 정보가 포함될 수 있다. Primary channel 정보를 수신한 WUR STA은 지시된 Primary channel을 통해 Primary Radio PPDU를 수신할 수 있다.
- WUR PPDU 예시2 : L-part| WUR -preamble| WUR - SIG -A| WUR - SIG -B| WUR -payload/PE
도 17은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 WUR PPDU를 도시한다. 도 16에서 설명된 것과 중복하는 설명은 생략될 수 있다. WUR 프리앰블은 앞서 설명된 WUR PPDU 예시 1과 같이 구성될 수 있다. 단, WUR SIG는 WUR PPDU 예시 1과 달리 2개의 파트로 구분될 수 있다. 예컨대, WUR SIG는 SIG-A 와 SIG-B로 구성될 수 있다.
도 17을 참조하면 WUR PPDU는 3rd party STA의 간섭을 줄이고 채널 엑세스를 막기 위한 L-part와 WUR 패킷 전송을 위한 WUR 파트를 포함한다. 이때 WUR 패킷 전송을 위한 WUR 파트는 WUR 프리앰블, 공통 제어 정보를 위한 SIG-A, STA 특정 제어 정보를 위한 SIG-B, WUR 데이터 및 PE 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. SIG-A는 WUR 신호를 수신하는 모든 STA이 디코딩할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. SIG-B는 STA에 대한 개별 정보를 포함할 수 있다. WUR 데이터에는 STA의 사용자 데이터가 아닌 제어 정보가 포함될 수 있다.
예를 들어, SIG-A는 SU/MU 지시, 심볼 수/길이 정보, 대역폭 정보 및 BSS Color 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. SU/MU 지시는 WUR 패킷이 단일 STA에 대한 것인지 다수 STA에 대한 것인지를 지시할 수 있다. 심볼 수/길이 정보는 SIG-B 길이를 지시하거나 또는 SIG-B 송신을 위한 심볼 수를 지시할 수 있다. 심볼 수/길이 정보를 통해서 WUR 패킷을 이용해 깨우려는 STA의 수가 지시될 수도 있다. 대역폭 정보는 BSS에서 AP가 데이터 전송을 위해서 이용하는 대역폭을 지시할 수 있다. BSS Color 정보는 해당 WUR 패킷이 STA이 속한 BSS에서 전송된 것인지 아니면 OBSS에서 전송된 것인지를 판단하기 위해 사용될 수 있다.
SIG-B는 STA 별로 구성될 수 있다. 만약, WUR PPDU가 다수의 STA들을 위한 것이면 다수의 SIG-B들이 WUR PPDU에 포함될 수 있다. 각 SIG-B 는 STA ID 정보를 포함할 수 있다. 수신 STA은 SIG-B에 포함된 STA ID 정보를 통해서 해당 WUR 패킷이 자신의 패킷인지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 다수의 STA들을 위한 WUR PPDU에 STA 개별적으로 ID 정보가 포함되면 많은 심볼들이 필요하므로 시그널링 오버헤드가 증가할 수 있다. 따라서 동시에 다수의 STA를 깨우기 위해서 SIG B가 그룹 ID 등을 포함할 수 있다. SIG-B 에 포함되는 정보는 SIG-A의 SU/MU 지시에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, SU가 지시되는 경우 SIG-B 는 STA ID 정보를 포함하고, MU가 지시되는 경우에는 GID 정보가 포함될 수 있다.
WUR SIG 필드는 깨우려는 STA의 수에 따라서 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, AP/STA이 단일 STA에 WUR PPDU를 전송하는 경우는 도 16과 같이 WUR SIG 필드가 하나의 필드(e.g., SIG-A)로 구성되며, 다중 STA에 WUR PPDU를 전송하는 경우에 WUR SIG 필드는 두 개의 필드들(e.g., SIG-A, SIG-B)로 구성될 수 있다.
- WUR PPDU 구조의 예시 3: L-part| WUR -preamble| WUR -payload/ PE
도 18은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 WUR PPDU 구조를 나타낸다. 앞서 설명된 것과 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 18에서 WUR DATA (e.g., 페이로드) 파트에는 STA에 대한 사용자 데이터가 아닌 제어 정보가 실린다. WUR 파트는 WUR 프리앰블과 WUR 페이로드 파트를 포함한다,
WUR 프리앰블은 WUR 신호에 대한 시간 동기 및 검출을 위해서 사용되며 WUR PPDU 구조 예시 1, 2와 같이 구성될 수 있다. 또한, WUR 프리앰블은 시그니쳐 시퀀스를 포함할 수 있다. 예를 들어, WUR 프리앰블의 시그니쳐 시퀀스를 통해 SU/MU 정보, 무선랜의 대역폭에 대한 정보 등이 조기 지시 될 수 있다. 또한, WUR 프리앰블은 조기 지시를 위해 STA-ID/ Partial AID를 포함할 수도 있다.
WUR 프리앰블 시퀀스는 브로드캐스팅을 위한 시퀀스일 수도 있다. 따라서 모든 WUR STA들이 WUR 프리앰블의 수신을 위해서 깨어난 뒤에 WUR 페이로드를 디코딩하여 해당 WUR PPDU가 자신의 것인지 여부를 판단할 수 있다.
WUR 페이로드가 사용자 데이터가 아닌 제어 정보만을 포함하므로, 제어 정보를 위해 별도의 SIG 필드가 WUR PPDU에 포함될 필요가 없다. STA는 WUR 프리앰블을 통해 WUR PPDU 수신을 위한 동기화를 수행하고 WUR PPDU를 검출할 수 있다. 이후 STA는 WUR 프리앰블 다음에 전송되는 WUR 페이로드를 디코딩 함으로써, 상술된 예시 1, 2의 SIG 필드에서 포함되었던 제어 정보를 획득할 수 있다.
본 예시에서 STA은 SIG 필드가 아닌 WUR 페이로드를 이용하여 제어 정보를 획득하기 때문에 STA가 본인에 대한 정보를 확인하려면 데이터 디코딩을 수행 해야 한다.
- WUR PPDU 구조의 예시 4: L-part| WUR -preamble| WUR - SIG / PE
예시 3에서 WUR 페이로드가 제어 정보만을 포함하는 것과 달리, 예시 4에서는 WUR 페이로드가 생략되는 대신 제어 정보를 전송하기 위한 WUR SIG 필드가 WUR PPDU에 포함될 수도 있다. STA는 WUR 프리앰블을 이용하여 WUR PPDU에 대한 동기화 및 패킷 검출을 수행하고, WUR SIG에 포함된 제어 정보를 통해 해당 WUR 패킷이 자신의 것인지 여부를 판단할 수 있다.
WUR SIG에는 앞서 예시 1, 2에서 설명된 SIG 필드의 정보가 포함될 수 있다. WUR 패킷 전송에 필요한 제어 정보가 모두 SIG 필드를 통해서 전송되기 때문에 STA은 WUR 페이로드를 디코딩 할 필요가 없고, 따라서 WUR 신호를 보다 빠르게 프로세싱 할 수 있다.
WUR SIG는 하나의 파트로 구성되거나 2개의 파트들로 구성될 수 있다. 예를 들어, WUR SIG가 하나의 파트로 구성되는 경우, 앞서 설명된 WUR-SIG A 와 같이 공통 제어 정보를 포함할 수 있다. WUR SIG가 2개의 파트들로 구성되는 경우는 공통 제어 정보를 위한 SIG-A와 각 STA에 대한 정보를 포함하는 SIG-B를 포함할 수 있다. 또한 WUR SIG의 구성은 SU/MU에 따라서 달라질 수 있다. 일 예로, SU의 경우 WUR SIG는 하나의 파트로 구성되고 MU의 경우 WUR SIG는 2개의 파트들로 구성될 수 있다.
- WUR PPDU 구조의 예시 5: L-part| WUR - 프리앰블 / PE
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 WUR PPDU는 L-파트와 WUR 프리앰블로 구성될 수 있다. 이와 같은 WUR PPDU는 기존 무선 랜의 NDP(null data packet) 프레임 포맷과 같이 broadcasted WUR call을 위해서 전송될 수 있다. 이때, WUR-프리앰블은 브로드캐스트 될 수 있다.
WUR 프리앰블이 브로드캐스트 용도로 이용되기 때문에 WUR PPDU를 수신한 WUR STA는 Primary Radio 수신기를 깨워 Primary Radio PPDU를 수신한다. WUR STA은 Primary Radio PPDU이 자신의 신호인지 아닌지를 판단한다.
broadcast WUR call을 위한 ID가 WUR 프리앰블에 포함되거나 또는 AP/STA이 WUR 프리앰블을 특정 시퀀스로 설정함으로써 BSS내 모든 WUR STA들이 WUR PPDU를 수신하도록 할 수도 있다.
WUR 프리앰블 시퀀스는 broadcasting wake up을 위해서 정해진 시퀀스 일 수 있다.
본 예시에 따른 WUR PPDU는 OBSS 및 Primary Radio PPDU 전송에 의한 간섭 및 3rd Party STA의 채널 엑세스를 방지하기 위해 사용될 수 있다. 이때, WUR 프리앰블은 BSS ID/BSS color 정보를 포함할 수 있다.
- WUR PPDU 구조의 예시 6
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따르면 도 19 또는 도 20과 같이 WUR PPDU는 L-part를 포함하지 않고 WUR 파트만을 포함할 수도 있다. 일 예로, WUR PPDU는 {WUR-preamble|WUR-payload/PE}, {WUR-preamble|WUR-SIG/PE}, {WUR-preamble| WUR-SIG |WUR-payload/PE} 또는 {WUR-preamble/PE}로 구성될 수 있다.
L-파트가 생략된 WUR PPDU는 WUR 동기 및 WUR 패킷 검출을 위한 WUR 프리앰블로 시작되고, WUR 프리앰블은 동기화를 위해 반복된 시퀀스로 구성될 수 있다. WUR 신호 전송에 대한 제어 정보 및 ID 정보는 WUR SIG 필드를 이용하여 전송되거나 WUR-페이로드를 이용하여 전송될 수 있다.
또 다른 예로, WUR PPDU가 WUR-SIG/WUR-페이로드를 포함하지 않고 WUR-프리앰블만 포함하는 경우, AP/STA은 WUR 프리앰블을 통하여 브로드캐스트 ID를 전송하거나 브로드캐스트 ID를 지시하는 시퀀스를 WUR 프리앰블을 통하여 전송할 수 있다.
이와 같은 포맷으로 WUR-신호를 전송하기 위해서는 STA와 AP는 모두 랜덤 엑세스를 통해 채널에 엑세스한다. WUR PPDU가 L-PART를 포함하지 않으므로 WUR 신호를 송수신하는 STA/AP외 다른 3rd party STA/AP는 CCA-ED level 을 이용하여 채널 내 WUR-PPDU의 전송 유무를 판단할 수 있다. 3rd party AP/STA은 20 MHz에 대한 CCA를 수행하는 점을 고려하여, 협대역으로 전송되는 WUR PPDU는 전력 부스팅 될 수 있다. WUR PPDU를 송수신하는 STA/AP는 20 MHz에 대하여 CCA를 수행하거나 WUR PPDU가 송신되는 대역에 대하여 CCA를 수행할 수 있다. STA/AP이 협대역으로 CCA를 수행하는 경우에 협대역에 대한 CCA-ED 값은 표 1 또는 표 2와 같을 수 있다.
[표 1]
Figure PCTKR2017010127-appb-I000001
[표 2]
Figure PCTKR2017010127-appb-I000002
표 1 및 표 2의 CCA-ED 값은 일 예일뿐 본 발명에 다른 CCA-ED 값이 적용될 수 있다.
[ WUR PPDU를 위한 주파수 시퀀스 ]
WUR 수신기는 수신한 신호가 시간 도메인의 특정 위치에서 에너지를 나타내는지 판단하여 WUR 신호(e.g., WUR PPDU)의 검출 여부를 판별한다. 따라서 WUR 신호에 대한 시간 동기를 잘 맞추기 위한 주파수 시퀀스가 요구되며, WUR 신호 전송 시에 WUR 프리앰블과 WUR 데이터가 명확히 구분될 필요가 있다.
이하에서는 이와 같은 요구사항을 고려하여 WUR 신호를 위한 주파수 시퀀스에 대해 살펴본다.
WUR 수신기는 WUR 동기화를 위하여 WUR 신호에 대한 자기 상관(auto-correlation)을 수행할 수 있다. WUR 수신기가 WUR 프리앰블을 이용하여 시간 동기를 정확하게 맞추기 위해서는 WUR 프리앰블의 OOK 심볼에 사용되는 시퀀스로 자기 상관시 높은 피크 값이 나타날 필요가 있다. 이를 위해, 주파수 측면에서는 자기 상관 특성이 우수한 시퀀스, 예를 들어, Cazac-시퀀스, Zadoff-Chu 시퀀스, Golay 시퀀스가 WUR 프리앰블 시퀀스로 사용될 수 있다. 이때 WUR 프리앰블 시퀀스로의 길이는 WUR 데이터/WUR 제어 정보를 전송하기 위해서 사용되는 주파수 시퀀스 보다 긴 길이를 가질 수 있다.
예컨대 WUR 프리앰블에 사용되는 OOK 주파수 시퀀스는 상대적으로 긴 길이를 갖는 시퀀스이고, WUR 데이터/제어 정보를 위한 OOK 주파수 시퀀스는 상대적으로 짧은 길이를 갖는 시퀀스 일 수 있다.
일 예로, WUR 데이터/제어 정보를 위한 OOK 주파수 시퀀스는 WUR 프리앰블에 사용되는 OOK 주파수 시퀀스의 일부분으로 구성될 수도 있다.
예를 들어, WUR 프리앰블 전송에 사용되는 주파수 시퀀스(이하, 'P_seq')의 길이가 26이고 WUR 데이터/제어 정보를 위해 사용되는 주파수 시퀀스(이하, 'S_seq')의 길이가 13이라고 가정한다. 일 예로, P_seq의 좌측 또는 우측으로부터 시작하여 S_seq 길이에 이르는 부분까지가 S_seq로 이용될 수 있다. 또는 P_Seq의 중심으로부터 S_seq 길이에 해당하는 부분이 S_seq로 이용될 수도 있다. 가정된 바와 같이 P_seq의 길이가 26인 경우 S_seq 는 P_seq에서 {26/2-6 : 26/2+6}의 인덱스에 해당하는 시퀀스일 수 있다. 또 다른 예로, P_seq 내에서 PAPR이 가장 작은 값을 가지는 서브 시퀀스가 S_seq로 이용될 수도 있다.
WUR-프리앰블을 위한 시퀀스와 WUR-데이터/제어 정보를 위한 시퀀스가 서로 다른 길이로 설정됨에 따라서, WUR-프리앰블을 이용한 시간 동기 성능이 향상될 수 있고, STA은 수신된 WUR PPDU에서 WUR-프리앰블과 WUR-데이터/제어 정보를 쉽게 구분 할 수 있다.
WUR-프리앰블을 위한 시퀀스와 WUR-데이터/제어 정보를 위한 시퀀스가 서로 다른 길이로 설정되는 경우, 각각의 신호 검출을 위한 ED의 레벨이 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, WUR 프리앰블의 경우 더 긴 주파수 시퀀스로 설정되므로, STA은 WUR 데이터/제어 정보를 위한 ED 레벨 보다 더 높은 ED 레벨을 사용하여 해당 신호의 전송 유무를 판단할 수 있다.
한편, WUR-데이터/제어 정보를 위한 시퀀스가 WUR-프리앰블을 위한 시퀀스의 일부분으로 설정되는 경우, WUR-프리앰블을 위한 시퀀스의 일부분을 위상 천이(phase sifting) 또는 순환 천이(cyclic shifting)하여 WUR-데이터/제어 정보를 위한 시퀀스가 획득될 수도 있다.
또 다른 예로, 시간 동기를 고려하여 자기 상관 특성이 우수한 시퀀스가 OOK 신호 전송을 위한 주파수 시퀀스(이하, 'OOK-seq')로서 사용되는데, 이때 OOK-seq는 정확한 시간 동기를 위해서 높은 피크 값을 가지는 긴 시퀀스(long sequence)로 구성될 수 있다. 예를 들어, WUR 신호가 11a OFDM 20MHz의 numerology를 이용하여 전송된다면, 긴 시퀀스의 길이는 13보다 크고 52보다 작을 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따라 OOK 심볼 전송을 위한 OOK 시퀀스를 나타낸다.
OOK-seq는 OOK 심볼 전송을 위해서 정의된 M 길이를 가질 수 있다. WUR 프리앰블 전송시에는 OOK-seq는 M 톤들을 통해 전송되고, WUR-데이터/제어 정보를 전송시에는 OOK-seq는 M보다 작은 N 톤들을 통해 전송되고, M-N에 해당하는 톤들에는 OOK-seq가 송신되지 않을 수 있다.
예컨대, WUR PPDU 전송을 위해 사용 가능한 톤들의 수가 M인 경우에 AP/STA는 전체 M 톤들을 이용하여 WUR-프리앰블을 전송하고, M보다 작은 N개 톤들을 이용하여 WUR-데이터/제어 정보를 전송할 수 있다.
도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 WUR 신호 송수신 방법의 흐름을 도시한다. 앞서 설명된 내용과 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 22를 참조하면, STA은 WLAN 수신기를 턴-오프한다(2205). WLAN 수신기가 턴-오프 된 상태에서 STA은 WUR 수신기를 통해 WUR PPDU 수신을 위해 협 대역을 모니터링 할 수 있다.
AP는 WUR 프리앰블 시퀀스 및 WUR 데이터를 포함하는 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)를 생성한다(2210).
AP는 WLAN 수신기가 꺼져 있는 스테이션(STA)의 WUR 수신기에 WUR PPDU를 송신한다(2215).
STA은 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 STA의 WUR 수신기를 통해 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출한다(2220). STA은 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화를 수행한다. 예컨대, STA은 WUR 프리앰블을 통해 시간 오프셋을 보정한다.
STA은 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득한다(2225).
STA은 WUR 데이터가 STA에게 의도된 것이면 STA의 WUR 수신기를 통해 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력한다(2230).
AP는 STA의 WUR 수신기가 WLAN 수신기를 웨이크 업 시킨 후 STA에 WLAN PPDU를 송신한다(2235).
WUR 동기화를 위해 사용되는 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당할 수 있다. 특정 정보는, WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
STA은 WUR 프리앰블 시퀀스를 상기 WLAN PPDU의 대역폭보다 좁은 협 대역(narrow band)을 통해 수신할 수 있다. 협 대역은, WLAN 프라이머리(primary) 20 MHz 채널 또는 WUR 전용(dedicated) 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들 중 일부일 수 있다.
WUR 프리앰블은 수학식 'SQRT(M/N)'만큼 전력 부스팅되고, 'SQRT'는 제곱 근을 의미하고, 'M'은 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들의 총 수이고, 'N'은 협 대역에 포함된 서브캐리어들의 총 수일 수 있다.
WUR 프리앰블 시퀀스는 WUR PPDU 내에서 다수 회 반복될 수 있다. 일 예로, WUR 프리앰블 시퀀스는 WUR 데이터의 1-비트를 N개 서브캐리어들에 OOK(on-off keying) 변조 맵핑하기 위한 길이 N의 확산 시퀀스를 이용할 수 있으며, 상기 WUR 프리앱블 시퀀스(예를 들어,길이 N의 확산 시퀀스)는 시간 도메인에서 다수 회 반복될 수 있다. 또는, WUR 프리앰블 시퀀스는 WUR 데이터가 맵핑되는 N개 서브캐리어들 내에서 2-서브캐리어 또는 4-서브캐리어 간격으로 맵핑 및 송신됨으로써 WUR 프리앰블 시퀀스가 시간 도메인 상에서 2회 또는 4회 반복될 수 있다. N은 13일 수 있다.
특정 정보는, STA의 ID, 브로드캐스트 ID 및 BSS(basic service set) ID 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
도 23은 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 23의 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.
STA의 송수신기(830)은 송신기(미도시) 및 수신기(미도시)를 포함할 수 있다. 수신기는, 무선 랜 신호를 수신하기 위한 무선랜 수신기 및 WUR 신호를 수신하기 위한 WUR 수신기를 포함할 수 있다.
AP의 송수신기(880)은 송신기(미도시) 및 수신기(미도시)를 포함할 수 있다. AP의 송신기는 OFDM 송신기에 해당할 수 있다. AP는 OFDM 송신기를 재사용하여 WUR 패킷을 OOK 방식으로 송신할 수 있다. 예컨대, 앞서 설명된 바와 같이 AP는 OFDM 송신기를 통해 WUR 패킷을 OOK 변조할 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 WUR(wake up receiver) 신호를 수신하는 방법에 있어서,
    상기 STA의 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출하는 단계;
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 WUR 데이터가 상기 STA에게 의도된 것이면 상기 STA의 WUR 수신기를 통해 상기 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고,
    상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, WUR 신호 수신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WLAN PPDU의 대역폭보다 좁은 협 대역(narrow band)을 통해 수신되며,
    상기 협 대역은, WLAN 프라이머리(primary) 20 MHz 채널 또는 WUR 전용(dedicated) 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들 중 일부인, WUR 신호 수신 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블은 수학식 'SQRT(M/N)'만큼 전력 부스팅되고,
    'SQRT'는 제곱 근을 의미하고, 'M'은 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들의 총 수이고, 'N'은 상기 협 대역에 포함된 서브캐리어들의 총 수인, WUR 신호 수신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR PPDU 내에서 다수 회 반복되는, WUR 신호 수신 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터의 1-비트를 N개 서브캐리어들에 OOK(on-off keying) 변조 맵핑하기 위한 길이 N의 확산 시퀀스로서, 상기 길이 N의 확산 시퀀스가 시간 도메인에서 다수 회 반복되는, WUR 신호 수신 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터가 맵핑되는 N개 서브캐리어들 내에서 2-서브캐리어 또는 4-서브캐리어 간격으로 맵핑됨으로써 시간 도메인에서 2회 또는 4회 반복되는, WUR 신호 수신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 특정 정보는, 상기 STA의 ID, 브로드캐스트 ID 및 BSS(basic service set) ID 중 적어도 하나를 더 포함하는, WUR 신호 수신 방법.
  8. 무선 랜(WLAN) 시스템에서 WUR(wake up receiver) 신호를 수신하는 스테이션(STA)에 있어서,
    WLAN 수신기; 및
    상기 WLAN 수신기가 꺼져 있는 동안 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)에 포함된 WUR 프리앰블 시퀀스를 검출하고, 상기 WUR 프리앰블 시퀀스를 통해 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 WUR PPDU에 포함된 WUR 데이터를 획득하고, 상기 WUR 데이터가 상기 STA에게 의도된 것이면 상기 WLAN 수신기에 웨이크 업 신호를 출력하는 WUR 수신기를 포함하되,
    동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고,
    상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 수신할 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 스테이션.
  9. 무선 랜(WLAN) 시스템에서 엑세스 포인트(AP)가 WUR(wake up receiver) 신호를 송신하는 방법에 있어서,
    WUR 프리앰블 시퀀스 및 WUR 데이터를 포함하는 WUR PPDU (physical layer protocol data unit)를 생성하는 단계;
    WLAN 수신기가 꺼져 있는 스테이션(STA)의 WUR 수신기에 상기 WUR PPDU를 송신하는 단계; 및
    상기 STA의 WUR 수신기가 상기 WLAN 수신기를 웨이크 업 시킨 후 상기 STA에 WLAN PPDU를 송신하는 단계를 포함하되,
    상기 STA의 WUR 수신기와 상기 AP 간의 동기화를 위해 사용되는 상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 특정 정보를 나르는 시그니쳐 시퀀스(signature sequence)에 해당하고,
    상기 특정 정보는, 상기 WUR PPDU가 단일 사용자(SU)에 대한 것인지 아니면 다중 사용자(MU)에 대한 것인지를 지시하는 SU/MU 지시자 및 상기 WLAN 수신기가 웨이크 업 이후 송신 할 상기 WLAN PPDU의 대역폭에 대한 정보 중 적어도 하나를 포함하는, WUR 신호 송신 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WLAN PPDU의 대역폭보다 좁은 협 대역(narrow band)을 통해 송신되며,
    상기 협 대역은, WLAN 프라이머리(primary) 20 MHz 채널 또는 WUR 전용(dedicated) 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들 중 일부인, WUR 신호 송신 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블은 수학식 'SQRT(M/N)'만큼 전력 부스팅되고,
    'SQRT'는 제곱 근을 의미하고, 'M'은 20 MHz 채널에 포함된 서브캐리어들의 총 수이고, 'N'은 상기 협 대역에 포함된 서브캐리어들의 총 수인, WUR 신호 송신 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR PPDU 내에서 다수 회 반복되는, WUR 신호 송신 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터의 1-비트를 N개 서브캐리어들에 OOK(on-off keying) 변조 맵핑하기 위한 길이 N의 확산 시퀀스로서, 상기 길이 N의 확산 시퀀스가 시간 도메인에서 다수 회 반복되는, WUR 신호 송신 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 WUR 프리앰블 시퀀스는 상기 WUR 데이터가 맵핑되는 N개 서브캐리어들 내에서 2-서브캐리어 또는 4-서브캐리어 간격으로 맵핑됨으로써 시간 도메인에서 2회 또는 4회 반복되는, WUR 신호 송신 방법.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 특정 정보는, 상기 STA의 ID, 브로드캐스트 ID 및 BSS(basic service set) ID 중 적어도 하나를 더 포함하는, WUR 신호 송신 방법.
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