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WO2017026807A1 - 타겟 웨이크 타임 기반의 전력 절약을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말 - Google Patents

타겟 웨이크 타임 기반의 전력 절약을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말 Download PDF

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Publication number
WO2017026807A1
WO2017026807A1 PCT/KR2016/008822 KR2016008822W WO2017026807A1 WO 2017026807 A1 WO2017026807 A1 WO 2017026807A1 KR 2016008822 W KR2016008822 W KR 2016008822W WO 2017026807 A1 WO2017026807 A1 WO 2017026807A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
twt
channel
transmission
response message
wireless communication
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2016/008822
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
안진수
김용호
곽진삼
손주형
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wilus Institute of Standards and Technology Inc
Original Assignee
Wilus Institute of Standards and Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilus Institute of Standards and Technology Inc filed Critical Wilus Institute of Standards and Technology Inc
Publication of WO2017026807A1 publication Critical patent/WO2017026807A1/ko
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L9/00—Cryptographic mechanisms or cryptographic arrangements for secret or secure communications; Network security protocols
    • H04L9/40—Network security protocols
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00—Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. Transmission Power Control [TPC] or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/04—Scheduled access
    • H04W74/06—Scheduled access using polling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • 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 wireless communication method and a wireless communication terminal for power saving based on a target wake time, and more particularly, to a wireless communication method and a wireless communication terminal for scheduling data transmission in a target wake time service period. .
  • WLAN technology is a technology that enables wireless devices such as smart phones, smart pads, laptop computers, portable multimedia players, and embedded devices to wirelessly access the Internet at home, enterprise, or a specific service area based on wireless communication technology at a short range. to be.
  • IEEE 802.11 Since IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 supports the initial wireless LAN technology using the 2.4GHz frequency, various standards of technology are being put into practice or being developed.
  • IEEE 802.11b supports communication speeds up to 11Mbps while using frequencies in the 2.4GHz band.
  • IEEE 802.11a commercialized after IEEE 802.11b, reduces the impact of interference compared to the frequency of the congested 2.4 GHz band by using the frequency of the 5 GHz band instead of the 2.4 GHz band. Up to 54Mbps.
  • IEEE 802.11a has a shorter communication distance than IEEE 802.11b.
  • IEEE 802.11g like IEEE 802.11b, uses a frequency of 2.4 GHz band to realize a communication speed of up to 54 Mbps and satisfies backward compatibility, which has received considerable attention. Is in the lead.
  • IEEE 802.11n is a technical standard established to overcome the limitation of communication speed, which has been pointed out as a weak point in WLAN. IEEE 802.11n aims to increase the speed and reliability of networks and to extend the operating range of wireless networks. More specifically, IEEE 802.11n supports High Throughput (HT) with data throughput of up to 540 Mbps and also uses multiple antennas at both the transmitter and receiver to minimize transmission errors and optimize data rates. It is based on Multiple Inputs and Multiple Outputs (MIMO) technology. In addition, the specification may use a coding scheme that transmits multiple duplicate copies to increase data reliability.
  • HT High Throughput
  • MIMO Multiple Inputs and Multiple Outputs
  • IEEE 802.11ac supports a wide bandwidth (80MHz to 160MHz) at 5GHz frequency.
  • the IEEE 802.11ac standard is defined only in the 5GHz band, but for backwards compatibility with existing 2.4GHz band products, early 11ac chipsets will also support operation in the 2.4GHz band. Theoretically, this specification allows multiple stations to have a minimum WLAN speed of 1 Gbps and a maximum single link speed of at least 500 Mbps.
  • IEEE 802.11ad is a method of transmitting data using a 60 GHz band instead of the existing 2.4 GHz / 5 GHz.
  • IEEE 802.11ad is a transmission standard that uses beamforming technology to provide speeds of up to 7Gbps, and is suitable for streaming high bitrate video such as large amounts of data or uncompressed HD video.
  • the 60 GHz frequency band is difficult to pass through obstacles, and thus can be used only between devices in a short space.
  • next generation wireless LAN standard after 802.11ac and 802.11ad, a discussion for providing a high-efficiency and high-performance wireless LAN communication technology in a high-density environment continues. That is, in a next generation WLAN environment, high frequency efficiency communication should be provided indoors / outdoors in the presence of a high density station and an access point (AP), and various technologies are required to implement this.
  • AP access point
  • an object of the present invention is to provide high-efficiency / high-performance wireless LAN communication in a high density environment.
  • an object of the present invention is to provide an efficient power saving method in a multi-user transmission environment.
  • the present invention provides a wireless communication method and a wireless communication terminal of the following terminal.
  • a wireless communication terminal including a processor and a transceiver, wherein the processor transmits a TWT request message including a TWT element for setting a target wake time (TWT) of a power saving mode through the transceiver; And transmits a TWT response message including a TWT element corresponding to the TWT request message through the transceiver, and performs an operation of a TWT service period based on TWT element information extracted from the received TWT response message.
  • TWT target wake time
  • a wireless communication method of a wireless communication terminal comprising: transmitting a TWT request message including a TWT element for setting a target wake time (TWT) in a power saving mode; Receiving a TWT response message including a TWT element corresponding to the TWT request message; And performing an operation of a TWT service period based on the TWT element information extracted from the received TWT response message.
  • a wireless communication method comprising a.
  • the TWT element includes a TWT protection subfield, and in order to request a Network Allocation Vector (NAV) setting of the TWT service period, the TWT protection subfield of the TWT request message is set to a specified value.
  • NAV Network Allocation Vector
  • the NAV setting procedure is performed when the TWT protection subfield of the TWT response message corresponding to the TWT request message is set to the designated value.
  • the NAV setting procedure is performed by multi-user RTS (MU-RTS) transmission of a base wireless communication terminal and simultaneous CTS transmission of a plurality of terminals corresponding thereto.
  • MU-RTS multi-user RTS
  • Simultaneous CTSs transmitted by the plurality of terminals have the same waveform.
  • the TWT element includes a TWT channel field, and data transmission and reception during the TWT service period is performed on the TWT channel indicated by the TWT channel field of the TWT response message.
  • At least one channel for TWT channel establishment is indicated through the TWT channel field of the TWT request message, and a TWT channel indicated by the TWT channel field of the TWT response message is selected from the at least one channel.
  • the TWT channel field is configured in the form of a bitmap corresponding to each of a plurality of channels.
  • the TWT element includes a TWT channel field and a TWT protection subfield
  • the TWT protection subfield of the TWT request message is set to a specified value to request NAV setting of the TWT service period, and corresponds to the TWT request message.
  • the TWT protection subfield of the TWT response message is set to the designated value
  • the NAV setup procedure is performed through the TWT channel indicated by the TWT channel field of the TWT response message.
  • the target wake time interval may be variably set to flexibly perform power management of the terminal according to the traffic pattern.
  • FIG. 1 illustrates a WLAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a WLAN system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a configuration of an access point according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 schematically illustrates a process in which an STA establishes a link with an AP.
  • FIG. 6 illustrates a carrier sense multiple access (CSMA) / collision avoidance (CA) method used in WLAN communication.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • CA collision avoidance
  • FIG. 7 illustrates a method of performing a distributed coordination function (DCF) using a request to send (RTS) frame and a clear to send (CTS) frame.
  • DCF distributed coordination function
  • TWT 8 illustrates a method of operating a target wake time (TWT) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 shows a structure of a pole frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a TWT operation method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a TWT operating method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 illustrates a structure of an M-BA corresponding to a poll frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 illustrates an embodiment of a TWT operation method based on downlink data scheduling.
  • FIG. 14 illustrates another embodiment of a TWT operation method based on downlink data scheduling.
  • 15 and 16 illustrate a structure of a TWT trigger frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 illustrates various sleep mode switching points of STAs within a TWT service period of the aforementioned TWT operation.
  • FIG. 21 illustrates a frame structure of a TWT element according to an embodiment of the present invention.
  • 22 to 24 illustrate embodiments of indicating a TWT channel using a TWT channel field.
  • 25 illustrates a method of allocating a TWT channel and performing a TWT operation through a TWT request message and a TWT response message.
  • 26 shows a frame structure of a TWT element for data transmission protection during a TWT service period.
  • 27 to 29 illustrate embodiments of protecting data transmission of a TWT service period.
  • the WLAN system includes one or more Basic Service Sets (BSSs), which represent a set of devices that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • BSSs Basic Service Sets
  • the BSS may be classified into an infrastructure BSS (Independent BSS) and an Independent BSS (IBSS), and FIG. 1 illustrates an infrastructure BSS.
  • an infrastructure BSS (BSS1, BSS2) is an access point (PCP / AP) that is a station that provides one or more stations (STA1, STA2, STA3, STA4, STA5), and a distribution service.
  • PCP / AP-2 PCP / AP-2
  • DS Distribution System
  • a station is any device that includes a medium access control (MAC) compliant with the IEEE 802.11 standard and a physical layer interface to a wireless medium. It includes both access points (APs) as well as non-AP stations.
  • the term "terminal" may refer to a non-AP STA or an AP, or may be used as a term indicating both.
  • the station for wireless communication includes a processor and a transmit / receive unit, and may further include a user interface unit and a display unit according to an embodiment.
  • the processor may generate a frame to be transmitted through the wireless network or process a frame received through the wireless network, and may perform various processing for controlling the station.
  • the transceiver is functionally connected to the processor and transmits and receives a frame through a wireless network for a station.
  • the terminal may be used as a term including a user equipment (UE).
  • UE user equipment
  • An Access Point is an entity that provides access to a Distribution System (DS) via a wireless medium for a station associated with it.
  • DS Distribution System
  • the AP is used as a concept including a personal BSS coordination point (PCP), and is broadly used as a centralized controller, a base station (BS), a node-B, a base transceiver system (BTS), or a site. It can include all the concepts such as a controller.
  • the AP may also be referred to as a base wireless communication terminal, and the base wireless communication terminal is broadly used to include an AP, a base station, an eNB (eNodeB), and a transmission point (TP).
  • the base wireless communication terminal may include various types of wireless communication terminals for allocating communication medium resources and performing scheduling in communication with a plurality of wireless communication terminals.
  • the plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a distribution system (DS).
  • DS distribution system
  • ESS extended service set
  • FIG. 2 illustrates an independent BSS, which is a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention.
  • the same or corresponding parts as those of the embodiment of FIG. 1 will be omitted.
  • BSS3 shown in FIG. 2 is an independent BSS and does not include an AP, all stations STA6 and STA7 are not connected to the AP. Independent BSSs do not allow access to the distribution system and form a self-contained network. In the independent BSS, the respective stations STA6 and STA7 may be directly connected to each other.
  • the station 100 may include a processor 110, a transceiver 120, a user interface 140, a display unit 150, and a memory 160. .
  • the transceiver 120 transmits and receives a wireless signal such as a wireless LAN packet, may be provided in the station 100 or externally provided.
  • the transceiver 120 may include at least one transceiver module using different frequency bands.
  • the transceiver 120 may include a transceiver module of different frequency bands such as 2.4 GHz, 5 GHz, and 60 GHz.
  • the station 100 may include a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or more and a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or less.
  • Each transmit / receive module may perform wireless communication with an AP or an external station according to a wireless LAN standard of a frequency band supported by the corresponding transmit / receive module.
  • the transceiver 120 may operate only one transceiver module at a time or simultaneously operate multiple transceiver modules according to the performance and requirements of the station 100.
  • each transmit / receive module may be provided in an independent form, or a plurality of modules may be integrated into one chip.
  • the transceiver 120 may represent an RF transceiver module for processing a radio frequency (RF) signal.
  • RF radio frequency
  • the user interface unit 140 includes various types of input / output means provided in the station 100. That is, the user interface unit 140 may receive a user input using various input means, and the processor 110 may control the station 100 based on the received user input. In addition, the user interface 140 may perform an output based on a command of the processor 110 using various output means.
  • the display unit 150 outputs an image on the display screen.
  • the display unit 150 may output various display objects such as a content executed by the processor 110 or a user interface based on a control command of the processor 110.
  • the memory 160 stores a control program used in the station 100 and various data according thereto.
  • a control program may include an access program necessary for the station 100 to perform an access with an AP or an external station.
  • the processor 110 of the present invention may execute various instructions or programs and process data in the station 100.
  • the processor 110 may control each unit of the station 100 described above, and may control data transmission and reception between the units.
  • the processor 110 may execute a program for accessing the AP stored in the memory 160 and receive a communication setup message transmitted by the AP.
  • the processor 110 may read information on the priority condition of the station 100 included in the communication configuration message, and request a connection to the AP based on the information on the priority condition of the station 100.
  • the processor 110 of the present invention may refer to the main control unit of the station 100, and according to an embodiment, some components of the station 100, for example, a control unit for individually controlling the transceiver unit 120 and the like.
  • the processor 110 may be a modem or a modulator and / or demodulator that modulates and demodulates a radio signal transmitted and received from the transceiver 120.
  • the processor 110 controls various operations of radio signal transmission and reception of the station 100 according to an embodiment of the present invention. Specific embodiments thereof will be described later.
  • the station 100 shown in FIG. 3 is a block diagram according to an embodiment of the present invention, in which blocks shown separately represent logically distinguishing elements of a device. Therefore, the elements of the above-described device may be mounted in one chip or in a plurality of chips according to the design of the device. For example, the processor 110 and the transceiver 120 may be integrated into one chip or implemented as a separate chip. In addition, in the embodiment of the present invention, some components of the station 100, such as the user interface unit 140 and the display unit 150, may be selectively provided in the station 100.
  • the AP 200 may include a processor 210, a transceiver 220, and a memory 260.
  • the AP 200 may include a processor 210, a transceiver 220, and a memory 260.
  • FIG. 4 overlapping descriptions of parts identical or corresponding to those of the station 100 of FIG. 3 will be omitted.
  • the AP 200 includes a transceiver 220 for operating a BSS in at least one frequency band.
  • the transceiver 220 of the AP 200 may also include a plurality of transceiver modules using different frequency bands. That is, the AP 200 according to the embodiment of the present invention may be provided with two or more transmit / receive modules of different frequency bands, such as 2.4 GHz, 5 GHz, and 60 GHz.
  • the AP 200 may include a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or more and a transmission / reception module using a frequency band of 6 GHz or less.
  • Each transmit / receive module may perform wireless communication with a station according to a wireless LAN standard of a frequency band supported by the corresponding transmit / receive module.
  • the transceiver 220 may operate only one transceiver module at a time or simultaneously operate multiple transceiver modules according to the performance and requirements of the AP 200.
  • the transceiver 220 may represent an RF transceiver module for processing a radio frequency (RF) signal.
  • RF radio frequency
  • the memory 260 stores a control program used in the AP 200 and various data according thereto.
  • a control program may include an access program for managing a connection of a station.
  • the processor 210 may control each unit of the AP 200 and may control data transmission and reception between the units.
  • the processor 210 may execute a program for accessing a station stored in the memory 260 and transmit a communication setting message for one or more stations.
  • the communication setting message may include information on the access priority condition of each station.
  • the processor 210 performs connection establishment according to a connection request of a station.
  • the processor 210 may be a modem or a modulator and / or demodulator that modulates and demodulates a wireless signal transmitted and received from the transceiver 220.
  • the processor 210 controls various operations of wireless signal transmission and reception of the AP 200 according to an embodiment of the present invention. Specific embodiments thereof will be described later.
  • FIG. 5 schematically illustrates a process in which an STA establishes a link with an AP.
  • the scanning step is a step in which the STA 100 obtains access information of a BSS operated by the AP 200.
  • a passive scanning method for obtaining information by using only a beacon message S101 periodically transmitted by the AP 200 and a STA 100 requests a probe to the AP.
  • the STA 100 that has successfully received the radio access information in the scanning step transmits an authentication request (S107a), receives an authentication response from the AP 200 (S107b), and performs an authentication step. do.
  • the STA 100 transmits an association request (S109a), receives an association response from the AP 200 (S109b), and performs the association step.
  • the association (association) basically means a wireless coupling
  • the present invention is not limited to this, the binding in the broad sense may include both wireless coupling and wired coupling.
  • the 802.1X based authentication step S111 and the IP address obtaining step S113 through DHCP may be performed.
  • the authentication server 300 is a server that processes 802.1X-based authentication with the STA 100 and may be physically coupled to the AP 200 or may exist as a separate server.
  • FIG. 6 illustrates a carrier sense multiple access (CSMA) / collision avoidance (CA) method used in WLAN communication.
  • CSMA carrier sense multiple access
  • CA collision avoidance
  • the terminal performing the WLAN communication performs carrier sensing before checking data to check whether the channel is occupied. If a wireless signal of a predetermined intensity or more is detected, it is determined that the corresponding channel is busy, and the terminal delays access to the corresponding channel. This process is called clear channel assessment (CCA), and the level for determining whether a corresponding signal is detected is called a CCA threshold. If a radio signal having a CCA threshold or higher received by the terminal uses the terminal as a receiver, the terminal processes the received radio signal. On the other hand, if a wireless signal is not detected in the corresponding channel or if a wireless signal having a strength smaller than the CCA threshold is detected, the channel is determined to be idle.
  • CCA clear channel assessment
  • each terminal having data to be transmitted performs a backoff procedure after a time such as an inter frame space (IFS), for example, an AIFS (AIFS), a PIFS (PCF IFS), etc. do.
  • AIFS may be used as a configuration to replace the existing DIFS (DCF IFS).
  • DIFS DIFS
  • Each terminal waits while reducing the slot time by the random number determined for the terminal during the interval of the idle state of the channel, and allows the terminal that has exhausted the slot time to attempt to access the channel. do.
  • the interval in which each terminal performs the backoff procedure is called a contention window interval.
  • the terminal may transmit data through the channel.
  • each collided terminal receives a new random number and performs a backoff procedure again.
  • the random number newly allocated to each terminal may be determined within a range (2 * CW) of twice the random number range (competition window, CW) previously allocated by the corresponding terminal.
  • each terminal attempts access by performing a backoff procedure again in the next contention window section, and each terminal performs a backoff procedure from the slot time remaining in the previous contention window section. In this way, each of the terminals performing WLAN communication can avoid collisions with each other for a specific channel.
  • FIG. 7 illustrates a method of performing a distributed coordination function (DCF) using a request to send (RTS) frame and a clear to send (CTS) frame.
  • DCF distributed coordination function
  • each terminal having data to be transmitted performs a backoff procedure by decreasing the backoff counter (or a backoff timer) of a random number assigned to each terminal after the time of AIFS.
  • the transmitting terminal having the expired backoff counter transmits a Request to Send (RTS) frame to inform that the terminal has data to transmit.
  • RTS Request to Send
  • the STA1 having the advantage in the competition with the minimum backoff may transmit the RTS frame after the backoff counter expires.
  • the RTS frame includes information such as a receiver address, a transmitter address, and a duration.
  • the CTS frame includes information such as a receiver address and a duration.
  • the receiver address of the CTS frame may be set to be the same as the transmitter address of the corresponding RTS frame, that is, the address of the transmitting terminal STA1.
  • the transmitting terminal STA1 receiving the CTS frame transmits data after the time of SIFS.
  • the receiving terminal AP transmits an acknowledgment (ACK) frame after the time of SIFS to inform that the data transmission is completed.
  • ACK acknowledgment
  • the transmitting terminal considers the data transmission successful.
  • a response frame is not received within a preset time
  • the transmitting terminal considers that data transmission has failed.
  • neighboring terminals that receive at least one of an RTS frame and a CTS frame during the transmission process set a network allocation vector (NAV) and do not perform data transmission until the set NAV expires.
  • the NAV of each terminal may be set based on the duration field of the received RTS frame or CTS frame.
  • the transmitting terminal STA1 which transmits the RTS frame, considers that data transmission is impossible, and receives a new random number to participate in the next competition.
  • the newly allocated random number may be determined within the range (2 * CW) of twice the previously set random number range (competition window, CW) as described above.
  • one wireless communication terminal may simultaneously transmit data to a plurality of wireless communication terminals. Also, one wireless communication terminal can receive data from a plurality of wireless communication terminals at the same time. For example, a downlink multi-user (DL-MU) transmission in which an AP simultaneously transmits data to a plurality of STAs, and an uplink multi-user (AP) in which a plurality of STAs simultaneously transmit data to an AP UL-MU) transmission may be performed.
  • DL-MU downlink multi-user
  • AP uplink multi-user
  • information for scheduling UL-MU transmission may be indicated through a preamble of a packet and / or a predetermined field of a MAC header.
  • the STA may indicate information for UL-MU transmission scheduling through a preset field of a preamble or a MAC header of an uplink transmission packet, and transmit the information to the AP.
  • the information for UL-MU transmission scheduling may include at least one of buffer status information of each STA and channel status information measured at each STA.
  • the buffer status information of the STA may indicate at least one of whether the corresponding STA has uplink data to transmit, an access category (AC) of uplink data, and information about the size (or transmission time) of the uplink data.
  • AC access category
  • the UL-MU transmission process may be managed by the AP.
  • the UL-MU transmission may be performed in response to a trigger frame transmitted by the AP.
  • the STAs simultaneously transmit uplink data after a predetermined IFS time after receiving the trigger frame.
  • the trigger frame indicates a data transmission time of the uplink STAs and may inform channel (or subchannel) information allocated to the uplink STAs.
  • the AP transmits a trigger frame
  • the plurality of STAs transmit uplink data through each assigned subcarrier at a time point specified by the trigger frame.
  • the AP transmits an ACK for the STAs that succeed in uplink data transmission.
  • the AP may transmit a preset multi-STA block ACK (M-BA) as an ACK for the plurality of STAs.
  • M-BA multi-STA block ACK
  • a specific number such as 26, 52, or 106 tones, may be used as a resource unit (RU) for a subchannel unit in a 20 MHz channel.
  • the trigger frame may indicate identification information of each STA participating in the UL-MU transmission and information of the allocated resource unit.
  • the identification information of the STA includes at least one of an association ID (AID), a partial AID, and a MAC address of the STA.
  • the information of the resource unit includes the size and location information of the resource unit.
  • UL-MU transmission may be performed based on competition of a plurality of STAs for a specific resource unit. For example, when the AID field value for a specific resource unit is set to a specific value (eg, 0) that is not assigned to the STA, the plurality of STAs may attempt random access (RA) for the corresponding resource unit. .
  • RA random access
  • a power save (PS) mode may be used for efficient power management of WLAN terminals.
  • UEs not performing data transmission / reception in the PS mode switch to a sleep mode.
  • the terminals in the sleep mode may wake up at a designated time and participate in data transmission and reception.
  • the PS mode may be set even in the aforementioned multi-user transmission process.
  • a power saving mode may be implemented by using a target wake time (TWT) operation. That is, the sleep mode terminals switch to the wake mode at the designated TWT and participate in data transmission and reception. Therefore, there is a need for a method for effectively transmitting a TWT element in a multi-user transmission process.
  • TWT target wake time
  • the WLAN terminal may perform a TWT operation based on a trigger frame. That is, the AP may operate a power saving mode by transmitting a trigger frame including the TWT information (hereinafter, referred to as a TWT trigger frame).
  • the AP periodically transmits a TWT trigger frame, and the STAs perform an operation of the PS mode based on the received TWT trigger frame. If there is no data to transmit and receive during the TWT service period (TWT SP) specified by the TWT trigger frame, the STAs switch to the sleep mode.
  • TWT SP TWT service period
  • the TWT trigger frame may be implemented in various forms.
  • the TWT trigger frame may be implemented by inserting TWT information into a predetermined field of the trigger frame.
  • the TWT trigger frame may be implemented in the form of an Aggregated MAC Protocol Data Unit (A-MPDU) in which a trigger frame and a TWT frame are combined.
  • A-MPDU Aggregated MAC Protocol Data Unit
  • the AP periodically transmits the TWT trigger frames 310a and 310b at a designated time.
  • the TWT trigger frames 310a and 310b may be transmitted at a time point specified in the TWT association step.
  • the AP transmits TWT trigger frames 310a and 310b to check whether STAs that will participate in transmission in the corresponding TWT SP are available.
  • the AP may inquire at least one of the associated STAs through the TWT trigger frames 310a and 310b to inquire whether data of each STA can be transmitted or received.
  • the AP indicates STA1, STA2, STA3, STA4, and STA5 through the TWT trigger frame 310a.
  • the STAs receiving the TWT trigger frames 310a and 310b transmit a poll frame 320 in response thereto.
  • the STAs capable of transmitting and receiving data among the STAs indicated by the TWT trigger frames 310a and 310b transmit the poll frame 320.
  • the poll frame 320 may use a PS-Poll frame or a modified frame thereof.
  • the poll frames 320 of the plurality of STAs are transmitted through UL OFDMA and / or UL MU-MIMO (Multi-User MIMO).
  • each STA may additionally indicate whether uplink data is present using a preset field of the poll frame 320. In the embodiment of FIG.
  • STA1, STA2, and STA4 may transmit and receive data among the STAs that receive the TWT trigger frame 310a, and the STAs transmit the poll frame 320.
  • STA1 and STA2 have uplink data, and a preset field of the poll frame 320 transmitted from STA1 and STA2 may additionally indicate that uplink data exists.
  • the AP receiving the poll frame 320 from the STAs transmits a multiplexed block ACK (M-BA) 330 accordingly.
  • the AP may identify STAs capable of transmitting and receiving data based on the poll frame 320 transmitted by the STAs.
  • the AP responds through the M-BA 330 to the STAs identified as available for the TWT SP.
  • STAs that receive the M-BA 330 from the AP are in a wake mode at least some time of the TWT SP.
  • the M-BA 330 since the poll frame 320 is configured as a single frame, the M-BA 330 may be transmitted in the general ACK mode instead of the block ACK mode. More specifically, the ACK / BA bits of the M-BA 330 may be set to ACK, and may be configured as a short frame in which the block ACK sequence field and the block ACK bitmap field are omitted.
  • the AP and the STA perform at least one of the DL-MU transmission process 340 and the UL-MU transmission process 350.
  • the AP transmits a DL PPDU 342 to STA1 and STA4, and STA1 and STA4 transmit a block ACK 344 correspondingly.
  • the AP may transmit the DL PPDU 342 after the M-BA 330 is transmitted and a Reduced IFS (RIFS) time. At this time, the RIFS is set to be shorter than the SIFS.
  • RIFS Reduced IFS
  • the DL PPDU 342 to the plurality of STAs is transmitted via DL OFDMA and / or DL MU-MIMO (Multi-User MIMO).
  • the AP transmits a trigger frame 352 to start the UL-MU transmission process 350.
  • At least one STA designated by trigger frame 352 transmits UL PPDU 354 correspondingly.
  • the UL PPDUs 354 of the plurality of STAs are transmitted through UL OFDMA and / or UL MU-MIMO (Multi-User MIMO).
  • the AP receives the UL PPDU 354 transmitted by the at least one STA and transmits the M-BA 356 correspondingly.
  • the STAs that transmit the poll frame 320 and receive the M-BA 330 may have different time points for switching the wake mode according to the transmission mode. More specifically, the STA without uplink data may be in the wake mode until the DL-MU transmission process 340 and then switch to the sleep mode in the UL-MU transmission process 350. However, the STA with uplink data is in the wake mode until at least the transmission time of the trigger frame 352. When uplink transmission is scheduled by the trigger frame 352, the terminal is in the wake mode during the UL-MU transmission process 350. However, if the uplink transmission is not scheduled by the trigger frame 352, the terminal may immediately switch to the sleep mode.
  • FIG. 8 illustrates that the DL-MU transmission process 340 is performed before the UL-MU transmission process 350
  • the present invention is not limited thereto. If the UL-MU transmission process 350 is performed first, the AP may start the UL-MU transmission process 350 by transmitting the trigger frame 352 after the M-BA 330 is transmitted and the RIFS time. In addition, at least one of the DL-MU transmission process 340 and the UL-MU transmission process 350 may be omitted according to traffic conditions.
  • a poll frame may use a PS-Poll frame or a modified frame thereof.
  • the poll frame may be configured in a form in which some fields of the PS-Poll frame of the legacy WLAN system are modified.
  • the poll frame may utilize the BSSID field of the PS-Poll frame as an STA status field.
  • the STA status field may include at least one of buffer status information and channel status information of the corresponding STA.
  • the buffer status information may include a frame length of uplink data, access category information, and the like.
  • the STAs receiving the TWT trigger frame 310a transmit a poll frame 322 correspondingly.
  • Each STA may transmit buffer status information of the corresponding STA, that is, information on whether uplink data exists through the poll frame 322.
  • STA1, STA2, STA4, and STA5 may transmit and receive data, and the STAs transmit a poll frame 322.
  • STA1 and STA2 have uplink data
  • a preset field of the poll frame 322 transmitted from STA1 and STA2 indicates that uplink data exists.
  • STA4 and STA5 do not have uplink data
  • a preset field of the poll frame 322 transmitted from STA4 and STA5 indicates that uplink data does not exist.
  • the AP may transmit the M-BA 332 based on the presence of uplink data and downlink data of STAs that have transmitted the poll frame 322. More specifically, the AP selectively transmits the M-BA 332 only to those STAs in which uplink data and / or downlink data actually exist among the STAs capable of transmitting and receiving data. That is, the AP may inform scheduling information of each STA in the corresponding TWT SP through the M-BA 332. The response information of the STA in which at least one of uplink data and downlink data to be transmitted in the TWT SP exists is included in the M-BA 332.
  • the M-BA 332 does not include the response information of the STA in which neither uplink data nor downlink data to be transmitted in the TWT SP exists.
  • the STA that has not received the response information by the M-BA 332 may switch to the sleep mode and may maintain the sleep mode until the start time of the next TWT SP.
  • STA5 of STA4 and STA5 indicating no upstream data through the poll frame 322 does not have downlink data in the corresponding TWT SP. Accordingly, the M-BA 332 does not include the response information of the STA5, but includes only the response information of the STA1, the STA2, and the STA4. Accordingly, STA1, STA2, and STA4 operate in the wake mode in the DL-MU transmission process 340. However, the STA5 that does not receive the response information switches to the sleep mode. When the DL-MU transmission process 340 ends, the STAs that do not have uplink data switch to the sleep mode.
  • the STA not scheduled by the trigger frame 352 of the UL-MU transmission process 350 switches to the sleep mode after receiving the trigger frame 352.
  • the STA4 having no upstream data switches to the sleep mode after the DL-MU transmission process 340 ends.
  • all STAs in the PS mode may be in a sleep mode until the next TWT.
  • the next TWT may begin with the transmission of the TWT trigger frame 310b.
  • all STAs switch to the wake mode to receive the TWT trigger frame 310b.
  • the STAs transmit a poll frame 322 in response to the TWT trigger frame 310a, and the AP transmits an M-BA 334 in response to the poll frame 322.
  • the AP performs a response through the M-BA 334 for all STAs identified as available to the TWT SP.
  • the AP may indicate whether to participate in data transmission and reception for each STA in the TWT SP through a preset field of the M-BA 334.
  • the preset field may be inserted into a per-STA info field, and may be set to a field indicating whether the TWT SP participates or a field indicating End Of Service Period (EOSP).
  • the STAs receiving the M-BA 334 determine whether to switch to sleep mode in the TWT SP based on the preset field value of the corresponding STA.
  • FIG. 12 illustrates a structure of an M-BA including a preset field according to the embodiment of FIG. 11.
  • the M-BA includes a block response control (BA Control) field and a block response information (BA Information) field, and may indicate block response information for a plurality of STAs through at least one of the fields.
  • the block response information field may be set to a variable length and may include per-STA info or per-AID info instead of per-TID info.
  • the AP may indicate response information for a plurality of STAs using an AID-specific information field (or STA-specific information field) of the M-BA. More specifically, the information field for each AID includes AID information B0 to B10 of the reception target STA and an indicator B11 indicating whether a block response is made.
  • the M-BA may use a specific bit B12 among the TID value fields B12 ⁇ B15 of the existing block response frame as a field indicating whether TWT SP participates or a preset field indicating EOSP. .
  • the block response information field having the above-described configuration may be repeated for each AID.
  • the M-BA since the poll frame is composed of a single frame, the M-BA can be transmitted in the normal ACK mode, not the block ACK mode.
  • the indicator B11 indicating whether or not the block response indicates an ACK, the Block Response Start Sequence Control field and the Block Response Bitmap field are the block response information fields of the M-BA. May be omitted.
  • TWT SP scheduling process When STAs that do not have both uplink and downlink data transmit a poll frame during transmission of a TWT trigger frame, a poll frame, and an M-BA (hereinafter, referred to as a TWT SP scheduling process), power of the corresponding STAs is unnecessarily wasted. Can be. Accordingly, according to an embodiment of the present invention, the TWT trigger frames 312a and 312b may indicate only STAs having downlink data to be transmitted to collect the poll frame 324.
  • the AP indicates STA1 and STA4 in which downlink data to be transmitted in the TWT SP exists through the TWT trigger frame 312a.
  • STA1 and STA4 that have received the TWT trigger frame 312a transmit the poll frame 324 correspondingly.
  • the STA1 and the STA4 may additionally indicate whether uplink data exists by using a preset field of the poll frame 324.
  • the AP schedules the DL-MU transmission process 340 and the UL-MU transmission process 350 based on the received poll frame 324 and uplink data presence information in the frame.
  • both STA1 and STA4 that have received the TWT trigger frame 312a can transmit and receive data, and the STAs transmit a poll frame 324.
  • the STA1 having uplink data indicates that uplink data exists through a preset field of the poll frame 324.
  • the AP transmits the DL PPDU 342 to STA1 and STA4, and in the UL-MU transmission process 350, the AP indicates a trigger frame indicating the transmission of the UL PPDU 354 of the STA1.
  • FIG. 14 illustrates another embodiment of a TWT operation method based on downlink data scheduling.
  • STAs having downlink data to be transmitted are indicated through a TWT trigger frame, STAs having only uplink data without downlink data cannot participate in data transmission in the corresponding TWT SP. Therefore, according to another embodiment of the present invention, at least one resource unit is used for random access transmission of the poll frame 326, so that an STA having only uplink data may participate in the UL-MU transmission process 350. Can be.
  • the TWT trigger frames 314a and 314b may indicate a resource unit to be used for random access transmission of the poll frame 326.
  • STAs having only uplink data without downlink data transmit the poll frame 326 through a resource unit allocated for random access. More specifically, the TWT trigger frame 314a indicates STA1 and STA4 in which downlink data exists and indicates at least one resource unit for random access transmission of the poll frame 326.
  • STA1 and STA4 transmit the poll frame 326 on the resource unit designated by the TWT trigger frame 314a.
  • STAs having only uplink data transmit a poll frame 326 through a resource unit indicated for random access.
  • STA5 succeeds in random access transmission of the poll frame 326. Therefore, when scheduled by the trigger frame 352 in the UL-MU transmission process 350, STA5 may additionally participate in the transmission of the UL PPDU 354.
  • some resource units may collide in the random access transmission process of the poll frame 326.
  • the response information for the STA is not included in the M-BA 330. Therefore, the STA cannot obtain response information from the M-BA 330 and switches to the sleep mode.
  • STAs in the PS mode may receive a TWT trigger frame regardless of whether to participate in data transmission or reception in the TWT SP. Accordingly, the AP may indicate information for setting the TWT SP through a preset field of the TWT trigger frame. When the configuration of the TWT SP is changed, the changed information is transmitted to STAs through a TWT trigger frame.
  • the TWT trigger frame includes a field 'Next TWT' indicating a next TWT.
  • the 'Next TWT' field may indicate a duration from the transmission time of the current frame to the transmission time of the next TWT trigger frame.
  • STAs that receive the TWT trigger frame may determine a time to switch from the sleep mode to the wake mode based on the information of the 'Next TWT' field. That is, STAs entering the sleep mode at a specific time point of the current TWT SP switch to the wake mode at the time indicated by the 'Next TWT' field and receive the next TWT trigger frame.
  • the AP can flexibly configure the TWT SP by changing information of the 'Next TWT' field transmitted through the TWT trigger frame.
  • the TWT trigger frame may further include a field 'Next TWT field Size' indicating the size of the 'Next TWT' field.
  • the 'Next TWT' field may be set to a variable length, and the 'Next TWT field Size' field indicates information about the length of the 'Next TWT' field.
  • the 'Next TWT' field and the 'Next TWT field Size' field may be inserted before the common info field of the TWT trigger frame.
  • the aforementioned 'Next TWT' field (or 'Next TWT' field and 'Next TWT field Size' field) may be expressed using all or part of a specific address field of a TWT trigger frame. It has a maximum size of 6 bytes. In this case, at least one of the BSSID field, the transmitter address field, and the receiver address of the TWT trigger frame may be omitted.
  • TWT trigger frame indicates one 'Next TWT' information
  • the present invention is not limited thereto.
  • the TWT trigger frame indicates a plurality of 'Next TWT' information
  • the 'Next TWT' field may be inserted into the Per User Info field.
  • FIG. 17 illustrates various sleep mode switching points of STAs within a TWT service period of the aforementioned TWT operation. After the TWT trigger frame 310a is transmitted, the STAs may switch to the sleep mode at various times according to the TWT scheduling result.
  • the STAs switch to the wake mode at the TWT time point to receive the TWT trigger frame 310a. If a STA is not designated by the TWT trigger frame 310a, the STA switches to the sleep mode. If the TWT trigger frame 310a indicates a resource unit for random access transmission of the poll frame 320, STAs participating in the random access transmission of the poll frame 320 may maintain a wake mode. However, if the TWT trigger frame 310a does not indicate a resource unit for the random access transmission or if a STA does not participate in the random access transmission, the STA switches to the sleep mode.
  • STAs that switch to the sleep mode based on the TWT trigger frame 310a maintain the sleep mode for the first sleep period sp1 after the reception of the TWT trigger frame 310a until the reception time of the next TWT trigger frame 310b. do.
  • STAs that transmit the poll frame 320 without switching to the sleep mode in response to the TWT trigger frame 310a receive the M-BA 330.
  • the STA receiving the response information by the M-BA 330 maintains the wake mode and may participate in at least one of the DL-MU transmission process 340 and the UL-MU transmission process 350.
  • the STA that has not received the response information by the M-BA 332 switches to the sleep mode.
  • STAs that switch to the sleep mode based on the M-BA 330 maintain the sleep mode for a second sleep period sp2 until the reception of the next TWT trigger frame 310b after the reception of the M-BA 330. do.
  • the AP and the STA perform at least one of the DL-MU transmission process 340 and the UL-MU transmission process 350.
  • STAs that transmit the poll frame 320 and receive the M-BA 330 may be configured to have different switching timings of the wake mode according to the transmission mode.
  • the STA without uplink data may be in the wake mode until the DL-MU transmission process 340 and then switch to the sleep mode in the UL-MU transmission process 350.
  • the STA maintains a sleep mode for a third sleep period sp3 until the reception time of the next TWT trigger frame 310b after receiving the block response 344 of the DL-MU transmission process 340.
  • the STA with uplink data maintains the wake mode until the transmission time of the trigger frame 352.
  • the terminal When uplink transmission is scheduled by the trigger frame 352, the terminal is in the wake mode during the UL-MU transmission process 350. However, if the uplink transmission is not scheduled by the trigger frame 352, the terminal may immediately switch to the sleep mode.
  • the STA maintains the sleep mode during the fourth sleep period sp4 until the reception time of the next TWT trigger frame 310b after receiving the trigger frame 352 of the UL-MU transmission process 350.
  • all STAs participating in the TWT SP may switch to the sleep mode.
  • the STAs maintain the sleep mode until the reception time of the next TWT trigger frame 310b.
  • the TWT element indicates information for setting the TWT operation.
  • the TWT element is transmitted through a beacon, a TWT request message, a TWT response message, and the like.
  • the TWT interval may be changed based on the TWT request message of the STA and the TWT response message of the AP corresponding thereto.
  • the TWT interval may be changed by a TWT response message independently transmitted by the AP.
  • the exchange of the TWT request message and / or the TWT response message may be performed within the TWT SP.
  • the TWT element may be transmitted multiplexed in the PPDU in the form of A-MPDU.
  • the TWT interval may be variably set to flexibly perform power management of the UE according to the traffic pattern.
  • the TWT interval may be changed based on the TWT request message 355 transmitted in the form of A-MPDU.
  • the STA1 transmitting the UL PPDU 354 in the UL-MU transmission process 350 of the TWT SP may transmit the TWT request message 355 in the form of an A-MPDU.
  • the STA status field of the poll frame 320 may include a predetermined bit indicating that the TWT request message 355 will be transmitted with uplink data in the UL-MU transmission process 350.
  • the STA designated by the trigger frame 352 may separately transmit the TWT request message 355 or multiplex the uplink data and the TWT request message 355 to transmit the UL PPDU 354. have.
  • the AP which receives the TWT request message 355 from the STA, transmits a TWT response message 358 correspondingly.
  • the TWT response message 358 may be sent following the M-BA 356 corresponding to the UL-MU transmission.
  • the M-BA 356 and the TWT response message 358 may be continuously transmitted or may be transmitted at a predetermined time interval (eg RIFS or SIFS).
  • the M-BA 356 and the TWT response message 358 may be multiplexed and transmitted in the form of A-MPDU.
  • the STAs receiving the TWT response message 358 from the AP extract the TWT element from the TWT response message 358 and perform the next TWT operation based on the extracted TWT element.
  • the STAs may perform the transition from the sleep mode to the wake mode based on the TWT interval information extracted from the TWT response message 358.
  • cascade transmission may be performed in which a DL-MU transmission process and a UL-MU transmission process are continuously performed in the same transmission opportunity (TXOP).
  • the AP transmits the DL PPDU 342 to the plurality of STAs, and after the time of SIFS, the plurality of STAs transmit the UL PPDU 354 to the AP.
  • the AP transmits a DL PPDU 342 by multiplexing downlink data with a trigger frame 352 for indicating UL-MU transmission.
  • STAs receiving the trigger frame 352 transmitted together with the downlink data transmit the UL PPDU 354 by multiplexing the block response 344 for the downlink data and the uplink data.
  • the STA may additionally multiplex the TWT request message 355 and transmit the UL PPDU 354.
  • the UL PPDU 354 transmitted by the STA may include uplink data, a block response 344 for downlink data, and a TWT request message 355.
  • the AP which has received the TWT request message 355 from the STA, transmits the TWT response message 358 as described above.
  • the STAs receive the TWT response message 358 of the AP and perform the next TWT operation based on the TWT element included in the TWT response message 358.
  • the TWT request message 355 may be transmitted in the cascade transmission process.
  • the AP may multiplex the M-BA 330 corresponding to the poll frame 320 and the trigger frame 352 for indicating UL-MU transmission in an A-MPDU form. That is, the AP transmits the DL PPDU 342 by multiplexing the M-BA 330, the trigger frame 352, and the downlink data.
  • the STAs receiving the DL PPDU 342 may transmit the UL PPDU 354 by multiplexing the uplink data, the block response 344, and the TWT request message 355 as described above.
  • the multiplexing of the M-BA 330 and the trigger frame 352 may be implemented in various forms.
  • the M-BA 330 information may be included in the trigger frame 352 and transmitted.
  • the TWT scheduling operation described above may be basically performed in the primary channel of the BSS.
  • the TWT SP may be set in consideration of different channel environments for each terminal. More specifically, at least one channel except for the main channel may be used as a channel (hereinafter, referred to as a TWT channel) for TWT operation.
  • the plurality of STAs may use different channels as TWT channels.
  • the AP may set TWT SP for each STA and perform data transmission / reception using the TWT channel even when the primary channel is not available.
  • the TWT element points to information for setting the TWT operation.
  • TWT elements are sent via beacons, TWT request messages, and TWT response messages.
  • the TWT element includes a TWT channel ('TWT Channel') field.
  • the TWT channel field is set to a size of 1 byte and is used to request or indicate a channel for performing TWT scheduling by replacing the primary channel.
  • the TWT channel may be used as an Alternate Primary Channel (APCH) of the UE during the TWT SP.
  • APCH Alternate Primary Channel
  • the TWT channel can be used according to various embodiments.
  • the TWT channel may be used by an AP having one intermediate frequency (IF) terminal or a radio frequency (RF) terminal.
  • the TWT channel may be used by an AP having a plurality of independent IF stages or RF stages.
  • a specific 20 MHz channel within a 40 MHz, 80 MHz, or 160 MHz band that can be extended based on a main channel in a legacy WLAN system may be set as a TWT channel.
  • other channels except for the channels available for the expansion of each TWT channel and the main channel may not be used for data transmission.
  • the AP and the STA may transmit the OFDM signal through the entire negotiated bandwidth based on the capability of each terminal, but if the channel is not extended from the TWT channel and the main channel, the AP and the STA transmit the signal to the corresponding channel.
  • the AP and the STA generate an OFDM signal by performing inverse fast Fourier transform (IFFT) and fast Fourier transform (FFT) only with signals of a channel extended from the TWT channel and the main channel, so that the remaining channels are transmitted to terminals of other BSSs.
  • IFFT inverse fast Fourier transform
  • FFT fast Fourier transform
  • the AP and the STA may transmit signals only through available channels. When transmission using a non-contiguous channel is supported, the AP and the STA may not use at least some of the channels extended from the primary channel and the TWT channel for data transmission.
  • the STA sets a TWT channel field of the TWT request message and transmits it to the AP. That is, the STAs select the idle channel with reference to the transmission state of the neighbor BSS and transfer the selected channel information to the AP through the TWT channel field.
  • the AP receives a TWT request message from at least one STA and determines a TWT channel based on the TWT channel field information extracted from the received TWT request message.
  • the AP delivers the determined TWT channel information to the STAs through the TWT channel field of the TWT response message.
  • the STA sets the TWT channel based on the TWT channel information extracted from the TWT response message, and performs the above-described TWT operation on the configured TWT channel.
  • the TWT channel field may be configured in the form of a bitmap corresponding to each of eight 20 MHz channels (ie, CH # 1 to CH # 8) of the 160MHz band.
  • the STA sets the at least one bit of the TWT channel field of the TWT request message to a designated value (eg, 1) to request the AP to configure the TWT channel.
  • the channel corresponding to the TWT channel field value 1 of the TWT request message may indicate that the channel is available as a TWT channel.
  • the AP selects one of the channels indicated as available channels in the TWT channel field of the TWT request message as the TWT channel.
  • the AP Upon receiving the TWT request message from the STA, the AP selects one of the channels indicated through the TWT channel field of the TWT request message as the TWT channel. In the TWT channel field of the TWT response message, the AP assigns a TWT channel by setting a bit corresponding to the selected TWT channel to a specified value (ie, 1). As such, when the STA performs the TWT channel request by designating at least one channel through the TWT channel field of the TWT request message, the AP indicates the determined TWT channel through the TWT channel field of the TWT response message.
  • a specified value ie, 1
  • the TWT channel field directly indicates an index of the target channel so that a TWT channel request and a TWT channel indication may be performed.
  • the channel index may indicate a channel of 20 MHz band, but may additionally indicate a channel of a specific band of 20 MHz or more (for example, 40 MHz band and 80 MHz band).
  • the TWT channel field of the TWT response message always indicates a channel of the 20 MHz band, so that the TWT channel to be used for the TWT SP can be clearly indicated.
  • an index for each channel of the 2.4 GHz band and the 5 GHz band may be allocated, and the TWT channel field may represent the index for each channel with at least 6 bits of information.
  • an index for each channel of the 5 GHz band may be allocated, and the TWT channel field may represent the index for each channel with at least 5 bits of information.
  • the TWT channel field may express an index for a channel of a specific band by using additional bits.
  • the 25 illustrates a method of allocating a TWT channel and performing a TWT operation through a TWT request message and a TWT response message.
  • the STA sends a TWT request message 355 to the AP.
  • the TWT channel field of the TWT request message 355 indicates at least one channel for TWT channel establishment.
  • the AP receives the TWT request message 355 and determines a TWT channel based on the TWT channel field information of the received TWT request message 355.
  • the AP sends a TWT response message 358 in response to the TWT request message 355. At this time, the AP indicates the determined TWT channel through the TWT channel field of the TWT response message 358.
  • a TWT operation is performed on the determined TWT channel.
  • the AP and the STA may perform TWT scheduling on the TWT channel. That is, the AP transmits the TWT trigger frame 310 through the TWT channel, and the STA transmits the poll frame 320 through the TWT channel correspondingly.
  • the AP transmits, through the TWT channel, the M-BA 330 including response information for the STAs identified as available to the TWT SP.
  • the TWT scheduling process may be omitted.
  • the TWT operation may be performed in the TWT channel regardless of whether the main channel is available. That is, even when the primary channel is in the occupied state, the AP and the STA may perform data transmission / reception during the TWT SP through the TWT channel.
  • the TWT element includes a TWT Protection ('TWT Protection') subfield.
  • the TWT protection subfield may be included in the request type field of the TWT element.
  • the TWT Protection subfield is used for NAV configuration for data transmission protection of the TWT SP. More specifically, the STA may set the TWT protection subfield of the TWT request message to a specified value (eg, 1) to request NAV setting of the TWT SP. The AP may determine whether to set the NAV in the TWT SP based on the TWT protection subfield information of the received TWT request message. The AP indicates whether to set the NAV in the TWT SP through the TWT protection subfield of the TWT response message. If the TWT protection subfield of the TWT response message sent by the AP is set to a specified value (eg, 1), the NAV setup procedure of the TWT SP is performed.
  • a specified value eg, 1
  • the NAV setting procedure in the TWT SP may be performed in various ways.
  • the NAV configuration procedure may be performed by multi-user RTS (MU-RTS) transmission of the AP and simultaneous CTS transmission of a plurality of STAs corresponding thereto.
  • the MU-RTS is transmitted from the AP to the plurality of STAs.
  • Simultaneous CTSs transmitted by a plurality of STAs have the same waveform. That is, the simultaneous CTS transmitted by the plurality of STAs is configured with the same information and structure, and the AP may decode the simultaneous CTS received from the plurality of STAs.
  • the NAV setting procedure when the target to be protected by the TWT SP is a single STA, the NAV setting procedure may be performed by the RTS transmission of the AP and the CTS transmission of the corresponding STA. According to another embodiment of the present invention, the NAV setting procedure may be performed by transmitting a preset frame such as CTS-to-self.
  • the NAV setting procedure of the TWT SP may be performed using the TWT protection subfield of the TWT request message 355 and the TWT response message 358. If the probability of packet collision in the TWT SP is high due to signal transmission of hidden nodes, the STA may request NAV configuration of the TWT SP through the TWT request message 355. When the NAV protection of the TWT SP is performed, the TWT protection subfield of the TWT response message 358 sent by the AP is set to a specified value (eg, 1).
  • the TWT protection subfield of the TWT response message 358 starts with transmission of the MU-RTS 360 of the AP.
  • STAs wait for reception of the AP.
  • the STAs transmit corresponding CTS 362 correspondingly.
  • UEs that do not participate in the transmission in the TWT SP configure the NAV based on at least one of the MU-RTS 360 and the simultaneous CTS 362.
  • the STAs may recognize that the corresponding TWT operation has not been performed correctly.
  • the TWT protection subfield of the TWT response message 358 is set to an unspecified value (for example, 0)
  • NAV protection of the TWT SP is not performed, and the UEs may receive or not receive the MU-RTS 360. Regardless, the TWT operation can be performed.
  • FIG. 27 illustrates an embodiment in which the NAV of the TWT SP is set by the MU-RTS 360 transmission and the simultaneous CTS 362 transmission.
  • the present invention is not limited thereto, and as described above, the RTS transmission and the CTS transmission are described. NAV may also be set.
  • the above-described NAV setting procedure in the TWT SP may be performed through the TWT channel. That is, the AP transmits the MU-RTS 360 through the TWT channel, and the STAs correspondingly transmit the simultaneous CTS 362 through the TWT channel. Terminals not participating in the transmission in the TWT SP configure the NAV in the TWT channel based on at least one of the MU-RTS 360 and the simultaneous CTS 362. The subsequent TWT operation is as described above.
  • FIG. 29 is a diagram illustrating a data transmission protection method of a TWT service period according to another embodiment of the present invention.
  • an AP needs to support a plurality of TWT channels or simultaneously support a TWT channel and a main channel.
  • the data transmission state and data reception state of each channel of the AP in the TWT SP may be set to match.
  • the MU-RTS is transmitted only through a specific channel, the AP does not perform other transmission unless there is no downlink data that can be transmitted during that time.
  • the transmission time of the uplink data and the downlink data may be synchronized for each channel.
  • padding may be performed on transmission PPDUs for respective channels based on the maximum transmission time.
  • the AP may designate uplink transmission time of STAs using a trigger frame. In this case, an operation method of the alternate primary channel may be applied to the TWT channel allocated to each STA.
  • the present invention has been described using the WLAN communication as an example, the present invention is not limited thereto and may be equally applicable to other communication systems such as cellular communication.
  • the methods, apparatus, and systems of the present invention have been described in connection with specific embodiments, some or all of the components, operations of the present invention may be implemented using a computer system having a general hardware architecture.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, a procedure, or a function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in memory and driven by the processor.
  • the memory may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 타겟 웨이크 타임 기반의 전력 절약을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타겟 웨이크 타임 서비스 기간에서의 데이터 전송을 스케쥴링하기 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명은, 프로세서 및 송수신부를 포함하는 무선 통신 단말로서, 상기 프로세서는, 전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임(TWT) 설정을 위한 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 요청 메시지를 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 응답 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하고, 수신된 상기 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 엘리먼트 정보에 기초하여 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 무선 통신 단말 및 이를 이용한 무선 통신 방법을 제공한다.

Description

타겟 웨이크 타임 기반의 전력 절약을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말
본 발명은 타겟 웨이크 타임 기반의 전력 절약을 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타겟 웨이크 타임 서비스 기간에서의 데이터 전송을 스케쥴링하기 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11은 2.4GHz 주파수를 이용한 초기의 무선랜 기술을 지원한 이래, 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 먼저, IEEE 802.11b는 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbps의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 밴드가 아닌 5GHz 밴드의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 밴드의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 하위 호환성(backward compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받았는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.
그리고 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 제정된 기술 규격으로서 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 수 있다.
무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율(Very High Throughput, VHT)을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되었다. 이 중 IEEE 802.11ac는 5GHz 주파수에서 넓은 대역폭(80MHz~160MHz)을 지원한다. IEEE 802.11ac 표준은 5GHz 대역에서만 정의되어 있으나 기존 2.4GHz 대역 제품들과의 하위 호환성을 위해 초기 11ac 칩셋들은 2.4GHz 대역에서의 동작도 지원할 것이다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 스테이션의 무선랜 속도는 최소 1Gbps, 최대 단일 링크 속도는 최소 500Mbps까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 주파수 대역폭(최대 160MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 변조(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다. 또한, 기존 2.4GHz/5GHz 대신 60GHz 밴드를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gbps의 속도를 제공하는 전송규격으로서, 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합하다. 하지만 60GHz 주파수 밴드는 장애물 통과가 어려워 근거리 공간에서의 디바이스들 간에만 이용이 가능한 단점이 있다.
한편, 최근에는 802.11ac 및 802.11ad 이후의 차세대 무선랜 표준으로서, 고밀도 환경에서의 고효율 및 고성능의 무선랜 통신 기술을 제공하기 위한 논의가 계속해서 이루어지고 있다. 즉, 차세대 무선랜 환경에서는 고밀도의 스테이션과 AP(Access Point)의 존재 하에 실내/외에서 높은 주파수 효율의 통신이 제공되어야 하며, 이를 구현하기 위한 다양한 기술들이 필요하다.
본 발명은 전술한 바와 같이 고밀도 환경에서의 고효율/고성능의 무선랜 통신을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.
또한 본 발명은 다중 사용자 전송 환경에서 효율적인 전력 절약 방법을 제공하기 위한 목적을 가지고 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 다음과 같은 단말의 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말을 제공한다.
먼저 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서 및 송수신부를 포함하는 무선 통신 단말로서, 상기 프로세서는, 전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임(TWT) 설정을 위한 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 요청 메시지를 상기 송수신부를 통해 전송하고, 상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 응답 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하고, 수신된 상기 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 엘리먼트 정보에 기초하여 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 무선 통신 단말이 제공된다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 무선 통신 단말의 무선 통신 방법으로서, 전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임(TWT) 설정을 위한 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 요청 메시지를 전송하는 단계; 상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 응답 메시지를 수신하는 단계; 및 수신된 상기 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 엘리먼트 정보에 기초하여 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 단계; 를 포함하는 무선 통신 방법이 제공된다.
상기 TWT 엘리먼트는 TWT 보호 서브필드를 포함하고, 상기 TWT 서비스 기간의 NAV(Network Allocation Vector) 설정을 요청하기 위해, 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드는 지정된 값으로 설정된다.
상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 NAV 설정 절차가 수행된다.
상기 NAV 설정 절차는 베이스 무선 통신 단말의 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 전송 및 이에 대응하는 복수의 단말들의 동시(simultaneous) CTS 전송에 의해 수행된다.
상기 복수의 단말들이 전송하는 동시 CTS는 동일한 웨이브 폼을 갖는다.
상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드를 포함하고, 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널로 상기 TWT 서비스 기간 동안의 데이터 송수신이 수행된다.
상기 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 TWT 채널 설정을 위한 적어도 하나의 채널이 지시되고, 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널은 상기 적어도 하나의 채널 중에서 선택된다.
상기 TWT 채널 필드는 복수의 채널들에 각각 대응하는 비트맵 형태로 구성된다.
상기 TWT 채널 필드는 적어도 하나의 채널에 대응하는 채널 인덱스를 나타낸다.
상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드 및 TWT 보호 서브필드를 포함하고, 상기 TWT 서비스 기간의 NAV 설정을 요청하기 위해 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드는 지정된 값으로 설정되고, 상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널을 통해 상기 NAV 설정 절차가 수행된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 무선 단말들의 전력 소모를 줄일 수 있으며 고효율의 무선랜 시스템을 설계할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 타겟 웨이크 타임 인터벌을 가변적으로 설정하여 트래픽 패턴에 따라 유연하게 단말의 전력 관리를 수행할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 타겟 웨이크 타임 서비스 기간에서 복수의 단말들의 데이터 전송 기회를 보호할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 경쟁 기반 채널 접근 시스템에서 전체 자원 사용률을 증가시키고, 무선랜 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션의 구성을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 구성을 나타낸다.
도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시한다.
도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타낸다.
도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TWT(Target Wake Time) 동작 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴 프레임의 구조를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 TWT 동작 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 TWT 동작 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴 프레임에 대응하는 M-BA의 구조를 나타낸다.
도 13은 하향 데이터 스케쥴링 기반의 TWT 동작 방법의 일 실시예를 나타낸다.
도 14는 하향 데이터 스케쥴링 기반의 TWT 동작 방법의 다른 실시예를 나타낸다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 TWT 트리거 프레임의 구조를 나타낸다.
도 17은 전술한 TWT 동작의 TWT 서비스 기간 내에서 STA들의 다양한 슬립 모드 전환 시점을 나타낸다.
도 18 내지 도 20은 본 발명의 실시예에 따른 TWT 엘리먼트 교환을 이용한 TWT 인터벌 변경 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 TWT 엘리먼트의 프레임 구조를 나타낸다.
도 22 내지 도 24는 TWT 채널 필드를 이용하여 TWT 채널을 지시하는 실시예들을 나타낸다.
도 25는 TWT 요청 메시지 및 TWT 응답 메시지를 통해 TWT 채널을 할당하고 TWT 동작을 수행하는 방법을 나타낸다.
도 26은 TWT 서비스 기간 동안의 데이터 전송 보호를 위한 TWT 엘리먼트의 프레임 구조를 나타낸다.
도 27 내지 도 29는 TWT 서비스 기간의 데이터 전송을 보호하는 실시예들을 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.
명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 “이상” 또는 “이하”라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 “초과” 또는 “미만”으로 적절하게 대체될 수 있다.
본 출원은 대한민국 특허 출원 제10-2015-0113493호, 제10-2015-0119014호 및 제10-2016-0029135호를 기초로 한 우선권을 주장하며, 우선권의 기초가 되는 상기 각 출원들에 서술된 실시예 및 기재 사항은 본 출원의 상세한 설명에 포함되는 것으로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템을 도시하고 있다. 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 베이직 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함하는데, BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 기기들의 집합을 나타낸다. 일반적으로 BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분될 수 있으며, 도 1은 이 중 인프라스트럭쳐 BSS를 나타내고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 스테이션(STA1, STA2, STA3, STA4, STA5), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 스테이션인 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2), 및 다수의 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다.
스테이션(Station, STA)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 디바이스로서, 광의로는 비 액세스 포인트(non-AP) 스테이션뿐만 아니라 액세스 포인트(AP)를 모두 포함한다. 또한, 본 명세서에서 ‘단말’은 non-AP STA 또는 AP를 가리키거나, 양 자를 모두 가리키는 용어로 사용될 수 있다. 무선 통신을 위한 스테이션은 프로세서(Processor)와 송수신부(transmit/receive unit)를 포함하고, 실시예에 따라 유저 인터페이스부와 디스플레이 유닛 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하며, 그 밖에 스테이션을 제어하기 위한 다양한 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 송수신부는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신한다. 본 발명에서 단말은 사용자 단말기(user equipment, UE)를 포함하는 용어로 사용될 수 있다.
액세스 포인트(Access Point, AP)는 자신에게 결합된(associated) 스테이션을 위하여 무선 매체를 경유하여 분배시스템(DS)에 대한 접속을 제공하는 개체이다. 인프라스트럭쳐 BSS에서 비 AP 스테이션들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이지만, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP 스테이션들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. 한편, 본 발명에서 AP는 PCP(Personal BSS Coordination Point)를 포함하는 개념으로 사용되며, 광의적으로는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등의 개념을 모두 포함할 수 있다. 본 발명에서 AP는 베이스 무선 통신 단말로도 지칭될 수 있으며, 베이스 무선 통신 단말은 광의의 의미로는 AP, 베이스 스테이션(base station), eNB(eNodeB) 및 트랜스미션 포인트(TP)를 모두 포함하는 용어로 사용될 수 있다. 뿐만 아니라, 베이스 무선 통신 단말은 복수의 무선 통신 단말과의 통신에서 통신 매개체(medium) 자원을 할당하고, 스케줄링(scheduling)을 수행하는 다양한 형태의 무선 통신 단말을 포함할 수 있다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 이때, 분배 시스템을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선랜 시스템인 독립 BSS를 도시하고 있다. 도 2의 실시예에서 도 1의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 2에 도시된 BSS3는 독립 BSS이며 AP를 포함하지 않기 때문에, 모든 스테이션(STA6, STA7)이 AP와 접속되지 않은 상태이다. 독립 BSS는 분배 시스템으로의 접속이 허용되지 않으며, 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다. 독립 BSS에서 각각의 스테이션들(STA6, STA7)은 다이렉트로 서로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스테이션(100)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)은 프로세서(110), 송수신부(120), 유저 인터페이스부(140), 디스플레이 유닛(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.
먼저, 송수신부(120)는 무선랜 패킷 등의 무선 신호를 송수신 하며, 스테이션(100)에 내장되거나 외장으로 구비될 수 있다. 실시예에 따르면, 송수신부(120)는 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 이를 테면, 상기 송수신부(120)는 2.4GHz, 5GHz 및 60GHz 등의 서로 다른 주파수 밴드의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스테이션(100)은 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 AP 또는 외부 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 송수신부(120)는 스테이션(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 스테이션(100)이 복수의 송수신 모듈을 포함할 경우, 각 송수신 모듈은 각각 독립된 형태로 구비될 수도 있으며, 복수의 모듈이 하나의 칩으로 통합되어 구비될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서 송수신부(120)는 RF(Radio Frequency) 신호를 처리하는 RF 송수신 모듈을 나타낼 수 있다.
다음으로, 유저 인터페이스부(140)는 스테이션(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 스테이션(100)을 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 상기 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다. 또한, 메모리(160)는 스테이션(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션(100)이 AP 또는 외부 스테이션과 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.
본 발명의 프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 스테이션(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 스테이션(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 AP와의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, AP가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 AP에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 스테이션(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시예에 따라 스테이션(100)의 일부 구성 이를 테면, 송수신부(120)등을 개별적으로 제어하기 위한 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있다. 즉, 프로세서(110)는 송수신부(120)로부터 송수신되는 무선 신호를 변복조하는 모뎀 또는 변복조부(modulator and/or demodulator)일 수 있다. 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 스테이션(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.
도 3에 도시된 스테이션(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 이를테면, 상기 프로세서(110) 및 송수신부(120)는 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있으며 별도의 칩으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 상기 스테이션(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 스테이션(100)에 선택적으로 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 AP(200)의 구성을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 프로세서(210), 송수신부(220) 및 메모리(260)를 포함할 수 있다. 도 4에서 AP(200)의 구성 중 도 3의 스테이션(100)의 구성과 동일하거나 상응하는 부분에 대해서는 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 적어도 하나의 주파수 밴드에서 BSS를 운영하기 위한 송수신부(220)를 구비한다. 도 3의 실시예에서 전술한 바와 같이, 상기 AP(200)의 송수신부(220) 또한 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 복수의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)는 서로 다른 주파수 밴드, 이를 테면 2.4GHz, 5GHz, 60GHz 중 두 개 이상의 송수신 모듈을 함께 구비할 수 있다. 바람직하게는, AP(200)는 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 송수신부(220)는 AP(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 본 발명의 실시예에서 송수신부(220)는 RF(Radio Frequency) 신호를 처리하는 RF 송수신 모듈을 나타낼 수 있다.
다음으로, 메모리(260)는 AP(200)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션의 접속을 관리하는 접속 프로그램이 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 AP(200)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 메모리(260)에 저장된 스테이션과의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, 하나 이상의 스테이션에 대한 통신 설정 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 통신 설정 메시지에는 각 스테이션의 접속 우선 조건에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 스테이션의 접속 요청에 따라 접속 설정을 수행한다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 송수신부(220)로부터 송수신되는 무선 신호를 변복조하는 모뎀 또는 변복조부(modulator and/or demodulator)일 수 있다. 프로세서(210)는 본 발명의 실시예에 따른 AP(200)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.
도 5는 STA가 AP와 링크를 설정하는 과정을 개략적으로 도시하고 있다.
도 5를 참조하면, STA(100)와 AP(200) 간의 링크는 크게 스캐닝(scanning), 인증(authentication) 및 결합(association)의 3단계를 통해 설정된다. 먼저, 스캐닝 단계는 AP(200)가 운영하는 BSS의 접속 정보를 STA(100)가 획득하는 단계이다. 스캐닝을 수행하기 위한 방법으로는 AP(200)가 주기적으로 전송하는 비콘(beacon) 메시지(S101)만을 활용하여 정보를 획득하는 패시브 스캐닝(passive scanning) 방법과, STA(100)가 AP에 프로브 요청(probe request)을 전송하고(S103), AP로부터 프로브 응답(probe response)을 수신하여(S105) 접속 정보를 획득하는 액티브 스캐닝(active scanning) 방법이 있다.
스캐닝 단계에서 성공적으로 무선 접속 정보를 수신한 STA(100)는 인증 요청(authentication request)을 전송하고(S107a), AP(200)로부터 인증 응답(authentication response)을 수신하여(S107b) 인증 단계를 수행한다. 인증 단계가 수행된 후, STA(100)는 결합 요청(association request)를 전송하고(S109a), AP(200)로부터 결합 응답(association response)을 수신하여(S109b) 결합 단계를 수행한다. 본 명세서에서 결합(association)은 기본적으로 무선 결합을 의미하나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 광의의 의미로의 결합은 무선 결합 및 유선 결합을 모두 포함할 수 있다.
한편, 추가적으로 802.1X 기반의 인증 단계(S111) 및 DHCP를 통한 IP 주소 획득 단계(S113)가 수행될 수 있다. 도 5에서 인증 서버(300)는 STA(100)와 802.1X 기반의 인증을 처리하는 서버로서, AP(200)에 물리적으로 결합되어 존재하거나 별도의 서버로서 존재할 수 있다.
도 6은 무선랜 통신에서 사용되는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)/CA(Collision Avoidance) 방법을 나타내고 있다.
무선랜 통신을 수행하는 단말은 데이터를 전송하기 전에 캐리어 센싱(Carrier Sensing)을 수행하여 채널이 점유 상태(busy)인지 여부를 체크한다. 만약, 일정한 세기 이상의 무선 신호가 감지되는 경우 해당 채널이 점유 상태(busy)인 것으로 판별되고, 상기 단말은 해당 채널에 대한 액세스를 지연한다. 이러한 과정을 클리어 채널 할당(Clear Channel Assessment, CCA) 이라고 하며, 해당 신호 감지 유무를 결정하는 레벨을 CCA 임계값(CCA threshold)이라 한다. 만약 단말에 수신된 CCA 임계값 이상의 무선 신호가 해당 단말을 수신자로 하는 경우, 단말은 수신된 무선 신호를 처리하게 된다. 한편, 해당 채널에서 무선 신호가 감지되지 않거나 CCA 임계값보다 작은 세기의 무선 신호가 감지될 경우 상기 채널은 유휴 상태(idle)인 것으로 판별된다.
채널이 유휴 상태인 것으로 판별되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말은 각 단말의 상황에 따른 IFS(Inter Frame Space) 이를테면, AIFS(Arbitration IFS), PIFS(PCF IFS) 등의 시간 뒤에 백오프 절차를 수행한다. 실시예에 따라, 상기 AIFS는 기존의 DIFS(DCF IFS)를 대체하는 구성으로 사용될 수 있다. 각 단말은 해당 단말에 결정된 난수(random number) 만큼의 슬롯 타임을 상기 채널의 유휴 상태의 간격(interval) 동안 감소시켜가며 대기하고, 슬롯 타임을 모두 소진한 단말이 해당 채널에 대한 액세스를 시도하게 된다. 이와 같이 각 단말들이 백오프 절차를 수행하는 구간을 경쟁 윈도우 구간이라고 한다.
만약, 특정 단말이 상기 채널에 성공적으로 액세스하게 되면, 해당 단말은 상기 채널을 통해 데이터를 전송할 수 있다. 그러나, 액세스를 시도한 단말이 다른 단말과 충돌하게 되면, 충돌된 단말들은 각각 새로운 난수를 할당 받아 다시 백오프 절차를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 각 단말에 새로 할당되는 난수는 해당 단말이 이전에 할당 받은 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다. 한편, 각 단말은 다음 경쟁 윈도우 구간에서 다시 백오프 절차를 수행하여 액세스를 시도하며, 이때 각 단말은 이전 경쟁 윈도우 구간에서 남게 된 슬롯 타임부터 백오프 절차를 수행한다. 이와 같은 방법으로 무선랜 통신을 수행하는 각 단말들은 특정 채널에 대한 서로간의 충돌을 회피할 수 있다.
도 7은 RTS(Request to Send) 프레임과 CTS(Clear to Send) 프레임을 이용한 DCF(Distributed Coordination Function) 수행 방법을 나타낸 도면이다.
BSS 내의 AP 및 STA들은 데이터를 전송하기 위한 권리를 얻기 위해 경쟁을 하게 된다. 이전 단계의 데이터 전송이 완료되면, 전송할 데이터가 있는 각 단말들은 AIFS의 시간이 지난 후에 각 단말에 할당된 난수의 백오프 카운터(또는, 백오프 타이머)를 감소해가며 백오프 절차를 수행한다. 백오프 카운터가 만료된 전송 단말은 RTS(Request to Send) 프레임을 전송하여, 해당 단말이 전송할 데이터가 있음을 알린다. 도 7의 실시예에 따르면, 최소의 백오프로 경쟁에서 우위를 점한 STA1이 백오프 카운터 만료 후 RTS 프레임을 전송할 수 있다. RTS 프레임은 리시버 어드레스(receiver address), 트랜스미터 어드레스(transmitter address) 및 듀레이션(duration) 등의 정보를 포함한다. RTS 프레임을 수신한 수신 단말(즉, 도 7에서 AP)은 SIFS(Short IFS)의 시간을 대기한 후 CTS(Clear to Send) 프레임을 전송하여 전송 단말(STA1)에게 데이터 전송이 가능함을 알린다. CTS 프레임은 리시버 어드레스와 듀레이션 등의 정보를 포함한다. 이때, CTS 프레임의 리시버 어드레스는 이에 대응하는 RTS 프레임의 트랜스미터 어드레스 즉, 전송 단말(STA1)의 어드레스와 동일하게 설정될 수 있다.
CTS 프레임을 수신한 전송 단말(STA1)은 SIFS의 시간 후에 데이터를 전송한다. 데이터 전송이 완료되면, 수신 단말(AP)은 SIFS의 시간 후에 응답(ACK) 프레임을 전송하여 데이터 전송이 완료되었음을 알린다. 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임을 수신한 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 성공한 것으로 간주한다. 그러나 기 설정된 시간 이내에 응답 프레임이 수신되지 않은 경우, 전송 단말은 데이터 전송에 실패한 것으로 간주한다. 한편, 상기 전송 과정 동안 RTS 프레임 및 CTS 프레임 중 적어도 하나를 수신한 주변 단말들은 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하며, 설정된 NAV가 만료될 때까지 데이터 전송을 수행하지 않는다. 이때, 각 단말의 NAV는 수신된 RTS 프레임 또는 CTS 프레임의 듀레이션 필드에 기초하여 설정될 수 있다.
전술한 데이터 전송 과정에서, 단말들의 RTS 프레임 또는 CTS 프레임이 간섭이나 충돌 등의 상황으로 목표 단말(즉, 리시버 어드레스의 단말)에게 정상적으로 전달되지 않는 경우에는 이후의 과정의 수행이 중단된다. RTS 프레임을 전송한 전송 단말(STA1)은 데이터 전송이 불가능한 것으로 간주하고, 새로운 난수를 할당 받아 다음 회의 경쟁에 참여하게 된다. 이때, 새로 할당되는 난수는 전술한 바와 같이 이전의 기 설정된 난수 범위(경쟁 윈도우, CW)의 2배의 범위(2*CW) 내에서 결정될 수 있다.
<다중 사용자 전송>
OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 또는 다중 입력 다중 출력(Multi Input Multi Output, MIMO)을 이용할 경우, 하나의 무선 통신 단말이 복수의 무선 통신 단말에게 동시에 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 하나의 무선 통신 단말은 복수의 무선 통신 단말로부터 동시에 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, AP가 복수의 STA에게 동시에 데이터를 전송하는 하향 다중 사용자(Downlink Multi-User, DL-MU) 전송, 복수의 STA가 AP로 동시에 데이터를 전송하는 상향 다중 사용자(Uplink Multi-User, UL-MU) 전송이 수행될 수 있다.
UL-MU 전송이 수행되기 위해서는 상향 전송을 수행하는 각 STA의 사용 채널 및 전송 개시 시점이 조정되어야 한다. UL-MU 전송의 효율적인 스케쥴링을 위해서는, 각 STA의 상태 정보가 AP에게 전달될 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, UL-MU 전송의 스케쥴링을 위한 정보는 패킷의 프리앰블 및/또는 MAC 헤더의 기 설정된 필드를 통해 지시될 수 있다. 예를 들어, STA는 상향 전송 패킷의 프리앰블 또는 MAC 헤더의 기 설정된 필드를 통해 UL-MU 전송 스케쥴링을 위한 정보를 나타내고, 이를 AP에게 전송할 수 있다. 이때, UL-MU 전송 스케쥴링을 위한 정보는 각 STA의 버퍼 상태(buffer status) 정보, 각 STA에서 측정된 채널 상태 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. STA의 버퍼 상태 정보는 해당 STA가 전송할 상향 데이터를 갖고 있는지 여부, 상향 데이터의 액세스 카테고리(Access Category, AC), 상향 데이터의 크기(또는, 전송 소요 시간) 정보 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정은 AP에 의해 관리될 수 있다. UL-MU 전송은 AP가 전송하는 트리거(trigger) 프레임의 응답으로 수행될 수 있다. STA들은 트리거 프레임의 수신 후 기 설정된 IFS 시간 뒤에 상향 데이터를 동시에 전송한다. 트리거 프레임은 상향 전송 STA들의 데이터 전송 시점을 지시하며, 상향 전송 STA들에 할당된 채널(또는, 서브 채널) 정보를 알려줄 수 있다. AP가 트리거 프레임을 전송하면 복수의 STA들은 트리거 프레임이 지정한 시점에 각각의 할당된 서브캐리어를 통해 상향 데이터를 전송한다. 상향 데이터 전송이 완료된 후에 AP는 상향 데이터 전송에 성공한 STA들에 대한 ACK을 전송한다. 이때, AP는 복수의 STA들에 대한 ACK으로서 기 설정된 다중-STA 블록 ACK(Multi-STA Block ACK, M-BA)을 전송할 수 있다.
논-레거시 무선랜 시스템에서는 20MHz 대역의 채널에서 특정 개수, 이를 테면 26, 52 또는 106개의 톤(tone)을 서브채널 단위의 접속을 위한 리소스 유닛(Resource Unit, RU)으로 사용할 수 있다. 따라서, 트리거 프레임은 UL-MU 전송에 참여하는 각 STA의 식별 정보와, 할당된 리소스 유닛의 정보를 나타낼 수 있다. STA의 식별 정보는 STA의 AID(Association ID), 부분 AID, MAC 어드레스 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 리소스 유닛의 정보는 리소스 유닛의 크기 및 위치 정보를 포함한다.
한편, 논-레거시 무선랜 시스템에서는 특정 리소스 유닛에 대한 복수의 STA들의 경쟁에 기초하여 UL-MU 전송이 수행될 수 있다. 예를 들어, 특정 리소스 유닛에 대한 AID 필드 값이 STA에게 할당되지 않는 특정 값(이를테면, 0)으로 설정된 경우 복수의 STA들은 해당 리소스 유닛에 대한 랜덤 액세스(Random Access, RA)를 시도할 수 있다.
<전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임 동작>
무선랜 단말들의 효율적인 전력 관리를 위해 전력 절약(Power Save, PS) 모드가 사용될 수 있다. PS 모드에서 데이터 송수신을 수행하지 않는 단말들은 슬립(sleep) 모드로 전환한다. 슬립 모드의 단말들은 지정된 시점에 깨어나 데이터 송수신에 참여할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 전술한 다중 사용자 전송 과정에서도 PS 모드가 설정될 수 있다. 다중 사용자 전송 과정에서는 타겟 웨이크 타임(Target Wake Time, TWT) 동작을 이용하여 전력 절약 모드가 구현될 수 있다. 즉, 슬립 모드의 단말들은 지정된 TWT에 웨이크 모드로 전환하여 데이터 송수신에 참여한다. 따라서, 다중 사용자 전송 과정에서 TWT 엘리먼트를 효과적으로 전송하기 위한 방법이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선랜 단말은 트리거 프레임에 기반한 TWT 동작을 수행할 수 있다. 즉, AP는 TWT 정보를 포함하는 트리거 프레임(이하, TWT 트리거 프레임)을 전송하여 전력 절약 모드를 운영할 수 있다. AP는 주기적으로 TWT 트리거 프레임을 전송하며, STA들은 수신된 TWT 트리거 프레임에 기초하여 PS 모드의 동작을 수행한다. TWT 트리거 프레임에 의해 지정된 TWT 서비스 기간(TWT SP) 동안 송수신할 데이터가 없을 경우, STA들은 슬립 모드로 전환한다.
본 발명의 실시예에 따르면, TWT 트리거 프레임은 다양한 형태로 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 트리거 프레임의 기 설정된 필드에 TWT 정보를 삽입하여 TWT 트리거 프레임을 구현할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, TWT 트리거 프레임은 트리거 프레임과 TWT 프레임이 결합된 A-MPDU(Aggregated MAC Protocol Data Unit) 형태로 구현될 수 있다.
이하, 각 도면을 참조로 PS 모드에서의 TWT 동작 방법의 다양한 실시예를 설명하도록 한다. 각 도면의 실시예에서, 이전 도면의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TWT 동작 방법을 나타낸다. AP는 지정된 시점에 TWT 트리거 프레임(310a, 310b)을 주기적으로 전송한다. 일 실시예에 따르면, TWT 트리거 프레임(310a, 310b)은 TWT 결합(association) 단계에서 지정된 시점에 전송될 수 있다. AP는 TWT 트리거 프레임(310a, 310b)을 전송하여 해당 TWT SP 내에서 전송에 참여할 STA들의 가용 여부를 확인한다. AP는 사전에 결합된(associated) STA들 중 적어도 하나를 TWT 트리거 프레임(310a, 310b)을 통해 지시하여 각 STA의 데이터 송수신 가능 여부를 조회할 수 있다. 도 8의 실시예에 따르면, AP는 TWT 트리거 프레임(310a)을 통해 STA1, STA2, STA3, STA4 및 STA5를 지시한다.
TWT 트리거 프레임(310a, 310b)을 수신한 STA들은 이에 대응하여 폴(Poll) 프레임(320)을 전송한다. 이때, TWT 트리거 프레임(310a, 310b)에 의해 지시된 STA들 중 데이터 송수신이 가능한 STA는 폴 프레임(320)을 전송한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 폴 프레임(320)으로는 PS-Poll 프레임 또는 이의 변형된 프레임이 사용될 수 있다. 복수의 STA들의 폴 프레임(320)은 UL OFDMA 및/또는 UL MU-MIMO(Multi-User MIMO)를 통해 전송된다. 일 실시예에 따르면, 각 STA는 폴 프레임(320)의 기 설정된 필드를 이용하여 상향 데이터의 존재 여부를 추가적으로 나타낼 수 있다. 도 8의 실시예에서 TWT 트리거 프레임(310a)을 수신한 STA들 중 STA1, STA2 및 STA4가 데이터 송수신이 가능하며, 상기 STA들은 폴 프레임(320)을 전송한다. 이들 중 STA1 및 STA2는 상향 데이터를 갖고 있으며, STA1 및 STA2로부터 전송되는 폴 프레임(320)의 기 설정된 필드는 상향 데이터가 존재함을 추가적으로 나타낼 수 있다.
STA들로부터 폴 프레임(320)을 수신한 AP는 이에 대응하여 M-BA(Multiplexed Block ACK, 330)을 전송한다. AP는 STA들이 전송한 폴 프레임(320)에 기초하여 데이터 송수신이 가능한 STA들을 확인할 수 있다. AP는 TWT SP에 가용 하다고 확인된 STA들에 대해 M-BA(330)을 통해 응답을 수행한다. AP로부터 M-BA(330)을 수신한 STA들은 TWT SP의 적어도 일부 시간에 웨이크(wake) 모드로 있게 된다. 일 실시예에 따르면, 폴 프레임(320)은 단일 프레임으로 구성되어 있으므로, M-BA(330)은 블록 ACK 모드가 아닌 일반 ACK 모드로 전송될 수 있다. 더욱 구체적으로, M-BA(330)의 ACK/BA 비트는 ACK으로 설정되고, 블록 ACK 시퀀스 필드 및 블록 ACK 비트맵 필드가 생략된 짧은 프레임으로 구성될 수 있다.
이와 같이 TWT 스케쥴링이 완료되면, AP 및 STA는 DL-MU 전송 과정(340) 및 UL-MU 전송 과정(350) 중 적어도 하나를 수행한다. DL-MU 전송 과정(340)에서 AP는 STA1 및 STA4로 DL PPDU(342)를 전송하며, STA1 및 STA4는 이에 대응하여 블록 ACK(344)을 전송한다. 일 실시예에 따르면, AP는 M-BA(330)이 전송되고 RIFS(Reduced IFS) 시간 후에 DL PPDU(342)를 전송할 수 있다. 이때, RIFS는 SIFS보다 짧은 시간으로 설정된다. 복수의 STA들로의 DL PPDU(342)는 DL OFDMA 및/또는 DL MU-MIMO(Multi-User MIMO)를 통해 전송된다. 다음으로, AP는 트리거 프레임(352)을 전송하여 UL-MU 전송 과정(350)을 시작한다. 트리거 프레임(352)에 의해 지정된 적어도 하나의 STA는 이에 대응하여 UL PPDU(354)를 전송한다. 복수의 STA들의 UL PPDU(354)는 UL OFDMA 및/또는 UL MU-MIMO(Multi-User MIMO)를 통해 전송된다. AP는 적어도 하나의 STA가 전송한 UL PPDU(354)를 수신하고, 이에 대응하여 M-BA(356)을 전송한다.
본 발명의 실시예에 따르면, 폴 프레임(320)을 전송하고 M-BA(330)을 수신한 STA들은 전송 모드에 따라 웨이크 모드의 전환 시점이 상이하게 설정될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상향 데이터가 없는 STA는 DL-MU 전송 과정(340)까지 웨이크 모드에 있다가 UL-MU 전송 과정(350)에서 슬립 모드로 전환할 수 있다. 그러나 상향 데이터를 가진 STA는 최소한 트리거 프레임(352)의 전송 시점까지 웨이크 모드에 있게 된다. 트리거 프레임(352)에 의해 상향 전송이 스케쥴링 된 경우, 해당 단말은 UL-MU 전송 과정(350) 동안 웨이크 모드에 있게 된다. 그러나 트리거 프레임(352)에 의해 상향 전송이 스케쥴링 되지 않은 경우, 해당 단말은 곧바로 슬립 모드로 전환할 수 있다.
한편 도 8에서는 DL-MU 전송 과정(340)이 UL-MU 전송 과정(350)보다 먼저 수행되는 것으로 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. UL-MU 전송 과정(350)이 먼저 수행될 경우, AP는 M-BA(330)이 전송되고 RIFS 시간 후에 트리거 프레임(352)을 전송하여 UL-MU 전송 과정(350)을 시작할 수 있다. 또한, 트래픽 상황에 따라 DL-MU 전송 과정(340) 및 UL-MU 전송 과정(350) 중 적어도 하나의 과정이 생략될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 폴 프레임의 구조를 나타낸다. 본 발명의 실시예에서 폴 프레임으로는 PS-Poll 프레임 또는 이의 변형된 프레임이 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴 프레임은 레거시 무선랜 시스템의 PS-Poll 프레임의 일부 필드가 변형된 형태로 구성될 수 있다. 도 9의 실시예를 참조하면, 폴 프레임은 PS-Poll 프레임의 BSSID 필드를 STA 상태 필드로 활용할 수 있다. STA 상태 필드는 해당 STA의 버퍼 상태 정보 및 채널 상태 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 버퍼 상태 정보는 상향 데이터의 프레임 길이, 액세스 카테고리 정보 등을 포함할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 TWT 동작 방법을 나타낸다. 도 10의 실시예에서, TWT 트리거 프레임(310a)을 수신한 STA들은 이에 대응하여 폴 프레임(322)을 전송한다. 각 STA는 폴 프레임(322)을 통해 해당 STA의 버퍼 상태 정보 즉, 상향 데이터의 존재 여부 정보를 전달할 수 있다. 도 10의 실시예에서 TWT 트리거 프레임(310a)을 수신한 STA들 중 STA1, STA2, STA4 및 STA5가 데이터 송수신이 가능하며, 상기 STA들은 폴 프레임(322)을 전송한다. 이들 중 STA1 및 STA2는 상향 데이터를 갖고 있으며, STA1 및 STA2로부터 전송되는 폴 프레임(322)의 기 설정된 필드는 상향 데이터가 존재함을 나타낸다. 그러나 STA4 및 STA5는 상향 데이터를 갖고 있지 않으며, STA4 및 STA5로부터 전송되는 폴 프레임(322)의 기 설정된 필드는 상향 데이터가 존재하지 않음을 나타낸다.
본 발명의 실시예에 따르면, AP는 폴 프레임(322)을 전송한 STA들의 상향 데이터 및 하향 데이터 존재 여부에 기초하여 M-BA(332)을 전송할 수 있다. 더욱 구체적으로, AP는 데이터 송수신이 가능한 STA들 중 실제로 상향 데이터 및/또는 하향 데이터가 존재하는 STA들에게만 선별적으로 M-BA(332)을 전송한다. 즉, AP는 M-BA(332)을 통해 해당 TWT SP에서의 각 STA의 스케쥴링 정보를 알려줄 수 있다. 해당 TWT SP 내에서 전송될 상향 데이터 및 하향 데이터 중 적어도 하나가 존재하는 STA의 응답 정보는 M-BA(332)에 포함된다. 그러나 TWT SP 내에서 전송될 상향 데이터와 하향 데이터가 모두 존재하지 않는 STA의 응답 정보는 M-BA(332)에 포함되지 않는다. M-BA(332)에 의해 응답 정보를 수신하지 못한 STA는 슬립 모드로 전환하며, 다음 TWT SP의 시작 시점까지 슬립 모드를 유지할 수 있다.
도 10의 실시예를 참조하면, 폴 프레임(322)을 통해 상향 데이터가 존재하지 않음을 나타낸 STA4 및 STA5 중 STA5는 해당 TWT SP 내에 하향 데이터도 존재하지 않는다. 따라서, M-BA(332)는 STA5의 응답 정보를 포함하지 않고, STA1, STA2 및 STA4의 응답 정보만을 포함한다. 따라서, STA1, STA2 및 STA4는 DL-MU 전송 과정(340)에서 웨이크 모드로 동작하게 된다. 그러나 응답 정보를 수신하지 못한 STA5는 슬립 모드로 전환한다. DL-MU 전송 과정(340)이 종료되면, 상향 데이터를 갖지 않는 STA들은 슬립 모드로 전환한다. 또한, 상향 데이터를 갖고 있다 하더라도 UL-MU 전송 과정(350)의 트리거 프레임(352)에 의해 스케쥴링 되지 않은 STA는 트리거 프레임(352)의 수신 후에 슬립 모드로 전환한다. 도 10의 실시예에서는, 상향 데이터를 갖지 않은 STA4가 DL-MU 전송 과정(340) 종료 후에 슬립 모드로 전환한다.
기 설정된 TWT SP가 종료되면, PS 모드의 모든 STA들은 다음 TWT까지 슬립 모드에 있을 수 있다. 다음 TWT는 TWT 트리거 프레임(310b)의 전송으로 시작될 수 있다. TWT 트리거 프레임(310b)의 전송 시점에 모든 STA들은 웨이크 모드로 전환하여 상기 TWT 트리거 프레임(310b)을 수신한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 TWT 동작 방법을 나타낸다. 도 11의 실시예에서, STA들은 TWT 트리거 프레임(310a)에 대응하여 폴 프레임(322)을 전송하고, AP는 폴 프레임(322)에 대응하여 M-BA(334)을 전송한다. AP는 TWT SP에 가용 하다고 확인된 모든 STA들에 대해 M-BA(334)을 통해 응답을 수행한다. 다만, AP는 TWT SP에서의 각 STA별 데이터 송수신 참여 여부를 M-BA(334)의 기 설정된 필드를 통해 지시할 수 있다. 기 설정된 필드는 STA별 정보(per-STA info) 필드에 삽입될 수 있으며, TWT SP의 참여 여부를 나타내는 필드 또는 서비스 기간의 종료(End Of Service Period, EOSP)를 나타내는 필드로 설정될 수 있다. M-BA(334)을 수신한 STA들은 해당 STA의 상기 기 설정된 필드 값에 기초하여 TWT SP에서의 슬립 모드 전환 여부를 결정한다.
도 12는 도 11의 실시예에 따라 기 설정된 필드를 포함하는 M-BA의 구조를 나타낸다. M-BA는 블록 응답 컨트롤(BA Control) 필드와 블록 응답 정보(BA Information) 필드를 포함하며, 상기 필드들 중 적어도 하나를 통해 복수의 STA들에 대한 블록 응답 정보를 나타낼 수 있다. 블록 응답 정보 필드는 가변적인 길이로 설정되며, 기존의 TID별 정보(per-TID info) 대신 STA별 정보(per-STA info) 또는 AID별 정보(per-AID info)를 포함할 수 있다.
AP는 M-BA의 AID별 정보 필드(또는, STA별 정보 필드)를 이용하여 복수의 STA들에 대한 응답 정보를 나타낼 수 있다. 더욱 구체적으로, AID별 정보 필드는 수신 대상 STA의 AID 정보(B0~B10) 및 블록 응답 여부를 나타내는 지시자(B11)를 포함한다. 또한, M-BA는 기존의 블록 응답 프레임의 TID 값(TID Value) 필드(B12~B15) 중 특정 비트(B12)를 TWT SP의 참여 여부를 나타내는 필드 또는 EOSP를 나타내는 기 설정된 필드로 사용할 수 있다.
전술한 구성을 갖는 블록 응답 정보 필드는 각각의 AID에 대해 반복될 수 있다. 한편, 폴 프레임은 단일 프레임으로 구성되어 있으므로, M-BA은 블록 ACK 모드가 아닌 일반 ACK 모드로 전송될 수 있다. 이때, 블록 응답 여부를 나타내는 지시자(B11)는 ACK을 지시하고, 블록 응답 시작 시퀀스 컨트롤(Block ACK Starting Sequence Control) 필드 및 블록 응답 비트맵(Block ACK Bitmap) 필드는 M-BA의 블록 응답 정보 필드에서 생략될 수 있다.
도 13은 하향 데이터 스케쥴링 기반의 TWT 동작 방법의 일 실시예를 나타낸다. TWT 트리거 프레임, 폴 프레임 및 M-BA의 전송 과정(이하, TWT SP 스케쥴링 과정)에서 상향 데이터 및 하향 데이터가 모두 존재하지 않는 STA들이 폴 프레임을 전송하게 될 경우, 해당 STA들의 전력이 불필요하게 낭비될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에 따르면, TWT 트리거 프레임(312a, 312b)은 전송될 하향 데이터가 있는 STA들만을 지시하여 폴 프레임(324)을 수집할 수 있다.
더욱 구체적으로 도 13을 참조하면, AP는 TWT SP 내에서 전송될 하향 데이터가 존재하는 STA1 및 STA4를 TWT 트리거 프레임(312a)을 통해 지시한다. TWT 트리거 프레임(312a)을 수신한 STA1 및 STA4는 이에 대응하여 폴 프레임(324)을 전송한다. 이때, STA1 및 STA4는 폴 프레임(324)의 기 설정된 필드를 이용하여 상향 데이터의 존재 여부를 추가적으로 나타낼 수 있다.
AP는 수신된 폴 프레임(324) 및 해당 프레임에서의 상향 데이터 존재 여부 정보에 기초하여 DL-MU 전송 과정(340) 및 UL-MU 전송 과정(350)을 스케쥴링한다. 도 13의 실시예에서 TWT 트리거 프레임(312a)을 수신한 STA1 및 STA4 모두는 데이터 송수신이 가능하며, 상기 STA들은 폴 프레임(324)을 전송한다. 이때, 상향 데이터를 갖고 있는 STA1은 폴 프레임(324)의 기 설정된 필드를 통해 상향 데이터가 존재함을 지시한다. 따라서, DL-MU 전송 과정(340)에서 AP는 STA1 및 STA4에게 DL PPDU(342)를 전송하며, UL-MU 전송 과정(350)에서 AP는 STA1의 UL PPDU(354) 전송을 지시하는 트리거 프레임(352)을 전송한다.
도 14는 하향 데이터 스케쥴링 기반의 TWT 동작 방법의 다른 실시예를 나타낸다. 전송될 하향 데이터가 있는 STA들만 TWT 트리거 프레임을 통해 지시될 경우, 하향 데이터 없이 상향 데이터만을 가진 STA들은 해당 TWT SP에서 데이터 전송에 참여할 수 없다. 따라서 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 적어도 하나의 리소스 유닛이 폴 프레임(326)의 랜덤 액세스 전송을 위해 사용되어, 상향 데이터만을 가진 STA들이 UL-MU 전송 과정(350)에 참여할 기회가 마련될 수 있다.
도 14를 참조하면, TWT 트리거 프레임(314a, 314b)은 폴 프레임(326)의 랜덤 액세스 전송을 위해 사용될 리소스 유닛을 지시할 수 있다. 하향 데이터 없이 상향 데이터만을 가진 STA들은 랜덤 액세스 용으로 할당된 리소스 유닛을 통해 폴 프레임(326)을 전송한다. 더욱 구체적으로, TWT 트리거 프레임(314a)은 하향 데이터가 존재하는 STA1 및 STA4를 지시하고, 폴 프레임(326)의 랜덤 액세스 전송을 위한 적어도 하나의 리소스 유닛을 지시한다. STA1 및 STA4는 TWT 트리거 프레임(314a)에 의해 지정된 리소스 유닛을 통해 폴 프레임(326)을 전송한다. 그리고, 상향 데이터만을 가진 STA들은 랜덤 액세스 용으로 지시된 리소스 유닛을 통해 폴 프레임(326)을 전송한다. 도 14의 실시예에서는 STA5가 폴 프레임(326)의 랜덤 액세스 전송에 성공하였다. 따라서, UL-MU 전송 과정(350)에서 트리거 프레임(352)에 의해 스케쥴링될 경우, STA5는 추가적으로 UL PPDU(354) 전송에 참여할 수 있다.
한편, 폴 프레임(326)의 랜덤 액세스 전송 과정에서 일부 리소스 유닛은 충돌이 발생할 수 있다. 이때, 전송된 폴 프레임(326)이 충돌한 경우, 해당 STA에 대한 응답 정보는 M-BA(330)에 포함되지 않는다. 따라서, 해당 STA는 M-BA(330)로부터 응답 정보를 획득할 수 없으며 슬립 모드로 전환한다.
도 15 및 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 TWT 트리거 프레임의 구조를 나타낸다. PS 모드의 STA들은 TWT SP에서의 데이터 송수신 참여 여부와 관계 없이 TWT 트리거 프레임을 수신할 수 있다. 따라서, AP는 TWT 트리거 프레임의 기 설정된 필드를 통해 TWT SP의 설정을 위한 정보를 지시할 수 있다. TWT SP의 설정이 변경될 경우, 변경된 정보는 TWT 트리거 프레임을 통해 STA들에게 전달된다.
도 15를 참조하면, TWT 트리거 프레임은 다음 TWT를 지시하는 필드 ‘Next TWT’를 포함한다. ‘Next TWT’ 필드는 현재 프레임의 전송 시점부터 다음 TWT 트리거 프레임의 전송 시점까지의 듀레이션을 나타낼 수 있다. TWT 트리거 프레임을 수신한 STA들은 ‘Next TWT’ 필드의 정보에 기초하여 슬립 모드에서 웨이크 모드로 전환하는 시점을 결정할 수 있다. 즉, 현재의 TWT SP의 특정 시점에 슬립 모드로 진입하는 STA들은 ‘Next TWT’ 필드가 지정하는 시점에 웨이크 모드로 전환하여 다음 TWT 트리거 프레임을 수신한다. AP는 TWT 트리거 프레임을 통해 전송되는 ‘Next TWT’ 필드 정보를 변경하여 TWT SP를 유연하게 설정할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, TWT 트리거 프레임은 ‘Next TWT’ 필드의 크기를 지시하는 필드 ‘Next TWT field Size’를 더 포함할 수 있다. ‘Next TWT’ 필드는 가변적인 길이로 설정될 수 있으며, ‘Next TWT field Size’ 필드는 상기 ‘Next TWT’ 필드의 길이에 대한 정보를 나타낸다. 상기 ‘Next TWT’ 필드 및 ‘Next TWT field Size’ 필드는 TWT 트리거 프레임의 공통 정보(common info) 필드 전에 삽입될 수 있다.
도 16을 참조하면, 전술한 ‘Next TWT’ 필드(또는, ‘Next TWT’ 필드 및 ‘Next TWT field Size’ 필드)는 TWT 트리거 프레임의 특정 주소 필드의 전부 혹은 일부를 이용하여 표현될 수 있으며, 최대 6bytes의 크기를 갖는다. 이때, TWT 트리거 프레임의 BSSID 필드, 트랜스미터 어드레스 필드 및 리시버 어드레스 중 적어도 하나가 생략될 수 있다.
한편, 도 15 및 도 16의 실시예에서는 하나의 TWT 트리거 프레임이 하나의 ‘Next TWT’ 정보를 지시하는 것을 가정하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. TWT 트리거 프레임이 복수의 ‘Next TWT’ 정보를 지시할 경우, ‘Next TWT’ 필드는 유저별 정보(Per User Info) 필드에 삽입될 수도 있다.
도 17은 전술한 TWT 동작의 TWT 서비스 기간 내에서 STA들의 다양한 슬립 모드 전환 시점을 나타낸다. TWT 트리거 프레임(310a)이 전송되고 나서 TWT 스케쥴링 결과에 따라 STA들은 다양한 시점에 슬립 모드로 전환할 수 있다.
먼저, STA들은 TWT 시점에 웨이크 모드로 전환하여 TWT 트리거 프레임(310a)을 수신한다. 어떤 STA가 TWT 트리거 프레임(310a)에 의해 지정되지 않은 경우, 해당 STA는 슬립 모드로 전환한다. 만약 TWT 트리거 프레임(310a)이 폴 프레임(320)의 랜덤 액세스 전송을 위한 리소스 유닛을 지시하는 경우, 폴 프레임(320)의 랜덤 액세스 전송에 참여하는 STA들은 웨이크 모드를 유지할 수 있다. 그러나 TWT 트리거 프레임(310a)이 상기 랜덤 액세스 전송을 위한 리소스 유닛을 지시하지 않거나, 어떤 STA가 상기 랜덤 액세스 전송에 참여하지 않는 경우 해당 STA는 슬립 모드로 전환한다. TWT 트리거 프레임(310a)에 기초하여 슬립 모드로 전환하는 STA들은 TWT 트리거 프레임(310a)의 수신 이후로 다음 TWT 트리거 프레임(310b)의 수신 시점까지의 제1 슬립 기간(sp1) 동안 슬립 모드를 유지한다.
다음으로, 상기 TWT 트리거 프레임(310a)에 대응하여 슬립 모드로 전환하지 않고 폴 프레임(320)을 전송하는 STA들은 M-BA(330)을 수신한다. M-BA(330)에 의해 응답 정보를 수신한 STA는 웨이크 모드를 유지하며, DL-MU 전송 과정(340) 및 UL-MU 전송 과정(350) 중 적어도 하나에 참여할 수 있다. 그러나 M-BA(332)에 의해 응답 정보를 수신하지 못한 STA는 슬립 모드로 전환한다. M-BA(330)에 기초하여 슬립 모드로 전환하는 STA들은 M-BA(330)의 수신 이후로 다음 TWT 트리거 프레임(310b)의 수신 시점까지의 제2 슬립 기간(sp2) 동안 슬립 모드를 유지한다.
TWT 스케쥴링이 완료되면, AP 및 STA는 DL-MU 전송 과정(340) 및 UL-MU 전송 과정(350) 중 적어도 하나를 수행한다. 폴 프레임(320)을 전송하고 M-BA(330)을 수신한 STA들은 전송 모드에 따라 웨이크 모드의 전환 시점이 상이하게 설정될 수 있다. 상향 데이터가 없는 STA는 DL-MU 전송 과정(340)까지 웨이크 모드에 있다가 UL-MU 전송 과정(350)에서 슬립 모드로 전환할 수 있다. 상기 STA는 DL-MU 전송 과정(340)의 블록 응답(344)의 수신 이후로 다음 TWT 트리거 프레임(310b)의 수신 시점까지의 제3 슬립 기간(sp3) 동안 슬립 모드를 유지한다. 한편, 상향 데이터를 가진 STA는 트리거 프레임(352)의 전송 시점까지 웨이크 모드를 유지한다. 트리거 프레임(352)에 의해 상향 전송이 스케쥴링 된 경우, 해당 단말은 UL-MU 전송 과정(350) 동안 웨이크 모드에 있게 된다. 그러나 트리거 프레임(352)에 의해 상향 전송이 스케쥴링 되지 않은 경우, 해당 단말은 곧바로 슬립 모드로 전환할 수 있다. 상기 STA는 UL-MU 전송 과정(350)의 트리거 프레임(352)의 수신 이후로 다음 TWT 트리거 프레임(310b)의 수신 시점까지의 제4 슬립 기간(sp4) 동안 슬립 모드를 유지한다.
TWT 트리거 프레임(310a)에 의해 지시된 TWT SP가 종료된 후에는 해당 TWT SP에 참여하는 모든 STA들이 슬립 모드로 전환할 수 있다. STA들은 다음 TWT 트리거 프레임(310b)의 수신 시점까지 슬립 모드를 유지한다.
<타겟 웨이크 타임의 유연한 설정>
도 18 내지 도 20은 전력 절약 모드의 단말들이 TWT 엘리먼트를 교환하는 본 발명의 다양한 실시예를 나타낸다. 본 발명에서 TWT 엘리먼트는 TWT 동작을 설정하기 위한 정보를 가리킨다. TWT 엘리먼트는 비콘, TWT 요청(request) 메시지, TWT 응답(response) 메시지 등을 통해 전송된다. TWT 인터벌은 STA의 TWT 요청 메시지 및 이에 대응하는 AP의 TWT 응답 메시지에 기초하여 변경될 수 있다. 또한, TWT 인터벌은 AP가 독립적으로 전송하는 TWT 응답 메시지에 의해서 변경될 수도 있다. TWT 요청 메시지 및/또는 TWT 응답 메시지의 교환은 TWT SP 내에서 수행될 수 있다. 이때, TWT 엘리먼트는 A-MPDU 형태로 PPDU 내에 다중화되어(multiplexed) 전송될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, TWT 인터벌을 가변적으로 설정하여 트래픽 패턴에 따라 유연하게 단말의 전력 관리를 수행할 수 있다.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 TWT 엘리먼트 교환을 이용한 TWT 인터벌 변경 방법을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, A-MPDU 형태로 전송되는 TWT 요청 메시지(355)에 기초하여 TWT 인터벌이 변경될 수 있다. 도 18을 참조하면, TWT SP의 UL-MU 전송 과정(350)에서 UL PPDU(354)를 전송하는 STA1은 A-MPDU 형태로 TWT 요청 메시지(355)를 전송할 수 있다. 이를 위해, 폴 프레임(320)의 STA 상태 필드에는 UL-MU 전송 과정(350)에서 TWT 요청 메시지(355)가 상향 데이터와 함께 전송될 것임을 알려주는 기 설정된 비트가 포함될 수 있다. UL-MU 전송 과정(350)에서 트리거 프레임(352)에 의해 지정된 STA는 TWT 요청 메시지(355)를 별도로 전송하거나, 상향 데이터와 TWT 요청 메시지(355)를 다중화하여 UL PPDU(354)를 전송할 수 있다.
STA로부터 TWT 요청 메시지(355)를 수신한 AP는 이에 대응하여 TWT 응답 메시지(358)를 전송한다. TWT 응답 메시지(358)는 UL-MU 전송에 대응한 M-BA(356)에 이어서 전송될 수 있다. 일 실시예에 따르면, M-BA(356) 및 TWT 응답 메시지(358)는 연속적으로 전송되거나, 기 설정된 시간(ex. RIFS 혹은 SIFS) 간격으로 전송될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, M-BA(356) 및 TWT 응답 메시지(358)는 A-MPDU 형태로 다중화 되어 전송될 수도 있다.
AP로부터 TWT 응답 메시지(358)를 수신한 STA들은 TWT 응답 메시지(358)로부터 TWT 엘리먼트를 추출하고, 추출된 TWT 엘리먼트에 기초하여 다음 TWT 동작을 수행한다. 일 실시예에 따르면, STA들은 TWT 응답 메시지(358)로부터 추출된 TWT 인터벌 정보에 기초하여 슬립 모드에서 웨이크 모드로의 전환을 수행할 수 있다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 TWT 엘리먼트 교환을 이용한 TWT 인터벌 변경 방법을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 동일 TXOP(Transmission Opportunity) 내에서 DL-MU 전송 과정과 UL-MU 전송 과정이 연속적으로 수행되는 케스케이드(cascade) 전송이 수행될 수 있다.
케스케이드 전송 과정에서 AP는 복수의 STA들로 DL PPDU(342)를 전송하고, SIFS의 시간 후에 복수의 STA들이 AP로 UL PPDU(354)를 전송한다. 먼저, AP는 UL-MU 전송을 지시하기 위한 트리거 프레임(352)과 하향 데이터를 다중화하여 DL PPDU(342)를 전송한다. 하향 데이터와 함께 전송된 트리거 프레임(352)을 수신한 STA들은 하향 데이터에 대한 블록 응답(344)과 상향 데이터를 다중화하여 UL PPDU(354)를 전송한다. 본 발명의 실시예에 따르면, STA는 TWT 요청 메시지(355)를 추가적으로 다중화하여 UL PPDU(354)를 전송할 수 있다. 따라서, STA가 전송하는 UL PPDU(354)에는 상향 데이터, 하향 데이터에 대한 블록 응답(344), 및 TWT 요청 메시지(355)가 포함될 수 있다.
STA로부터 TWT 요청 메시지(355)를 수신한 AP는 전술한 바와 같이 TWT 응답 메시지(358)를 전송한다. STA들은 AP의 TWT 응답 메시지(358)를 수신하고, TWT 응답 메시지(358)에 포함된 TWT 엘리먼트에 기초하여 다음 TWT 동작을 수행한다.
도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 TWT 엘리먼트 교환을 이용한 TWT 인터벌 변경 방법을 나타낸다. 도 19의 실시예에서 설명된 바와 같이, TWT 요청 메시지(355)는 케스케이드 전송 과정에서 전송될 수 있다. 도 20의 실시예에 따르면, AP는 폴 프레임(320)에 대응하는 M-BA(330)과 UL-MU 전송을 지시하기 위한 트리거 프레임(352)을 A-MPDU 형태로 다중화하여 전송할 수 있다. 즉, AP는 M-BA(330), 트리거 프레임(352) 및 하향 데이터를 다중화하여 DL PPDU(342)를 전송한다. DL PPDU(342)를 수신한 STA들은 전술한 바와 같이 상향 데이터, 블록 응답(344), 및 TWT 요청 메시지(355)를 다중화하여 UL PPDU(354)를 전송할 수 있다.
한편, M-BA(330)과 트리거 프레임(352)의 다중화는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들면, M-BA(330) 정보는 트리거 프레임(352)에 포함되어 전송될 수도 있다.
<타겟 웨이크 타임 동작을 위한 채널 분산 및 데이터 전송 보호>
전술한 TWT 스케쥴링 동작은 기본적으로 BSS의 주채널에서 수행될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예에 따르면, 단말 별로 서로 다른 채널 환경을 고려하여 TWT SP가 설정될 수 있다. 더욱 구체적으로, 주채널을 제외한 적어도 하나의 채널이 TWT 동작을 위한 채널(이하, TWT 채널)로 사용될 수 있다. 복수의 STA들은 서로 다른 채널을 TWT 채널로 사용할 수 있다. AP는 주채널을 사용할 수 없는 상황에서도 TWT 채널을 이용하여 STA별로 TWT SP를 설정하고 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 TWT 엘리먼트의 프레임 구조를 나타낸다. TWT 엘리먼트는 TWT 동작을 설정하기 위한 정보를 가리킨다. TWT 엘리먼트는 비콘, TWT 요청 메시지, TWT 응답 메시지 등을 통해 전송된다. 본 발명의 실시예에 따르면, TWT 엘리먼트는 TWT 채널(‘TWT Channel’) 필드를 포함한다. TWT 채널 필드는 1바이트의 크기로 설정되며, 주채널을 대체하여 TWT 스케쥴링을 수행할 채널을 요청하거나 지시하는데 사용된다. TWT 채널은 TWT SP 동안 단말의 대체 주채널(Alternative Primary Channel, APCH)로 사용될 수 있다.
TWT 채널은 다양한 실시예에 따라 사용될 수 있다. 제1 실시예에 따르면, 1개의 IF(Intermediate Frequency)단 또는 RF(Radio Frequency)단을 가진 AP에 의해 TWT 채널이 사용될 수 있다. 제2 실시예에 따르면, 복수의 독립된 IF단 또는 RF단을 가진 AP에 의해 TWT 채널이 사용될 수 있다. 상기 제1 실시예에 따르면, 레거시 무선랜 시스템에서 주채널을 기초로 확장될 수 있는 40MHz, 80MHz 또는 160MHz 대역 내의 특정 20MHz 채널이 TWT 채널로 설정될 수 있다. 이때, 각 TWT 채널 및 주채널의 확장으로 가용한 채널들을 제외한 다른 채널들은 데이터 전송에 사용되지 않을 수 있다.
더욱 구체적으로, AP와 STA는 각 단말의 역량(capability)에 기초하여 협상된 대역폭 전체를 통해 OFDM 신호를 전송할 수도 있지만, TWT 채널 및 주채널로부터 확장된 채널이 아닌 경우에는 해당 채널로 신호를 전송하지 않을 수 있다. 즉, AP및 STA는 TWT 채널 및 주채널로부터 확장된 채널의 신호로만 IFFT(inverse fast Fourier transform), FFT(fast Fourier transform)을 수행하여 OFDM 신호를 생성함으로, 나머지 채널들이 다른 BSS의 단말들에 의해 사용될 수 있도록 한다. 또한 주채널 및 TWT 채널 중 어느 하나가 점유 상태인 경우, AP 및 STA는 가용한 채널을 통해서만 신호를 전송할 수 있다. 불연속(non-contiguous) 채널을 이용한 전송이 지원되는 경우, AP 및 STA는 주채널 및 TWT 채널로부터 확장된 채널 중 적어도 일부의 채널을 데이터 전송에 사용하지 않을 수 있다.
TWT 채널 설정을 위해, STA는 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 설정하여 AP에게 전송한다. 즉, STA들은 주변 BSS의 전송 상태를 참조하여 유휴 상태의 채널을 선택하고, 선택된 채널 정보를 TWT 채널 필드를 통해 AP에게 전달한다. AP는 적어도 하나의 STA로부터 TWT 요청 메시지를 수신하고, 수신된 TWT 요청 메시지로부터 추출된 TWT 채널 필드 정보에 기초하여 TWT 채널을 결정한다. AP는 결정된 TWT 채널 정보를 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 STA들에게 전달한다. TWT 응답 메시지를 수신한 STA는 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 채널 정보에 기초하여 TWT 채널을 설정하고, 설정된 TWT 채널에서 전술한 TWT 동작을 수행한다.
도 22 내지 도 24는 TWT 채널 필드를 이용하여 TWT 채널을 지시하는 실시예들을 나타낸다. 먼저 도 22를 참조하면, TWT 채널 필드는 160MHz 대역의 8개의 20MHz 채널(즉, CH#1~CH#8) 각각에 대응하는 비트맵 형태로 구성될 수 있다. STA는 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드의 적어도 하나의 비트를 지정된 값(예를 들면, 1)으로 설정하여 AP에게 TWT 채널 설정을 요청한다. 이때, TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드 값 1에 대응하는 채널은 TWT 채널로 가용한 채널임을 나타낼 수 있다. AP는 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드에서 가용한 채널로 지시된 채널들 중 하나의 채널을 TWT 채널로 선택한다.
STA로부터 TWT 요청 메시지를 수신한 AP는 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 지시된 채널들 중 하나의 채널을 TWT 채널로 선택한다. AP는 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드에서, 상기 선택된 TWT 채널에 대응하는 비트를 지정된 값(즉, 1)으로 설정하여 TWT 채널을 할당한다. 이와 같이, STA가 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 적어도 하나의 채널을 지정하여 TWT 채널 요청을 수행하면, AP는 결정된 TWT 채널을 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 지시한다.
도 23 및 도 24는 독립적으로 신호를 전송할 수 있는 IF단 또는 RF단을 가진 AP가 TWT 채널을 설정하는 실시예를 나타낸다. AP는 160MHz 대역폭 이상의 범위에서 TWT 채널을 설정할 수 있다. 도 23 및 도 24의 실시예에 따르면, TWT 채널 필드는 대상 채널의 인덱스를 직접 나타내어 TWT 채널 요청 및 TWT 채널 지시가 수행될 수 있다. 이때, 채널 인덱스는 20MHz 대역의 채널을 나타낼 수도 있으나, 추가적으로 20MHz 이상의 특정 대역(이를 테면, 40MHz 대역, 80MHz 대역)의 채널을 나타낼 수도 있다. 다만, TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드는 항상 20MHz 대역의 채널을 지시하도록 함으로 TWT SP에 사용될 TWT 채널을 명확히 나타낼 수 있다.
도 23의 실시예에 따르면, 2.4GHz 대역 및 5GHz 대역의 각 채널에 대한 인덱스가 할당될 수 있으며, TWT 채널 필드는 최소 6bit의 정보로 각 채널에 대한 인덱스를 표현할 수 있다. 도 24의 실시예에 따르면, 5GHz 대역의 각 채널에 대한 인덱스가 할당될 수 있으며, TWT 채널 필드는 최소 5bit의 정보로 각 채널에 대한 인덱스를 표현할 수 있다. 이때, TWT 채널 필드는 추가적인 비트를 이용하여 특정 대역의 채널에 대한 인덱스를 표현할 수 있다.
도 25는 TWT 요청 메시지 및 TWT 응답 메시지를 통해 TWT 채널을 할당하고 TWT 동작을 수행하는 방법을 나타낸다. STA는 TWT 요청 메시지(355)를 AP로 전송한다. TWT 요청 메시지(355)의 TWT 채널 필드는 TWT 채널 설정을 위한 적어도 하나의 채널을 지시한다. AP는 TWT 요청 메시지(355)를 수신하고, 수신된 TWT 요청 메시지(355)의 TWT 채널 필드 정보에 기초하여 TWT 채널을 결정한다. AP는 TWT 요청 메시지(355)에 대응하여 TWT 응답 메시지(358)를 전송한다. 이때, AP는 결정된 TWT 채널을 TWT 응답 메시지(358)의 TWT 채널 필드를 통해 지시한다.
TWT 채널 정보가 각 STA에게 전달되면, 결정된 TWT 채널 상에서 TWT 동작이 수행된다. 먼저, AP 및 STA는 TWT 채널에서 TWT 스케쥴링을 수행할 수 있다. 즉, AP는 TWT 채널을 통해 TWT 트리거 프레임(310)을 전송하며, STA는 이에 대응하여 TWT 채널을 통해 폴 프레임(320)을 전송한다. AP는 TWT SP에 가용 하다고 확인된 STA들에 대한 응답 정보를 포함하는 M-BA(330)을 TWT 채널을 통해 전송한다. 실시예에 따라, TWT 스케쥴링 과정은 생략될 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 주채널의 가용 여부에 관계 없이 TWT 채널에서의 TWT 동작이 수행될 수 있다. 즉, 주채널이 점유 상태에 있는 경우에도 AP 및 STA들은 TWT 채널을 통해 TWT SP 동안 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
도 26은 TWT 서비스 기간 동안의 데이터 전송 보호를 위한 TWT 엘리먼트의 프레임 구조를 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, TWT 엘리먼트는 TWT 보호(‘TWT Protection’) 서브필드를 포함한다. TWT 보호 서브필드는 TWT 엘리먼트의 요청 타입(‘Request Type’) 필드에 포함될 수 있다.
TWT 보호 서브필드는 TWT SP의 데이터 전송 보호를 위한 NAV 설정을 위해 사용된다. 더욱 구체적으로, STA는 TWT SP의 NAV 설정을 요청하기 위해 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드를 지정된 값(예를 들면, 1)으로 설정할 수 있다. AP는 수신된 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드 정보에 기초하여, TWT SP에서의 NAV 설정 여부를 결정할 수 있다. AP는 TWT SP에서의 NAV 설정 여부를 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드를 통해 나타낸다. 만약 AP가 전송한 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 지정된 값(예를 들면, 1)으로 설정된 경우, TWT SP의 NAV 설정 절차가 수행된다.
TWT SP에서의 NAV 설정 절차는 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, NAV 설정 절차는 AP의 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 전송 및 이에 대응하는 복수의 STA들의 동시(simultaneous) CTS 전송에 의해 수행될 수 있다. MU-RTS는 AP로부터 복수의 STA들에게 전송된다. 복수의 STA들이 전송하는 동시 CTS는 동일한 웨이브 폼을 갖는다. 즉, 복수의 STA들이 전송하는 동시 CTS는 동일한 정보 및 구조로 구성되며, AP는 복수의 STA들로부터 수신된 동시 CTS를 디코딩할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, TWT SP에 전송 기회를 보호받을 대상이 단일 STA인 경우, NAV 설정 절차는 AP의 RTS 전송 및 이에 대응하는 STA의 CTS 전송에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, NAV 설정 절차는 CTS-to-self 등의 기 설정된 프레임의 전송에 의해 수행될 수도 있다.
도 27 내지 도 29는 TWT 서비스 기간의 데이터 전송을 보호하는 실시예들을 나타낸다. 전술한 바와 같이, TWT 요청 메시지(355) 및 TWT 응답 메시지(358)의 TWT 보호 서브필드를 이용하여 TWT SP의 NAV 설정 절차가 수행될 수 있다. 히든 노드들(hidden nodes)의 신호 전송으로 인해 TWT SP 내에서 패킷 충돌 가능성이 높은 경우, STA는 TWT 요청 메시지(355)를 통해 TWT SP의 NAV 설정을 요청할 수 있다. TWT SP의 NAV 보호가 수행되는 경우, AP가 전송하는 TWT 응답 메시지(358)의 TWT 보호 서브필드는 지정된 값(예를 들면, 1)으로 설정된다.
도 27을 참조하면, TWT 응답 메시지(358)의 TWT 보호 서브필드가 지정된 값(즉, 1)으로 설정된 경우, TWT SP는 AP의 MU-RTS(360) 전송으로 시작된다. STA들은 AP의 수신을 대기한다. MU-RTS(360)가 수신되면, STA들은 이에 대응하여 동시 CTS(362)를 전송한다. TWT SP 내에서 전송에 참여하지 않는 단말들은 상기 MU-RTS(360) 및 동시 CTS(362) 중 적어도 하나에 기초하여 NAV를 설정한다. 그러나 기 설정된 최소 웨이크 시간 동안 MU-RTS(360)가 수신되지 않을 경우, STA들은 해당 TWT 동작이 올바로 수행되지 않았음을 인지할 수 있다. 한편, TWT 응답 메시지(358)의 TWT 보호 서브필드가 지정되지 않은 값(예를 들면, 0)으로 설정된 경우 TWT SP의 NAV 보호가 수행되지 않으며, 단말들은 MU-RTS(360)의 수신여부와 관계없이 TWT 동작을 수행할 수 있다.
TWT SP의 NAV 설정 절차가 수행된 후, AP 및 STA는 전술한 TWT 동작을 수행할 수 있다. 한편 도 27에서는 MU-RTS(360) 전송 및 동시 CTS(362) 전송으로 TWT SP의 NAV가 설정되는 실시예를 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 전술한 바와 같이 RTS 전송 및 CTS 전송에 의해 NAV가 설정될 수도 있다.
도 28은 본 발명의 다른 실시예에 따른 TWT 서비스 기간의 데이터 전송 보호 방법을 나타낸다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전술한 TWT 채널 할당 방법 및 TWT SP의 NAV 설정 방법을 조합하여 TWT 동작이 수행될 수 있다. 먼저, STA는 TWT 요청 메시지(355)를 전송하고, 이에 대응하여 AP의 TWT 응답 메시지(358)를 수신한다. TWT 응답 메시지(358)는 TWT 채널 필드 및 TWT 보호 서브필드를 포함한다. TWT 응답 메시지(358)의 TWT 채널 필드는 TWT 동작이 수행될 TWT 채널을 지시한다. 만약 TWT 응답 메시지(358)의 TWT 보호 서브필드가 지정된 값(즉, 1)으로 설정된 경우, TWT 채널을 통해 전술한 TWT SP에서의 NAV 설정 절차가 수행될 수 있다. 즉, AP는 TWT 채널을 통해 MU-RTS(360)를 전송하고, STA들은 이에 대응하여 TWT 채널을 통해 동시 CTS(362)를 전송한다. TWT SP 내에서 전송에 참여하지 않는 단말들은 상기 MU-RTS(360) 및 동시 CTS(362) 중 적어도 하나에 기초하여 TWT 채널에서의 NAV를 설정한다. 이후의 TWT 동작은 전술한 바와 같다.
도 29는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 TWT 서비스 기간의 데이터 전송 보호 방법을 나타낸다. TWT SP에서 AP는 복수의 TWT 채널을 지원하거나, TWT 채널과 주채널을 동시에 지원할 필요가 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, TWT SP에서 AP의 각 채널 별 데이터 전송 상태 및 데이터 수신 상태가 일치하도록 설정될 수 있다. MU-RTS가 특정 채널을 통해서만 전송되는 경우, AP는 해당 시간 동안에 전송할 수 있는 하향 데이터가 없는 이상 다른 전송을 수행하지 않는다. 또한, 이후의 데이터 송수신 과정에서도 상향 데이터와 하향 데이터의 전송 시점이 각 채널 별로 동기화될 수 있다. 전송 시점을 동기화하기 위한 구체적인 방법으로, 최대 전송 시간에 기초하여 각 채널 별 전송 PPDU에 패딩이 수행될 수 있다. 또한, UL-MU 전송 과정의 수행 시 AP는 트리거 프레임을 이용하여 STA들의 상향 전송 시간을 지정할 수 있다. 이때, 각 STA에게 할당된 TWT 채널에는 대체 주채널의 동작 방법이 적용될 수 있다.
상기와 같이 무선랜 통신을 예로 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 셀룰러 통신 등 다른 통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법, 장치 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 구성 요소, 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리는 프로세서의 내부 또는 외부에 위치할 수 있으며, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 다양한 실시예들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명되었으나, 그 밖의 다양한 형태의 이동통신 장치, 이동통신 시스템 등에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 프로세서 및 송수신부를 포함하는 무선 통신 단말로서,
    상기 프로세서는,
    전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임(TWT) 설정을 위한 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 요청 메시지를 상기 송수신부를 통해 전송하고,
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 응답 메시지를 상기 송수신부를 통해 수신하고,
    수신된 상기 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 엘리먼트 정보에 기초하여 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 무선 통신 단말.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 보호 서브필드를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 TWT 서비스 기간의 NAV(Network Allocation Vector) 설정을 요청하기 위해 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드를 지정된 값으로 설정하는 무선 통신 단말.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 NAV 설정 절차가 수행되는 무선 통신 단말.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 NAV 설정 절차는 베이스 무선 통신 단말의 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 전송 및 이에 대응하는 복수의 단말들의 동시(simultaneous) CTS 전송에 의해 수행되는 무선 통신 단말.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 복수의 단말들이 전송하는 동시 CTS는 동일한 웨이브 폼을 갖는 무선 통신 단말.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널로 상기 TWT 서비스 기간 동안의 데이터 송수신을 수행하는 무선 통신 단말.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 TWT 채널 설정을 위한 적어도 하나의 채널을 지시하고,
    상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널은 상기 적어도 하나의 채널 중에서 선택되는 무선 통신 단말.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 TWT 채널 필드는 복수의 채널들에 각각 대응하는 비트맵 형태로 구성되는 무선 통신 단말.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 TWT 채널 필드는 적어도 하나의 채널에 대응하는 채널 인덱스를 나타내는 무선 통신 단말.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드 및 TWT 보호 서브필드를 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 TWT 서비스 기간의 NAV 설정을 요청하기 위해 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드를 지정된 값으로 설정하고,
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널을 통해 상기 NAV 설정 절차가 수행되는 무선 통신 단말.
  11. 무선 통신 단말의 무선 통신 방법으로서,
    전력 절약 모드의 타겟 웨이크 타임(TWT) 설정을 위한 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 요청 메시지를 전송하는 단계;
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 TWT 엘리먼트를 포함하는 TWT 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    수신된 상기 TWT 응답 메시지로부터 추출된 TWT 엘리먼트 정보에 기초하여 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 단계;
    를 포함하는 무선 통신 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 보호 서브필드를 포함하고,
    상기 TWT 서비스 기간의 NAV(Network Allocation Vector) 설정을 요청하기 위해, 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드는 지정된 값으로 설정되는 무선 통신 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 NAV 설정 절차가 수행되는 무선 통신 방법.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 NAV 설정 절차는 베이스 무선 통신 단말의 다중 사용자 RTS(MU-RTS) 전송 및 이에 대응하는 복수의 단말들의 동시(simultaneous) CTS 전송에 의해 수행되는 무선 통신 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 복수의 단말들이 전송하는 동시 CTS는 동일한 웨이브 폼을 갖는 무선 통신 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드를 포함하고,
    상기 TWT 서비스 기간의 동작을 수행하는 단계는, 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널로 상기 TWT 서비스 기간 동안의 데이터 송수신을 수행하는 무선 통신 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 TWT 요청 메시지의 TWT 채널 필드를 통해 TWT 채널 설정을 위한 적어도 하나의 채널을 지시하는 단계를 더 포함하고,
    상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널은 상기 적어도 하나의 채널 중에서 선택되는 무선 통신 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 TWT 채널 필드는 복수의 채널들에 각각 대응하는 비트맵 형태로 구성되는 무선 통신 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 TWT 채널 필드는 적어도 하나의 채널에 대응하는 채널 인덱스를 나타내는 무선 통신 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 TWT 엘리먼트는 TWT 채널 필드 및 TWT 보호 서브필드를 포함하고,
    상기 TWT 서비스 기간의 NAV 설정을 요청하기 위해 상기 TWT 요청 메시지의 TWT 보호 서브필드는 지정된 값으로 설정되고,
    상기 TWT 요청 메시지에 대응하는 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 보호 서브필드가 상기 지정된 값으로 설정된 경우 상기 TWT 응답 메시지의 TWT 채널 필드가 지시하는 TWT 채널을 통해 상기 NAV 설정 절차가 수행되는 무선 통신 방법.
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