KR20230074296A

KR20230074296A - 데이터 전송을 위한 채널 접근 방법, 이를 이용한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말

Info

Publication number: KR20230074296A
Application number: KR1020237016458A
Authority: KR
Inventors: 손주형; 곽진삼; 고건중
Original assignee: 주식회사 윌러스표준기술연구소; 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2023-05-26
Also published as: US20240275655A1; KR20180016603A; KR20220009497A; US20220407757A1; US20190306920A1; KR102517089B1; US11991031B2; KR20220007743A; US11477844B2; WO2017003193A1; US11991032B2; US20230129195A1; KR102350994B1

Abstract

본 발명은 데이터 전송을 위한 채널 접근 방법, 이를 이용한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 단말들의 데이터 전송을 효율적으로 스케쥴링 하기 위한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은, 프로세서 및 송수신부를 포함하는 무선 통신 단말로서, 상기 프로세서는, 상향 다중 사용자 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하고, 수신된 트리거 프레임에 대응하여 상향 다중 사용자 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)을 전송하되, 상기 트리거 프레임 및 상향 다중 사용자 PPDU의 논-레거시 프리앰블은 해당 상향 다중 사용자 전송 과정의 잔여 TXOP(Transmission Opportunity) 시간 정보를 포함하는 무선 통신 단말 및 이를 이용한 무선 통신 방법을 제공한다.

Description

데이터 전송을 위한 채널 접근 방법, 이를 이용한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말{CHANNEL ACCESS METHOD FOR DATA TRANSMISSION, AND WIRELESS COMMUNICATION METHOD AND WIRELESS COMMUNICATION TERMINAL USING SAME}

본 발명은 데이터 전송을 위한 채널 접근 방법, 이를 이용한 무선 통신 방법 및 무선 통신 단말에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 단말들의 데이터 전송을 효율적으로 스케쥴링 하기 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 상향 다중 사용자 전송 과정의 효과적인 스케쥴링을 수행하여 리소스 사용 효율을 극대화하기 위한 목적을 가지고 있다.

또한 본 발명은 상향 다중 사용자 전송 과정에서 해당 전송 과정에 참여하지 않는 단말들의 동작을 제어하기 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, 주채널 및 적어도 하나의 부채널을 포함하는 멀티채널로 데이터를 전송하기 위한 무선 통신 단말로서, 상기 무선 통신 단말은 프로세서 및 송수신부를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 송수신부를 통해 상기 멀티채널로 제1 데이터를 전송하고, 상기 제1 데이터의 전송이 완료되고 기 설정된 제1 시간 동안 상기 주채널이 유휴 상태일 경우 백오프 절차를 수행하고, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면 전송 대기 상태로 전환하는 무선 통신 단말이 제공된다.

상기 프로세서는, 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 제2 시간 동안 상기 부채널의 제1 CCA 절차를 수행하고, 상기 부채널이 상기 제2 시간 동안 유휴 상태일 경우 상기 전송 대기 상태로 전환한다.

상기 프로세서는, 제1 CCA 절차를 수행한 적어도 하나의 부채널이 점유 상태일 경우, 새로운 백오프 카운터를 획득하고, 상기 새로운 백오프 카운터를 이용하여 상기 전송 대기 상태를 위한 백오프 절차를 수행한다.

상기 기 설정된 제1 시간은 AIFS이다.

상기 제2 시간은 PIFS 보다 긴 시간이다.

상기 전송 대기 상태에서 전송할 제2 데이터가 발생한 경우, 별도의 백오프 절차 없이 기 설정된 시간 동안의 상기 주채널 및 부채널의 제2 CCA 절차의 수행 후 상기 제2 데이터의 전송을 시도한다.

상기 부채널의 제2 CCA 절차는 PIFS 보다 긴 시간 동안 수행된다.

상기 프로세서는, 상기 주채널 및 부채널의 제2 CCA 절차에서 적어도 하나의 채널이 점유 상태일 경우, 새로운 백오프 카운터를 획득하고, 상기 새로운 백오프 카운터를 이용하여 상기 제2 데이터의 전송을 위한 백오프 절차를 수행한다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 주채널 및 적어도 하나의 부채널을 포함하는 멀티채널로 데이터를 전송하기 위한 무선 통신 단말의 무선 통신 방법으로서, 송수신부를 통해 상기 멀티채널로 제1 데이터를 전송하는 단계; 상기 제1 데이터의 전송이 완료되고 기 설정된 제1 시간 동안 상기 주채널이 유휴 상태일 경우 백오프 절차를 수행하는 단계; 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면 전송 대기 상태로 전환하는 단계; 를 포함하는 무선 통신 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서 및 송수신부를 포함하는 무선 통신 단말로서, 상기 프로세서는, 상향 다중 사용자 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하고, 수신된 트리거 프레임에 대응하여 상향 다중 사용자 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)을 전송하되, 상기 트리거 프레임 및 상향 다중 사용자 PPDU의 논-레거시 프리앰블은 현재 TXOP(Transmission Opportunity)의 잔여 TXOP 시간 정보를 포함하는 무선 통신 단말이 제공된다.

상기 잔여 TXOP 시간 정보는 상기 논-레거시 프리앰블의 HE-SIG-A(High Efficiency Signal Field A)의 기 설정된 TXOP 기간 필드로 표현된다.

상기 TXOP 기간 필드는 해당 패킷의 MAC 헤더의 TXOP 필드보다 적은 비트로 구성된다.

상기 TXOP 기간 필드는 상기 잔여 TXOP 시간 정보를 심볼 단위로 나타낸다.

상기 잔여 TXOP 시간 정보는 해당 패킷의 레거시 프리앰블의 Length 필드, Rate 필드 및 상기 논-레거시 프리앰블의 기 설정된 필드의 조합에 기초하여 표현된다.

상기 트리거 프레임 및 상향 다중 사용자 PPDU 중 적어도 하나를 수신한 상향 다중 사용자 전송 비 참여 단말은 상기 잔여 TXOP 시간 정보에 기초하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정한다.

상기 현재 TXOP 내에서 추가적인 상향 다중 사용자 전송 과정이 수행될 경우, 상기 상향 다중 사용자 PPDU에 대응하는 M-STA BA과 추가적인 상향 다중 사용자 전송을 지시하는 다음 트리거 프레임이 하나의 A-MPDU로 결합된 프레임을 수신한다.

또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 통신 단말의 무선 통신 방법으로서, 상향 다중 사용자 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하는 단계; 및 수신된 트리거 프레임에 대응하여 상향 다중 사용자 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)을 전송하는 단계; 를 포함하되, 상기 트리거 프레임 및 상향 다중 사용자 PPDU의 논-레거시 프리앰블은 현재 TXOP(Transmission Opportunity)의 잔여 TXOP 시간 정보를 포함하는 무선 통신 방법이 제공된다.

본 발명의 실시예에 따르면, 효율적인 스케쥴링을 통해 상향 다중 사용자 전송의 신뢰성을 확보하고 그 성능을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 멀티채널 상향 다중 사용자 전송에서 포스트 백오프 과정을 통해 각 단말의 효율적인 채널 접근 방법을 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 논-레거시 패킷의 프리앰블에 TXOP 정보를 삽입함으로 주변 단말들이 조기에 TXOP 정보를 획득하고 NAV를 설정할 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 멀티채널 하향/상향 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 주기적인 상향 다중 사용자 데이터 전송 방법을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정을 나타낸다.
도 14는 특정 BSS 주변의 단말들의 배치 상황의 일 실시예를 도시한다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다.
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다.
도 18은 다중 사용자 전송 과정에서의 히든 노드 보호 방법을 나타낸다.
도 19는 MU-RTS의 MPDU 포맷의 다양한 실시예들을 나타낸다.
도 20은 MU-RTS와 CTS를 이용하여 아웃도어 단말의 데이터 송수신을 지원하는 방법을 나타낸다.
도 21은 하향 다중 사용자 전송 과정의 추가적인 실시예를 나타낸다.
도 22는 상향 다중 사용자 전송 과정의 추가적인 실시예를 나타낸다.
도 23은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 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 제10-2015-0092531호, 제10-2015-0098711호 및 제10-2015-0100686호를 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.

*

*<멀티채널 하향/상향 전송>

무선랜 시스템에서 각 BSS의 단말들은 특정 채널을 주채널(Primary channel)로 설정하여 통신을 수행한다. 주채널은 non-AP STA들이 AP와 결합(association)하기 위해 사용되는 채널이다. 데이터의 전송 대역폭은 기본 20MHz에서 40MHz, 80MHz, 160MHz 등으로 확장될 수 있다. 한편, 부채널(Secondary channel)은 주채널과 결합되어 2배 이상의 대역폭을 갖는 채널을 형성할 수 있다.

BSS의 단말들은 각 채널에 대해 CCA를 수행하여 해당 채널이 점유 상태(busy)인지 여부를 체크하고, 유휴 상태(idle)인 것으로 판별된 채널을 기초로 대역폭 확장을 수행한다. 즉, 단말은 20MHz를 기본 대역폭으로 하여, 주채널에 인접한 채널들의 유휴 상태 여부에 따라 전송 대역폭을 40MHz, 80MHz 및 160MHz 등으로 확장해 나갈 수 있다. 만약 전송 대역폭이 비 인접(non-contiguous) 채널들로도 확장될 경우, 전송 대역폭은 20+20MHz, 20+40MHz, 40+20MHz, 60MHz 등 다양한 채널 구성으로도 확장될 수 있다. 단말은 이와 같이 확장된 멀티채널 전송 대역폭을 이용하여 하향 또는 상향 데이터를 전송할 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 11을 참조로 멀티채널 하향 전송 및 상향 전송을 위한 채널 접근 방법을 설명한다. 각각의 실시예에서 CH1, CH2, CH3 및 CH4는 각각 20MHz 단위의 채널들을 나타낸다. 다만, 본 발명이 적용되는 통신 방식에 따라 각 채널의 대역폭은 변경될 수 있다. 각각의 실시예에서 CH1은 주채널을 나타내며, CH2 내지 CH4는 부채널을 나타낸다. 도 8 내지 도 11의 각 실시예에서, 이전 도면의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예예 따른 멀티채널 하향/상향 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다. 도 8의 실시예에서 단말은 80MHz 대역폭을 사용하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 전송한다.

각각의 실시예에서, AP는 제1 데이터(PPDU-1)의 전송을 완료하고, 다음 전송할 제2 데이터(PPDU-2)의 발생 전에 멀티채널에 대한 포스트 백오프(post backoff) 절차를 수행할 수 있다. 하향 전송의 경우 상기 제1 데이터 및 제2 데이터는 하향 데이터를 나타내며, 상향 전송의 경우 상기 제1 데이터 및 제2 데이터는 상향 데이터를 나타낸다. 또한 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 상기 제1 데이터는 AP가 전송하는 하향 데이터를, 제2 데이터는 STA가 전송하는 상향 데이터를 나타낼 수 있다.

본 발명의 실시예에서 포스트 백오프 절차는 단말의 데이터 전송이 완료된 후 다음 회의 채널 접근을 위해 미리 수행되는 백오프 절차를 가리킨다. 데이터 전송이 완료된 후 AIFS 시간 동안 채널이 유휴 하면, 단말은 새로운 백오프 절차를 수행한다. 이때, 단말은 경쟁 윈도우 내에서 새로운 백오프 카운터를 획득하고, 획득한 백오프 카운터에 기초하여 새로운 백오프 절차를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 포스트 백오프 절차는 해당 단말이 전송할 데이터가 아직 없는 상태에서 수행되는 백오프 절차를 가리킬 수 있다.

포스트 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 전송 대기 상태에 있게 된다. 전송 대기 상태에서 전송할 데이터가 발생할 경우, 단말은 별도의 백오프 절차 없이 기 설정된 시간 동안의 CCA 후에 해당 데이터의 전송을 시도할 수 있다. 더욱 구체적으로, 단말은 주채널에서 AIFS 시간 동안, 부채널에서 기 설정된 시간 동안의 CCA를 각각 수행하고, CCA를 수행한 모든 채널이 유휴 상태일 경우 곧바로 해당 데이터의 전송을 수행한다.

먼저 도 8(a)는 80MHz 대역폭을 사용하여 PPDU를 전송하는 과정을 도시한다. 우선 80MHz 대역의 제1 데이터(PPDU-1)의 전송이 완료된 후, 단말은 주채널(CH1)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. AIFS 시간 동안 채널이 유휴 상태일 경우, 단말은 주채널에서 포스트 백오프 절차를 수행한다. 즉, 단말은 경쟁 윈도우 내에서 랜덤하게 선택된 백오프 카운터 값을 1씩 줄여 나가며 CCA를 수행한다. 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되기 전 기 설정된 yIFS 시간 동안 단말은 데이터를 전송하고자 하는 부채널들에서 CCA를 수행한다. 본 발명의 실시예에서 yIFS는 ‘PIFS + n*슬롯 타임’을 나타낸다(여기서, n은 1 이상의 정수). 즉, 단말은 PIFS 보다 긴 시간 동안 부채널들에서의 CCA를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 yIFS 시간 동안 적어도 하나의 부채널이 점유 상태일 경우, 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차는 실패한 것으로 판별될 수 있다.

도 8(a)의 예에서 1차 포스트 백오프 절차(42)에서 단말은 백오프 카운터 4를 할당 받는다. 1차 포스트 백오프 절차(42)의 백오프 카운터 만료 전 yIFS 시간 동안 CH3이 점유 상태이며, 해당 백오프 절차(42)는 실패한 것으로 판별된다. 단말은 AIFS 시간 뒤에 새로운 백오프 카운터에 기초하여 2차 포스트 백오프 절차(44)를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 단말은 경쟁 윈도우의 크기를 2배로 증가시키고, 증가된 경쟁 윈도우 내에서 새로운 백오프 카운터를 획득할 수 있다. 2차 포스트 백오프 절차(44)에서 단말은 백오프 카운터 5를 할당 받는다. 그러나 2차 포스트 백오프 절차(44) 중 CH1이 점유 상태가 되어 해당 백오프 절차(44)가 중단된다. 이후, CH1이 다시 유휴 상태가 되면, 단말은 AIFS 시간 뒤에 2차 포스트 백오프 절차(44)를 재개한다. 2차 포스트 백오프 절차(44)의 백오프 카운터 만료 전 yIFS 시간 동안 모든 부채널이 유휴 상태이며, 해당 백오프 절차(44)는 성공적으로 종료된다. 이 경우 해당 경쟁 윈도우는 초기값으로 재설정된다.

2차 포스트 백오프 절차(44)가 성공적으로 종료되면 단말은 데이터 전송 대기 상태에 있게 된다. 전송 대기 상태에서 전송할 제2 데이터(PPDU-2)가 발생하게 되면, 단말은 별도의 백오프 절차 없이 곧바로 해당 데이터(PPDU-2)의 전송을 시도할 수 있다. 단말은 데이터의 전송을 위해 기 설정된 시간 동안의 CCA를 수행한다. 이때, 단말은 주채널(CH1)에서 AIFS 시간 동안, 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 yIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. CCA를 수행한 모든 채널들이 유휴 상태일 경우, 단말은 상기 제2 데이터(PPDU-2)의 전송을 수행한다. 그러나 CCA를 수행한 채널들 중 적어도 하나의 채널이 점유 상태일 경우, 단말은 새로운 백오프 절차(46)를 수행한다. 도 8(a)의 실시예에서 단말은 새로운 백오프 절차(46)가 종료된 후 제2 데이터(PPDU-2)를 전송한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 단말은 다양한 방법을 이용하여 기 설정된 yIFS 시간 동안 CCA를 수행할 수 있다. 먼저, 단말은 에너지 디텍션(energy detection) 기법을 이용하여 CCA를 수행할 수 있다. 즉, 단말은 수신된 임의의 신호의 레벨이 기 설정된 ED 임계값보다 높은지 여부를 검사한다. 다음으로, 단말은 코릴레이션 디텍션(correlation detection) 기법을 이용하여 CCA를 수행할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 단말은 64FFT 기반의 OFDM(Orthogonal Frequency Domain Multiplexing) 심볼의 CP(cyclic prefix)가 주기적으로 반복되는 패턴을 감지하고, 해당 신호의 레벨이 기 설정된 CD 임계값(CD threshold-1) 보다 높은지 여부를 검사할 수 있다. 이때, 상기 CP의 길이는 0.4us 또는 0.8us이다. 다른 실시예에 따르면, 단말은 256FFT 기반의 OFDM 심볼의 CP가 주기적으로 반복되는 패턴을 감지하고, 해당 신호의 레벨이 기 설정된 CD 임계값(CD threshold-2) 보다 높은지 여부를 검사할 수 있다. 이때, 상기 CP의 길이는 0.8us, 1.6us 또는 3.2us이다. 이 경우 단말은 긴 OFDM 심볼 길이, 그리고 기존 64FFT와 다른 CP 길이를 통해 빠르게 패턴을 감지할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말은 256FFT 기반의 OFDM의 주파수 특성에 따라 78.125kHz 간격마다 검출되는 OFDM 신호의 레벨이 기 설정된 CD 임계값(CD threshold-3) 보다 높은지 여부를 검사할 수 있다.

다음으로 도 8(b)는 80MHz 대역폭을 사용하여 PPDU를 전송하는 다른 실시예를 도시한다. 단말은 도 8(a)의 실시예와 유사하게 포스트 백오프 절차(42)를 수행할 수 있다. 다만, 단말은 포스트 백오프 절차(42)에서 기 설정된 yIFS 시간 동안의 부채널들(CH2, CH3, CH4)의 CCA를 생략할 수 있다. 즉, 단말은 전송할 데이터가 있는 상태에서 진행되는 백오프 절차에서만 yIFS 시간 동안의 부채널들(CH2, CH3, CH4)의 CCA를 수행한다.

도 8(b)를 참조하면, 포스트 백오프 절차(42)의 백오프 카운터가 만료되면, 단말은 전송 대기 상태에 있게 된다. 포스트 백오프 절차(42)에서 단말은 주채널(CH1)에 대한 CCA만을 수행하며, 부채널들(CH2, CH3, CH4)에 대한 CCA는 수행하지 않는다. 단말은 전송할 데이터가 발생할 때까지 대기한다. 전송할 제2 데이터(PPDU-2)가 발생하게 되면, 단말은 데이터의 전송을 위해 주채널(CH1) 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 기 설정된 시간 동안 CCA를 수행한다. 이때, 단말은 주채널(CH1)에서 AIFS 시간 동안, 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 yIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. CCA를 수행한 모든 채널들이 유휴 상태일 경우, 단말은 상기 제2 데이터(PPDU-2)의 전송을 수행한다. 그러나 CH2가 점유 상태이므로, 단말은 새로운 백오프 절차(46)를 수행한다. 단말은 새로운 백오프 절차(46)가 종료된 후 제2 데이터(PPDU-2)를 전송한다.

다음으로 도 8(c)는 80MHz 대역폭을 사용하여 PPDU를 전송하는 또 다른 실시예를 도시한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말은 데이터 전송이 완료된 후 모든 전송 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행하고, CCA를 수행한 모든 채널이 유휴 상태일 경우 포스트 백오프 절차(42)를 수행할 수 있다. 도 8(c)을 참조하면, 제1 데이터(PPDU-1)의 전송이 완료된 후, 단말은 주채널(CH1) 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. 그러나 CH3이 점유 상태이므로, 단말은 포스트 백오프 절차(42)를 연기한다. CH3이 유휴 상태가 된 후 단말은 다시 모든 전송 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. 그러나 CH1이 점유 상태이므로, 단말은 포스트 백오프 절차(42)를 다시 연기한다. CH1이 유휴 상태가 된 후 단말은 다시 모든 전송 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. CCA를 수행한 모든 채널들이 유휴 상태이므로, 단말은 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다.

도 8(c)의 실시예에 따르면, 포스트 백오프 절차(42)는 모든 전송 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에서 수행된다. 즉, 단말은 획득된 백오프 카운터를 이용하여 주채널(CH1) 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다. 포스트 백오프 절차(42)의 수행 중에 적어도 하나의 채널이 점유 상태가 될 경우, 포스트 백오프 절차(42)는 중단된다. 포스트 백오프 절차(42)가 종료되면, 단말은 전송 대기 상태에 있게 된다.

전송할 제2 데이터(PPDU-2)가 발생하게 되면, 단말은 데이터의 전송을 위해 주채널(CH1) 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 기 설정된 시간 동안 CCA를 수행한다. 이때, 단말은 주채널(CH1) 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. CCA를 수행한 모든 채널들이 유휴 상태일 경우, 단말은 상기 제2 데이터(PPDU-2)의 전송을 수행한다. 그러나 CH2가 점유 상태이므로, 단말은 새로운 백오프 절차(46)를 수행한다. 단말은 새로운 백오프 절차(46)가 종료된 후 제2 데이터(PPDU-2)를 전송한다. 일 실시예에 따르면, 단말은 모든 전송 채널들(CH1, CH2, CH3, CH4)에서 새로운 백오프 절차(46)를 수행할 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 데이터(PPDU-1)은 하향 데이터이고, 제2 데이터(PPDU-2)는 상향 데이터일 수 있다. 하향 데이터 전송 후 AP가 도 8의 포스트백오프 과정을 수행한 후 이의 성공을 non-AP STA에게 시그널링하는 경우, non-AP STA는 해당 정보를 이용하여 상향 데이터 전송의 백오프 과정을 도 8과 같이 간략히 수행한 후 상향 데이터를 전송할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다. 도 9의 실시예에서는 CH1, CH2, CH3 및 CH4를 포함하는 80MHz 대역폭을 사용하여 UL-MU 전송 과정이 수행된다. 이때, STA1, STA2, STA3 및 STA4는 각각 CH1, CH2, CH3 및 CH4를 할당 받아 상향 데이터를 전송한다.

먼저 도 9(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 UL-MU 전송 과정을 나타낸다. UL-MU 전송 과정(310)의 개시를 위해 AP는 백오프 절차를 수행한다. 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면 AP는 트리거 프레임(Trigger 1)을 전송한다. 도 9(a)의 실시예에서, AP가 전송한 트리거 프레임에는 STA1 내지 STA4에 대한 리소스 할당 정보가 포함되어 있다. 트리거 프레임을 수신한 STA1 내지 STA4는 xIFS 시간 뒤에 각자 할당 받은 리소스 유닛을 통해 상향 다중 사용자 데이터(UL Data 1)를 전송한다. 일 실시예에 따르면, 상기 xIFS는 SIFS이다. AP는 STA1 내지 STA4가 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 SIFS 시간 뒤에 다중-STA 블록 ACK(M-STA BA)을 전송한다.

본 발명의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정(310)이 완료된 후, AP는 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다. 전술한 실시예에서와 같이, 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차(42)는 주채널(CH1)에서의 백오프 절차와 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서의 기 설정된 yIFS 시간 동안의 CCA 절차를 포함한다. 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차(42)가 성공적으로 종료되면, AP는 전송 대기 상태에 있게 된다. AP는 STA들로부터 버퍼 상태 리포트를 수신하고, 수신된 버퍼 상태 리포트에 기초하여 다음 UL-MU 전송 과정(320)을 개시한다. 이때, AP는 별도의 백오프 절차 없이 기 설정된 시간 동안의 CCA를 수행한 후 UL-MU 전송 과정(320)을 개시할 수 있다. 즉, AP는 주채널(CH1)에서 AIFS 시간 동안, 부채널들(CH2, CH3, CH4)에서 yIFS 시간 동안 CCA를 수행하고, CCA를 수행한 모든 채널들이 유휴 상태일 경우 트리거 프레임(Trigger 2)을 전송한다.

도 9(b)는 UL-MU 전송 과정이 실패한 경우의 포스트 백오프 절차를 나타낸다. AP는 UL-MU 전송 과정(312)의 개시를 위해 트리거 프레임(Trigger 1)을 전송한다. 그러나 상기 트리거 프레임에 대응하는 상향 데이터가 전혀 수신되지 않을 경우, AP는 UL-MU 전송 과정(312)이 실패한 것으로 판별한다. 이때, AP는 다음 전송을 위한 멀티채널 포스트 백오프 절차(42)를 수행할 수 있다. 이전의 UL-MU 전송 과정(312)이 실패하였으므로, AP는 경쟁 윈도우의 크기를 2배로 증가시키고 증가된 경쟁 윈도우 내에서 새로운 백오프 카운터를 획득한다. 그리고 나서 AP는 새로운 백오프 카운터를 이용하여 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다. 일 실시예에 따르면, 포스트 백오프 절차(42)는 트리거 프레임에서 지정한 UL-MU 전송 과정(312)이 수행되지 않는 것으로 판별된 시점 이후에 수행될 수 있다.

한편, 적어도 하나의 상향 데이터가 수신되는 경우, AP는 해당 UL-MU 전송 과정이 성공한 것으로 판별될 수 있다. 이때, AP는 이전 백오프 절차에서 사용된 경쟁 윈도우를 초기값으로 재설정하고 이에 기초하여 새로운 백오프 카운터를 획득하고, 새로운 백오프 카운터를 이용하여 다음 전송을 위한 포스트 백오프 절차를 수행할 수 있다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예예 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송을 위한 채널 접근 방법을 나타낸다. 도 10(a)는 인접(contiguous) 멀티채널 전송 방법을 나타내며, 도 10(b)는 비 인접(non-contiguous) 멀티채널 전송 방법을 나타낸다.

먼저 도 10(a)를 참조 하면, 전술한 UL-MU 전송 과정(310)이 완료된 후, AP는 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다. AP는 포스트 백오프 절차(42)에서 부채널들(CH2, CH3, CH4)에 대한 yIFS 시간 동안의 CCA 절차를 수행한다. 포스트 백오프 절차(42)의 백오프 카운터가 만료되면, AP는 곧바로 다음 UL-MU 전송 과정(322)의 개시를 위한 트리거 프레임(Trigger2)을 전송할 수 있다. 상기 CCA 절차에서 CH3가 점유 상태이므로, AP는 인접 채널 확장 원칙에 기초하여 CH1 및 CH2을 포함하는 40MHz 채널로 트리거 프레임(Trigger2)을 전송한다. 상기 트리거 프레임(Trigger2)은 CH1 및 CH2를 각각 할당 받은 STA1 및 STA2의 리소스 할당 정보만을 포함한다. UL-MU 전송 과정(322)에서 STA1 및 STA2는 CH1 및 CH2를 이용하여 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다.

다음으로 도 10(b)를 참조 하면, UL-MU 전송 과정(314, 324)은 비 인접 채널 확장 원칙에 기초하여 수행될 수 있다. AP는 UL-MU 전송 과정(312) 개시를 위한 백오프 절차 및 부채널들(CH2, CH3, CH4)의 CCA 절차를 수행한다. 이때 CH3이 점유 상태이므로, AP는 CH1, CH2를 포함하는 40MHz 채널 및 CH4의 20MHz 채널로 트리거 프레임(Trigger1)을 전송한다. 상기 트리거 프레임(Trigger1)은 CH1, CH2 및 CH4를 각각 할당 받은 STA1, STA2 및 STA4의 리소스 할당 정보만을 포함한다. UL-MU 전송 과정(314)에서 STA1, STA2 및 STA4는 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다.

UL-MU 전송 과정(312)이 완료되면, AP는 멀티채널에 대한 포스트 백오프 절차(42)를 수행한다. AP는 부채널들(CH2, CH3, CH4)에 대한 yIFS 시간 동안의 CCA 절차를 수행하며, 도 10(b)의 실시예에서는 CH2가 점유 상태이다. AP는 비 인접 채널 확장 원칙에 기초하여 CH1의 20MHz 채널과 CH3, CH4를 포함하는 40MHZ 채널로 트리거 프레임(Trigger2)을 전송한다. 상기 트리거 프레임(Trigger2)은 CH1, CH3 및 CH4를 각각 할당 받은 STA1, STA3 및 STA4의 리소스 할당 정보만을 포함한다. UL-MU 전송 과정(324)에서 STA1, STA3 및 STA4는 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 멀티채널 상향 다중 사용자 전송 방법을 나타낸다. 도 11의 실시예에서는 CH1 및 CH2 를 포함하는 40MHz 대역폭을 사용하여 UL-MU 전송 과정이 수행된다. 이때, STA0, STA1 및 STA2는 CH1을 할당 받고, STA3, STA4 및 STA5는 CH2를 할당 받은 상황을 가정한다.

먼저 도 11(a)를 참조하면, AP는 CH1 및 CH2로 트리거 프레임을 전송한다. AP가 전송한 트리거 프레임은 STA0, STA1 및 STA2가 CH1으로 상향 다중 사용자 데이터를 전송할 것과, STA3, STA4 및 STA5가 CH2로 상향 다중 사용자 데이터를 전송할 것을 지시한다. 트리거 프레임을 수신한 각 STA들은 xIFS 시간 동안의 CCA를 수행한 후 각 단말에 할당된 채널을 통해 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다. 일 실시예에 따르면, 상기 xIFS는 SIFS이다. AP는 STA0 내지 STA5가 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 SIFS 시간 뒤에 M-STA BA을 전송한다.

도 11(b)의 실시예는 AP의 트리거 프레임 전송 시 CH2가 점유 상태인 상황을 나타낸다. STA3, STA4 및 STA5는 해당 단말에 할당된 CH2가 점유 상태이므로 트리거 프레임에 대응하는 상향 데이터를 전송할 수 없다. AP는 CH1을 통해 STA0, STA1 및 STA2가 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. AP가 전송하는 M-STA BA에는 STA0, STA1 및 STA2에 대한 ACK 정보가 포함된다. 본 발명의 실시예에 따르면, AP는 CH1뿐만 아니라 UL-MU 전송이 수행되지 않은 CH2로도 M-STA BA을 전송할 수 있다. 이와 같이, AP는 UL-MU 전송에 실패한 채널로도 M-STA BA을 전송함으로, 다음 멀티채널 전송 과정을 위한 리소스를 확보할 수 있다.

도 11(c)의 실시예는 AP의 트리거 프레임 전송 시 STA3에게만 CH2가 점유 상태인 상황을 나타낸다. STA3는 해당 단말에 할당된 CH2가 점유 상태이므로 트리거 프레임에 대응하는 상향 데이터를 전송할 수 없다. AP는 CH1을 통해 STA0, STA1 및 STA2가 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신하고, CH2를 통해 STA4 및 STA5가 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신한다. AP는 수신된 상향 다중 사용자 데이터에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. AP가 전송하는 M-STA BA에는 STA0, STA1, STA2, STA4 및 STA5에 대한 ACK 정보가 포함된다.

한편 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 트리거 프레임의 리소스 할당 정보는 20MHz 채널 단위로 중복되어(duplicated) 전송될 수 있다. 즉, 상기 실시예들에서 STA0 내지 STA2의 CH1 할당 정보 및 STA3 내지 STA5의 CH2 할당 정보는 CH1 및 CH2로 함께 전송된다. 따라서, STA들은 적어도 하나의 채널을 통해 수신된 트리거 프레임으로부터 UL-MU 전송이 수행되는 전체 대역폭의 리소스 할당 정보를 획득할 수 있다. 도 11(b) 및 도 11(c)의 실시예에서 AP의 트리거 프레임 전송 시 특정 STA에 할당된 채널이 점유 상태일 경우에도, 해당 STA는 다른 채널을 통해 수신된 트리거 프레임의 리소스 할당 정보에 기초하여 상향 다중 사용자 데이터를 전송할 수 있다.

도 12는 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 주기적인 상향 다중 사용자 데이터 전송 방법을 나타낸다. 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 단말은 기 설정된 전송 타이밍(UL Time 1, UL Time 2, UL Time 3)에 데이터를 전송할 수 있다. 기 설정된 전송 타이밍은 동기화된 타이밍일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예들에서와 같이, 도 12의 실시예에서 AP와 STA는 각각 eNB(enhanced Node B), UE(User Equipment)로 대체될 수 있다.

도 12의 실시예에 따르면, AP는 STA1 및 STA2에 대한 상향 전송 승인 메시지(50)를 전송한다. 본 발명의 실시예에서 상향 전송 승인 메시지(50)는 전술한 트리거 프레임을 포함하며, 그밖에 단말의 상향 전송을 지시하는 다양한 형태의 메시지를 포함할 수 있다. 상향 전송 승인 메시지(50)에는 각 STA별로 상향 데이터를 전송할 수 있는 전송 타이밍 정보, 전송 기간 정보 등이 지시될 수 있다.

STA들은 지정된 전송 타이밍 전에 미리 백오프 절차를 수행하여 해당 전송 타이밍에서의 상향 데이터 전송 여부를 결정할 수 있다. 이때, 미리 수행되는 백오프 절차는 전술한 실시예들의 포스트 백오프 절차와 동일하거나 상응하는 방법으로 수행될 수 있다. 전송 타이밍이 도래하기 전에 상기 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면, STA는 전송 대기 상태에 있게 된다. STA는 해당 전송 타이밍 직전의 기 설정된 시간 동안 CCA를 수행하여 채널이 유휴 상태인 경우 상향 데이터를 전송한다. 일 실시예에 따르면 기 설정된 시간은 AIFS일 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 전송 타이밍에 기초한 상향 데이터의 전송이 완료되면, STA는 전술한 백오프 절차를 다시 수행할 수 있다.

한편, 전송 타이밍이 도래하기 전에 백오프 절차가 완료되지 않으면, STA는 해당 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료될 때까지 상향 데이터의 전송을 지연한다. 즉, STA는 해당 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면 상향 데이터를 전송한다. 따라서, 백오프 절차가 완료되지 않은 STA의 상향 데이터 전송 개시 시점은 기 설정된 전송 타이밍보다 지연될 수 있다.

도 12(a)의 실시예를 참조하면, 상향 전송 승인 메시지(50)는 각 전송 타이밍에서 상향 데이터를 전송할 STA들의 정보를 나타낼 수 있다. 제1 전송 타이밍(UL Time 1)상향 전송을 지시 받은 STA1 및 STA2는 제1 전송 타이밍(UL Time 1)이 도래하기 전에 각각 백오프 절차를 수행한다. 도 12(a)의 실시예에서는 제1 전송 타이밍(UL Time 1) 전에 STA1과 STA2의 백오프 절차가 완료된다. STA1과 STA2는 제1 전송 타이밍(UL Time 1) 전의 AIFS 시간 동안 CCA를 수행하며, 채널이 유휴 상태이므로 각각 상향 데이터를 전송한다. 상향 데이터의 전송 후 STA1과 STA2는 각각 할당된 새로운 백오프 카운터에 기초하여 백오프 절차를 수행한다.

제2 전송 타이밍(UL Time 2)에서는 STA1의 상향 데이터 전송이 지시되었다. 도 12(a)의 실시예에서는 제2 전송 타이밍(UL Time 2) 전에 STA1의 백오프 절차가 완료되며, STA1은 제2 전송 타이밍(UL Time 2) 전의 AIFS 시간 동안 CCA를 수행한다. 상기 AIFS 시간 동안 채널이 유휴 상태이므로, STA1은 상향 데이터를 전송한다. 제3 전송 타이밍(UL Time 3)에서는 STA2의 상향 데이터 전송이 지시되었다. STA2의 사전 백오프 절차는 이미 완료되어 STA2가 전송 대기 상태에 있으므로, STA2는 제3 전송 타이밍(UL Time 3) 전의 AIFS 시간 동안의 CCA 후에 상향 데이터를 전송한다.

도 12(b)의 실시예를 참조하면, 제1 전송 타이밍(UL Time 1) 이전의 STA1의 백오프 절차 중에 채널이 점유 상태가 되었다. STA1은 백오프 절차를 중단하며, 채널이 유휴 상태가 되면 AIFS 시간 뒤에 백오프 절차를 재개한다. 그러나 제1 전송 타이밍(UL Time 1)이 도래하기 전에 STA1의 백오프 절차가 완료되지 않는다. 따라서, STA1은 해당 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료될 때까지 상향 데이터의 전송을 지연한다. 백오프 절차의 백오프 카운터가 만료되면 STA1은 상향 데이터를 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, STA1은 전송할 데이터의 크기와 지연된 시간 등을 고려하여 상향 데이터의 전송 여부를 결정할 수 있다. 즉, 지연된 시간으로 인해 전송할 상향 데이터의 전송 기간이 다음 전송 타이밍을 넘어가게 될 경우, 해당 상향 데이터의 전송을 수행하지 않을 수 있다.

제2 전송 타이밍(UL Time 2)에서는 STA1의 상향 데이터 전송이 지시되었다. 도 12(b)의 실시예에서는 제2 전송 타이밍(UL Time 2) 전에 STA1의 백오프 절차가 완료되었지만, AIFS 시간 동안의 CCA 구간 동안 채널이 점유 상태가 되어 STA1이 상향 데이터를 전송하지 못한다. 상향 데이터 전송에 실패한 STA1은 채널이 유휴 상태가 되고 AIFS 시간 뒤에 새로운 백오프 카운터에 기초하여 백오프 절차를 수행한다. 제3 전송 타이밍(UL Time 3)에서는 STA1과 STA2의 상향 데이터 전송이 지시되었다. STA1 및 STA2의 사전 백오프 절차는 이미 완료되었으므로 STA1 및 STA2는 제3 전송 타이밍(UL Time 3) 전의 AIFS 시간 동안의 CCA 후에 상향 데이터를 전송한다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정을 나타낸다. 전술한 바와 같이, UL-MU 전송은 AP가 전송하는 트리거 프레임의 응답으로 수행될 수 있다. STA들은 트리거 프레임의 수신 후 xIFS 시간 뒤에 상향 데이터를 동시에 전송한다. 일 실시예에 따르면, 상기 xIFS는 SIFS일 수 있다. AP가 트리거 프레임을 전송하면 복수의 STA들은 트리거 프레임이 지정한 시점에 각각의 할당된 서브캐리어를 통해 상향 데이터를 전송한다. 상향 데이터 전송이 완료되고 SIFS 시간 후에 AP는 상향 데이터 전송에 성공한 STA들에게 M-STA BA을 전송한다. M-STA BA의 길이는 ACK 정보의 대상 STA의 개수에 따라 가변 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, M-STA BA의 길이는 최대 BA 길이(d_max_BA) 내에서 결정될 수 있다.

UL-MU 전송 과정에서는 트리거 프레임의 포맷에 따라 전송 성능이 달라질 수 있다. 트리거 프레임의 포맷을 결정하기 위해서는 다음과 같은 요소들이 고려될 필요가 있다. 먼저, 시그널링 효율성이 고려되어야 한다. 즉, 얼마나 적은 패킷 오버헤드로 트리거 프레임을 전송할 수 있는지가 고려되어야 한다. 다음으로, 트리거 프레임의 디코딩 성능이 고려되어야 한다. 즉, 다른 BSS(OBSS)의 간섭이나 아웃도어 환경에서도 안정적으로 트리거 프레임을 수신할 수 있어야 한다. 다음으로, AP의 상향 다중 사용자 데이터의 수신이 해당 AP 주변의 히든 노드(hidden node)들로부터 보호되어야 한다. 또한, 각각의 상향 전송 STA들의 하향 M-STA BA 수신이 해당 STA 주변의 히든 노드들로부터 보호되어야 한다. 이때, M-STA BA은 그 길이가 가변적이므로 최대 BA 길이(d_max_BA) 까지 보호가 수행되어야 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다양한 타입의 트리거 프레임이 제안된다. 일 실시예에 따르면, NDP(Null Data Packet) 포맷의 트리거 프레임이 사용될 수 있다. NDP는 PHY 헤더만 포함하고 MAC 프레임은 포함하지 않는 패킷 포맷이다. 다른 실시예에 따르면, MAC 포맷의 트리거 프레임이 사용될 수 있다. 이때, MAC 포맷의 트리거 프레임은 레거시 무선랜 시스템(예를 들면, 802.11a, n, ac) 및/또는 논-레거시 무선랜 시스템(예를 들면, 802.11ax)의 다양한 PPDU 포맷으로 전송될 수 있다.

이하에서는 다음과 같은 전제 하에 본 발명의 실시예들을 설명하도록 한다. 다만, 실시예에 따라 적어도 일부의 전제 사항들은 변경 또는 생략될 수 있다.

첫째, 트리거 프레임의 전송 이전에 RTS/CTS와 같은 추가적인 메시지 교환을 통해 트리거 프레임의 성능이 보완될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 추가적인 RTS/CTS 전송 시퀀스 없이 트리거 프레임을 통해 UL-MU 전송 과정이 제어될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 추가적인 RTS/CTS 전송 시퀀스의 도움으로 UL-MU 전송 과정이 제어될 수 있다.

둘째, 레거시 STA들은 수신된 논-레거시 PPDU(HE PPDU)를 해당 PPDU의 레거시 프리앰블에 기초하여 802.11a PPDU로 인지하고 MAC 프레임의 디코딩 프로세스를 시도할 수 있다. 그러나 상기 디코딩 프로세스에서 MAC 프레임의 FCS(Frame Check Sequence) 에러가 발생하게 된다. 따라서, 레거시 STA는 해당 PPDU의 레거시 프레임블의 L-SIG에서 지시된 시간 후에 EIFS(Extended IFS) 구간을 추가로 대기한 후 백오프 절차를 수행하여 채널 접근을 시도한다.

셋째, 논-레거시 PPDU의 길이는 해당 PPDU의 L-SIG 또는 반복된(repeated) L-SIG에 포함된 Length 필드 및 Rate 필드를 조합하여 지시될 수 있다.

넷째, 논-레거시 PPDU는 일부 프리앰블 심볼들이 반복되거나, OFDM CP(Cyclic Prefix) 길이가 확장되어 전송됨으로, 아웃도어 환경에 맞는 전송이 수행될 수 있다.

도 14는 특정 BSS 주변의 단말들의 배치 상황의 일 실시예를 도시한다. 도 14의 실시예에서 AP는 STA1 및 STA2와 통신을 수행하며, 특정 단말을 기준으로 히든 노드 L1, H1, L2 및 H2이 존재한다. 여기서, L1 및 L2는 각각 레거시 STA를 나타내며, H1 및 H2는 각각 논-레거시 STA를 나타낸다.

L1 및 H1은 AP의 메시지는 센싱 가능하지만, STA1과 STA2의 메시지는 수신할 수 없다. 따라서, L1 및 H1은 AP가 STA1 및 STA2로부터 메시지를 수신할 때 AP를 방해할 수 있다. 한편, L2 및 H2는 STA2의 메시지는 센싱 가능하지만, AP의 메시지는 수신할 수 없다. 따라서, L2 및 H2는 STA2가 AP로부터 메시지를 수신할 때 STA2를 방해할 수 있다. 이하 도 15 내지 도 17의 실시예들은 도 14의 단말들의 배치 상황을 가정하고 설명하도록 한다.

도 15 내지 도 17은 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작의 다양한 실시예들을 나타낸다. 도 15 내지 도 17의 실시예에서, UL-MU 전송 과정은 CH1 및 CH2를 포함하는 40MHz 대역을 통해 수행된다. UL-MU 전송 과정의 개시를 위한 트리거 프레임이 전송될 때, CH2에서는 OBSS의 간섭이 발생한다. 도 15 내지 도 17의 각 실시예에서, 이전 도면의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다. 도 15의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정을 위해 NDP 포맷의 트리거 프레임(52)이 사용된다.

NDP 트리거 프레임(52)은 레거시 프리앰블(즉, L-Preamble)과 논-레거시 NDP 프리앰블(즉, HE-NDP Preamble)을 포함한다. 레거시 프리앰블은 L-STF(Legacy Short Training Field), L-LTF(Legacy Long Training Field) 및 L-SIG(Legacy Signal Field)를 포함한다. 또한, 논-레거시 NDP 프리앰블은 RL-SIG(Repeated L-SIG), HE-SIG-A(High Efficiency Signal Field A), HE-SIG-B(High Efficiency Signal Field B)를 포함한다.

NDP 트리거 프레임(52)이 멀티채널을 통해 전송될 경우, NDP 트리거 프레임(52)의 레거시 프리앰블 부분은 20MHz 채널 단위로 중복되어(duplicated) 전송될 수 있다. 상기 레거시 프리앰블 이후에 논-레거시 NDP 프리앰블이 전송된다. 논-레거시 NDP 프리앰블은 64FFT 기반의 신호로 전송된다. 일 실시예에 따르면, 256FFT 기반의 HE-STF(High Efficiency Short Training Field) 및 HE-LTF(High Efficiency Long Training Field)는 논-레거시 NDP 프리앰블에서 생략될 수 있다.

NDP 트리거 프레임(52)에는 해당 프레임이 트리거 프레임임을 나타내는 정보를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 트리거 프레임을 나타내는 정보는 레거시 프리앰블의 L-SIG, 논-레거시 NDP 프리앰블의 RL-SIG, HE-SIG-A 및 HE-SIG-B 중 어느 하나의 기 설정된 필드로 표현될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 트리거 프레임을 나타내는 정보는 레거시 프리앰블의 예약된 비트필드나 미사용 서브캐리어를 통해 표현될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 해당 프레임이 트리거 프레임임을 나타내는 정보는 심볼들의 위상 회전, 직교 시퀀스(orthogonal sequence)의 전송 등을 통해 표현될 수도 있다.

NDP 트리거 프레임(52)은 아웃도어 환경에서 강인(robust)하게 수신될 수 있다. 그러나 도 15와 같이 CH2에 OBSS 간섭이 발생하는 경우, STA들이 NDP 트리거 프레임(52)을 수신하기 어려울 수 있다. 따라서, AP는 NDP 트리거 프레임(52)의 HE-SIG-B를 강인(robust)하게 전송할 수 있다. 일 실시예에 따르면, HE-SIG-B는 20MHz 채널 단위로 중복되어 전송될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, HE-SIG-B는 기 설정된 강인한 MCS(Modulation and Coding Scheme)로 전송될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, HE-SIG-B는 20MHz 채널 단위로 전송되며, 20MHz 채널 별로 해당 채널에 할당된 STA들의 리소스 정보만을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, HE-SIG-B가 복수의 심볼로 구성될 경우 각 심볼 별로 MCS가 다르게 설정될 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, NDP 트리거 프레임(52)이 전송되는 20MHz 채널 별로 CRC(cyclical redundancy check) 코드를 전송하여 HE-SIG-B를 각 채널 별로 분석 가능하도록 할 수 있다.

NDP 트리거 프레임(52)을 수신한 STA들은 xIFS 시간 뒤에 상향 PPDU(60)를 동시에 전송한다. 일 실시예에 따르면, 상기 xIFS는 SIFS일 수 있다. 복수의 STA들이 전송하는 상향 다중 사용자 PPDU(UL-MU PPDU, 60)는 레거시 프리앰블(즉, L-Preamble)과 논-레거시 프리앰블(즉, HE-Preamble)을 포함한다. 레거시 프리앰블은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG를 포함한다. 또한, 논-레거시 프리앰블은 RL-SIG, HE-SIG-A, HE-STF 및 HE-LTF를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 개별 STA들에 대한 정보를 지시하는 HE-SIG-B는 트리거 프레임에 기초한 UL-MU PPDU(60)에서 생략될 수 있다.

UL-MU PPDU(60)의 전송이 완료되고 SIFS 시간 후에 AP는 상향 데이터 전송에 성공한 STA들에게 M-STA BA을 전송한다. M-STA BA의 길이는 ACK 정보의 대상 STA의 개수에 따라 가변 할 수 있다. 일 실시예에 따르면, M-STA BA의 길이는 최대 BA 길이(d_max_BA) 내에서 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, AP 및 STA가 전송하는 논-레거시 패킷의 프리앰블에는 현재 TXOP(transmission opportunity)의 잔여 시간 정보가 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로, UL-MU 전송 과정에서 전송되는 NDP 트리거 프레임(52) 및 UL-MU PPDU(60)의 논-레거시 프리앰블에는 현재 TXOP의 잔여 TXOP 시간의 정보가 포함된다. 상기 잔여 TXOP 시간 정보는 해당 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA 전송 완료 시점까지의 잔여 시간을 나타낼 수 있다. 전술한 바와 같이, M-STA BA의 길이가 가변적일 경우, 잔여 TXOP 시간 정보는 최대 BA 길이(d_max_BA)에 기초하여 설정될 수 있다. 후술하는 실시예와 같이, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 UL-MU 전송 과정이 수행될 경우, 상기 잔여 TXOP 시간 정보는 마지막 UL-MU 전송 과정의 완료 시점까지 시간을 나타낼 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 잔여 TXOP 시간 정보는 논-레거시 프리앰블의 HE-SIG-A의 기 설정된 TXOP 기간 필드로 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, HE-SIG-A의 TXOP 기간 필드는 해당 패킷의 MAC 헤더의 TXOP 필드보다 적은 비트로 구성될 수 있다. 따라서, HE-SIG-A의 TXOP 기간 필드는 TXOP 시간 정보를 기 설정된 단위, 예를 들면 OFDM 심볼 단위로 나타낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 잔여 TXOP 시간 정보는 레거시 프리앰블과 논-레거시 프리앰블의 조합으로 표현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잔여 TXOP 시간 정보는 L-SIG의 Length 필드, Rate 필드 및 HE-SIG-A의 기 설정된 필드의 조합을 통해 표현될 수 있다. 예를 들면, 잔여 TXOP 시간이 L-SIG의 Length 필드 정보의 정수 배로 설정될 경우, HE-SIG-A의 기 설정된 필드는 상기 정수 배율의 정보를 나타낼 수 있다.

NDP 트리거 프레임(52) 및 UL-MU PPDU(60) 중 적어도 하나의 패킷을 수신한 UL-MU 전송 비 참여 단말들은 잔여 TXOP 시간 정보에 기초하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정한다. 이와 같이 패킷의 프리앰블에 TXOP 정보를 삽입함으로, 종래의 MAC 헤더에 TXOP 정보가 삽입되었을 때에 비하여 단말들이 조기에 TXOP 정보를 획득하고 NAV를 설정할 수 있다.

전술한 도 14의 실시예를 참조하면, AP가 전송한 NDP 트리거 프레임(52)은 단말 L1 및 H1이 수신한다. 또한, 단말 L2 및 H2는 STA2가 전송한 UL-MU PPDU(60)를 수신한다. 도 15의 UL-MU 전송 과정에서 주변 단말들 L1, H1, L2, H2의 동작은 다음과 같다.

먼저, NDP 트리거 프레임(52)을 수신한 논-레거시 단말 H1은 해당 패킷의 논-레거시 프리앰블에 포함된 잔여 TXOP 시간 정보를 획득하고, 이에 기초하여 NAV를 설정한다.

한편, NDP 트리거 프레임(52)을 수신한 레거시 단말 L1은 해당 패킷의 L-SIG의 Length 필드에 기초하여 패킷의 길이를 추정한다. 단말 L1은 NDP 트리거 프레임(52)을 802.11a 패킷으로 인지하여 FCS 검사를 수행하지만, 에러가 발생하여 EIFS 시간 후에 채널에 접근하게 된다. 그러나 L-SIG의 Length 필드가 해당 패킷(52) 만의 길이를 나타낼 경우, 단말 L1의 채널 접근으로 인해 AP의 UL-MU PPDU(60) 수신 시 충돌이 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 이러한 충돌을 방지하기 위해 NDP 트리거 프레임(52)의 L-SIG의 Length 필드는 해당 패킷의 TXOP 정보에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, NDP 트리거 프레임(52)의 L-SIG의 Length 필드는 해당 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA 전송 완료 시점까지의 잔여 시간에 기초하여 설정될 수 있다. 따라서, NDP 트리거 프레임(52)을 수신한 단말 L1은 L-SIG의 Length 필드에 기초하여 해당 TXOP 기간 동안 NAV를 설정하고 전송을 지연할 수 있다.

UL-MU PPDU(60)를 수신한 논-레거시 단말 H2는 해당 패킷의 논-레거시 프리앰블에 포함된 잔여 TXOP 시간 정보를 획득하고, 이에 기초하여 NAV를 설정한다. 한편 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말 H2는 UL-MU PPDU(60)의 MAC 헤더의 듀레이션(Duration) 필드 정보를 추가적으로 이용하여 NAV를 설정할 수 있다. 이때, UL-MU PPDU(60)는 MIMO 또는 OFDMA로 전송되므로 주변 단말들이 해당 패킷만을 오버히어링(overhearing)하여 MAC 헤더를 디코딩 하기 어려울 수 있다. 따라서, 단말 H2는 NDP 트리거 프레임(52)에서 추출된 정보 및 UL-MU PPDU(60)의 HE-SIG-A에서 추출된 정보 중 적어도 하나를 참조하여 UL-MU PPDU(60)의 MAC 헤더를 디코딩 할 수 있다. 단말 H2는 디코딩 된 다중 사용자 MAC 헤더 정보 중 적어도 하나의 듀레이션 필드 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다.

UL-MU PPDU(60)를 수신한 레거시 단말 L2는 해당 패킷의 L-SIG의 Length 필드에 기초하여 패킷의 길이를 추정한다. 단말 L2는 UL-MU PPDU(60)를 802.11a 패킷으로 인지하여 FCS 검사를 수행하지만, 에러가 발생하여 EIFS 시간 후에 채널에 접근하게 된다. 그러나 L-SIG의 Length 필드가 해당 패킷(60) 만의 길이를 나타낼 경우, 단말 L2의 채널 접근으로 인해 STA2의 M-STA BA 수신 시 충돌이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면 UL-MU PPDU(60)의 L-SIG의 Length 필드는 해당 패킷의 TXOP 정보에 기초하여 설정될 수 있다. 즉, UL-MU PPDU(60)의 L-SIG의 Length 필드는 해당 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA 전송 완료 시점까지의 잔여 시간에 기초하여 설정될 수 있다.

도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다. 도 16의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정을 위해 논-레거시 PPDU(즉, HE PPDU) 트리거 프레임(54)이 사용된다.

HE PPDU 트리거 프레임(54)은 레거시 프리앰블(즉, L-Preamble), 논-레거시 프리앰블(즉, HE-Preamble) 및 MAC 데이터를 포함한다. 레거시 프리앰블은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG를 포함한다. 또한, 논-레거시 프리앰블은 RL-SIG, HE-SIG-A, HE-SIG-B, HE-STF 및 HE-LTF를 포함한다. 이때, RL-SIG, HE-SIG-A 및 HE-SIG-B는 64FFT 기반의 신호로 전송된다. 반면에, HE-STF 및 HE-LTF는 256FFT 기반의 신호로 전송된다. MAC 데이터는 MAC 헤더 및 MSDU(MAC Service Data Unit)를 포함한다.

AP는 HE PPDU 트리거 프레임(54)을 강인하게 전송하기 위해 도 15에서 전술한 방법들을 사용할 수 있다. 이에 더하여, AP는 일부 채널의 OBSS 간섭으로 인한 충돌을 회피하기 위하여, HE PPDU 트리거 프레임(54)의 MAC 데이터를 OFDMA 형태로 전송할 수 있다. 즉, HE PPDU 트리거 프레임(54)의 MAC 데이터는 수신 확률의 향상을 위해 채널 또는 서브채널 단위로 중복하여 전송될 수 있다.

HE PPDU 트리거 프레임(54)을 수신한 STA들은 xIFS 시간 뒤에 상향 PPDU(60)를 동시에 전송한다. 트리거 프레임에 기초한 상향 다중 사용자 PPDU(60)의 구성은 도 15에서 전술한 바와 같다. UL-MU PPDU(60)의 전송이 완료되고 SIFS 시간 후에 AP는 상향 데이터 전송에 성공한 STA들에게 M-STA BA을 전송한다. 전술한 바와 같이, M-STA BA의 길이는 최대 BA 길이(d_max_BA) 내에서 ACK 정보의 대상 STA의 개수에 따라 가변 할 수 있다.

도 15에서 전술한 바와 같이, AP 및 STA가 전송하는 논-레거시 패킷의 프리앰블에는 현재 TXOP의 잔여 시간 정보가 포함될 수 있다. 즉, UL-MU 전송 과정에서 전송되는 HE PPDU 트리거 프레임(54) 및 UL-MU PPDU(60)의 논-레거시 프리앰블에는 현재 TXOP의 잔여 TXOP 시간의 정보가 포함된다. HE PPDU 트리거 프레임(54)에서 잔여 TXOP 시간 정보를 나타내는 구체적인 방법은 도 15에서 전술한 바와 같다. HE PPDU 트리거 프레임(54) 및 UL-MU PPDU(60) 중 적어도 하나의 패킷을 수신한 UL-MU 전송 비 참여 단말들은 잔여 TXOP 시간 정보에 기초하여 NAV를 설정한다.

도 16의 UL-MU 전송 과정에서 주변 단말들 L1, H1, L2, H2의 동작은 다음과 같다. 먼저 논-레거시 단말 H1은 AP가 전송한 HE PPDU 트리거 프레임(54)을 수신한다. 일 실시예에 따르면, 단말 H1은 HE PPDU 트리거 프레임(54)의 MAC 헤더의 듀레이션 필드 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다. HE PPDU 트리거 프레임(54)의 MAC 헤더의 듀레이션 필드는 해당 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA 전송 완료 시점까지의 기간을 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 단말 H1은 HE PPDU 트리거 프레임(54)의 논-레거시 프리앰블에 포함된 잔여 TXOP 시간 정보를 획득하고, 이에 기초하여 NAV를 설정할 수도 있다. 따라서, HE PPDU 트리거 프레임(54)을 수신한 논-레거시 단말들은 해당 패킷의 MAC 헤더의 디코딩이 불가능한 상황에서도 논-레거시 프리앰블의 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다.

다음으로, 논-레거시 단말 H2는 STA2가 전송한 UL-MU PPDU(60)를 수신한다. 일 실시예에 따르면, 단말 H2는 해당 패킷의 논-레거시 프리앰블에 포함된 잔여 TXOP 시간 정보를 획득하고, 이에 기초하여 NAV를 설정한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단말 H2는 UL-MU PPDU(60)의 MAC 헤더의 듀레이션(Duration) 필드 정보를 추가적으로 이용하여 NAV를 설정할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 단말 H2는 UL-MU PPDU(60)의 L-SIG의 Length 필드에 기초하여 전송을 지연하고, DIFS 또는 EIFS 후에 전송을 시도할 수 있다. 만약 수신된 패킷이 데이터 패킷인 경우 단말은 Length 필드에 기초한 시간 후에 최소 EIFS의 시간을 추가로 대기하여야 한다. 그러나, 수신된 패킷이 ACK 패킷인 경우 단말은 Length 필드에 기초한 시간 후에 DIFS 시간을 추가로 대기하면 된다. 따라서, 단말은 수신된 패킷이 데이터 패킷인지 또는 ACK 패킷인지 구분할 필요가 있다.

수신된 패킷이 HE SU(Single User) PPDU인 경우, 단말 H2는 해당 패킷의 MAC 프레임의 디코딩이 가능하다. 또한, 수신된 패킷이 HE DL-MU PPDU인 경우, 단말 H2는 해당 패킷의 HE-SIG-A 및/또는 HE-SIG-B로부터 추출된 정보를 이용하여 MAC 프레임의 디코딩이 가능하다. 따라서, 상기 케이스들에서 단말 H2는 해당 패킷이 데이터 패킷인지 또는 ACK 패킷인지 구분할 수 있다. 그러나 수신된 패킷이 HE UL-MU PPDU인 경우, 단말 H2는 트리거 프레임(54)으로부터 추출된 정보 없이는 해당 패킷의 MAC 헤더를 디코딩하기 어려울 수 있다. 따라서 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 논-레거시 패킷의 레거시 프리앰블 또는 논-레거시 프리앰블에 해당 패킷이 데이터 패킷인지 또는 ACK 패킷인지 구분할 수 있는 지시자가 포함될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 데이터/ACK을 구분하는 지시자는 레거시 프리앰블의 예약된 비트필드나 미사용 서브캐리어를 통해 표현될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 데이터/ACK을 구분하는 지시자는 RL-SIG 심볼들의 위상 회전, 직교 시퀀스를 통해 표현될 수도 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 데이터/ACK을 구분하는 지시자는 HE-SIG-A의 2개의 심볼에 적용된 모듈레이션 기법의 조합에 의해 표현될 수 있다. 본 발명의 추가적인 실시예에 따르면, 수신된 패킷이 데이터 패킷인지 ACK 패킷인지 구분이 불가능할 경우, 단말 H2는 Length 필드에 기초한 시간 후에 최소 EIFS의 시간을 추가로 대기한다.

한편, 도 16의 실시예에서 HE PPDU 트리거 프레임(54)을 수신한 레거시 단말 L1 및 UL-MU PPDU(60)를 수신한 레거시 단말 L2의 동작은 도 15에서 전술한 바와 같다.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다. 도 17 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정을 위해 레거시 포맷 트리거 프레임(56)이 사용된다. 일 실시예에 따르면, 레거시 포맷 트리거 프레임(56)은 802.11a 포맷의 PPDU로 구성될 수 있다.

레거시 포맷 트리거 프레임(56)은 레거시 프리앰블(즉, L-Preable) 및 MAC 데이터를 포함한다. 레거시 프리앰블은 L-STF, L-LTF 및 L-SIG를 포함한다. 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 트리거 정보는 해당 프레임의 MAC 데이터를 통해 전송될 수 있다. 레거시 포맷 트리거 프레임(56)이 멀티채널을 통해 전송될 경우, 해당 트리거 프레임(56)의 레거시 프리앰블 부분은 20MHz 채널 단위로 중복되어 전송된다. 뿐만 아니라, 802.11a 포맷의 PPDU의 최대 전송 대역폭은 20MHz이므로, 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 데이터 역시 20MHz 채널 단위로 전송될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 20MHz 채널 단위로 전송되는 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 데이터는 동일한 정보를 중복적으로 나타낼 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 트리거 프레임의 전체 길이를 단축시키기 위해, 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 데이터는 채널 별로 상이한 정보를 포함할 수 있다.

논-레거시 포맷 트리거 프레임(56)을 수신한 STA들은 xIFS 시간 뒤에 상향 PPDU(60)를 동시에 전송한다. 트리거 프레임에 기초한 상향 다중 사용자 PPDU(60)의 구성은 도 15에서 전술한 바와 같다. UL-MU PPDU(60)의 전송이 완료되고 SIFS 시간 후에 AP는 상향 데이터 전송에 성공한 STA들에게 M-STA BA을 전송한다. 전술한 바와 같이, M-STA BA의 길이는 최대 BA 길이(d_max_BA) 내에서 ACK 정보의 대상 STA의 개수에 따라 가변 할 수 있다.

도 17의 UL-MU 전송 과정에서 주변 단말들 L1, H1, L2, H2의 동작은 다음과 같다. 먼저 논-레거시 단말 H1은 AP가 전송한 레거시 포맷 트리거 프레임(56)을 수신한다. 일 실시예에 따르면, 단말 H1은 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 헤더의 듀레이션 필드 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다. 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 헤더의 듀레이션 필드는 해당 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA 전송 완료 시점까지의 기간을 나타낸다. 다른 실시예에 따르면, 강인한 수신 등의 이유로 주변의 논-레거시 단말들이 MAC 헤더를 디코딩 하지 못하는 경우를 대비하여, 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 L-SIG에는 전술한 TXOP 기간 필드가 포함될 수 있다. 단말 H1은 L-SIG의 TXOP 기간 필드에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 단말 H1은 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 L-SIG의 Length 필드 및 Rate 필드를 조합하여 획득된 길이와 MAC 헤더의 듀레이션 필드에 기초하여 획득된 길이를 결합한 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다.

다음으로, 레거시 단말 L1은 AP가 전송한 레거시 포맷 트리거 프레임(56)을 수신한다. 일 실시예에 따르면, 단말 L1은 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 MAC 헤더의 듀레이션 필드 정보에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 전술한 바와 같이 레거시 포맷 트리거 프레임(56)의 L-SIG에 TXOP 기간 필드가 포함될 수 있다. 이때, 단말 L1은 L-SIG의 TXOP 기간 필드에 기초하여 NAV를 설정할 수 있다.

한편, 도 17의 실시예에서 UL-MU PPDU(60)를 수신한 논-레거시 단말 H2 및 레거시 단말 L2의 동작은 도 15 및 도 16에서 전술한 바와 같다.

도 18은 다중 사용자 전송 과정에서의 히든 노드 보호 방법을 나타낸다. 상향/하향 다중 사용자 전송 과정에서, 데이터 전송에 참여하지 않는 단말들의 NAV 설정이 필요하다. 특히, 다중 사용자 전송이 서브채널 단위로 수행될 경우, 서브채널 데이터를 수신할 수 없는 레거시 단말들이 NAV를 올바로 설정할 수 있도록 하는 방법이 필요하다.

다중 사용자 전송 과정의 데이터 전송 보호를 위해 다중 사용자 RTS(MU-RTS)가 전송될 수 있다. MU-RTS는 복수의 리시버 어드레스 필드를 통해 복수의 수신자를 지정한다. MU-RTS를 수신한 수신자들은 SIFS 후에 동시에 CTS를 전송한다. 이때, 복수의 수신자들이 동시에 전송하는 CTS는 동일한 웨이브 폼을 갖는다. 일 실시예에 따르면, 상기 CTS는 MU-RTS와 동일한 MCS가 적용되거나, 해당 BSS의 기본 MCS가 적용되거나, MU-RTS에서 지정한 MCS가 적용될 수 있다. 또한, 스크램블링 기법에 적용되는 초기 시퀀스는 MU-RTS와 동일한 시퀀스가 사용된다. AP와 복수의 STA들 간의 1대 n 통신 과정에서 주변에 위치한 단말들은 상기 MU-RTS 및 이에 대응하는 CTS의 MAC 헤더의 듀레이션 필드 값에 기초하여 NAV를 설정한다.

도 18(a)은 DL-MU 전송 과정의 히든 노드 보호 방법을 도시하고 있다. 먼저, AP는 DL-MU 전송 과정에서의 NAV 설정을 위해 MU-RTS를 전송한다. MU-RTS의 듀레이션 필드는 DL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. 즉, MU-RTS 프레임의 듀레이션 필드는 AP의 하향 데이터 전송 및 STA들의 ACK 전송이 완료될 때까지의 기간에 기초하여 설정된다. AP의 주변 단말들은 AP가 전송하는 MU-RTS의 듀레이션 필드에 기초하여 DL-MU 전송 과정의 종료 시점까지 NAV를 설정한다. 도 18(a)의 실시예에서는, MU-RTS의 수신자로 STA1 및 STA2가 지정된다. 상기 MU-RTS의 수신자는 DL-MU 전송 과정의 수신자를 나타낼 수 있다.

AP로부터 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA1 및 STA2는 동시에 CTS를 전송한다. 복수의 STA들에 의해 전송되는 동시 CTS(simultaneous CTS)는 동일한 웨이브 폼을 갖는다. 동시 CTS의 듀레이션 필드는 MU-RTS의 듀레이션 필드의 정보에 기초하여 DL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. 즉, 동시 CTS의 듀레이션 필드는 AP의 하향 데이터 전송 및 STA들의 ACK 전송이 완료될 때까지의 기간에 기초하여 설정된다. 도 18(a)에서 STA1 및 STA2의 주변 단말들은 CTS의 듀레이션 필드에 기초하여 DL-MU 전송 과정의 종료 시점까지 NAV를 설정한다.

본 발명의 실시예에 따르면, MU-RTS 및 동시 CTS는 20MHz 채널 단위로 전송될 수 있다. 따라서, 레거시 단말을 포함한 주변 단말들은 MU-RTS 및/또는 동시 CTS를 수신하여 NAV를 설정할 수 있다. AP는 MU-RTS의 수신자들인 STA1 및 STA2 중 적어도 하나로부터 CTS를 수신하는 경우, DL-MU 데이터를 전송한다. 즉, AP는 STA1과 STA2에게 각각 DL-MU 데이터를 전송한다. STA들은 AP가 전송하는 DL-MU 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 다중화된 ACK 즉, M-STA BA을 전송한다.

도 18(b)는 UL-MU 전송 과정의 히든 노드 보호 방법의 일 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정에서도 전술한 DL-MU 전송 과정과 유사한 형태의 보호 방법이 사용될 수 있다.

먼저, AP는 UL-MU 전송 과정에서의 NAV 설정을 위해 MU-RTS를 전송한다. MU-RTS의 듀레이션 필드는 UL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. 즉, MU-RTS 프레임의 듀레이션 필드는 STA들의 상향 데이터 전송 및 AP의 M-STA BA 전송이 완료될 때까지의 기간에 기초하여 설정된다. AP의 주변 단말들은 AP가 전송하는 MU-RTS의 듀레이션 필드에 기초하여 DL-MU 전송 과정의 종료 시점까지 NAV를 설정한다. 도 18(b)의 실시예에서는, MU-RTS의 수신자로 STA1 및 STA2가 지정된다. 상기 MU-RTS의 수신자는 UL-MU 전송 과정의 송신자를 나타낼 수 있다.

AP로부터 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA1 및 STA2는 동시에 CTS를 전송한다. 동시 CTS의 듀레이션 필드는 MU-RTS의 듀레이션 필드의 정보에 기초하여 UL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. 즉, 동시 CTS의 듀레이션 필드는 STA들의 상향 데이터 전송 및 AP의 M-STA BA 전송이 완료될 때까지의 기간에 기초하여 설정된다. 도 18(b)에서 STA1 및 STA2의 주변 단말들은 CTS의 듀레이션 필드에 기초하여 UL-MU 전송 과정의 종료 시점까지 NAV를 설정한다.

AP는 MU-RTS의 수신자들인 STA1 및 STA2 중 적어도 하나로부터 CTS를 수신하는 경우, 트리거 프레임을 전송한다. 트리거 프레임은 MU-RTS의 수신자인 STA1 및 STA2를 위한 리소스 할당 정보를 포함할 수 있다. STA들은 AP가 전송하는 트리거 프레임을 수신하고, 이에 대응하여 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다. AP는 STA들이 전송한 상향 다중 사용자 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다.

도 18(c)는 UL-MU 전송 과정의 히든 노드 보호 방법의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, AP는 MU-RTS와 트리거 정보가 결합된 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어, AP는 트리거 프레임의 포맷으로 구성된 MU-RTS를 전송할 수 있다. AP는 트리거 프레임의 기 설정된 필드를 통해 해당 프레임이 MU-RTS 프레임임을 나타낼 수 있다. 상기 기 설정된 필드는 트리거 프레임의 타입을 나타내는 필드이다.

AP로부터 트리거 프레임 포맷의 MU-RTS를 수신한 STA들은 이에 대응하여 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다. STA들이 전송하는 상향 다중 사용자 데이터에는 전술한 동시 CTS 정보가 함께 포함될 수 있다. 이와 같이, MU-RTS와 트리거 프레임을 결합하여 전송하고, CTS와 상향 다중 사용자 데이터를 결합하여 전송함으로 UL-MU 전송 과정의 전체 소요 시간이 단축될 수 있다.

도 19는 MU-RTS의 MPDU 포맷의 다양한 실시예들을 나타낸다.

먼저, 도 19(a)는 레거시 PPDU 즉, 802.11a/g PPDU와 논-레거시 PPDU 즉, 802.11ax PPDU의 포맷을 비교하여 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, PPDU는 PHY 프리앰블 및 MPDU(MAC Protocol Data Unit)으로 구성된다. 전술한 바와 같이, 레거시 PPDU의 PHY 프리앰블은 레거시 프리앰블 즉, L-STF, L-LTF 및 L-SIG를 포함한다. 또한, 논-레거시 PPDU의 PHY 프리앰블은 상기 레거시 프리앰블에 논-레거시 프리앰블을 추가로 포함한다.

도 19(b)는 MPDU의 구성의 일 실시예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, MPDU는 프레임 컨트롤 필드, 듀레이션/ID 필드, 어드레스 필드(Address 1~3, Address 4), 시퀀스 컨트롤 필드, QoS 컨트롤 필드, HT 컨트롤 필드 및 MSDU(MAC Service Data Unit)을 포함한다. MSDU는 가변적인 길이로 결정되며, MPDU의 마지막에는 에러 체크를 위한 FCS가 포함된다. 프레임 컨트롤 필드는 타입 필드와 서브타입 필드를 포함한다. 타입 필드는 컨트롤 프레임, 관리 프레임, 또는 데이터 프레임 중 어느 하나를 지시하며, 서브타입 필드는 타입 필드가 컨트롤 프레임으로 지시된 경우에는 RTS, CTS, ACK, 또는 BA 중 어느 하나를 지시한다. 듀레이션/ID 필드는 단말들의 NAV 설정을 위한 값이 표시된다.

도 19(c) 컨트롤 프레임 중 RTS와 CTS의 MPDU 구성을 나타낸다. RTS의 프레임 컨트롤 필드에서는 타입 필드 값이 컨트롤 프레임으로, 서브타입 필드 값이 RTS로 각각 지시된다. 듀레이션 필드는 NAV 설정을 위한 길이 정보가 지시된다. RA는 RTS 수신자의 MAC 어드레스를 지시하며, TA는 RTS 송신자의 MAC 어드레스를 지시한다. 일 실시예에 따르면, RTS는 고정된 필드들과 길이로만 전송될 수 있다.

RTS를 수신한 단말은 RTS의 RA 값이 해당 단말의 MAC 주소와 일치하는 경우 CTS를 전송한다. RA 값이 해당 단말의 MAC 주소와 일치하지 않는 경우, 단말은 2+2+6+6=16 바이트 후에 FCS를 검사한다. FCS 검사에 성공한 경우 단말은 RTS의 듀레이션 필드에 기초하여 NAV를 설정한다. 그러나 FCS 검사에 실패한 경우 단말은 해당 PPDU 이후 EIFS 후에 채널에 다시 접근할 수 있다. 단말이 CTS를 전송하는 경우, CTS의 RA는 RTS의 TA 값으로 결정된다. 또한, CTS의 듀레이션 필드 값은 RTS의 듀레이션 필드 값에서 SIFS 및 CTS의 길이를 뺀 값으로 결정된다.

도 19(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 MU-RTS의 MPDU 구성 방법을 나타낸다. MU-RTS의 프레임 컨트롤 필드에서는 타입 필드 값이 컨트롤 프레임으로, 서브타입 필드 값이 RTS로 각각 지시된다. 또한, RA 필드에는 복수의 수신자 주소(RA_1~n)가 PAID(Partial AID) 또는 GID(Group ID) 형태로 표시된다. 이때, 다중 사용자 전송에 참여하는 모든 STA들의 주소가 온전히 표시되지 않을 수 있으나, CTS가 일정 수 이상의 STA들로부터 전송되는 경우 충분한 NAV 설정 효과가 발생할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 해당 MPDU가 MU-RTS임을 나타내는 별도의 정보가 프레임 컨트롤 필드 또는 PHY 프리앰블에 추가로 표시될 수 있다.

도 19(e)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 MU-RTS의 MPDU 구성 방법을 나타낸다. MU-RTS의 프레임 컨트롤 필드에서는 타입 필드 값이 컨트롤 프레임으로, 서브타입 필드 값이 RTS로 각각 지시된다. 레거시 단말의 경우 기존 RTS의 FCS 이후에 MPDU가 종료된 것으로 인식하게 된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기존 RTS의 FCS가 종료된 후 n개의 수신자 주소(RA_1, …, RA_n)가 추가로 MU-RTS에 삽입될 수 있다. 이때, 다중 사용자 전송에 참여하는 모든 STA들의 주소가 각각의 수신자 주소에 표시될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 다중 사용자 전송에 참여하는 STA들의 개수를 나타내는 ‘n’ 필드가 추가로 포함될 수 있다. 그러나 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 다중 사용자 전송에 참여하는 STA들의 개수가 PHY 프리앰블의 길이 정보로 유추될 수 있을 경우 상기 ‘n’ 필드는 생략될 수 있다. 전술한 바와 같이, 해당 MPDU가 MU-RTS임을 나타내는 별도의 정보가 프레임 컨트롤 필드 또는 PHY 프리앰블에 추가로 표시될 수 있다. MU-RTS의 마지막에는 MU-RTS를 위한 별도의 FCS가 삽입될 수 있다.

도 19(f)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 MU-RTS의 MPDU 구성 방법을 나타낸다. MU-RTS의 프레임 컨트롤 필드에서는 타입 필드 값이 컨트롤 프레임으로, 서브타입 필드 값이 MU-RTS로 각각 지시된다. 또한, 전술한 실시예와 같이 n개의 수신자 주소(RA_1, …, RA_n)가 추가로 MU-RTS에 삽입될 수 있다. 레거시 단말은 MU-RTS 서브필드를 인식할 수 없으므로, 해당 MPDU의 끝부분의 4바이트에 해당하는 FCS를 검사하고 성공한 경우에만 듀레이션 필드 값에 기초하여 NAV를 설정한다.

도 19의 실시예들은 MU-RTS를 구성하는 본 발명의 일 실시예를 나타낸 것이며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 전술한 바와 같이, MU-RTS는 트리거 프레임 포맷으로 구성될 수도 있다.

도 20은 MU-RTS와 CTS를 이용하여 아웃도어 STA의 데이터 송수신을 지원하는 방법을 나타낸다. AP와 멀리 떨어지고 오픈 된 공간에 위치한 아웃도어 STA의 데이터 송수신에서는 채널 지연시간의 변화가 크게 된다. 따라서, 아웃도어 STA를 위해서는 프리앰블 부분에서의 시그널링 정보 반복, 데이터 부분에서의 긴 CP 사용 등의 별도의 구성이 필요하다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 별도의 구성을 갖는 PPDU를 논-레거시 아웃도어 PPDU라고 지칭한다.

본 발명의 실시예에 따르면, MU-RTS 및 CTS의 전송 과정을 통해 아웃도어 STA를 판별하고, 논-레거시 아웃도어 PPDU를 전송할 수 있다. AP가 MU-RTS를 전송하고 STA로부터 이에 대응하는 CTS를 수신하는데 까지 소요되는 시간은 SIFS+2*PD_n이다. 여기서, PD_n은 AP와 STA_n 간의 전파 지연 시간을 나타내며, 양 방향에서 소요되는 시간은 동일하다고 가정한다. 이때, CTS를 전송한 STA들 중 아웃도어 STA는 다음과 같이 판별될 수 있다.

첫째, 2*PD_n이 기 설정된 임계값 이상이면 해당 STA_n은 AP와 먼 거리에 있는 아웃도어 STA라고 판별될 수 있다. 둘째, 임의의 STA_x와 STA_y이 전송한 CTS가 도달할 때까지의 전파 지연 시간의 차이 값 즉, 2*(PD_x?PD_y)가 기 설정된 임계값 이상일 경우, 더 큰 전파 지연 시간을 가진 STA가 아웃도어 STA라고 판별될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 논-레거시 아웃도어 PPDU에 대한 응답을 수행하는 STA가 아웃도어 STA로 판별될 수도 있다. AP는 판별된 아웃도어 STA에게 논-레거시 아웃도어 PPDU로 데이터를 전송한다.

도 21은 하향 다중 사용자 전송 과정의 추가적인 실시예를 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 DL-MU 전송이 수행될 수 있다. 도 21의 실시예에서 제1 DL-MU 전송 과정에서는 AP가 STA1 및 STA2에게 하향 다중 사용자 데이터를 전송하고, 이어지는 제2 DL-MU 전송 과정에서는 AP가 STA3 및 STA4에게 하향 다중 사용자 데이터를 전송한다. 도 21의 실시예에서, 전술한 도 18(a)의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

먼저 도 21(a)의 실시예를 참조하면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 DL-MU 전송이 수행될 경우, 전체 DL-MU 전송 과정의 대상 STA들에 대한 MU-RTS 및 CTS의 송수신이 TXOP 초기에 한번에 수행될 수 있다. 즉, AP는 제1 DL-MU 전송 과정의 STA1 및 STA2와, 제2 DL-MU 전송 과정의 STA3 및 STA4를 모두 수신자로 지정하여 MU-RTS를 전송한다. 일 실시예에 따르면, MU-RTS의 듀레이션 필드는 전체 DL-MU 전송 과정 즉, 제1 DL-MU 전송 과정 및 제2 DL-MU 전송 과정이 모두 종료되는 시점까지로 설정된다. AP로부터 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA1, STA2, STA3 및 STA4는 동시에 CTS를 전송한다.

AP는 STA들로부터 CTS를 수신하고, DL-MU 전송을 수행한다. 먼저, 제1 DL-MU 전송 과정에서 AP는 STA1과 STA2에게 각각 DL-MU 데이터를 전송한다. STA1 및 STA2는 AP가 전송하는 DL-MU 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. 다음으로, AP는 별도의 백오프 절차 없이 제2 DL-MU 전송 과정을 수행한다. 제2 DL-MU 전송 과정에서 AP는 STA3와 STA4에게 각각 DL-MU 데이터를 전송한다. STA3 및 STA4는 AP가 전송하는 DL-MU 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. 도 21(a)의 실시예에 따르면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 DL-MU 전송이 수행될 때, MU-RTS 및 CTS 교환을 위한 시간이 단축될 수 있다. 그러나, STA3 및 STA4의 주변 단말들은 STA1 및 STA2에 대한 제1 DL-MU 전송 과정에서도 NAV를 설정하게 되어 불필요하게 채널 접근이 제한될 수 있다. 동일하게 STA1 및 STA2의 주변 단말들은 STA3 및 STA4에 대한 제2 DL-MU 전송 과정에서도 NAV를 설정하게 되어 불필요하게 채널 접근이 제한될 수 있다.

다음으로 도 21(b)의 실시예를 참조하면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 DL-MU 전송이 수행될 경우, 매 DL-MU 전송 과정의 초기에 해당 DL-MU 전송 과정의 대상 STA들에 대한 MU-RTS 및 CTS의 송수신이 수행될 수 있다. 즉, AP는 제1 DL-MU 전송 과정의 DL-MU 데이터 전송 전에 STA1 및 STA2를 수신자로 지정하여 제1 MU-RTS를 전송한다. 일 실시예에 따르면, 제1 MU-RTS의 듀레이션 필드는 제1 DL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. AP로부터 제1 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA1 및 STA2는 제 1 MU-RTS의 듀레이션 필드에 기반하여 CTS의 듀레이션 필드를 설정한 후 동시에 CTS를 전송한다. AP는 STA들로부터 CTS를 수신하고, STA1 및 STA2에게 DL-MU 데이터를 전송한다. STA1 및 STA2는 AP가 전송하는 DL-MU 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다.

제1 DL-MU 전송 과정의 M-STA BA을 수신한 AP는 별도의 백오프 절차 없이 제2 DL-MU 전송 과정을 위한 MU-RTS를 전송한다. 즉, AP는 제2 DL-MU 전송 과정의 DL-MU 데이터 전송 전에 STA3 및 STA4를 수신자로 지정하여 제2 MU-RTS를 전송한다. 일 실시예에 따르면, 제2 MU-RTS의 듀레이션 필드는 제2 DL-MU 전송 과정이 종료되는 시점까지로 설정된다. AP로부터 제2 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA3 및 STA4는 제 2 MU-RTS의 듀레이션 필드에 기반하여 CTS의 듀레이션 필드를 설정한 후 동시에 CTS를 전송한다. AP는 STA들로부터 CTS를 수신하고, STA3 및 STA4에게 DL-MU 데이터를 전송한다. STA3 및 STA4는 AP가 전송하는 DL-MU 데이터를 수신하고, 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. 도 21(b)의 실시예에 따르면, STA3 및 STA4의 주변 단말들은 STA1 및 STA2에 대한 제1 DL-MU 전송 과정에서 NAV를 설정하지 않게 되므로 주변 단말들의 불필요한 NAV 설정을 줄일 수 있다. 동일하게 STA1 및 STA2의 주변 단말들은 STA3 및 STA4에 대한 제2 DL-MU 전송 과정에서 NAV를 설정하지 않게 되므로 불필요한 NAV 설정을 줄일 수 있다.

도 22는 상향 다중 사용자 전송 과정의 추가적인 실시예를 나타낸다. 본 발명의 실시예에 따르면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 UL-MU 전송이 수행될 수 있다. 도 22의 실시예에서 제1 UL-MU 전송 과정에서는 STA1 및 STA2가 AP에게 상향 다중 사용자 데이터를 전송하고, 이어지는 제2 UL-MU 전송과정에서는 STA3 및 STA4가 AP에게 상향 다중 사용자 데이터를 전송한다. 도 22의 실시예에서, 전술한 도 18(b) 및 도 18(c)의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

먼저 도 22(a)의 실시예를 참조하면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 UL-MU 전송이 수행될 경우, 전체 UL-MU 전송 과정의 대상 STA들에 대한 MU-RTS 및 CTS의 송수신이 TXOP 초기에 한번에 수행될 수 있다. 즉, AP는 제1 UL-MU 전송 과정의 STA1 및 STA2와, 제2 UL-MU 전송 과정의 STA3 및 STA4를 모두 수신자로 지정하여 MU-RTS를 전송한다. 일 실시예에 따르면, MU-RTS의 듀레이션 필드는 전체 UL-MU 전송 과정 즉, 제1 UL-MU 전송 과정 및 제2 UL-MU 전송 과정이 모두 종료되는 시점까지로 설정된다. AP로부터 MU-RTS를 수신한 수신자들 즉, STA1, STA2, STA3 및 STA4는 동시에 CTS를 전송한다.

AP는 STA들로부터 CTS를 수신하고, UL-MU 전송을 위한 트리거 프레임을 전송한다. 먼저, 제1 UL-MU 전송 과정에서 AP는 트리거 프레임을 전송하여 STA1과 STA2의 UL-MU 데이터 전송을 지시한다. STA1 및 STA2는 AP가 전송하는 트리거 프레임을 수신하고, 이에 대응하여 UL-MU 데이터를 전송한다. STA들로부터 UL-MU 데이터를 수신한 AP는 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다. 다음으로, AP는 별도의 백오프 절차 없이 제2 UL-MU 전송 과정을 위한 트리거 프레임을 전송한다. 제2 UL-MU 전송 과정에서 AP는 트리거 프레임을 전송하여 STA3와 STA4의 UL-MU 데이터 전송을 지시한다. STA3 및 STA4는 AP가 전송하는 트리거 프레임을 수신하고, 이에 대응하여 UL-MU 데이터를 전송한다. STA들로부터 UL-MU 데이터를 수신한 AP는 이에 대응하여 M-STA BA을 전송한다.

한편 본 발명의 실시예에 따르면, 동일 TXOP의 잔여 TXOP 시간 내에 추가적인 UL-MU 전송 과정이 수행될 경우, 이전 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA과 다음 UL-MU 전송 과정의 트리거 프레임이 하나의 A-MPDU로 결합되어 전송될 수 있다. 즉, 제1 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA과 제2 UL-MU 전송 과정의 트리거 프레임이 하나의 A-MPDU로 결합되어 전송될 수 있다.

다음으로 도 22(b)의 실시예를 참조하면, 동일 TXOP 내에서 복수 회의 UL-MU 전송이 수행될 경우, 매 UL-MU 전송 과정의 초기에 해당 UL-MU 전송 과정의 STA들에 대한 MU-RTS 및 CTS의 송수신이 수행될 수 있다. 즉, AP는 제1 UL-MU 전송 과정을 위한 트리거 프레임을 전송하기 전에 STA1 및 STA2를 수신자로 지정하여 제1 MU-RTS를 전송한다. 제1 UL-MU 전송 과정이 종료되면 AP는 별도의 백오프 절차 없이 제2 UL-MU 전송 과정을 위한 트리거 프레임을 전송한다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 제1 UL-MU 전송 과정의 M-STA BA과 제2 UL-MU 전송 과정의 트리거 프레임은 하나의 A-MPDU로 결합되어 전송될 수 있다.

도 23은 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 상향 다중 사용자 전송 과정 및 이에 따른 히든 노드들의 동작을 나타낸다. 도 23의 실시예에서는 전술한 도 16의 실시예에 따른 트리거 프레임(54)이 사용되며, UL-MU 전송 과정에서 MU-RTS(72) 및 CTS(74)가 추가적으로 사용될 수 있다. 도 23의 실시예에서, 전술한 도 16의 실시예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, UL-MU 전송 과정에서 아래 열거된 기 설정된 조건 중 적어도 하나가 만족될 경우 MU-RTS(72) 및 CTS(74)가 미리 전송될 수 있다. 1) UL-MU 전송 과정을 위해 HE PPDU 트리거 프레임(54)이 사용될 경우, 2) UL-MU 데이터의 길이가 기 설정된 길이 이상일 경우, 3) UL-MU 전송 과정에 참여하는 STA들의 수가 기 설정된 수 이상일 경우, 4) UL-MU 전송 과정의 M-STA BA의 길이가 특정 길이 이상으로 증가될 것으로 예상될 경우, 5) UL-MU 전송 과정의 M-STA BA에 사용될 PPDU의 포맷 또는 MCS의 제약이 있을 경우, 6) UL-MU 데이터가 광대역 채널로 전송되거나 OFDMA로 전송될 경우, 7) UL-MU 전송에 참여하는 STA들 중 적어도 하나의 아웃도어 STA가 존재하는 경우.

한편, 위에서는 UL-MU 전송 과정에서의 MU-RTS(72) 및 CTS(74)의 사용 조건이 서술되었지만, 동일하거나 유사한 방법으로 DL-MU 전송 과정에서도 MU-RTS(72) 및 CTS(74)가 추가적으로 사용될 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

무선 통신 단말로서,
무선 신호를 송수신하는 송수신부; 및
상기 송수신부를 통해 송수신되는 무선 신호를 처리하는 프로세서를 포함하되,
상기 프로세서는,
AP(Access Point)로부터 하나 또는 그 이 상의 단말에게 상향링크 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하고,
상기 AP(Access Point)에게 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 PPDU(Physical layer Protocol Data Unit)을 전송하며,
상기 PPDU에 대한 응답으로 Ack 프레임을 포함하는 A(aggregate)-MPDU를 수신하되,
상기 A-MPDU 이후에 전송되는 다음 PPDU의 전송과 관련된 과정이 현재 TXOP 내에서 수행될 수 있는 경우, 상기 Ack 프레임은 상기 다음 PPDU의 전송을 지시하는 다음 트리거 프레임과 결합되어 상기 A-MPDU에 포함되며,
상기 PPDU는 상기 Ack 프레임을 전송하기 위한 TXOP 듀레이션(duration)과 관련된 TXOP 필드를 포함하고,
상기 TXOP 필드는 상기 Ack 프레임을 포함하는 상기 A-MPDU를 전송하기 위해 요구되는 제1 시간에 상기 다음 PPDU의 전송을 위해 요구되는 제2 시간을 더한 값을 지시하기 위한 특정 값을 포함하는 무선 통신 단말.
제1 항에 있어서,
상기 특정 값은 상기 제1 시간 및 제2 시간을 더한 값을 나타내기 위한 기본 단위의 배수 값인 무선 통신 단말.
제1 항에 있어서,
상기 TXOP 듀레이션은 상기 Ack 프레임의 전송이 완료되는 시점까지의 듀레이션을 나타내며,
상기 다음 트리거 프레임은 상기 TXOP 듀레이션을 시간 단위로 나타내기 위한 복수 개의 비트들로 구성된 듀레이션 필드를 포함하는 무선 통신 단말.
제1 항에 있어서,
상기 PPDU는 HE-SIG-A(High Efficiency Signal field A)를 포함하는 논-레거시(non-legacy) 프리앰블을 포함하고,
상기 TXOP 필드는 상기 HE-SIG-A에 포함되는 무선 통신 단말.
제3 항에 있어서,
상기 듀레이션 필드의 비트 수는 상기 TXOP 필드의 비트 수보다 많은 무선 통신 단말.
제1 항에 있어서,
상기 A-MPDU 내에서 상기 Ack 프레임은 상기 다음 트리거 프레임보다 앞에 위치하는 무선 통신 단말.
제1 항에 있어서,
상기 Ack 프레임은 블록 응답의 최대 길이 내에서 가변 길이를 갖는 다중-STA 블록 ACK을 포함하는 무선 통신 단말.
무선 통신 단말의 무선 통신 방법으로서,
AP(Access Point)로부터 하나 또는 그 이 상의 단말에게 상향링크 전송을 지시하는 트리거 프레임을 수신하는 단계;
상기 AP(Access Point)에게 상기 트리거 프레임에 대한 응답으로 PPDU(Physical layer Protocol Data Unit)을 전송하는 단계; 및
상기 PPDU에 대한 응답으로 Ack 프레임을 포함하는 A(aggregate)-MPDU를 수신하는 단계를 포함하되,
상기 A-MPDU 이후에 전송되는 다음 PPDU의 전송과 관련된 과정이 현재 TXOP 내에서 수행될 수 있는 경우, 상기 Ack 프레임은 상기 다음 PPDU의 전송을 지시하는 다음 트리거 프레임과 결합되어 상기 A-MPDU에 포함되며,
상기 PPDU는 상기 Ack 프레임을 전송하기 위한 TXOP 듀레이션(duration)과 관련된 TXOP 필드를 포함하고,
상기 TXOP 필드는 상기 Ack 프레임을 포함하는 상기 A-MPDU를 전송하기 위해 요구되는 제1 시간에 상기 다음 PPDU의 전송을 위해 요구되는 제2 시간을 더한 값을 지시하기 위한 특정 값을 포함하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 특정 값은 상기 제1 시간 및 제2 시간을 더한 값을 나타내기 위한 기본 단위의 배수 값인 방법.
제8 항에 있어서,
상기 TXOP 듀레이션은 상기 Ack 프레임의 전송이 완료되는 시점까지의 듀레이션을 나타내며,
상기 다음 트리거 프레임은 상기 TXOP 듀레이션을 시간 단위로 나타내기 위한 복수 개의 비트들로 구성된 듀레이션 필드를 포함하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 PPDU는 HE-SIG-A(High Efficiency Signal field A)를 포함하는 논-레거시(non-legacy) 프리앰블을 포함하고,
상기 TXOP 필드는 상기 HE-SIG-A에 포함되는 방법.
제10 항에 있어서,
상기 듀레이션 필드의 비트 수는 상기 TXOP 필드의 비트 수보다 많은 방법.
제8 항에 있어서,
상기 A-MPDU 내에서 상기 Ack 프레임은 상기 다음 트리거 프레임보다 앞에 위치하는 방법.
제8 항에 있어서,
상기 Ack 프레임은 블록 응답의 최대 길이 내에서 가변 길이를 갖는 다중-STA 블록 ACK을 포함하는 방법.