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WO2017026824A1 - 무선랜 시스템에서 nav 동작 방법 및 이를 위한 스테이션 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 nav 동작 방법 및 이를 위한 스테이션 장치 Download PDF

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Publication number
WO2017026824A1
WO2017026824A1 PCT/KR2016/008857 KR2016008857W WO2017026824A1 WO 2017026824 A1 WO2017026824 A1 WO 2017026824A1 KR 2016008857 W KR2016008857 W KR 2016008857W WO 2017026824 A1 WO2017026824 A1 WO 2017026824A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
sta
cts
bss
cts frame
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/008857
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
김정기
류기선
조한규
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US15/751,142 priority Critical patent/US10609730B2/en
Publication of WO2017026824A1 publication Critical patent/WO2017026824A1/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0808—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA]
    • H04W74/0816—Non-scheduled access, e.g. ALOHA using carrier sensing, e.g. carrier sense multiple access [CSMA] with collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/10—Scheduling measurement reports ; Arrangements for measurement reports
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/08—Non-scheduled access, e.g. ALOHA
    • H04W74/0833—Random access procedures, e.g. with 4-step access
    • H04W74/0841—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment
    • H04W74/085—Random access procedures, e.g. with 4-step access with collision treatment collision avoidance
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W74/00—Wireless channel access
    • H04W74/002—Transmission of channel access control information
    • 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]

Definitions

  • the following description relates to a NAV operation method and a station apparatus for increasing the space reuse rate in a WLAN system.
  • IEEE 802.11a and b are described in 2.4. Using unlicensed band at GHz or 5 GHz, IEEE 802.11b provides a transmission rate of 11 Mbps and IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for four spatial streams. IEEE 802.11n supports channel bandwidths up to 40 MHz, in this case providing a transmission rate of 600 Mbps.
  • the WLAN standard uses a maximum of 160MHz bandwidth, supports eight spatial streams, and supports IEEE 802.11ax standard through an IEEE 802.11ac standard supporting a speed of up to 1Gbit / s.
  • IEEE 802.11ax systems and subsequent systems to be developed are required to support dense wireless environments supporting more users within a given geographic area. Therefore, in order to support such a wireless environment, a technology for increasing a space reuse rate is required.
  • CCA Clear Channel Assessment
  • NAV Network Allocation Vector
  • a first frame is received from a second STA. If the first frame is a frame of a basic service set (BSS) to which the first STA belongs, whether the received RSSI (Received Signal Strength Indicator) of the first frame is equal to or greater than a first Clear Channel Assessment (CCA) level.
  • BSS basic service set
  • CCA Clear Channel Assessment
  • the first frame is a Request to Send (RTS) frame or Clear to Send (CTS) frame
  • RTS Request to Send
  • CTS Clear to Send
  • the RTS frame or the CTS frame may include a BSSID as the additional information.
  • the CTS frame may include an indicator indicating whether the CTS frame includes a BSSID as the additional information.
  • the indicator When the CTS frame is a CTS frame transmitted in uplink, the indicator may have a first value, and when the CTS frame is transmitted in downlink, the indicator may have a second value.
  • the first STA determines whether it is a frame of the BSS to which the first STA belongs by using the BSSID included in the RA of the CTS frame to determine the RSSI of the CTS frame.
  • the first STA may operate by comparing the RSSI of the CTS frame with the second CCA level. .
  • the CTS frame may include BSS color information as the additional information.
  • the CTS frame may include a 16-bit frame control field
  • the BSS Color information may be included as a predetermined number of bits of bits after the eighth bit of the 16 bits.
  • the CTS frame may additionally include a field indicating whether the BSS Color information exists.
  • a first station (STA) device operating in a WLAN system
  • the apparatus comprising: a transceiver configured to receive a first frame from a second STA; And a processor connected to the transceiver and configured to control a network allocation vector (NAV) operation, wherein the processor is configured to receive RSSI of the first frame when the first frame is a frame of a BSS to which the first STA belongs. It is determined whether a received signal strength indicator (CCE) is equal to or greater than a first clear channel assessment (CCA) level, and when the first frame is not a frame of the BSS to which the first STA belongs, the received RSSI of the first frame is determined by the first.
  • CCE received signal strength indicator
  • CCA clear channel assessment
  • the frame is a Request to Send (RTS) frame or a Clear to Send (CTS) frame, whether the RTS frame or the CTS frame is a frame of a BSS to which the first STA belongs
  • RTS Request to Send
  • CTS Clear to Send
  • the processor may use the BSSID of the RTS frame or the CTS frame as the additional information.
  • the processor may use an indicator indicating whether the CTS frame in the CTS frame includes a BSSID as the additional information.
  • the indicator When the CTS frame is a CTS frame transmitted in uplink, the indicator may have a first value, and when the CTS frame is transmitted in downlink, the indicator may have a second value.
  • the processor determines whether the frame is a BSS of the BSS to which the first STA belongs by using the BSSID included in the RA of the CTS frame to determine the RSSI of the CTS frame to the first CCA level.
  • the processor may operate by comparing the RSSI of the CTS frame with the second CCA level.
  • the processor may use BSS Color information of the CTS frame as the additional information.
  • the CTS frame includes a 16-bit frame control field, and the BSS Color information may be included as a predetermined number of bits of bits after the eighth bit of the 16 bits.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • FIG. 3 is a view for explaining a DCF mechanism in a WLAN system.
  • 4 and 5 are exemplary diagrams for explaining the problem of the existing conflict resolution mechanism.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a mechanism for solving a hidden node problem using an RTS / CTS frame.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a mechanism for solving an exposed node problem using an RTS / CTS frame.
  • FIG. 8 is a diagram for describing in detail a method of operating using the RTS / CTS frame as described above.
  • FIG. 9 is a diagram for specifically describing a concept of a general CCA based NAV operation.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method for increasing the space reuse rate according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of exchanging an RTS / CTS frame using the method described above with reference to FIG. 10.
  • FIG. 12 is a diagram for specifically describing a structure of a CTS frame.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a method of using an indicator indicating whether an RA is a BSSID in a CTS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of performing an NAV operation using the method described with reference to FIG. 13.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a method of including a BSS color in a CTS frame according to an embodiment of the present invention.
  • 16 is a view for explaining an apparatus for implementing the method as described above.
  • the following description relates to a method of NAV operation and an apparatus therefor for STAs to efficiently increase space reuse rate in a WLAN system.
  • a WLAN system to which the present invention is applied will be described in detail.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a WLAN system.
  • the WLAN system includes one or more basic service sets (BSSs).
  • BSS is a set of stations (STAs) that can successfully synchronize and communicate with each other.
  • An STA is a logical entity that includes a medium access control (MAC) and a physical layer interface to a wireless medium.
  • the STA is an access point (AP) and a non-AP STA (Non-AP Station). Include.
  • the portable terminal operated by the user among the STAs is a non-AP STA, and when referred to simply as an STA, it may also refer to a non-AP STA.
  • a non-AP STA is a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. It may also be called another name such as a mobile subscriber unit.
  • the AP is an entity that provides an associated station (STA) coupled to the AP to access a distribution system (DS) through a wireless medium.
  • STA station
  • DS distribution system
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • BSS can be divided into infrastructure BSS and Independent BSS (IBSS).
  • IBSS Independent BSS
  • the BBS shown in FIG. 1 is an IBSS.
  • the IBSS means a BSS that does not include an AP. Since the IBSS does not include an AP, access to the DS is not allowed, thereby forming a self-contained network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating another example of a configuration of a WLAN system.
  • the BSS shown in FIG. 2 is an infrastructure BSS.
  • Infrastructure BSS includes one or more STAs and APs.
  • communication between non-AP STAs is performed via an AP.
  • AP access point
  • a plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a DS.
  • a plurality of BSSs connected through a DS is called an extended service set (ESS).
  • STAs included in the ESS may communicate with each other, and a non-AP STA may move from one BSS to another BSS while seamlessly communicating within the same ESS.
  • the DS is a mechanism for connecting a plurality of APs.
  • the DS is not necessarily a network, and there is no limitation on the form if it can provide a predetermined distribution service.
  • the DS may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects APs to each other.
  • 802.11 introduced a distributed coordination function (DCF), a carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA) mechanism.
  • DCF distributed coordination function
  • CSMA / CA carrier sense multiple access / collision avoidance
  • FIG. 3 is a view for explaining a DCF mechanism in a WLAN system.
  • the DCF performs a clear channel assessment (CCA) that senses a medium for a specific period of time (eg, DIFS: DCF inter-frame space) before STAs with data to transmit transmit data.
  • CCA clear channel assessment
  • the STA can transmit a signal using the medium.
  • the medium is busy, assuming that several STAs are already waiting to use the medium, data may be transmitted after additionally waiting for a random backoff period in DIFS. In this case, the random backoff period allows collisions to be avoided.
  • each STA has a probability of different backoff intervals, resulting in different transmissions. Because you have time. When one STA starts transmission, the other STAs cannot use the medium.
  • the random backoff count is a pseudo-random integer value and selects one of the uniformly distributed values in the range [0 CW]. CW stands for 'contention window'.
  • the CW parameter takes the CWmin value as the initial value, but if the transmission fails, the value is doubled. For example, if an ACK response for a transmitted data frame is not received, a collision can be considered. If the CW value has a CWmax value, the CWmax value is maintained until the data transmission is successful, and the data transmission succeeds and resets to the CWmin value. At this time, CW, CWmin, CWmax is preferable to maintain 2 n -1 for convenience of implementation and operation.
  • the STA selects a random backoff count within the range of [0 CW] and continuously monitors the medium while the backoff slot is counted down. In the meantime, if the medium is busy, it stops counting down and resumes counting down the remaining backoff slots when the medium becomes idle again.
  • STA3 when there are data that several STAs want to send, STA3 immediately transmits a data frame because the medium is idle as much as DIFS, and the remaining STAs wait for the medium to be idle. Since the medium has been busy for some time, several STAs will see an opportunity to use the medium. Therefore, each STA selects a random backoff count. In FIG. 3, STA 2, which has selected the smallest backoff count, transmits a data frame.
  • FIG. 3 illustrates that STA 5, which has the next smallest random backoff count value after STA 2 and stops counting down when the medium is busy, starts data frame transmission after counting down the remaining backoff slots. Overlap with the backoff count value shows that a collision has occurred. At this time, since both STAs do not receive an ACK response after the data transmission, the CW is doubled and the random backoff count value is selected again.
  • the terminal may use physical carrier sensing and virtual carrier sensing to determine whether the DCF medium is busy / idle.
  • Physical carrier sensing is performed at the physical layer (PHY) stage and is performed through energy detection or preamble detection. For example, if it is determined that the voltage level at the receiver or the preamble is read, it can be determined that the medium is busy.
  • Virtual carrier sensing is performed by setting a network allocation vector (NAV) to prevent other STAs from transmitting data through a value of a duration field of a MAC header.
  • NAV network allocation vector
  • 4 and 5 are exemplary diagrams for explaining the problem of the existing conflict resolution mechanism.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining hidden node issues.
  • STA A and STA B are in communication, and STA C has information to transmit.
  • STA C does not detect signal transmission of STA A because STA C is outside the transmission range of STA A when carrier C senses a medium before STA C sends data to STA B. It is possible that the media is idle.
  • STA B since STA B receives the information of STA A and STA C at the same time, a collision occurs.
  • STA A may be referred to as a hidden node (hidden node) of STA C.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining exposed node issues.
  • STA B is transmitting data to STA A.
  • STA C performs carrier sensing. Since STA B transmits information, it is detected that the medium is busy. As a result, even if STA C wants to transmit data to STA D, a situation arises where the medium needs to wait unnecessarily until the medium becomes idle because the medium is sensed as busy. That is, STA A may be prevented from transmitting information of STA C even though it is outside the CS range of STA C. At this time, STA C becomes an exposed node of STA B.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a mechanism for solving a hidden node problem using an RTS / CTS frame.
  • STA A and STA C both attempt to transmit data to STA B.
  • STA A sends the RTS to STA B
  • STA B transmits the CTS to both STA A and STA C around it.
  • STA C waits until data transmission between STA A and STA B is completed, thereby avoiding collision.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a mechanism for solving an exposed node problem using an RTS / CTS frame.
  • the STA C can recognize that no collision occurs even when transmitting data to another STA D. That is, STA B transmits the RTS to all surrounding terminals, and only STA A having the data to actually transmit the CTS. Since STA C receives only RTS and not STA A's CTS, it can be seen that STA A is outside the CS range of STC C.
  • FIG. 8 is a diagram for describing in detail a method of operating using the RTS / CTS frame as described above.
  • a transmitting STA may transmit an RTS frame to a receiving STA to transmit a signal after DIFF (Distributed IFS).
  • the receiving STA receiving the RTS frame may transmit the CTS to the transmitting STA after SIFS (Short IFS).
  • the transmitting STA receiving the CTS from the receiving STA may transmit data as shown in FIG. 8 after SIFS.
  • the receiving STA receiving the data may transmit an ACK response to the data received after SIFS.
  • the STA that has received the RTS / CTS of the transmitting STA among the neighboring STAs other than the above-mentioned transmitting and receiving STAs determines whether the medium is busy by receiving the RTS / CTS as described above with reference to FIGS. 6 and 7.
  • the network allocation vector (NAV) can be set accordingly. When the NAV period ends, a process for conflict resolution as described above with reference to FIG. 3 may be performed after DIFS.
  • FIG. 9 is a diagram for specifically describing a concept of a general CCA based NAV operation.
  • the STA goes through a backoff process to access the medium, and the determination of whether the medium is idle or busy every time unit is performed when the received frame is received at that time. Based on the judgment of whether or not the level is exceeded.
  • a CCA level used in a WLAN system is -82 dBm for a 20 MHz band, and when an RSSI of a received frame is -82 dBm or more, the STA may include a duration field of the corresponding frame.
  • the NAV is updated based on the information.
  • the STA determines whether the medium is busy with respect to another BSS (OBSS) frame based on a high CCA level and updates the NAV.
  • OBSS BSS
  • the high CCA level used in the OBSS frame is specifically defined as the OBSS PD level.
  • FIG. 10 is a view for explaining a method for increasing the space reuse rate according to an embodiment of the present invention.
  • the radio frame includes information used to determine whether the radio frame is an OBSS frame (S1010).
  • the UE may determine whether the received frame is an OBSS frame based on this information (S1020).
  • one of the RA / TA fields of the frame includes a BSSID whether it is transmitted in the uplink or the downlink, it can be determined whether the frame is an OBSS frame through the above.
  • the RTS frame transmitted in the downlink it is preferable to include additional information for determining whether the OBSS frame as described above.
  • the first STA determines whether the RSSI of the received frame is equal to or greater than the OBSS PD Level set higher than the CCA level (S1030). If the RSSI of the received frame is equal to or higher than the CCA level, the first STA may discard the corresponding information without updating the NAV according to the corresponding frame (S1050) (S1060).
  • the first STA compares the RSSI of the received frame with the CCA level (S1040), and if the RSSI is above the CCA level, updates the NAV (S1050) and is below the CCA level. If it is possible to discard the information (S1060).
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of exchanging an RTS / CTS frame using the method described above with reference to FIG. 10.
  • the AP may transmit an RTS frame to STA1.
  • the transmitted RTS frame may be transmitted not only to STA1 but also to STA2 located in a short distance.
  • all of the RTS / CTS frames include information for identifying whether the frame is an OBSS frame.
  • STA2 since the address of the TA field indicates a BSSID, STA2 indicates that the corresponding RTS is an OBSS frame. Accordingly, the RSSI of the RTS frame can be compared with the OBSS PD level. 11 shows an example in which the RSSI of the RTS is equal to or greater than the OBSS PD level and the STA2 sets the NAV as a result of the determination of the STA 2.
  • the STA2 receiving the RTS frame from the AP may transmit the CTS frame to the AP, and the transmitted CTS frame may also reach the STA 2.
  • the CTS frame includes information for determining whether the frame is an OBSS frame.
  • the CTS frame includes a BSS color or a MAC address.
  • the STA2 that has received the CTS frame may determine that the corresponding CTS frame is an OBSS frame, the received RSSI is less than or equal to the OBSS PD level, and discard the CTS frame reception information.
  • the STA2 may reset the NAV set by the RTS corresponding to the case where the CTS frame is not received within a predetermined time period after receiving the RTS frame, and thus transmit a data frame through the medium at that time.
  • the basic operation of the existing WLAN system uses the channel only when the channel is idle by checking whether the channel is idle before using the wireless channel. This check of whether the channel is busy or idle is called CCA (Clear Channel assessment), and after setting the CCA threshold value in the system, if the incoming signal strength (RSSI) exceeds the CCA threshold, the channel is considered to be busy, If it comes below the CCA threshold, the channel is considered idle.
  • CCA Carrier Channel assessment
  • RSSI incoming signal strength
  • the CCA threshold has different values for each bandwidth and for each primary channel / secondary channel, and the CCA threshold values corresponding to signal detection and energy detection are different.
  • signal detection (or packet detection) is set to -82 dBm for a 20 MHz bandwidth, and -82 dBm If it enters below, it is determined that the channel is busy if it comes in greater than -82dBm.
  • the channel usage is determined based on the CCA, although the STA may transmit a frame like the above-described exposed terminal problem, it is determined that the channel is busy by the CCA. Can drop.
  • the CCA value is set to a higher value than the existing CCA threshold value, STAs have more opportunities to transmit than before.
  • the CCA should be set to an appropriate value because it may affect the transmission of other terminals and should not be raised depending on the situation.
  • the CCA threshold is raised in this way, it should not be applied to packets transmitted in my BSS, but should be applied to packets transmitted in other BSSs.
  • To determine whether it is my BSS packet or another BSS packet check the BSSID (Receiver address in case of UL, Sender address in case of DL) in the address field of the MAC header, or include in the HE-SIG when transmitted in HE PPDU format.
  • Identified BSS Color information ie, short ID of BSS).
  • the spatial reuse may not be possible by distinguishing whether the NAV is OBSS packet or my BSS packet for the next data set by the RTS / CTS.
  • One method uses the CCA threshold for the OBSS packet (set to a higher value than the existing CCA threshold) to distinguish between the RTS / CTS and the RTS / CTS, as described above. Determines whether to drop or not (ie, set the NAV with the duration field information contained in the RTS / CTS).
  • OBSS PD level By applying the above-described OBSS PD level to the RTS / CTS, in case of my BSS packet, without applying the OBSS PD level (that is, set the NAV), in the case of OBSS packet, drop the frame by applying the OBSS PD level Can be.
  • RTS frame because one of RA or TA is BSSID (TA is BSSID in case of DL, RA is BSSID in case of UL), if neither of these addresses match my BSSID, it is regarded as RTS frame of other BSS. Can be.
  • the CTS frame includes only the RA, it is difficult to distinguish whether the corresponding CTS frame is transmitted by the STA of the BSS or the STA of the other BSS.
  • FIG. 12 is a diagram for specifically describing a structure of a CTS frame.
  • the CTS frame may include a 2-octet long frame control field, a 2-octet long interval field, a 6-octet long RA field, and a 4-octet long FCS field.
  • the RA field of the CTS configuration may duplicate and include the TA field of the RTS.
  • the CTS does not include a TA field unlike the RTS, when the CTS is transmitted in the uplink, it may be determined whether the CTS is an OBSS frame including the address of the corresponding AP. If the CTS is transmitted in downlink, it is difficult to determine whether the frame is an OBSS frame.
  • An easy way to solve this is to define a new CTS that always contains the BSSID.
  • the STA may distinguish between the BSS frame and the OBSS frame.
  • the size of the new CTS frame is larger than the existing CTS frame, and the transmission time is longer.
  • the STAs if the STAs do not receive any frame within a specific time after receiving the RTS, the STA performs an operation of resetting (ie, setting 0) the NAV set by the RTS.
  • the STA When the size of the CTS frame is increased, the STA is transmitted after the RTS. Since the data frame is always transmitted after a predetermined time, STAs that are not receivers of the RTS / DATA always reset the NAV set by the RTS.
  • the following provides a method for spatial reuse of a CTS frame without causing the above problem.
  • FIG. 13 is a diagram for describing a method of using an indicator indicating whether an RA is a BSSID in a CTS according to an embodiment of the present invention.
  • a field indicating whether or not the RA is a BSSID in the CTS will be referred to as a BI (BSSID Indicator). If the RA is set to BSSID, it is set to 1, and if the RA is not BSSID, it is assumed to be set to 0 and transmitted.
  • the first STA receiving the CTS frame checks whether BI of the corresponding CTS frame is 1 (S1210). In general, in case of DL, this field is set to 0, and in case of UL, this field will be set to 1. If the corresponding field is set to 1, the first STA checks whether the CTS is an OBSS frame using the RA field (ie, BSSID information) of the CTS (S1220), and if the CTS is an OBSS frame, OBSS the RSSI of the CTS. It can be compared with the PD level (S1230).
  • the RA field ie, BSSID information
  • the first STA compares the RSSI of the CTS with an existing CCA level ( S1240)
  • the NAV update is performed only when the RSSI is equal to or higher than the CCA level (S1250).
  • the first STA drops the CTS frame and NAV is not set or updated with the included duration (S1260).
  • FIG. 14 illustrates an embodiment of performing an NAV operation using the method described with reference to FIG. 13.
  • the STA2 may transmit the CTS.
  • STA3 may drop the CTS without setting the NAV. Accordingly, the STA3 can access the medium through space reuse at that time.
  • the BSSID Indication (BI) field may use a field not previously used. For example, one of the To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, Protected Frame, Order fields among the fields in the Frame Control field shown in FIG. 12 may be used to indicate that the RA is a BSSID. . Alternatively, in other parts of the CTS frame (e.g., service field, duration, etc.), unused bits may be used to indicate that the RA is a BSSID.
  • a field for allowing spatial reuse for a CTS frame for example, a Spatial Reuse Allowed field, may be used. That is, when the corresponding field (Spatial Reuse Allowed) is set to 1, it indicates that Spatial reuse is allowed for transmitting the CTS frame.
  • This spatial reuse allowed can be used in the same meaning in the RTS frame. If an unused field / bit of an RTS frame is used as Spatial Reuse Allowed, and the corresponding field is set to 1, the STA applies a spatial reuse rule to the RTS frame. In other words, if the RTS frame is an OBSS frame and if the signal strength of the RTS is lower than the OBSS PD level, if the RTS frame is lower than the OBSS PD level, the RTS can be dropped without setting / updating the NAV using the frame. have.
  • Another embodiment of the present invention proposes to include the BSS Color in the CTS frame.
  • FIG. 15 is a diagram for describing a method of including a BSS color in a CTS frame according to an embodiment of the present invention.
  • this embodiment proposes to reuse a field not used in the CTS frame and use it as the BSS color.
  • the specific field may be set to indicate whether the BTS color is included in the CTS. That is, when the corresponding field indicates that the BSS color is included, the CTS frame BSS Color is included.
  • the BSS Color presence field may use a field that is not used previously.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a frame control field in the CTS frame structure shown in FIG. 12 in detail and includes To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, and Protected starting from B8 in the frame control field.
  • One of the Frame and Order fields may be used as the BSS Color presence.
  • some of the To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, Protected Frame, and Order fields (e.g., 6 bits or less (e.g., 3 to 4 bits)) may be used as the BSS color.
  • some bits of the service field may be used as the BSS color. If the BSS Color presence field is set to 1, all or part of bits 0 to 5 of the service field may be used as the BSS color. Spatial Reuse Allowed may be used instead of the BSS Color presence field. That is, when Spatial Reuse Allowed is set to 1, Spatial Reuse is permitted for the CTS frame, and the BSS Color may be transmitted in the unused field of the CTS frame.
  • the STA may know whether the frame is transmitted in the Inter-BSS (OBSS) through the BSS Color and may apply the OBSS PD level.
  • OBSS Inter-BSS
  • 16 is a view for explaining an apparatus for implementing the method as described above.
  • the wireless device 800 of FIG. 16 may correspond to a specific STA of the above description, and the wireless device 850 may correspond to the AP of the above-described description.
  • the STA 800 may include a processor 810, a memory 820, and a transceiver 830, and the AP 850 may include a processor 860, a memory 870, and a transceiver 880.
  • the transceiver 830 and 880 may transmit / receive a radio signal and may be executed in a physical layer such as IEEE 802.11 / 3GPP.
  • the processors 810 and 860 are executed at the physical layer and / or MAC layer, and are connected to the transceivers 830 and 880. Processors 810 and 860 may perform the aforementioned UL MU scheduling procedure.
  • Processors 810 and 860 and / or transceivers 830 and 880 may include application-specific integrated circuits (ASICs), other chipsets, logic circuits and / or data processors.
  • the memories 820 and 870 may include read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory, memory cards, storage media and / or other storage units.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory memory cards
  • the method described above can be executed as a module (eg, process, function) that performs the functions described above.
  • the module may be stored in the memory 820, 870 and executed by the processors 810, 860.
  • the memories 820 and 870 may be disposed inside or outside the processes 810 and 860 and may be connected to the processes 810 and 860 by well-known means.
  • the present invention has been described assuming that it is applied to an IEEE 802.11-based WLAN system, but the present invention is not limited thereto.
  • the present invention can be applied in the same manner to various wireless systems in which the above-described space reuse scheme can be used.

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Abstract

무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 스테이션(STA)의 NAV (Network Allocation Vector) 동작 방법이 제공된다. 특정 프레임을 수신한 STA은 이 프레임이 해당 STA이 속한 BSS(Basic Service Set)의 프레임인 경우 수신 RSSI(Received Signal Strength Indicator)가 제 1 CCA (Clear Channel Assessment) 레벨 이상인지 여부를 판정하고, 해당 프레임이 STA이 속한 BSS의 프레임이 아닌 경우 수신 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨보다 높은 제 2 CCA 레벨 이상인지를 판정한다. 만일 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨 이상인 경우, STA은 NAV를 업데이트한다. 여기서, 수신 프레임이 RTS(Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear to Send) 프레임인 경우, 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 추가 정보를 포함한다.

Description

무선랜 시스템에서 NAV 동작 방법 및 이를 위한 스테이션 장치
이하의 설명은 무선랜 시스템에서 공간 재사용율을 높이기 위한 NAV 동작 방법 및 이를 위한 스테이션 장치에 대한 것이다.
무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4. GHz 또는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11 Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 4 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에는 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.
상술한 무선랜 표준은 최대 160MHz 대역폭을 사용하고, 8개의 공간 스트림을 지원하여 최대 1Gbit/s의 속도를 지원하는 IEEE 802.11ac 표준을 거쳐, IEEE 802.11ax 표준화에 대한 논의가 이루어지고 있다.
IEEE 802.11ax 시스템 및 후속하여 개발될 시스템은 일정 지리적 영역 내에 보다 많은 사용자를 지원하는 dense한 무선환경을 지원할 것이 요구된다. 따라서, 이러한 무선환경을 지원하기 위해 공간 재사용율을 높이기 위한 기술이 요구되고 있다.
따라서, 종래 매체 접속 시 충돌을 해결하기 위해 사용되는 CCA (Clear Channel Assessment) 기반 NAV (Network Allocation Vector) 동작 방식에 공간 재사용율을 높이기 위한 연구가 필요하다.
상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 제 1 스테이션(STA)의 NAV (Network Allocation Vector) 동작 방법에 있어서, 제 2 STA으로부터 제 1 프레임을 수신하고, 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS(Basic Service Set)의 프레임인 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI(Received Signal Strength Indicator)가 제 1 CCA (Clear Channel Assessment) 레벨 이상인지 여부를 판정하고, 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임이 아닌 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨보다 높은 제 2 CCA 레벨 이상인지를 판정하며, 상기 제 1 프레임의 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨 이상인 경우, 상기 제 1 STA의 NAV를 업데이트하되, 상기 제 1 프레임이 RTS(Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear to Send) 프레임인 경우, 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 추가 정보를 포함하는, NAV 동작 방법을 제안한다.
상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 추가 정보로서 BSSID를 포함할 수 있다.
상기 제 1 프레임이 상기 CTS 프레임인 경우, 상기 CTS 프레임은 상기 CTS 프레임이 BSSID를 포함하는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 추가 정보로서 포함할 수 있다.
상기 CTS 프레임이 상향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 1 값을 가지고, 하향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 2 값을 가질 수 있다.
여기서, 상기 지시자가 상기 제 1 값을 가지는 경우, 상기 제 1 STA은 상기 CTS 프레임의 RA에 포함된 BSSID를 통해 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하여 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하며, 상기 지시자가 상기 제 2 값을 가지는 경우, 상기 제 1 STA은 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작할 수 있다.
상기 CTS 프레임은 상기 추가 정보로서 BSS Color 정보를 포함할 수 있다.
이때, 상기 CTS 프레임은 16 비트 길이의 프레임 제어 필드를 포함할 수 있으며, 상기 BSS Color 정보는 상기 16 비트 정보 중 8번째 비트 이후의 비트 중 소정 수의 비트 정보로서 포함될 수 있다.
상기 CTS 프레임은 상기 BSS Color 정보의 존재 여부를 나타내는 필드를 추가적으로 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 측면에서는 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 제 1 스테이션(STA) 장치에 있어서, 제 2 STA으로부터 제 1 프레임을 수신하도록 구성되는 송수신기; 및 상기 송수신기와 연결되어 NAV (Network Allocation Vector) 동작을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI(Received Signal Strength Indicator)가 제 1 CCA (Clear Channel Assessment) 레벨 이상인지 여부를 판정하고, 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임이 아닌 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨보다 높은 제 2 CCA 레벨 이상인지를 판정하며, 상기 제 1 프레임의 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨 이상인 경우, 상기 제 1 STA의 NAV를 업데이트하도록 구성되되, 상기 제 1 프레임이 RTS(Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear to Send) 프레임인 경우, 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 추가 정보를 포함하는, 스테이션 장치를 제안한다.
상기 프로세서는 상기 추가 정보로서 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임의 BSSID를 이용할 수 있다.
상기 제 1 프레임이 상기 CTS 프레임인 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임 내 상기 CTS 프레임이 BSSID를 포함하는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 추가 정보로서 이용할 수 있다.
상기 CTS 프레임이 상향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 1 값을 가지고, 하향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 2 값을 가질 수 있다.
상기 지시자가 상기 제 1 값을 가지는 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임의 RA에 포함된 BSSID를 통해 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하여 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하며, 상기 지시자가 상기 제 2 값을 가지는 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 추가 정보로서 상기 CTS 프레임의 BSS Color 정보를 이용할 수 있다.
상기 CTS 프레임은 16 비트 길이의 프레임 제어 필드를 포함하며, 상기 BSS Color 정보는 상기 16 비트 정보 중 8번째 비트 이후의 비트 중 소정 수의 비트 정보로서 포함될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 종래 CCA 기반 NAV 동작 방식에 비해 공간 재사용율을 높이면서도 STA간 충돌을 효율적으로 방지할 수 있다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 5는 기존 충돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도들이다.
도 6은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 상술한 바와 같은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일반적인 CCA 기반 NAV 동작의 개념을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 공간 재사용율을 증가시키기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10과 관련하여 상술한 방법을 이용하여 RTS/CTS 프레임을 교환하는 실시예이다.
도 12는 CTS 프레임의 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 CTS에서 RA가 BSSID인지 여부를 나타내는 지시자를 이용하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 13과 관련하여 설명한 방식을 이용하여 NAV 동작을 수행하는 실시예이다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 CTS 프레임에 BSS Color를 포함시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다. 몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다.
상술한 바와 같이 이하의 설명은 무선랜 시스템에서 STA들이 효율적으로 공간 재사용율을 높이기 위한 NAV 동작 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다. 이를 위해 먼저 본 발명이 적용되는 무선랜 시스템에 대해 구체적으로 설명한다.
도 1은 무선랜 시스템의 구성의 일례를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 시스템은 하나 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합이다.
STA는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 논리 개체로서, 액세스 포인트(access point, AP)와 비AP STA(Non-AP Station)을 포함한다. STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
그리고, AP는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)에게 무선 매체를 통해 분배 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속을 제공하는 개체이다. AP는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
BSS는 인프라스트럭처(infrastructure) BSS와 독립적인(Independent) BSS(IBSS)로 구분할 수 있다.
도 1에 도시된 BBS는 IBSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않는 BSS를 의미하고, AP를 포함하지 않으므로, DS로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
도 2는 무선랜 시스템의 구성의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 BSS는 인프라스트럭처 BSS이다. 인프라스트럭처 BSS는 하나 이상의 STA 및 AP를 포함한다. 인프라스트럭처 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 비AP STA 간에 직접 링크(link)가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서 직접 통신도 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 인프라스트럭처 BSS는 DS를 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 복수의 AP들을 연결하는 메커니즘(mechanism)으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬(mesh) 네트워크와 같은 무선 네트워크일 수도 있고, AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
이상을 바탕으로 무선랜 시스템에서 충돌 검출 기술에 대해 설명한다.
상술한 바와 같이 무선환경에서는 다양한 요소들이 채널에 영향을 주기 때문에 송신단이 정확하게 충돌 검출을 수행할 수 없는 문제가 있다. 그래서 802.11에서는 CSMA/CA(carrier sense multiple access/collision avoidance) 메커니즘인 DCF(distributed coordination function)을 도입했다.
도 3은 무선랜 시스템에서의 DCF 매커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
DCF는 전송할 데이터가 있는 STA들이 데이터를 전송하기 전에 특정 기간 (예를 들어 DIFS: DCF inter-frame space) 동안 매체를 센싱하는 CCA(clear channel assessment)를 수행한다. 이 때 매체가 idle 하다면 STA은 그 매체를 이용해 신호 전송이 가능하다. 그렇지만 매체가 busy일 경우는 이미 여러 STA들이 그 매체를 사용하기 위해 대기하고 있다는 가정하에 DIFS 에 추가적으로 랜덤 백오프 주기(random backoff period) 만큼 더 기다린 후에 데이터를 전송할 수 있다. 이 때 랜덤 백오프 주기는 충돌을 회피할 수 있게 해 주는데, 이는 데이터를 전송하기 위한 여러 STA들이 존재한다고 가정할 때, 각 STA은 확률적으로 다른 백오프 간격값을 가지게 되어, 결국 서로 다른 전송 타임을 가지게 되기 때문이다. 한 STA이 전송을 시작하게 되면 다른 STA들은 그 매체를 사용 할 수 없게 된다.
랜덤 백오프 시간과 프로시져에 대해 간단히 알아보면 다음과 같다.
특정 매체가 busy에서 idle로 바뀌면 여러 STA들은 데이터를 보내기 위해 준비를 시작한다. 이 때 충돌을 최소화 시키기 위해 데이터를 전송하고자 하는 STA들은 각각 랜덤 백오프 카운트를 선택하고 그 슬롯 시간 만큼 기다린다. 랜덤 백오프 카운트는 유사 랜덤 정수(pseudo-random integer) 값이며 [0 CW] 범위에서 균일 분포된 값 중 하나를 선택하게 된다. CW는 ‘contention window’를 의미한다.
CW 파리미터는 초기값으로 CWmin값을 취하지만 전송이 실패를 하게 되면 값을 2배로 늘리게 된다. 예를 들어 전송한 데이터 프레임에 대한 ACK 응답을 받지 못했다면 충돌이 난 것으로 간주할 수 있다. CW값이 CWmax값을 가지게 되면 데이터 전송이 성공하기 전까지 CWmax값을 유지하도록 하며, 데이다 전송이 성공을 하며 CWmin값으로 재설정하게 된다. 이때 CW, CWmin, CWmax은 구현과 동작의 편의를 위해 2n-1을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
한편 랜덤 백오프 절차가 시작되면 STA은 [0 CW] 범위 안에서 랜덤 백오프 카운트를 선택한 후 백오프 슬롯이 카운트 다운되는 동안 계속 해서 매체를 모니터링하게 된다. 그 사이 매체가 busy 상태가 되면 카운트 다운을 멈추고 있다가 매체가 다시 idle해지면 나머지 백오프 슬롯의 카운트 다운을 재개한다.
도 3을 참조하면, 여러 STA들이 보내고 싶은 데이터가 있을 때 STA3의 경우 DIFS 만큼 매체가 idle 했기 때문에 바로 데이터 프레임을 전송하고, 나머지 STA들은 그 매체가 idle이 되기를 기다린다. 한 동안 매체가 busy 상태였기 때문에 여러 STA이 그 매체를 사용할 기회를 보고 있을 것이다. 그래서 각 STA는 랜덤 백오프 카운트를 선택하게 되는데, 도 3에서는 이 때 가장 작은 백오프 카운트를 선택하게 된 STA 2가 데이터 프레임을 전송하는 것을 도시하고 있다.
STA2의 전송이 끝난 후 다시 매체는 idle 상태가 되고, STA들은 다시 멈췄던 백오프 간격에 대한 카운트 다운을 재개한다. 도 3은 STA 2 다음으로 작은 랜덤 백오프 카운트 값을 가졌고 매체가 busy일 때 잠시 카운트 다운을 멈췄던 STA 5가 나머지 백오프 슬롯을 마저 카운트 다운한 후 데이터 프레임 전송을 시작했지만 우연히 STA 4의 랜덤 백오프 카운트 값과 겹치게 되어 충돌이 일어났음을 도시하고 있다. 이 때 두 STA 데이터 전송 이후 모두 ACK 응답을 받지 못하기 때문에 CW를 2배로 늘린 후 다시 랜덤 백오프 카운트 값을 선택하게 된다.
이미 언급했듯이 CSMA/CA의 가장 기본은 캐리어 센싱이다. 단말기는 DCF 매체의 busy/idle 여부를 판단하기 위해 물리 캐리어 센싱과 가상 캐리어 센싱을 사용할 수 있다. 물리 캐리어 센싱은 PHY(physical layer)단에서 이루어지며 에너지 검출(energy detection)이나 프리엠블 검출(preamble detection)을 통해 이루어진다. 예를 들어 수신단에서의 전압 레벨을 측정하거나 프리엠블이 읽힌 것으로 판단이 되면 매체가 busy한 상태라고 판단할 수 있다. 가상 캐리어 센싱은 NAV(network allocation vector)를 설정하여 다른 STA들이 데이터를 전송하지 못하도록 하는 것으로 MAC 헤더의 지속기간 필드(Duration field)의 값을 통해 이루어진다. 한편 충돌의 가능성을 줄이기 위해 로버스트 충돌 검출 메커니즘(robust collision detect mechanism)을 도입을 했는데 그 이유는 다음과 같은 두 가지 예제에서 확인 할 수 있다. 편의를 위해 캐리어 센싱 범위는 전송 범위와 같다고 가정한다.
도 4 및 5는 기존 충돌 해결 매커니즘의 문제를 설명하기 위한 예시도들이다.
구체적으로, 도 4는 숨겨긴 노드 문제(hidden node issues)를 설명하기 위한 도면이다. 본 예는 STA A와 STA B는 통신 중에 있고, STA C가 전송할 정보를 가지고 있는 경우이다. 구체적으로 STA A가 STA B에 정보를 전송하고 있는 상황에서 STA C가 STA B로 데이터를 보내기 전에 매체를 캐리어 센싱할 때 STA C가 STA A의 전송 범위 밖에 있기 때문에 STA A의 신호 전송을 검출하지 못하고 매체가 idle 상태에 있다고 볼 가능성이 있다. 결국 STA B는 STA A와 STA C의 정보를 동시에 받기 때문에 충돌이 발생하게 된다. 이 때 STA A는 STA C의 숨겨진 노드(hidden node)라고 할 수 있다.
한편, 도 5는 노출된 노드 문제(exposed node issues)를 설명하기 위한 도면이다. 현재 STA B는 STA A에 데이터를 전송하고 있다. 이 때 STA C는 캐리어 센싱을 하게 되는데 STA B가 정보를 전송하는 상태이기 때문에 매체가 busy라고 감지가 된다. 그 결과 STA C가 STA D에 데이터를 전송하고 싶을지라도 매체가 busy라고 센싱되기 때문에 매체가 idle이 될 때까지 불필요하게 기다려야 하는 상황이 발생한다. 즉, STA A는 STA C의 CS 범위 밖에 있음에도 불구하고 STA C의 정보 전송을 막게 되는 경우가 발생한다. 이 때 STA C는 STA B의 노출된 노드(exposed node)가 된다.
위에서 언급한 상황에서 충돌 회피 메커니즘을 잘 이용하기 위해 RTS(request to send)와 CTS(clear to send)등의 short signaling packet을 도입함으로써 주위의 STA들이 두 STA의 정보 전송 여부를 overhearing 할 수 있는 여지를 남길 수 있다. 즉, 데이터를 전송하려는 STA이 데이터를 받는 STA에 RTS 프레임을 전송하면 수신단 STA은 CTS 프레임을 주위의 단말들에게 전송함으로써 자신이 데이터를 받을 것임을 알릴 수 있다.
도 6은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 숨겨진 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 STA A와 STA C가 모두 STA B에 데이터를 전송하려고 하는 경우이다. STA A가 RTS를 STA B에 보내면 STA B는 CTS를 자신의 주위에 있는 STA A와 STA C에 모두 전송을 한다. 그 결과, STA C는 STA A와 STA B의 데이터 전송이 끝날 때까지 기다리게 되어 충돌을 피할 수 있게 된다.
도 7은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 노출된 노드 문제를 해결하는 메커니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 7에서 STA A와 STA B의 RTS/CTS 전송을 overhearing 함으로써 STA C는 또 다른 STA D에 데이터를 전송해도 충돌이 일어나지 않음을 알 수 있게 된다. 즉 STA B는 주위의 모든 단말기에 RTS를 전송하고 실제로 보낼 데이터가 있는 STA A만 CTS를 전송하게 된다. STA C는 RTS만을 받고 STA A의 CTS를 받지 못했기 때문에 STA A는 STC C의 CS 범위 밖에 있다는 것을 알 수 있다.
도 8은 상술한 바와 같은 RTS/CTS 프레임을 이용하여 동작하는 방법을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 8에서 송신단 STA은 DIFF (Distributed IFS) 이후 신호를 전송할 수신단 STA에 RTS 프레임을 전송할 수 있다. 이 RTS 프레임을 수신한 수신단 STA은 SIFS (Short IFS) 이후 CTS를 송신단 STA에 전송할 수 있다. 수신단 STA으로부터 CTS를 수신한 송신단 STA은 SIFS 이후 도 8에 도시된 바와 같이 데이터를 전송할 수 있다. 데이터를 수신한 수신단 STA은 SIFS 이후 수신된 데이터에 대해 ACK 응답을 전송할 수 있다.
한편, 상술한 송수신단 STA이외의 이웃 STA들 중 송신단 STA의 RTS/CTS를 수신한 STA은 도 6 및 도 7과 관련하여 상술한 바와 같이 RTS/CTS의 수신 여부를 통해 매체의 busy 여부를 판단하고, 이에 따라 NAV(network allocation vector)를 설정할 수 있다. NAV 기간이 종료하면 DIFS 이후 도 3과 관련하여 상술한 바와 같은 충돌 해결을 위한 과정을 수행할 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 설명을 바탕으로 본 발명에 따른 공간 재사용율을 증가시키기 위한 방법에 대해 살펴본다.
도 9는 일반적인 CCA 기반 NAV 동작의 개념을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
상술한 바와 같이 STA은 매체에 접속하기 위해 백오프 과정을 거치게 되며, 매 시간 단위마다 매체가 idle인지 busy인지 여부의 판단은 해당 시점에 수신된 프레임이 있는 경우 수신 프레임의 RSSI가 일정 임계치인 CCA 레벨을 넘는지 여부에 대한 판단에 기반한다.
도 9에 도시된 바와 같이 일반적으로 무선랜 시스템에서 사용되는 CCA 레벨은 20 MHz 대역에 대해 -82 dBm이며, 수신 프레임의 RSSI가 -82 dBm이상인 경우, STA은 해당 프레임의 기간 필드(duration field) 정보를 기반으로 NAV를 업데이트하게 된다.
다만, 본 발명의 일 실시형태에서는 공간 재사용율을 높이기 위해 STA이 다른 BSS (OBSS) 프레임에 대해서는 높은 CCA 레벨을 기준으로 매체의 busy 여부를 판정하고, NAV를 업데이트하는 것을 제안한다. 여기서 OBSS 프레임에 사용되는 높은 수준의 CCA 레벨은 특별히 OBSS PD 레벨로 규정하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따라 공간 재사용율을 증가시키기 위한 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 특정 STA(이하 ‘제 1 STA)은 제 2 STA으로부터 무선 프레임을 수신할 때, 해당 무선 프레임은 OBSS 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 정보를 포함하는 것이 바람직하며(S1010), 제 1 STA은 이러한 정보에 기반하여 수신된 프레임이 OBSS 프레임인지 여부를 판정할 수 있다 (S1020). 일반적으로 프레임의 RA/TA 필드 중 어느 하나는 상향링크로 전송되는 경우이든, 하향링크로 전송되는 경우이든 BSSID를 포함하는 것이 일반적이기 때문에 이를 통해 OBSS 프레임인지 여부를 확인할 수 있으나, 후술하는 바와 같이 하향링크로 전송되는 RTS 프레임인 경우, 위와 같이 OBSS 프레임 여부 판정을 위한 추가 정보를 포함하는 것이 바람직하다.
만일 수신 프레임이 OBSS 프레임인 경우, 제 1 STA은 수신된 프레임의 RSSI가 CCA 레벨보다 높게 설정된 OBSS PD Level 이상인지 여부를 판정하게 된다(S1030). 만일, 수신 프레임의 RSSI가 CCA 레벨 이상이더라도 OBSS PD 레벨 이하인 경우 제 1 STA은 해당 프레임에 따라 NAV를 업데이트(S1050)하지 않고, 해당 정보를 버릴 수 있다(S1060).
만일 수신 프레임이 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인 경우, 제 1 STA은 수신된 프레임의 RSSI를 CCA 레벨과 비교하며(S1040), RSSI가 CCA 레벨 이상인 경우 NAV 업데이트하고 (S1050), CCA 레벨 이하인 경우에는 해당 정보를 버릴 수 있다(S1060).
도 11은 도 10과 관련하여 상술한 방법을 이용하여 RTS/CTS 프레임을 교환하는 실시예이다.
도 11에 도시된 바와 같이 AP 및 STA 1은 BSS1에 속해 있으며, STA 2는 BSS 2에 속해 있는 경우를 가정한다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이 STA2는 AP에는 가까운 위치에 위치하지만, STA 1과는 멀리 떨어져 위치하는 것을 가정한다.
AP가 하향링크로 STA1에게 데이터를 전송하기 위해 AP는 RTS 프레임을 STA1에 전송할 수 있으며, 이때 전송된 RTS 프레임은 STA1뿐만 아니라 근거리에 위치한 STA2에게도 전송될 수 있다.
본 실시형태에 따른 RTS/CTS 프레임은 모두 OBSS 프레임인지 여부를 확인하기 위한 정보를 포함하는 것을 가정하며, RTS 프레임의 경우 TA 필드의 주소가 BSSID를 가리키기 때문에 STA2는 해당 RTS가 OBSS 프레임이며, 이에 따라 RTS 프레임의 RSSI를 OBSS PD 레벨과 비교할 수 있다. 도 11은 STA 2의 판정 결과 RTS의 RSSI가 OBSS PD 레벨 이상이 되어, STA2가 NAV를 설정하는 예를 도시하고 있다.
그 후, AP로부터 RTS 프레임을 수신한 STA2는 CTS 프레임을 AP에 전송할 수 있으며, 이때 전송되는 CTS 프레임은 STA 2에도 도달할 수 있다.
다만, 본 실시형태에 따른 CTS 프레임은 OBSS 프레임인지 여부를 판정하기 위한 정보를 포함하는 것을 가정하며, 도 11에서는 CTS 프레임이 BSS Color 또는 MAC 주소를 포함하는 것을 예로서 도시하고 있다. 도 11의 예에서 CTS 프레임을 수신한 STA2는 해당 CTS 프레임이 OBSS 프레임이며, 수신 RSSI가 OBSS PD 레벨 이하인 것으로 판정하고, CTS 프레임 수신 정보를 버릴 수 있다.
이에 따라 STA2는 RTS 프레임 수신 후 소정 시간 구간 내에 CTS 프레임이 수신되지 않는 경우에 대응하게 RTS에 의해 설정된 NAV를 reset할 수 있으며, 이에 따라 해당 시점에 매체를 통해 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
이는 기존 CCA를 이용하는 경우에 비해 공간 재사용율을 증가시킬 수 있다.
상술한 본 발명의 실시형태를 정리하여 설명하면 다음과 같다.
기존 무선랜 시스템의 기본 동작은 단말이 무선 채널을 사용하기 전에, 채널이 유휴(idle)한지 검사해서, 채널이 idle할 경우에만, 채널을 사용한다. 이렇게 채널이 busy한지 idle한지 검사하는 것을 CCA(Clear Channel assessment)라 불리 우고, CCA threshold 값을 시스템에서 정한 후, 들어오는 신호의 세기(RSSI)가 CCA threshold를 넘어가면, 채널이 busy하다고 간주하고, CCA threshold 보다 낮게 들어오면, 채널이 idle하다고 간주한다. CCA threshold는 bandwidth별, primary channel/secondary channel별로 다른 값을 가지고, Signal detection 과 energy detection에 해당하는 CCA Threshold값이 다르다. 예를 들어, 기존 시스템(e.g., 11a/b/g/n/ac)에서는 20MHz bandwidth에 대해, primary channel일 경우, signal detection(or packet detection)인 경우, -82 dBm으로 설정되어 있어서, -82dBm 이하로 들어오면, channel이 idle, -82dBm보다 크게 들어오면 busy라 판단한다.
이러한 CCA를 바탕으로 채널 사용이 결정되기 때문에, 상술한 exposed terminal problem과 같이 STA이 프레임을 전송할 수 있음에도 불구하고, CCA에 의해서 channel이 busy하다가 판단하여, 전송하지 못하는 경우가 많이 발생하여 무선랜 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 이를 완화 시킬 수 있는 방법은 CCA값을 기존의 CCA threshold 값보다 더 높은 값으로 설정하면, STA들이 전송할 기회를 기존보다 더 많이 가지게 된다. 하지만, 이 경우, 다른 단말의 전송에 영향을 줄 수 있으므로 적절한 값으로 CCA를 설정해야 하고, 상황에 따라 올리지 말아야 한다.
이렇게 CCA threshold를 올리는 경우는, 내 BSS내에서 전송되는 패킷에 적용하면 안되고, 다른 BSS에서 전송되는 패킷에 적용해야 한다. 내 BSS packet인지 다른 BSS packet인지 판단하기 위해서, MAC header의 address field에 있는 BSSID(UL인 경우 Receiver address, DL 인 경우 Sender address)를 확인 하거나, HE PPDU format으로 전송되는 경우, HE-SIG에 포함된 BSS Color정보(즉, BSS의 short ID)를 확인하여 구분한다.
RTS나 CTS를 수신하면, NAV이 설정되기 때문에, RTS/CTS에 의해서 NAV이 설정된 다음 data 에 대해서 OBSS 패킷 인지 my BSS packet인지를 구별하여 Spatial reuse가 불가능할 수 있다. 하나의 방법은 상술한 실시예와 같이 RTS/CTS에 대해서도 my BSS packet 인지 OBSS 패킷인지 구별하여 OBSS packet에 대한 CCA threshold (기존 CCA threshold보다 높은 값으로 설정됨)를 사용하여, RTS/CTS 프레임을 drop할지 말지 (즉, RTS/CTS에 포함된 duration필드 정보를 가지고 NAV를 설정할 지 말지)를 결정한다.
RTS/CTS에 상술한 OBSS PD level을 적용하여, 내 BSS 패킷일 경우, OBSS PD level을 적용하지 않고(즉, NAV을 설정하고), OBSS패킷일 경우, OBSS PD level을 적용하여 프레임을 drop시킬 수 있다. RTS 프레임의 경우, RA나 TA중 하나가 BSSID (DL일 경우 TA가 BSSID, UL일 경우 RA가 BSSID)이기 때문에, 두 address중 어느 것도 나의 BSSID와 일치하지 않으면, other BSS의 RTS프레임으로 간주할 수 있다. 하지만, CTS프레임의 경우는 RA만 포함하므로, 해당 CTS프레임이 내 BSS 의 STA이 전송한 것인지, other BSS에 있는 STA이 전송한 것이지 구별 하기 어렵다.
도 12는 CTS 프레임의 구조를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이 CTS 프레임은 2 옥텟 길이의 프레임 제어 필드, 2 옥텟 길이의 구간 필드, 6 옥텟 길이의 RA 필드 및 4 옥텟 길이의 FCS 필드를 포함할 수 있다. 이와 같은 CTS 구성 중 RA 필드는 RTS의 TA 필드를 복제하여 포함할 수 있다.
다만, 도 12에 도시된 바와 같이 CTS는 RTS와 달리 TA 필드를 포함하지 않기 때문에, CTS가 상향링크로 전송되는 경우에는 해당 AP의 주소를 포함하여 CTS가 OBSS 프레임인지 여부를 판별할 수 있으나, CTS가 하향링크로 전송되는 경우에는 OBSS 프레임인지 여부를 판별하기 어려운 문제가 있다.
이를 해결하기 쉬운 방법은 BSSID를 항상 포함하는 새로운 CTS를 정의하는 것이다. 새로운 CTS에 포함된 BSSID를 통해서, 내 BSS 프레임인지 OBSS 프레임인지 STA은 구별할 수 있다. 하지만, BSSID가 추가되기 때문에, 새로운 CTS프레임의 크기는 기존 CTS프레임보다 더 크고, 전송 시간도 더 길어지게 된다.
기존 시스템에서 STA들은 RTS를 수신 후, 특정 시간 내에 어떤 프레임도 받지 못하면, RTS에 의해서 설정된 NAV을 reset(즉, 0을 설정)하는 동작을 수행하는데, CTS 프레임의 크기가 커지면, RTS후 전송되는 데이터 프레임 정해진 시간을 항상 초과한 후에 전송되기 때문에, RTS/DATA의 receiver가 아닌 STA들은 RTS에 의해서 설정된 NAV을 항상 reset하는 상황이 벌어지게 된다.
이하에서는 위에서 제기한 문제를 발생시키지 않으면서, CTS 프레임에 대해서, spatial reuse를 할 수 있는 방법을 제공한다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일 실시형태에 따라 CTS에서 RA가 BSSID인지 여부를 나타내는 지시자를 이용하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.
본 실시형태에서 CTS에서 RA가 BSSID인지 아닌지를 가리키는 필드를 BI (BSSID Indicator)로 지칭하기로 한다. RA가 BSSID로 설정될 경우, 해당 1로 설정되고, RA가 BSSID가 아닐 경우, 0으로 설정해서 전송하는 것을 가정한다. BSSID indicator는 Uplink frame indicator로 명칭이 바뀔 수 있다. CTS 프레임의 Uplink frame일 경우(즉, Uplink frame indicator =1), RA는 BSSID로 설정되기 때문에, 수신한 STA들은 해당 CTS 프레임이 내 BSS 프레임인지 아닌지를 구별 할 수 있고, OBSS frame일 경우, OBSS PD level을 적용하여, 채널 busy 판단 여부나 NAV update 여부를 결정할 수 있다.
즉, 이 때(Indicator =1), RA가 내 BSSID와 일치하면, 내BSS 프레임 (또는 Intra-BSS frame)이라고 판단하고, RA가 내 BSSID와 일치하지 않으면, OBSS 프레임 (또는 Inter-BSS frame)이라고 판단한다.
이에 따라 CTS 프레임을 수신한 제 1 STA은 해당 CTS 프레임의 BI가 1인지 여부를 확인한다(S1210). 일반적으로, DL일 경우, 해당 필드는 0으로 설정되고, UL 일 경우, 해당 필드는 1로 설정될 것이다. 해당 필드가 1로 설정될 경우에 제 1 STA은 CTS의 RA필드(즉, BSSID정보)를 이용하여 CTS가 OBSS 프레임인지 여부를 확인하며(S1220), CTS가 OBSS 프레임인 경우 CTS 의 RSSI를 OBSS PD Level과 비교할 수 있다(S1230). 만일, CTS의 BI가 1이 아니거나(S1210), BI가 1이더라도 CTS의 BSSID 기반으로 판단한 결과 OBSS 프레임이 아닌 경우(S1220), 제 1 STA은 CTS의 RSSI를 기존 CCA 레벨과 비교하게 되며(S1240), RSSI가 CCA 레벨 이상인 경우에 한하여 NAV 업데이트를 하게 된다(S1250).
즉, 상술한 실시형태에 따르면 CTS 프레임이 수신되었을 때, BI 필드가 1로 설정되어 있고, 수신된 CTS프레임의 신호 세기가 OBSS PD level보다 작으면, 제 1 STA은 CTS프레임을 drop하고 CTS에 포함된 duration을 가지고 NAV을 설정하거나 업데이트 하지 않는다(S1260).
도 14는 도 13과 관련하여 설명한 방식을 이용하여 NAV 동작을 수행하는 실시예이다.
STA1이 RTS를 전송한 후 소정 시간 이후에 STA2는 CTS를 전송할 수 있다. 이때 도 14에서는 STA2가 전송하는 CTS는 BI=1로 설정되어 있는 경우를 가정하며, 이에 따라, CTS를 수신한 STA 3은 BI=1이기 때문에 이에 기반하여 OBSS 프레임 여부를 확인하며, 해당 CTS가 BSS1의 프레임이기 때문에 CTS의 RSSI를 OBSS PD 레벨에 기반하여 판정할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이 만일 RSSI<OBSS PD 레벨인 경우 STA3은 NAV를 설정하지 않고 CTS를 drop할 수 있다. 이에 따라 STA3은 해당 시점에 공간 재사용을 통해 매체에 접근할 수 있다.
상술한 실시형태에서 BI(BSSID Indication) 필드는 기존에 사용되지 않은 필드를 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 12에 도시된 Frame Control field 내에 있는 필드 중, To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, Protected Frame, Order 필드 중 하나가 RA가 BSSID라는 것을 indication 해주기 위해서 사용될 수 있다. 또는 CTS프레임의 다른 부분(e.g., Service field, duration, etc.)에서, 사용되지 않는 비트를 이용하여 RA가 BSSID라는 것을 가리킬 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시형태에서는 CTS에서 RA가 BSSID라는 것을 indication 해주는 BI 필드 대신에, CTS 프레임에 대해서 spatial reuse를 허가하는 필드, 예를 들어 Spatial Reuse Allowed 필드를 사용할 수 있다. 즉, 해당 필드(Spatial Reuse Allowed)가 1로 설정되면, CTS프레임을 전송에 대해서 Spatial reuse 를 허가를 나타낸다.
이러한 Spatial Reuse Allowed부분은 RTS 프레임에서도 똑 같은 의미로 사용될 수 있다. RTS 프레임의 사용되지 않는 필드/비트가 Spatial Reuse Allowed로서 사용되고, 해당 필드가 1로 설정되면, STA은 RTS프레임에 대해서 Spatial Reuse를 룰을 적용시킨다. 즉, RTS프레임이 OBSS 프레임인지 확인하고, Inter-BSS(OBSS)프레임이라면, RTS의 신호 세기가 OBSS PD level보다 낮으면, 해당 프레임을 사용하여 NAV를 설정/업데이트하지 않고, RTS를 drop시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 실시형태에서는 CTS 프레임에 BSS Color를 포함시키는 것을 제안한다.
도 15는 본 발명의 일 실시형태에 따라 CTS 프레임에 BSS Color를 포함시키는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
단순히 도 12에 도시된 CTS 프레임에 BSS Color를 포함시키는 대신, 본 실시형태에서는 CTS 프레임에서 사용되지 않는 필드를 재사용해서, BSS color로 사용하는 것을 제안한다. 특정 필드는 CTS 에 BSS Color가 포함되는지를 가리키도록 설정할 수도 있다. 즉, 해당 필드가 BSS color가 포함된다는 것을 가리키면, CTS프레임 BSS Color가 포함된다.
BSS Color presence필드는 기존에 사용되지 않는 필드를 이용할 수 있다. 예를 들어, 도 15는 도 12에 도시된 CTS 프레임 구조 중 프레임 제어 필드를 구체적으로 도시한 도면이며, 프레임 제어 필드 내에 B8부터 시작되는 To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, Protected Frame, Order 필드 중 하나가 BSS Color presence로 사용될 수 있다. 또한, To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, Protected Frame, Order 필드 중 일부 (e.g., 6비트 또는 이하 (e.g., 3~4비트)) 가 BSS color로 사용될 수 있다.
또는 서비스 필드 중 일부 비트가 BSS Color로 사용될 수 있다. BSS Color presence 필드가 1로 설정되면, service 필드의 bit 0~5의 전부 또는 일부가 BSS color로 사용될 수 있다. Spatial Reuse Allowed가 BSS Color presence 필드 대신에 사용될 수 있다. 즉, Spatial Reuse Allowed가 1로 설정되면, CTS프레임에 대해서, Spatial reuse를 허가하는 것이고, BSS Color가 CTS프레임의 사용되지 않은 필드에 포함되어 전송될 수 있다. STA는 BSS Color를 통해서, Inter-BSS(OBSS)에서 전송된 프레임인지를 알 수 있고, OBSS PD level을 적용할 수 있다.
도 16은 상술한 바와 같은 방법을 구현하기 위한 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 16의 무선 장치(800)은 상술한 설명의 특정 STA, 그리고 무선 장치(850)은 상술한 설명의 AP에 대응할 수 있다.
STA (800)은 프로세서(810), 메모리(820), 송수신부(830)를 포함할 수 있고, AP (850)는 프로세서(860), 메모리(870) 및 송수신부(880)를 포함할 수 있다. 송수신부(830 및 880)은 무선 신호를 송신/수신하고, IEEE 802.11/3GPP 등의 물리적 계층에서 실행될 수 있다. 프로세서(810 및 860)은 물리 계층 및/또는 MAC 계층에서 실행되고, 송수신부(830 및 880)와 연결되어 있다. 프로세서(810 및 860)는 상기 언급된 UL MU 스케줄링 절차를 수행할 수 있다.
프로세서(810 및 860) 및/또는 송수신부(830 및 880)는 특정 집적 회로(application-specific integrated circuit, ASIC), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리(820 및 870)은 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래시 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 유닛을 포함할 수 있다. 일 실시 예가 소프트웨어에 의해 실행될 때, 상기 기술한 방법은 상기 기술된 기능을 수행하는 모듈(예를 들어, 프로세스, 기능)로서 실행될 수 있다. 상기 모듈은 메모리(820, 870)에 저장될 수 있고, 프로세서(810, 860)에 의해 실행될 수 있다. 상기 메모리(820, 870)는 상기 프로세스(810, 860)의 내부 또는 외부에 배치될 수 있고, 잘 알려진 수단으로 상기 프로세스(810, 860)와 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 상술한 설명으로부터 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명은 IEEE 802.11 기반 무선랜 시스템에 적용되는 것을 가정하여 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 본 발명은 상술한 공간 재사용 방식이 사용될 수 있는 다양한 무선 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 제 1 스테이션(STA)의 NAV (Network Allocation Vector) 동작 방법에 있어서,
    제 2 STA으로부터 제 1 프레임을 수신하고,
    상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS(Basic Service Set)의 프레임인 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI(Received Signal Strength Indicator)가 제 1 CCA (Clear Channel Assessment) 레벨 이상인지 여부를 판정하고, 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임이 아닌 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨보다 높은 제 2 CCA 레벨 이상인지를 판정하며,
    상기 제 1 프레임의 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨 이상인 경우, 상기 제 1 STA의 NAV를 업데이트하되,
    상기 제 1 프레임이 RTS(Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear to Send) 프레임인 경우, 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 추가 정보를 포함하는, NAV 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 추가 정보로서 BSSID를 포함하는, NAV 동작 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임이 상기 CTS 프레임인 경우, 상기 CTS 프레임은 상기 CTS 프레임이 BSSID를 포함하는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 추가 정보로서 포함하는, NAV 동작 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임이 상향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 1 값을 가지고, 하향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 2 값을 가지는, NAV 동작 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지시자가 상기 제 1 값을 가지는 경우, 상기 제 1 STA은 상기 CTS 프레임의 RA에 포함된 BSSID를 통해 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하여 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하며,
    상기 지시자가 상기 제 2 값을 가지는 경우, 상기 제 1 STA은 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하는, NAV 동작 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임은 상기 추가 정보로서 BSS Color 정보를 포함하는, NAV 동작 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임은 16 비트 길이의 프레임 제어 필드를 포함하며,
    상기 BSS Color 정보는 상기 16 비트 정보 중 8번째 비트 이후의 비트 중 소정 수의 비트 정보로서 포함되는, NAV 동작 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임은 상기 BSS Color 정보의 존재 여부를 나타내는 필드를 추가적으로 포함하는, NAV 동작 방법.
  9. 무선랜(WLAN) 시스템에서 동작하는 제 1 스테이션(STA) 장치에 있어서,
    제 2 STA으로부터 제 1 프레임을 수신하도록 구성되는 송수신기; 및
    상기 송수신기와 연결되어 NAV (Network Allocation Vector) 동작을 제어하도록 구성되는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI(Received Signal Strength Indicator)가 제 1 CCA (Clear Channel Assessment) 레벨 이상인지 여부를 판정하고, 상기 제 1 프레임이 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임이 아닌 경우 상기 제 1 프레임의 수신 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨보다 높은 제 2 CCA 레벨 이상인지를 판정하며, 상기 제 1 프레임의 RSSI가 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨 이상인 경우, 상기 제 1 STA의 NAV를 업데이트하도록 구성되되,
    상기 제 1 프레임이 RTS(Request to Send) 프레임 또는 CTS (Clear to Send) 프레임인 경우, 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임은 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하는데 이용되는 추가 정보를 포함하는, 스테이션 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 추가 정보로서 상기 RTS 프레임 또는 상기 CTS 프레임의 BSSID를 이용하는, 스테이션 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 프레임이 상기 CTS 프레임인 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임 내 상기 CTS 프레임이 BSSID를 포함하는지 여부를 나타내는 지시자를 상기 추가 정보로서 이용하는, 스테이션 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임이 상향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 1 값을 가지고, 하향링크로 전송되는 CTS 프레임인 경우 상기 지시자는 제 2 값을 가지는, 스테이션 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 지시자가 상기 제 1 값을 가지는 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임의 RA에 포함된 BSSID를 통해 상기 제 1 STA이 속한 BSS의 프레임인지 여부를 판정하여 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 1 CCA 레벨 또는 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하며,
    상기 지시자가 상기 제 2 값을 가지는 경우, 상기 프로세서는 상기 CTS 프레임의 RSSI를 상기 제 2 CCA 레벨과 비교하여 동작하는, 스테이션 장치.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 추가 정보로서 상기 CTS 프레임의 BSS Color 정보를 이용하는, 스테이션 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 CTS 프레임은 16 비트 길이의 프레임 제어 필드를 포함하며,
    상기 BSS Color 정보는 상기 16 비트 정보 중 8번째 비트 이후의 비트 중 소정 수의 비트 정보로서 포함되는, 스테이션 장치.
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