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KR101807732B1 - 파워 세이빙을 위한 멀티 유저 무선 네트워크 및 멀티 유저 무선 네트워크에서 단말 및 액세스 포인트의 통신 방법 - Google Patents

파워 세이빙을 위한 멀티 유저 무선 네트워크 및 멀티 유저 무선 네트워크에서 단말 및 액세스 포인트의 통신 방법 Download PDF

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KR101807732B1
KR101807732B1 KR1020110014065A KR20110014065A KR101807732B1 KR 101807732 B1 KR101807732 B1 KR 101807732B1 KR 1020110014065 A KR1020110014065 A KR 1020110014065A KR 20110014065 A KR20110014065 A KR 20110014065A KR 101807732 B1 KR101807732 B1 KR 101807732B1
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김영수
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천희 주 (앨런)
천희 주 (앨런)
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삼성전자주식회사
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Abstract

파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 단말에 대하여 TXOP 듀레이션 동안 전송할 스트림이 없는 경우에 해당 단말의 동작 상태를 어웨이크 상태에서 슬립 상태로 변경하여 소비 전력을 감소시킬 수 있는 액세스 포인트 및 단말의 통신 방법이 제공된다.

Description

파워 세이빙을 위한 멀티 유저 무선 네트워크 및 멀티 유저 무선 네트워크에서 단말 및 액세스 포인트의 통신 방법{MULTI-USER WIRELESS NETWORK FOR POWER SAVING, AND COMMUNICATION METHOD OF TERMINAL AND ACCESS POINT IN THE MULTI-USER WIRELESS NETWORK}
아래의 실시예들은 파워 세이빙을 위한 멀티 유저 무선 네트워크 및 멀티 유저 무선 네트워크에서 단말 및 액세스 포인트의 통신 방법에 관한 것이다.
최근 스마트 폰과 같은 이동 단말의 성능이 급속도로 발전함에 따라 하나의 단말로 전화 통화뿐만 아니라 동영상, 음악 파일 재생, DMB 시청, 디지털 카메라, 블루투스, 무선 인터넷 접속 등을 포함한 다양한 기능들을 동시에 수행할 수 있게 되었다. 또한 이동 통신망, 블루투스, 무선 인터넷 등의 데이터 전송 속도가 급속도로 증가함에 따라 단말의 전력 소비 또한 증가해 단말이 고용량의 배터리를 채용하는 경우가 늘어나고 있다. 따라서, 단말의 소비 전력을 절감할 수 있는 통신 방법이 요구되고 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법은 액세스 포인트 및 복수의 단말들을 포함하는 무선 네트워크에서 단말의 통신 방법에 있어서, 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 상기 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 포함하는 적어도 하나의 프레임을 전송하는 TXOP 듀레이션에서의 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하는 단계; 및 상기 액세스 포인트로부터 수신된 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단함으로써 상기 파워 세이빙 모드에서의 상기 단말의 동작 상태를 결정하는 단계를 포함한다.
상기 액세스 포인트에게 파워 관리 모드에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 액세스 포인트로부터 전송되는 상기 적어도 하나의 프레임 각각에 포함된 인에이블링 비트(enabling bit)를 이용하여, 상기 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부에 따라 상기 단말의 동작 상태를 변경할 것인지에 대한 적용 여부를 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 경우, 상기 액세스 포인트로 상기 파워 관리 모드를 상기 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임을 전송하는 단계; 및 상기 액세스 포인트로부터 상기 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임에 응답한 애크(ACK)를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 파워 관리 모드를 상기 파워 세이빙 모드로 설정하는 단계는 상기 애크(ACK)를 수신함에 따라 상기 TXOP 듀레이션에서의 파워 관리 모드를 상기 파워 세이빙 모드로 설정하는 단계일 수 있다.
상기 액세스 포인트로부터 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)을 수신하는 단계; 상기 전송 기회 설정 프레임을 기초로 상기 단말이 상기 데이터 스트림들 중 어느 하나의 데이터 스트림을 수신할 단말인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 판단 결과에 따라 상기 전송 기회 설정 프레임에 대한 응답 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단말의 동작 상태는 어웨이크(Awake) 상태 또는 슬립(Sleep) 상태 중 어느 하나를 포함하고, 상기 단말의 동작 상태를 결정하는 단계는 상기 액세스 포인트로부터 수신된 정보를 기초로 상기 미리 설정된 조건이 만족되는지 판단하는 단계; 및 상기 미리 설정된 조건이 만족되면 상기 단말의 동작 상태를 상기 어웨이크(Awake) 상태에서 상기 슬립(Sleep) 상태로 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 미리 설정된 조건은 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 포함하고, 상기 그룹의 아이디가 상기 단말이 상기 그룹의 멤버가 아님을 나타내는 경우, 상기 제1 조건이 만족되고, 상기 그룹의 아이디가 상기 단말이 상기 그룹의 멤버임을 나타내지만, 상기 단말에 대응하는 데이터 스트림이 상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우, 상기 제2 조건이 만족되며, 상기 단말이 상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신하는 경우, 상기 제3 조건이 만족될 수 있다.
상기 지시자에 따라 상기 데이터 스트림의 수신을 종료하거나 상기 액세스 포인트에게 상기 데이터 스트림에 대한 블럭 애크(Block ACK)를 전송한 후에, 상기 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 상기 단말의 동작 상태를 슬립 상태로 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 통신 방법은 액세스 포인트 및 복수의 단말들을 포함하는 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트의 통신 방법에 있어서, 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 상기 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 포함하는 적어도 하나의 프레임을 전송하는 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 전송하는 단계; 상기 TXOP 듀레이션에서 상기 단말들 중 적어도 하나의 단말이 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한 경우, 상기 적어도 하나의 단말 각각이 상기 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 전송하는 단계; 및 상기 단말들 각각의 동작 상태에 기초하여, 상기 TXOP 듀레이션 동안 상기 단말들에게 상기 데이터 스트림들을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 단말들에게 상기 액세스 포인트가 상기 파워 세이빙 모드를 지원할 수 있는지 여부에 대한 정보 또는 상기 파워 세이빙 모드를 위한 액세스 포인트의 지원 능력(capability)에 대한 정보를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 전송하는 단계는 상기 단말에게 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)을 전송하는 단계이고, 상기 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)은 상기 파워 관리 모드가 상기 파워 세이빙 모드로 설정된 단말 및 상기 파워 관리 모드가 상기 파워 세이빙 모드로 설정되지 않은 단말 모두가 디코딩할 수 있도록 생성될 수 있다.
상기 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 단말로부터 상기 파워 관리 모드가 상기 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임을 수신하는 단계; 및 상기 단말에게 상기 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임에 응답하는 애크를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 단말들과의 사이의 서비스 품질 및 채널 조건을 포함하는 정보에 기초하여 상기 단말들에 대한 그룹을 형성하는 단계; 및 상기 그룹의 멤버에 관한 정보를 알리는 단계를 포함할 수 있다.
특정 단말이 상기 파워 세이빙 모드로 진입함을 알리는 경우, 상기 특정 단말의 알림에 응답하여 상기 단말들 및 상기 특정 단말을 재그룹핑 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
특정 단말이 상기 파워 세이빙 모드의 슬립 상태로 진입하면, 상기 그룹으로부터 상기 특정 단말을 전송될 필요가 있는 데이터에 대응하는 다른 단말로 교체하는 단계; 및 상기 교체로 인하여 갱신된 그룹의 멤버에 관한 정보를 알리는 단계를 포함할 수 있다.
상기 단말들 각각의 동작 상태는 어웨이크 상태 또는 슬립 상태 중 어느 하나를 포함하고, 상기 데이터 스트림들을 동시에 전송하는 단계는 상기 TXOP 듀레이션 동안 상기 단말들 중 상기 어웨이크 상태를 갖는 단말들에게 상기 데이터 스트림들을 동시에 전송하거나, 상기 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 상기 단말들 중 상기 슬립 상태를 갖는 단말에게 전송할 데이터 스트림이 발생한 경우, 상기 전송할 데이터 스트림을 버퍼링(buffering)하는 단계일 수 있다.
상기 슬립 상태에 있던 단말의 동작 상태가 상기 어웨이크 상태로 변화하고, 상기 단말이 파워 세이브-폴(Power Save-Poll) 메시지를 전송하면, 상기 단말에게 상기 버퍼링 된 데이터 스트림을 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 단말 각각이 상기 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보는 상기 단말들 각각을 포함하는 그룹의 아이디, 상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 상기 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부를 나타내는 정보 및 상기 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 TXOP 듀레이션 동안 상기 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 지시자를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 지시자를 생성하는 단계는 상기 단말로 전송되는 패킷의 프리앰블 또는 상기 단말로 전송되는 MAC 프레임의 헤더를 이용하여 상기 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 생성하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말에게 전송할 데이터 스트림이 존재하지 않는 경우, TXOP 듀레이션 동안 해당 단말의 동작 상태를 슬립 상태로 유지함으로써 전력을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말이 미리 설정된 조건을 만족하는 경우에 해당 단말의 동작 상태를 어웨이크 상태에서 슬립 상태로 변경함으로써 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 액티브 모드로 동작하는 단말들 중 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 단말들이 해당 모드로 설정된 프레임을 전송하도록 함으로써 단말이 파워 세이빙 모드로의 동작 여부를 선택하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP 파워 세이빙 모드에서의 단말의 동작 상태 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 프리앰블의 VHT-SIG A 필드 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP 듀레이션 동안 변경되는 그룹의 아이디 및 파워 세이빙 모드에 따른 각 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 세이빙을 위한 미리 설정된 조건을 만족하는 경우의 파워 세이빙 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 도 9의 TXOP 듀레이션(duration) 동안 수행되는 프레임 송,수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame) 및 TXOP 듀레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 파워 세이빙 지원 능력(capability)을 나타내는 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 제어 필드(control field)를 이용하여 액세스 포인트에게 파워 관리 모드에 대하여 알리는 방법을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트가 단말이 파워 세이빙 모드로 동작하는 것을 허락하는지 여부를 표시하는 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 이하에서 단말은 SU-MIMO(Single User-Multiple Input Multiple Output) 단말 또는 MU-MIMO(Multi User- Multiple Input Multiple Output) 단말일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP 파워 세이빙 모드에서의 단말의 동작 상태 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.
액세스 포인트(Access Point; AP)로부터 데이터를 수신하는 하나 또는 그 이상의 단말들(예를 들어, 단말들 또는 STA들)은 자신에게 전송되는 패킷(또는 프레임)을 수신하기 위하여 자신의 동작 모드를 액티브 모드(Active Mode)로 유지한다. 뿐만 아니라 단말들은 자신에게 전송되는 패킷이 있는지 여부를 판단하거나, 다른 단말로 전송되는 패킷에 대한 오버히어링(Overhearing)을 수행하기 위하여 액티브 모드에 머무를 수 있다.
따라서, 단말들 중 해당 단말에 대응되는 데이터의 전송이 없거나, 데이터의 전송이 종료된 경우에 해당 단말들의 동작 모드(또는 파워 관리 모드)를 조절함으로써 수신 대기 시간 및 수신 대기 전력을 절감할 수 있다.
도 1을 참고하면, 단말들의 파워 관리 모드(Power Management Mode; PM Mode)들은 액티브 모드(Active Mode)(110)와 파워 세이빙 모드(PS Mode)(120)로 나눌 수 있다.
액티브 모드(110)는 단말들이 액세스 포인트와 데이터를 송, 수신하기 위해 계속 동작 중인 상태이다. 반면에 파워 세이빙 모드(120)는 해당 단말들이 전혀 동작을 수행하고 있지 않은 상태(예를 들어, IDLE 상태)이다. 파워 세이빙 모드(120)에 있는 단말은 예를 들어, MAC 헤더의 제어 필드 중 일부 비트를 이용하여 액세스 포인트에게 단말의 동작 상태에 대한 정보를 전송할 수 있다.
액티브 모드(110)로 동작하는 단말들은 다시 Non-TXOP 파워 세이빙 모드(130)로 동작하는 경우와 TXOP 파워 세이빙 모드(140)로 동작하는 경우로 나눌 수 있다.
Non-TXOP 파워 세이빙 모드(130)로 동작하는 단말들은 전력 절감을 위한 별도의 동작 없이 계속해서 어웨이크 상태(Awake State)를 유지한다. 따라서, 자신에게 전송되는 패킷의 수신을 기다리는 수신 대기 시간 동안 계속하여 전력을 소모한다.
TXOP 파워 세이빙 모드(140)로 동작하는 단말들은 미리 설정된 조건을 만족하는지 여부에 따라 동작 상태를 어웨이크 상태(Awake State)(150) 또는 슬립 상태(Sleep State)(또는 도즈 상태(Doze State))(160)로 변경할 수 있다.
미리 설정된 조건으로는 예를 들어 3 가지 조건(제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건)을 수 있다. 제1 조건은 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버가 아님을 나타내는 경우에 만족된다.
제2 조건은 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버임을 나타내지만, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우에 만족된다. 여기서, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우란 해당 단말에 대응하는 프레임의 VHT-SIG(Very High Throughput SIGnal) 필드에 포함된 Number of state time space (Nsts)가 '0'인 경우가 해당할 수 있다.
또한, 제3 조건은 해당 단말이 TXOP 듀레이션 동안에 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신하는 경우에 만족된다.
여기서, 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신하는 경우는 단말이 액세스 포인트로부터 수신하는 프레임의 MAC 헤더에 포함된 More Data Bit(MDB)가 '0'인 경우가 해당할 수 있다. 프레임의 MAC 헤더에 포함된 More Data Bit(MDB)가 '0'인 경우는 다시 말해 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림의 전송이 완료되었음을 의미할 수 있다.
상술한 조건을 만족하는 단말은 어웨이크 상태(150)에서 슬립 상태(또는 도즈 상태)(160)로 동작 상태를 변경함으로써 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 수신 대기 전력을 절감할 수 있다. TXOP 듀레이션은 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 동시에 전송하는 시간 구간이다.
단말은 예를 들어, VHT 제어 필드(control field)를 이용하여 액세스 포인트에게 자신의 파워 관리 모드에 대한 정보를 알릴 수 있다. 즉, 단말은 Non-TXOP 파워 세이빙 모드(130)와 TXOP 파워 세이빙 모드(140) 중 자신의 파워 관리 모드가 어느 것인지를 액세스 포인트에게 알릴 수 있다. 단말이 자신의 파워 관리 모드를 액세스 포인트에게 알리는 방법에 대하여는 도 13을 참조하여 후술한다.
정리하자면, TXOP 파워 세이빙 모드(140)로 동작하는 단말은 미리 설정된 조건에 따라 TXOP 듀레이션 동안 동작 상태를 변경함으로써 수신 대기 전력 및 단말의 소비 전력을 절감할 수 있다. 이하에서 사용되는 '파워 세이빙 모드'는 TXOP 파워 세이빙 모드(140)를 말한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 액세스 포인트 및 복수의 단말들을 포함하는 무선 네트워크에서 단말의 통신 방법은 다음과 같다.
단말은, 액세스 포인트에게, 해당 단말이 파워 세이빙 모드를 지원하기 위한 능력(capability)이 있는지 여부에 관한 정보를 알릴 수 있다(210).
해당 단말이 파워 세이빙 모드를 지원하기 위한 능력(capability)이 있는지 여부를 액세스 포인트에게 알리기 위하여, 단말은 예를 들어, 액세스 포인트(Access Point; AP)와 Association을 수행하는 동안 전송하는 Association Request 프레임의 capability/support element의 한 비트(아래의 [표 1] 참조)를 이용할 수 있다.
또한, 단말은 액세스 포인트로부터 수신하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)으로부터 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 파악할 수도 있다. 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)에 대하여는 후술하기로 한다.
단말은 TXOP 듀레이션에서의 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한다(220). 단말은 TXOP 듀레이션에 들어가기 전에 자신의 파워 관리 모드를 결정하며, 여기서 파워 관리 모드는 도 1에서 설명한 파워 관리 모드(Power Management Mode; PM Mode)에 해당한다.
TXOP 듀레이션은 채널에 대한 전송 기회(TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 포함하는 적어도 하나의 프레임을 전송하는 시간 구간이다. TXOP 듀레이션은 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector; NAV) 듀레이션과 동일한 의미로 이용될 수 있다.
단말은 액세스 포인트로부터 수신된 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단함으로써 파워 세이빙 모드에서의 단말의 동작 상태를 결정한다.
파워 세이빙 모드에서의 단말의 동작 상태는 어웨이크(Awake) 상태 또는 슬립(Sleep) 상태 중 어느 하나일 수 있다.
액세스 포인트로부터 수신된 정보는 단말이 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보이다. 액세스 포인트로부터 수신된 정보는 예를 들어, 단말을 포함하는 그룹의 아이디, TXOP 듀레이션 동안에 단말에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부를 나타내는 정보 및 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
TXOP 듀레이션 동안에 단말에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부는 VHT-SIG-A 필드에 포함된 Nsts(Number of state time space) 필드를 통해 확인할 수 있다. 단말은 Nsts 필드를 통해 해당 단말에게 전송할 데이터 스트림이 액세스 포인트에 계류(pending) 중인지 여부를 확인할 수 있다.
예를 들어, Nsts 필드가 '0'으로 설정되었다면, TXOP 듀레이션 동안에 단말에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되지 않음을 의미한다. 반면에, Nsts 필드가 '0' 이외의 값으로 설정되면, TXOP 듀레이션 동안에 단말에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송된다는 것을 의미한다.
단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부는 예를 들어, 제어 필드의 More Data Bit(MDB)를 통해 파악할 수 있다. More Data Bit가 '0'인 경우, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 의미한다. 반면에, More Data Bit가 '1'인 경우, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재함을 의미한다.
단말은 액세스 포인트로부터 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 수신할 수 있다(230).
단말은 예를 들어, 액세스 포인트로부터 수신된 RTS 프레임의 Duration 필드를 체크함으로써 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 파악할 수 있다. 따라서, 이 경우 단말이 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 수신하기 위해서는 TXOP 듀레이션의 시작에서 RTS/CTS 프레임이 선행되어야 한다.
단말은 TXOP 듀레이션을 알기 위해 RTS/CTS 프레임, Self CTS 프레임 및 Duration 필드 등을 이용할 수 있다.
RTS/CTS 프레임의 Duration 필드는 TXOP time period를 나타낸다.
Self CTS 프레임은 특히 다운 링크 MU-MIMO의 경우에 이용되며, 액세스 포인트는 그룹의 각 단말들에게 데이터 프레임들을 전송하기에 앞서 Self CTS 프레임을 전송할 수 있다. Self CTS 프레임에서 duration bit는 TXOP time을 나타낸다.
Duration value는 예를 들어, 프리앰블의 Very High Throughput(VHT) SIG 필드들의 비트들에 의해 나타낼 수 있다.
단말은 액세스 포인트로부터 수신된 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되는지 판단할 수 있다(240).
미리 설정된 조건이 만족되면 단말은 자신의 동작 상태를 TXOP 듀레이션 동안 어웨이크(Awake) 상태에서 슬립(Sleep) 상태로 변경할 수 있다(250). 단말은 동작 상태를 슬립 상태로 변경한 후, TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 슬립 상태를 유지함으로써 수신 대기 전력 및 데이터 수신을 위한 전력 소모를 줄일 수 있다.
만약, 미리 설정된 조건이 만족되지 않으면, 단말은 TXOP 듀레이션 동안 자신의 동작 상태를 계속 어웨이크 상태로 유지할 수 있다(260).
여기서, 미리 설정된 조건은 예를 들어, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 포함할 수 있다.
제1 조건은 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버가 아님을 나타내는 경우에 만족될 수 있다. 예를 들어, 해당 단말이 단말 4이고, 그룹 A의 아이디가 단말 1, 단말 3, 및 단말 5을 포함한다고 가정하자. 이때, 해당 단말은 그룹 A의 아이디에 포함되어 있지 않으므로 그룹 A의 멤버가 아니며, 제1 조건을 만족한다.
제2 조건은 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버임을 나타내지만, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우에 만족될 수 있다. 이 때, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우는 상술한 바와 같이 예를 들어, VHT-SIG-A의 Nsts 필드의 값이 '0'인지 여부에 의해 파악할 수 있다.
또한, 제3 조건은 해당 단말이 TXOP 듀레이션 동안에 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신하는 경우에 만족될 수 있다. 여기서, 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자는 상술한 More Data Bit일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다. 액세스 포인트 및 복수의 단말들을 포함하는 무선 네트워크에서 액세스 포인트의 통신 방법은 다음과 같다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 동안에 단말에게 프레임을 전송하거나 해당 프레임을 버퍼링(buffering) 해야 한다. 따라서, 액세스 포인트는 단말과의 Association 후에 단말의 현재의 동작 상태에 대한 정보를 수신함으로써 자신의 동작을 결정할 수 있다.
액세스 포인트는 단말들에게 액세스 포인트가 파워 세이빙 모드를 지원할 수 있는지 여부에 대한 정보 및 파워 세이빙 모드를 위한 액세스 포인트의 지원 능력(capability)에 대한 정보를 전송할 수 있다(310).
액세스 포인트는 예를 들어, 비컨 프레임(Beacon Frame) 또는 프루브 리스판스 프레임(Probe Response Frame)의 information element 또는 capability element를 이용하여 상술한 파워 세이빙 모드를 지원할 수 있는지 여부 및 액세스 포인트의 지원 능력을 알릴 수 있다.
여기서, 파워 세이빙 모드를 지원할 수 있는지 여부란 액세스 포인트가 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말과 Association을 수행할 수 있는지 여부를 말한다.
액세스 포인트가 파워 세이빙 모드를 위한 액세스 포인트의 지원 능력(capability)을 나타내는 방법에 대하여는 도 12를 참조하여 후술한다. 액세스 포인트는 단말들에게 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 전송한다(320). TXOP 듀레이션은 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 포함하는 적어도 하나의 프레임을 전송하는 시간 구간이다.
단말들은 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 슬립 상태로 들어가기 전에, TXOP 듀레이션에 대한 정보를 알아야 하므로, 액세스 포인트는 해당 정보를 단말들에게 전송한다.
또한, 단말들은 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림, 즉 단말들 각각으로 전송되어야 하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부에 대한 정보를 알아야 한다. 따라서, 액세스 포인트는 아래에서 기술하는 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 통해 해당 정보(TXOP 듀레이션의 남은 시간 동안 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부에 대한 정보)를 단말에게 제공한다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션에서 복수의 단말들 중 적어도 하나의 단말이 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한 경우, 적어도 하나의 단말 각각이 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 전송한다(330). 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태는 어웨이크(Awake) 상태 또는 슬립(Sleep) 상태 중 어느 하나일 수 있다.
적어도 하나의 단말 각각이 파워 세이빙 모드에서의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보는 단말들 각각을 포함하는 그룹의 아이디, TXOP 듀레이션 동안에 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부를 나타내는 정보 및 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
TXOP 듀레이션 동안에 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부는 상술한 바와 같이 VHT-SIG-A 필드에 포함된 Nsts(Number of state time space) 필드를 통해 확인할 수 있다.
또한, 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부는 상술한 바와 같이 제어 필드의 More Data Bit를 통해 파악할 수 있다.
액세스 포인트는 단말의 동작 상태에 기초하여, TXOP 듀레이션 동안 단말들에게 데이터 스트림들을 동시에 전송한다(340).
340에서 액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 동안 단말들 중 어웨이크 상태를 갖는 단말들에게 데이터 스트림들을 동시에 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 복수의 단말들 중 슬립 상태를 갖는 단말들에게 전송할 데이터 스트림이 발생한 경우, 전송할 데이터 스트림을 버퍼링 할 수 있다.
여기서 '동시에' 전송된다는 의미는 공간적(spatial)으로 동시에 전송된다 또는 다중 사용자에 의한 MIMO를 이용한다는 것을 의미하며, 적어도 하나의 단말 각각에 대응하는 데이터 스트림의 전송이 반드시 동시에 시작해서 동시에 끝나는 것을 의미하지는 않는다.
보다 구체적으로 액세스 포인트는 미리 설정된 조건을 만족하는 단말이 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 동작 상태를 슬립 상태로 유지할 수 있도록 단말에 대응하는 데이터 스트림을 전송하지 않을 수 있다.
여기서, 단말이 미리 설정된 조건을 만족하는지 여부는 상술한 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 기초로 판단할 수 있다.
미리 설정된 조건은 예를 들어, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 포함할 수 있으며, 도 2에서의 해당 부분에 대한 설명을 참조하기로 한다.
또한, 액세스 포인트는 슬립 상태에 있던 단말의 동작 상태가 어웨이크 상태로 변화하고, 단말이 액세스 포인트에게 파워 세이브-폴(Power Save-Poll) 메시지를 전송하면, 단말에게 버퍼링 된 데이터 스트림을 전송할 수 있다. 여기서, 액세스 포인트는 TXOP 듀레이션이 종료되면 해당 단말이 어웨이크 상태로 변화하는 것을 자동적으로 알 수 있다.
파워 세이브-폴(Power Save-Poll) 메시지는 슬립 상태에 있던 단말이, 자신의 동작 상태가 웨이크 업 상태로 변화되었음을 액세스 포인트에게 알리기 위해 전송하는 메시지이다.
멀티 유저-다중 입력 다중 출력(Multi-User Multiple Input Multiple Output; MU-MIMO) 802.11 네트워크에서 액세스 포인트는 동시에 데이터가 전송되어야 하는 단말들을 하나 또는 복수의 그룹들로 구성할 수 있다. 액세스 포인트는 예를 들어, 서비스 품질 요구(QoS Requirement)나 채널 조건(Channel condition) 등과 같은 임의의 범주(criteria)에 기반하여 단말들에 대한 하나 또는 복수의 그룹들을 구성할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 그룹의 멤버에 관한 정보를 단말들에게 알릴 수 있다.
여기서 '동시에' 전송된다는 의미는 공간적(spatial)으로 동시에 전송된다 또는 다중 사용자에 의한 MIMO를 이용한다는 것을 의미하며, 적어도 하나의 단말 각각에 대응하는 스트림의 전송이 반드시 동시에 시작해서 동시에 끝나는 것을 의미하지는 않는다.
액세스 포인트는 예를 들어, 관리 프레임(Management Frame)을 이용하여 그룹의 멤버에 관한 정보를 단말들에게 알릴 수 있다. 이 때, 그룹의 아이디는 단말이 속한 셀 내의 각 단말들의 집합으로 구성될 수 있다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 동안이 아니라 각각의 TXOP 듀레이션들 사이에서 TXOP 전송(데이터 프레임의 전송)과는 독립적으로 그룹의 아이디를 할당할 수 있다.
액세스 포인트는 특정 단말이 파워 세이빙 모드의 슬립 상태로 진입하면, 그룹으로부터 특정 단말을, 전송될 필요가 있는 데이터에 대응하는 다른 단말로 교체할 수 있다. 그 후, 액세스 포인트는 상술한 교체로 인하여 갱신된 그룹의 멤버(여기서는 다른 단말)에 관한 정보를 파워 세이빙 모드로 동작하는 모든 단말들에게 알릴 수 있다.
액세스 포인트는 특정 단말이 파워 세이빙 모드로 진입함을 알리는 경우, 특정 단말의 알림에 응답하여 단말들 및 특정 단말을 재그룹핑(regrouping)할 수 있다.
상술한 재그룹핑은 특히 단말이 적어도 하나의 TXOP 듀레이션 동안 파워 세이빙 모드로 동작하는 경우에 유용하다.
재그룹핑은 액세스 포인트가 전송될 필요가 있는 데이터가 더 이상 없는 단말을 위해 Nsts 필드 '0'으로 설정된 패킷(또는 프레임)을 전송하기 보다는, 다른 단말에게 데이터를 전송하도록 한다.
또한, 액세스 포인트는 TXOP 듀레이션이 중간에 절단(truncate)되는 경우, 획득한 TXOP 듀레이션의 남은 시간에서 파워 세이빙 모드로 진입한 단말들을 위한 프레임을 버퍼링 할 수 있다.
아래의 [표 1]은 실시예에 따른 파워 세이빙을 위해 제어 필드(control field)와 인포메이션 앨리먼트(information element)에 사용되는 비트들을 나타낸 것이다.
엔티티(Entity) 비트의 수 설명

1		 비컨 프레임(Beacon Frame)의
인포메이션 앨리먼트(information element) 필드의 인포메이션 앨리먼트
1		 '0': 액세스 포인트가 파워 세이빙 모드를 지원하지 않음.
'1': 액세스 포인트가 파워 세이빙 모드를 지원함.

2		 Association Request 프레임의 Capabilities/Support 필드의 인포메이션 앨리먼트
1		 '0': 단말이 파워 세이빙 모드를 지원하지 않음.
'1': 단말이 파워 세이빙 모드를 지원함.

3
MAC 헤더의 제어 필드(control field)
1		 '0': 파워 관리 모드가 파워 세이빙 모드가 아님.
'1': 파워 관리 모드가 파워 세이빙 모드임.
[표 1]에서 파워 세이빙 모드는 도 1을 통해 설명한 TXOP 파워 세이빙 모드(Power Saving Mode)를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 프리앰블의 VHT-SIG A 필드 구성을 나타낸 도면이다. VHT-SIG(Very High Throughput SIGnal) A 필드의 구성은 다음과 같다.
듀레이션(Duration) 필드(410)는 12비트로 구성될 수 있으며, 예를 들어 TXOP 듀레이션 구간의 길이(시간) 등과 같은 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함할 수 있다.
그룹의 아이디(Grp ID) 필드(430)는 14개의 비트로 구성될 수 있으며, 그룹의 아이디(Grp ID) 비트(431), Nsts 필드(433,435) 및 Rsvd 비트(437)등을 포함할 수 있다.
그룹의 아이디(Grp ID) 비트(431)는 3 또는 4 비트로 구성될 수 있으며, 단말들에게 각각의 단말들이 속한 그룹의 아이디를 알려준다.
Nsts(Number of state time space) 필드(433,435)는 9 비트로 구성될 수 있으며, 각각의 단말들에게 전송할 데이터 스트림이 액세스 포인트에 계류(pending) 중인지 여부를 확인할 수 있도록 한다.
Nsts 필드 중 하위 3비트로 구성되는 Nsts 필드(433)는 해당 프레임이 그룹 에 멤버로 포함된 각 단말들에게 몇 개의 space time stream을 전송하고 있는지를 알려준다. 임의의 단말 k가 MU-MIMO 패킷(또는 프레임)의 수신자가 아니라면 단말 k에 대하여 Nsts_k = '0'으로 나타낼 수 있다.
예를 들어, 그룹의 아이디가 1이고, 해당 그룹에 단말 A, B, C, D가 포함된다고 가정하자. 여기서, Nsts = (0,2,3,1)이면 해당 프레임은 단말 A에게 0개, 단말 B에게 2개, 단말 C에게 3개, 단말 D에게 1 개의 space time stream을 전송함을 의미한다. 정리하자면, Nsts = (0,2,3,1) 는 그룹의 아이디가 1인 그룹의 멤버인 단말 B, C, D에 해당 프레임이 전송됨을 나타낸다.
Nsts 필드 중 상위 6비트로 구성되는 Nsts 필드(435)는 그룹의 아이디가 '0'인 경우에는 재사용(reuse)될 수 있다. Nsts 필드(435)는 파워 세이빙 (모드)을 위해 이용될 수 있다. Nsts 필드(435)가 파워 세이빙 모드를 위해 이용되는 일 예에 대하여는 도 14를 참조하여 후술한다.
Rsvd 비트(437)는 1 비트일 수 있다. 만약, 액세스 포인트에 의해 Rsvd 비트(437)가 '1'이고, Nsts 필드(433,435)의 값이 '0'이면 특정 그룹에 있는 임의의 단말을 위한 데이터 프레임에 데이터가 없음, 즉, 'no data'를 의미한다. 이것은 또한, TXOP 듀레이션의 남은 시간 동안 단말을 위해 더 이상의 데이터가 없음('no more data')를 의미한다.
CRC(Cyclic Redundancy Check) 필드(450)는 8 비트로 구성될 수 있으며, 해당 프레임의 데이터에 대한 신뢰성을 검증하기 위한 에러 검출을 위해 이용될 수 있다.
Tail 필드(470)는 6 비트로 구성될 수 있으며 프레임의 마지막에 추가될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 TXOP 듀레이션 동안 변경되는 그룹의 아이디 및 파워 세이빙 모드에 따른 각 단말의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5에서 파워 관리 모드가 '1'인 단말(STA)은 STA 1(501), STA 2(502), STA 3(503) 및 STA 4(504)이고, 파워 관리 모드가 '0'인 단말은 STA 5(505) 및 STA 6(506)이라고 가정한다. [표 1]을 통해 살펴본 바와 같이 파워 관리 모드가 '1'이면 해당 단말이 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말임을 나타내고, '0'이면 파워 세이빙 모드가 아닌 모드로 동작하는 단말임을 나타내다.
또한, TXOP 듀레이션 동안 액세스 포인트(AP)(501)로부터 단말들에게 전송되는 각 프레임들에서 그룹의 아이디 및 각 그룹의 멤버인 단말(들)은 아래의 [표 2]와 같다고 하자. [표 2]에서 Position은 해당 단말이 해당 그룹의 몇 번째 위치에 해당하는지에 대한 정보를 나타낸다.
Position 1 Position 2
Group ID 1 STA1, STA3, STA5 STA2, STA4, STA6
Group ID 2 STA1, STA2 STA3, STA4
Group ID 3 STA2, STA3 STA4, STA5
Group ID 4 STA4, STA5 STA6
Frame 1(510)은 그룹의 아이디(GID)(511)가 1이고, Position 1에 있는 STA 1(501) 및 Position 2에 있는 STA 2(502)에 대한 데이터(513,515)를 각각 포함한다. 또한, Frame 1(510)의 Nsts= 1,1이므로 Frame 1(510)의 그룹의 아이디에 포함된 2개의 단말 각각에 대하여 전송할 데이터가 있음을 의미한다.
STA 1(501) 및 STA 2(502)는 각각 해당 프레임(여기서는 Frame 1(510))의 데이터를 수신하고, 해당 프레임에 대한 응답으로 블럭 애크(Block Ack; BA)(591,592)를 전송한다. 이때, STA 1(501)에 대한 데이터 필드(513)의 More Bit = '0'이고, STA 1(501)는 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말이므로 블럭 애크의 전송 후에 슬립 상태로 들어갈 수 있다. 반면에, STA 2(502)에 대한 데이터 필드(515)의 More Bit = '1'이므로 어웨이크 상태를 유지해야 한다. 여기서, More Bit는 상술한 More Data Bit에 해당하며, More Bit에 따른 단말의 동작에 대하여 해당 부분의 설명을 참조하기로 한다.
Frame 2(530)은 그룹의 아이디(GID)(531)가 2이고, Position 1에 있는 STA 2(502) 및 Position 2에 있는 STA 3(503)에 대한 데이터(535,533)를 각각 가지고 있다. 또한, Frame 2(530)의 Nsts= 1,1이므로 Frame 2(530)의 그룹의 아이디에 포함된 2개의 단말 각각에 대하여 전송할 데이터가 있음을 의미한다.
STA 3(503) 및 STA 2(502)는 각각 해당 프레임(여기서는 Frame 2(530))의 데이터를 수신하고, 해당 프레임에 대한 응답으로 블럭 애크(Block Ack; BA)(593,595)를 전송한다. 이때, STA 3(503)에 대한 데이터 필드(533)의 More Bit = '0'이고, STA 3(503)는 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말이므로 블럭 애크의 전송 후에 슬립 상태로 들어갈 수 있다. 반면에, STA 2(502)에 대한 데이터 필드(535)의 More Bit = '1'이므로 STA 2(502)는 여전히 어웨이크 상태를 유지해야 한다.
이때, TXOP 듀레이션 동안 프레임을 전혀 수신하지 못한 단말들(여기서는 STA 4(504), STA 5(505) 및 STA 6(506))은 해당 프레임이 자신에게 수신된 것인지 여부를 파악하기 위하여 각 프레임의 전송 사이에 'on' 상태가 된다.
Frame 3(550)은 그룹의 아이디(GID)(551)가 3이고, Position 1에 포함된 STA 2(502)에 대한 데이터(553)을 포함하고 있다. 또한, Frame 3(550)의 Nsts= 1,0이므로 Frame 3(550)의 그룹의 아이디에 포함된 1개의 단말에 대하여 전송할 데이터가 있음을 의미한다. STA 2(502)는 데이터 필드(553)의 More Bit = '0'이므로 해당 데이터를 수신한 후 AP(501)에게 블럭 애크(BA)(594)를 전송한 후에 슬립 상태로 들어간다.
STA 4(504)는 그룹의 아이디 3의 Position 2에 위치하고 있으나, Frame 3(550)의 Nsts= 1,0이므로 자신에게 전송될 데이터가 없음을 알 수 있다. 즉, 상술한 단말들이 슬립 상태로 들어갈 수 있는 조건들 중 제2 조건을 만족한다.
따라서, STA 4(504)는 Frame 3(550)의 프리앰블을 수신한 후에 슬립 상태로 들어갈 수 있다.
Frame 4(570)은 그룹의 아이디(GID)(571)가 4이고, Position 1에 있는 STA 5(505) 및 Position 2에 있는 STA 6(506)에 대한 데이터(575,573)를 각각 가진다. 또한, Frame 4(570)의 Nsts= 1,1이므로 Frame 4(570)의 그룹의 아이디에 포함된 2개의 단말 각각에 대하여 전송할 데이터가 있음을 의미한다.
STA 5(505) 및 STA 6(506)는 각각 해당 프레임(여기서는 Frame 4(570))의 데이터를 수신하고, 해당 프레임에 대한 응답으로 블럭 애크(Block Ack; BA)(596,597)를 전송한다. 이때, STA 6(506)에 대한 데이터 필드(533)의 More Bit = '0'이지만, STA 6(506)는 파워 세이빙 모드로 동작하는 단말이 아니므로 블럭 애크의 전송 후에도 여전히 어웨이크 상태에 있는다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 세이빙을 위한 미리 설정된 조건을 만족하는 경우의 파워 세이빙 비율을 설명하기 위한 도면이다.
도 6에서 MU-BA는 각 MU-BA phase 마다 복수의 단말들로부터의 BA(Block Ack) 및 SIFS(Short Inter-frame Space)를 포함한다. 또한, 블럭 애크(BA)의 끝과 다음 프레임의 시작 사이에는 하나의 extra SIFS가 삽입될 수 있다.
Figure 112011011379557-pat00001
여기서, N은 3.008 ms에서 가능한 단일 사이즈를 갖는 프레임들의 개수이다.
TFrame 은 프레임 듀레이션(Frame duration)이며, 0.5ms, 1ms, 1.5ms 의 값을 가질 수 있다. TBA 는 Duration of uplink MU-BA phase이다. TBA 는 4 x (28μｓ + SIFS) + 1 x SIFS와 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112011011379557-pat00002
여기서, TTXOP 는 TXOP Duration 이다.
아래의 [수학식 3]은 상술한 조건 3이 만족되는 경우(도 6의 CASE 1의 경우)의 파워 세이빙 비율(PS TXOP (1) )을 나타낸다.
Figure 112011011379557-pat00003
여기서, TOFF 는 단말이 파워 세이브 모드에 있는 단말을 위한 듀레이션(Duration)이다. 또한, n은 '0'부터 N까지의 값을 가질 수 있으며, 단말로 전송되어야 하는 프레임의 개수를 나타낸다.
아래의 [수학식 4]는 상술한 제1 조건 및 제2 조건이 만족되는 경우(도 6의 CASE 2의 경우)의 파워 세이빙 비율(PS TXOP (2) )을 나타낸다.
즉, [수학식 4]는 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버가 아님을 나타내거나, 그룹의 아이디가 해당 단말이 그룹의 멤버임을 나타내지만, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우의 파워 세이빙 비율을 나타낸다.
여기서, 해당 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우란 해당 단말에 대응하는 프레임의 VHT-SIG(Very High Throughput SIGnal) 필드에 포함된 Nsts 필드가 '0'인 경우가 해당할 수 있다.
Figure 112011011379557-pat00004
여기서, TVHT SIG -A 는 Time to decode VHT SIG-A = 28 μｓ이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
단말은 도 1을 통해 설명한 파워 관리 모드 중 액티브 모드로 동작하는 단말들 중 어느 하나의 단말이고, TXOP 듀레이션에서 단말들에 대응하는 스트림들은 액세스 포인트로부터 동시에 전송된다.
단말은 자신이 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 지에 대하여 판단할 수 있다(710). 단말은 자신이 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 경우, 액세스 포인트로 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임을 전송할 수 있다(720).
파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하는 방법으로는 액세스 포인트로 전송하는 프레임에서 파워 세이빙 모드의 사용 여부를 나타내는 필드(field) 또는 비트(bit)를 '1'로 설정하는 것이다. Association Request 프레임의 Capabilities/Support 필드를 '1'로 설정하는 것을 일 예로 들 수 있다.
단말은 파워 세이빙 모드로 동작하지 않는 경우(예를 들어, 도 1의 Non-TXOP 파워 세이빙 모드(130)로 동작하고자 하는 경우), 동작 상태를 어웨이크 상태로 유지하게 된다(780).
단말은 액세스 포인트로부터 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임에 응답한 애크(ACK)를 수신하였는지 여부를 판단할 수 있다(730).
만약, 730에서 액세스 포인트로부터 애크를 수신하지 못하면, 단말은 동작 상태를 어웨이크 상태로 유지할 수 있다(780). 단말은 액세스 포인트로부터 애크를 수신하지 못한 경우, 파워 세이빙 모드로 동작하지 못할 수 있다.
730에서 액세스 포인트로부터 애크를 수신한 단말은 TXOP(Transmission Opportunity) 듀레이션에서의 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정할 수 있다(740).
단말은 액세스 포인트로부터, TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)을 수신할 수 있다(750).
여기서, 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)은 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한 단말 및 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하지 않은 단말 모두가 디코딩할 수 있도록 생성될 수 있다.
단말이 전송 기회 설정 프레임을 수신하는 시기는 반드시 상술한 순서에 의해 제한되는 것은 아니고, 액세스 포인트와의 통신을 수행하는 과정에서 변경될 수 있다.
이 때, 단말은 액세스 포인트로부터 수신한 전송 기회 설정 프레임을 기초로 자신(여기서는 단말)이 해당 데이터 스트림을 수신할 단말인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 단말은 판단 결과에 따라 액세스 포인트에게 전송 기회 설정 프레임에 대한 응답 프레임을 전송할 수도 있다.
단말은 액세스 포인트로부터 전송되는 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단한다(760). 단말은 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단함으로써 단말의 동작 상태를 결정한다.
액세스 포인트로부터 전송되는 정보는 단말을 포함하는 그룹의 아이디(Group ID), 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부를 나타내는 정보 및 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
미리 설정된 조건은 예를 들어, 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 포함하고, 단말이 속한 셀 내의 단말들의 집합으로 구성된 그룹의 아이디(Group ID)에 포함되어 있지 않은 경우, 제1 조건이 만족된다. 단말이 그룹의 아이디에는 포함되어 있지만 단말에 대응하는 데이터 스트림이 TXOP 듀레이션 동안에 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우, 제2 조건이 만족된다. 또한, TXOP 듀레이션 동안 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신한 경우, 제3 조건이 만족된다.
단말은 액세스 포인트로부터 전송되는 각 프레임에 포함된 인에이블링 비트(enabling bit)를 이용하여 상술한 미리 설정된 조건 중 제1 조건 및 제2 조건에 따라 단말의 동작 상태를 변경할 것인지에 대한 적용 여부를 선택할 수도 있다.
760에서 단말은 액세스 포인트로부터 전송되는 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되면, 단말의 동작 상태를 어웨이크(Awake) 상태에서 슬립(Sleep) 상태로 변경할 수 있다(770). 단말은 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 슬립 상태를 유지함으로써 수신 대기 전력 및 데이터 수신을 위한 전력 소모를 줄일 수 있다.
만약, 760에서 미리 설정된 조건이 만족되지 못하면, 단말은 TXOP 듀레이션 동안 동작 상태를 어웨이크 상태로 유지한다(780).
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 통신 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
액세스 포인트는 파워 관리 모드로 액티브 모드를 갖는 단말들 중 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 단말로부터 파워 관리 모드가 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임을 수신할 수 있다(810).
액세스 포인트는 단말에게 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임에 응답하는 애크(ACK)를 전송할 수 있다(820).
액세스 포인트는 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity; TXOP)를 획득할 수 있다(830).
액세스 포인트는 파워 관리 모드로 액티브 모드를 갖는 단말들에 대응하는 데이터 스트림들을 유지한다(840).
액세스 포인트는 단말들에게 단말들 각각의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 전송한다(850).
단말들 각각의 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보는 단말들 각각을 포함하는 그룹의 아이디, TXOP 듀레이션 동안에 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 액세스 포인트로부터 전송되는지 여부를 나타내는 정보 및 단말들 각각에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션에서 단말들 중 적어도 하나로 데이터 스트림들을 동시에 전송한다(860).
여기서 '동시에' 전송한다는 의미는 공간적(spatial)으로 동시에 전송한다 또는 다중 사용자에 의한 MIMO를 이용한다는 것을 의미하며, 적어도 하나의 단말 각각에 대응하는 데이터 스트림의 전송이 반드시 동시에 시작해서 동시에 끝나는 것을 의미하지는 않는다.
여기서, TXOP 듀레이션은 채널에 대한 전송 기회에 대응하는 시간 구간이며, 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 단말들을 포함하는 그룹으로 데이터 스트림들을 포함하는 적어도 하나의 프레임을 전송하는 시간 구간이다.
액세스 포인트는 동작 상태를 결정하는 데에 사용되는 정보를 기초로 미리 설정된 조건을 만족하는 단말이 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 동작 상태를 슬립 상태로 유지할 수 있도록 단말에 대응하는 데이터 스트림을 전송하지 않을 수 있다.
이 때, 동작 상태를 결정하는데 이용되는 정보 및 데이터 스트림들은 동일한 프레임 내에 포함될 수 있다.
그룹의 아이디는 단말이 속한 셀 내의 단말들의 집합으로 구성될 수 있다.
액세스 포인트는 단말이 상술한 제1 조건 및 제2 조건에 따라 동작 상태를 변경할 것인지에 대한 적용 여부를 선택할 수 있도록 하는 인에이블링 비트(enabling bit)가 포함된 프레임을 전송할 수 있다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 동안 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 존재하는지 여부를 나타내는 지시자를 생성할 수 있다.
즉, 액세스 포인트는 단말로 전송되는 패킷의 프리앰블 또는 단말로 전송되는 MAC 프레임의 헤더를 이용하여 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 생성할 수 있다(870). 상술한 지시자는 예를 들어, MDB(More Data Bit)일 수 있다.
액세스 포인트는 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 슬립 상태에 있는 단말로 전송할 데이터 스트림이 발생한 경우, 전송할 데이터 스트림을 버퍼링(buffering)할 수 있다(880).
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드(TXOP PS mode)로 설정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서 STA는 예를 들어, 단말 혹은 스테이션(station)일 수 있고, AP는 액세스 포인트(Access Point)일 수 있다.
파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 STA 1(903)은 AP 1(901)에게 파워 세이빙 모드(TXOP PS mode)를 '1'로 설정한 프레임(911)을 전송한다. 여기서, 파워 세이빙 모드를 '1'로 설정하는 것은 해당 STA가 자신의 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하는 것을 의미한다. STA가 자신의 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하는 데에는 예를 들어, Association Request 프레임의 Capabilities/Support 필드를 이용할 수 있다. STA 1(903)은 AP 1(901)로부터 해당 프레임(여기서는 프레임(911))에 응답한 애크(Ack)(913)를 수신한다.
STA 1(903)은 애크(Ack)(913) 수신 이후부터 파워 세이빙 모드로 동작할 수 있다.
STA2(905)도 유사하게 파워 세이빙 모드가 '1'로 설정된 프레임을 AP 1(901)에게 전송하고, AP 1(901)로부터 애크(Ack)(917)을 수신한 후 파워 세이빙 모드로 동작할 수 있다.
STA 1(903) 및 STA 2(905)는 파워 세이빙 모드 설정(TXOP PS mode setting) 구간(910)에서 AP 1(901)와 상술한 동작을 수행하여 파워 세이빙 모드로 동작할 것을 설정할 수 있다.
이후 AP 1(901)과 STA들(903,905)은 TXOP 듀레이션 설정(TXOP duration setting) 구간(930)에서 RTS(Request To Send) 프레임(931)와 CTS(Clear To Send) 프레임(933)를 활용하여 TXOP 듀레이션(duration)(950)을 설정할 수 있다.
TXOP 듀레이션 설정(TXOP duration setting) 구간(930)은 이하에서 설명하는 TXOP 설정 구간(TXOP setting period)일 수 있다.
RTS 프레임(931)과 CTS 프레임(933)은 은닉 노드 문제(hidden node problem)로 알려진 프레임 충돌을 막기 위해 사용될 수 있다. 데이터 전송을 원하는 노드(여기서는 AP 1(901))가 RTS 프레임(931)을 보내는 것으로 프로세스가 시작된다. 송, 수신 중인 다른 신호가 없어 전송이 가능한 무선 환경인 경우, 목적지 노드(여기서는 STA 1(903))는 이 신호에 대해서 CTS 프레임(933)을 보내 응답한다. RTS 프레임(931)이나 CTS 프레임(933)을 수신한 다른 모든 노드들은 정해진 시간 동안 데이터 전송을 제한함으로써 은닉 노드 문제를 해결할 수 있다. 전송을 제한하게 되는 시간은 각각 RTS 프레임(931)과 CTS 프레임(933) 내에 포함될 수 있다.
도 10은 도 9의 TXOP 듀레이션(duration) 동안 수행되는 프레임 송, 수신 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10에서 어느 하나의 셀 또는 BSS(Basic Service Set) 내에는 AP 1(1001)과 6개의 STA들(1003, 1005, 1007, 1009, 1011 및 1013)이 있으며, 각 STA들은 아래의 [표 3]과 같다고 가정하자.
TXOP PS 모드를
이용하는 장치들		 Non-TXOP PS 모드를
이용하는 장치들
Data in buffer STA 1, STA 2 STA 4, STA 5, STA 6
No data STA 3 N/A
[표 3]에서와 같이 6개의 STA들 중 STA 1(1003), STA 2(1005) 및 STA 3(1007)은 파워 세이빙 모드(TXOP PS mode)에 있는 단말들이다.
AP 1(1001)은 STA 1(1003), STA 2(1005), STA 4(1009), STA 5(1011) 및 STA 6(1013)에게 전송할 데이터가 있다고 가정한다.
프레임 1(1020)은 프리앰블(1021)에 포함된 그룹의 아이디(Group ID)에 모든 STA들(STA1~STA6)을 포함한다. 따라서, 프레임 1(1020)을 수신한 후, 어떠한 STA도 슬립(sleep) 상태로 들어갈 수 없다.
프레임 1(1020)은 STA 1(1003) 과 STA 4(1009)에 전송 되는 데이터(1023, 1025)를 포함하고 있으며, STA 1(1003)의 More Data Bit(MDB)은 '0'으로 설정되어 있다.
STA 1(1003)의 MDB가 '0'으로 설정된 것은 프레임 1(1020) 이후에 AP 1(1001)으로부터 STA 1(1003)으로 추가 전송될 데이터가 없음을 나타낸다. 따라서 STA 1(1003)은 AP 1(1001)로 Block Ack(BA)(1090)을 전송 후 TXOP 듀레이션의 끝까지 파워 세이빙 모드로 동작함으로써 대기 전력의 소모를 줄일 수 있다.
STA 1(1003)은 MDB에 따라 해당 데이터 스트림의 수신을 종료한 후 또는 해당 데이터 스트림에 대한 블럭 애크(Block ACK)를 전송한 후에 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 STA 1(1003)의 동작 상태를 슬립 상태로 유지할 수 있다.
프레임 2(1040)은 프리앰블(1041)에 포함된 그룹의 아이디에 STA 2(1005), STA3(1007), STA 4(1009) 를 포함하며, STA 2(1005)와 STA 4(1009)로 전송되는 데이터(1043, 1045)를 포함한다.
파워 세이빙 모드(TXOP PS mode)에 있는 STA 3(1007)의 경우, 비록 AP 1(1001)로부터 수신할 데이터가 없지만 그룹의 아이디에 포함되어 있으므로 슬립 상태로 들어갈 수 없다.
STA 2(1005)는 프레임 2(1040)에서 MDB가 '1' 이기 때문에 여전히 어웨이크(awake) 상태에 머무른다.
STA 4(1009)는 프레임 2(1040)에서 MDB 가 '0' 이지만 파워 세이빙 모드를 사용하지 않는 STA이다. 따라서, STA 4(1009)는 AP 1(1001)에게 프레임 1(1020)과 프레임 2(1040)에 응답하는 BA(1093, 1094)를 전송한 이후에도 파워 세이빙을 하지 않고, 계속 어웨이크 상태에 머무른다.
프레임 3(1060)은 프리앰블(1061)에 포함된 그룹의 아이디에 STA 2(1005)와 STA 5(1011)의 아이디를 포함하며, STA 2(1005)와 STA 5(1011)에게 전송되는 데이터(1063, 1065)를 포함한다.
파워 세이빙 모드로 동작 중인 STA 3(1007)은 프레임 4(1080)의 그룹의 아이디에 포함되어 있지 않으므로 TXOP 듀레이션의 끝까지 파워 세이빙 모드로 동작할 수 있다.
여기서, 파워 세이빙 모드로 동작한다는 것은 슬립 상태에 머무른다는 것을 의미한다.
STA 2(1005)의 경우 프레임 3(1060)에서 MDB가 '0'이므로, 데이터 수신 후 TXOP 듀레이션의 끝까지 슬립 상태를 유지할 수 있다.
프레임 4(1080)는 프리앰블(1081)에 포함된 그룹의 아이디에 STA 5(1011)와 STA 6(1013)의 아이디를 포함하며, STA 5(1011)와 STA 6(1013)에게 전송 되는 데이터(1023, 1025)를 포함한다.
STA 5(1011) 및 STA 6(1013)는 프레임 4(1080)을 수신하고, AP 1(1001)에게 BA(1096, 1097)을 전송한다.
AP 1(1001)은 전송하는 프레임의 그룹의 아이디에 어떠한 STA들의 아이디라도 포함할 수 있다. 하지만, 일단 슬립 상태에 있는 STA들은 해당 프레임을 수신할 수 없다. 따라서, AP 1(1001)은 해당 STA가 슬립 상태에 있는 동안에 전송되는 데이터를 버퍼링할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame) 및 TXOP 듀레이션을 설명하기 위한 도면이다.
도 11을 참조하면, AP 1(1101)는 전송 기회 설정 기간(TXOP setting period)(1110) 동안 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)(1120)을 전송하여 채널에 대한 전송 기회에 대응하는 시간 구간 즉, TXOP 듀레이션(1130)을 설정(setting) 한다.
전송 기회 설정 프레임(1120)은 전송 기회에 대응하는 시간 구간, 즉 TXOP 듀레이션(1130)을 설정하기 위한 정보를 포함한다. 전송 기회 설정 프레임(1120)은 셀 혹은 BSS 내 모든 STA들(예를 들어, 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정한 단말들 및 파워 관리 모드를 파워 세이빙 모드로 설정하지 않은 단말들)이 알아들을 수 있는 형태로 전송될 수 있다.
즉, 예를 들어 전송 기회 설정 프레임(1120)에는 다중 사용자 프리코딩(pre-coding) 등의 기법 등은 적용하지 않으며, 셀 내의 모든 STA들이 해당 프레임을 디코딩할 수 있도록 생성된다.
전송 기회 설정 프레임(1120)은 파워 세이빙 모드에 대한 적용 여부 또는 해당 TXOP 듀레이션(1130) 동안에 프레임의 전송 대상이 되는 타겟(Target) 수신 그룹의 정보를 포함할 수 있다. 이 때, 타겟(Target) 수신 그룹의 정보는 동일한 그룹의 아이디를 갖는 특정 그룹 및 그 특정 그룹에 속한 STA들에 대한 정보일 수 있다.
전송 기회 설정 프레임(1120)이 타겟 수신 그룹의 정보를 포함하는 경우, 해당 수신 그룹에 포함되지 않은 STA들은 전송 기회 설정 프레임(1120) 이후부터 TXOP 듀레이션(1130)의 끝까지 슬립 상태를 유지할 수 있다.
타겟 수신 그룹에 속하는 하나 혹은 하나 이상의 STA들은 전송 기회 설정 프레임(1120)에 대해 응답 프레임(Response frame)(1160)을 전송할 수 있다. 응답 프레임(1160)은 전송 기회 설정 프레임(1120)에 포함된 내용의 일부 혹은 전체를 포함할 수 있다.
이를 통해 전송 기회 설정 프레임(1120)을 수신하지 못한 히든 노드(hidden node)들도 TXOP 설정(setting)을 할 수 있게 된다. 하나 이상의 STA가 응답 프레임(1160)을 전송 하는 경우, 사전에 정의된 순서와 방법에 의해 전송할 수 있으며 그렇지 않은 경우 해당 정보는 전송 기회 설정 프레임(1120)에 포함 될 수 있다.
전송 기회 설정 기간(TXOP setting period)(1110)은 채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity)에 대응하는 시간 구간(예를 들어, TXOP 듀레이션(1130)을 설정하기 위해 이용될 수 있다.
TXOP 듀레이션(1130)을 설정하기 위한 전송 기회 설정 기간(1110) 동안에, AP 1(1101)은 셀 내의 STA들(1103, 1105, 1107, 1109)에게 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)(1120)을 전송한다.
전송 기회 설정 프레임(1120)은 단말이 TXOP 듀레이션(1130) 동안에 해당 데이터 스트림을 수신하거나, 파워 세이빙(Power Saving) 모드로 동작하도록 하기 위한 것이다.
전송 기회 설정 프레임(1120)은 프리앰블(1121), L-SIG(Legacy SIGnal field)(1123) 및 TXOP 듀레이션(1130)을 설정하기 위한 TXOP 설정 정보(1125)를 포함할 수 있다.
STA들(1103, 1105, 1107, 1109)은 TXOP 설정 정보(1125)를 이용하여 채널에 대한 전송 기회에 대응하는 시간 구간을 설정할 수 있다.
AP 1(1101)으로부터 데이터를 수신할 STA들(1103, 1105, 1107)은 TXOP 듀레이션(1130) 동안에 무선 채널에 액세스하여 AP 1(1101)로부터 패킷 또는 프레임을 수신할 수 있다.
그러나, 데이터를 수신하지 않는 STA 4(1109)는 TXOP 듀레이션(1130) 동안에 무선 채널에 액세스하지 않을 수 있다.
TXOP 설정 정보(1125)는 STA들(1103, 1105, 1107, 1109) 중에서 AP 1(1101)로부터 데이터를 수신할 STA들의 그룹에 대한 정보를 포함할 수 있다.
STA들(1103, 1105, 1107, 1109)은 TXOP 설정 정보(1125)를 이용하여 TXOP 듀레이션(1130)을 설정한다. TXOP 듀레이션(1130) 동안에, AP 1(1101)와 STA들(1103, 1105, 1107, 1109)은 도 10에서 설명한 바와 유사한 방법으로 데이터를 전송할 수 있다.
AP 1(1101)로부터 데이터를 수신할 STA 1(1103)은 TXOP 설정 정보(1125)에 대한 응답 프레임(1160)을 AP 1(1101)로 전송할 수 있다. TXOP 설정 정보(1125)에 대한 응답 프레임(1160)은 복수의 AP들의 커버리지가 겹치는 경우, STA들(1103, 1105, 1107, 1109)의 혼선을 방지할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 파워 세이빙 지원 능력(capability)을 나타내는 방법을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 액세스 포인트는 VHT capabilities element의 VHT capabilities Info를 이용하여 파워 세이빙 모드를 위한 액세스 포인트의 지원 능력(capability)을 나타낼 수 있다.
MU TXOP PS(1210)가 '0'으로 설정되면 해당 액세스 포인트는 단말에 대한 파워 세이빙 지원 능력(capability)를 가지지 못한 것을 나타낸다. 반면에, MU TXOP PS(1210)가 '1'로 설정되면 해당 액세스 포인트는 단말에 대한 파워 세이빙 지원 능력(capability)를 가진 것을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 단말이 제어 필드(control field)를 이용하여 액세스 포인트에게 파워 관리 모드에 대하여 알리는 방법을 나타낸 도면이다.
도 1을 통해 상술한 바와 같이 단말은 Non-TXOP 파워 세이빙 모드와 TXOP 파워 세이빙 모드 중 어느 하나의 파워 관리 모드로 동작할 수 있다. 따라서, 단말은 VHT 제어 필드의 B29비트를 이용하여 액세스 포인트에게 자신의 파워 관리 모드를 알릴 수 있다.
제어 필드의 B29 비트가 '0'인 경우, 단말은 자신의 파워 관리 모드가 Non-TXOP 파워 세이빙 모드임을 나타내고, '1'인 경우, 단말은 자신의 파워 관리 모드가 TXOP 파워 세이빙 모드임을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트가 단말이 파워 세이빙 모드로 동작하는 것을 허락하는지 여부를 표시하는 방법을 나타낸 도면이다.
액세스 포인트는 다운 링크 멀티 유저 TXOP 듀레이션의 시작(beginning)에서 단말들 각각이 파워 관리 모드로 동작하는 것을 허락하는지 여부를 알릴 수 있다.
예를 들어, 액세스 포인트가 VHT-SIG(Very High Throughput SIGnal) A 필드의 한 비트(B22)를 '0'으로 설정하면, 해당 단말이 파워 세이빙 모드로 동작하는 것을 허락하지 않음을 나타낸다. 반면에, 액세스 포인트가 VHT-SIG A 필드의 한 비트(B22)를 '1'로 설정하면, 해당 단말이 파워 세이빙 모드로 동작하는 것을 허락하였음을 나타낸다.
상술한 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
501: AP(액세스 포인트)
502 ~506: STA(단말)
510: Frame 1
530: Frame 2
550: Frame 3
570: Frame 4

Claims (29)

  1. 액세스 포인트 및 적어도 하나의 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 상기 적어도 하나의 단말의 통신 방법에 있어서,
    상기 액세스 포인트로부터 정보를 수신하는 단계;
    상기 정보를 기초로 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과를 기초로 TXOP 듀레이션에서 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태를 수신이 가능한 동작 상태 또는 수신이 불가능한 동작 상태 중 어느 하나로 결정하는 단계
    를 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수신이 가능한 동작 상태는 어웨이크 상태이며, 상기 수신이 불가능한 동작 상태는 슬립 상태인 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 TXOP 듀레이션이 종료하면, 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태를 상기 수신이 가능한 동작 상태로 전환하는 단계
    를 더 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 포인트에게 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태에 대한 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태에 대한 정보를 전송하는 단계는
    상기 적어도 하나의 단말이 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드의 사용 여부를 나타내는 제어 필드의 특정 비트를 이용하여 상기 액세스 포인트에게 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태에 대한 정보를 전송하는 단계이고,
    상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태가 상기 파워 세이빙 모드이면, 상기 특정 비트에 제1 논리값을 기재하고,
    상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태가 상기 파워 세이빙 모드가 아니면, 상기 특정 비트에 제2 논리값을 기재하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 조건이 만족되는지 여부에 따라 상기 액세스 포인트로부터 수신되는 각 프레임에 포함된 인에이블링 비트(enabling bit)를 이용하여, 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태를 변경할 것인지 여부를 선택하는 단계
    를 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 경우, 상기 액세스 포인트로 파워 관리 모드를 상기 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임을 전송하는 단계;
    상기 액세스 포인트로부터 상기 파워 세이빙 모드로 설정한 프레임에 응답한 애크(ACK)를 수신하는 단계; 및
    상기 애크(ACK)를 수신함에 따라 상기 TXOP 듀레이션에서의 동작 상태를 상기 파워 세이빙 모드로 설정하는 단계
    를 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 액세스 포인트로부터, 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)을 수신하는 단계;
    상기 전송 기회 설정 프레임을 기초로 상기 적어도 하나의 단말이 데이터 스트림을 수신할 단말인지 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 판단 결과에 따라 상기 전송 기회 설정 프레임에 대한 응답 프레임을 전송하는 단계
    를 더 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태를 상기 수신이 가능한 동작 상태 또는 상기 수신이 불가능한 동작 상태 중 어느 하나로 결정하는 단계는
    상기 미리 설정된 조건이 만족되면 상기 TXOP 듀레이션에서 상기 적어도 하나의 단말의 동작 상태를 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 변경 하는 단계
    를 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 조건은
    그룹의 아이디가 상기 적어도 하나의 단말이 그룹의 멤버가 아님을 나타내는 경우에 만족되는 조건인 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 조건은
    상기 적어도 하나의 단말에 대응하는 데이터 스트림이 상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 액세스 포인트로부터 전송되지 않는 경우에 만족되는 조건인 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 미리 설정된 조건은
    상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 적어도 하나의 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자를 수신하는 경우에 만족되는 조건인 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 지시자에 따라 해당 데이터 스트림의 수신을 종료한 후 또는 상기 해당 데이터 스트림에 대한 블럭 애크(Block ACK)를 전송한 후에, 상기 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 상기 적어도 하나의 단말을 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 유지하는 단계
    를 더 포함하는 적어도 하나의 단말의 통신 방법.
  14. 액세스 포인트 및 적어도 하나의 단말을 포함하는 무선 네트워크에서 상기 액세스 포인트의 통신 방법에 있어서,
    채널에 대한 전송 기회(Transmission Opportunity: TXOP)를 획득한 액세스 포인트가 상기 적어도 하나의 단말을 포함하는 그룹으로 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 전송하는 단계; 및
    상기 TXOP 듀레이션에서 상기 적어도 하나의 단말이 동작 상태를 수신이 가능한 동작 상태 또는 수신이 불가능한 동작 상태 중 어느 하나로 결정하는 데에 사용되는 정보를 전송하는 단계
    를 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 상기 동작 상태를 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드로 설정하기 위해 필요한 상기 액세스 포인트의 지원 능력(capability)에 대한 정보를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 액세스 포인트의 지원 능력(capability)에 대한 정보를 전송하는 단계는
    VHT capabilities element의 VHT capabilities Info를 이용하여 상기 액세스 포인트가 상기 적어도 하나의 단말 각각에 대한 파워 세이빙 모드를 지원할 수 있는지 여부를 나타내는 액세스 포인트의 지원 능력(capability)에 대한 정보를 전송하는 단계인 액세스 포인트의 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    VHT-SIG A 프레임을 이용하여 상기 액세스 포인트가 상기 적어도 하나의 단말 각각이 파워 세이빙 모드로 동작하는 것을 허용하는지 여부를 나타내는 단계
    를 더 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 전송하는 단계는
    상기 적어도 하나의 단말에게 상기 TXOP 듀레이션에 대한 정보를 포함하는 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)을 전송하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 전송 기회 설정 프레임(TXOP setting frame)은
    상기 동작 상태가 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드로 설정된 단말 및 상기 동작 상태가 상기 파워 세이빙 모드로 설정되지 않은 단말 모두가 디코딩할 수 있도록 구성되는 액세스 포인트의 통신 방법.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드로 동작하고자 하는 단말로부터 파워 관리 모드가 상기 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 단말에게 상기 파워 세이빙 모드로 설정된 프레임에 응답하는 애크를 전송하는 단계
    를 더 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  20. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말과의 사이의 서비스 품질 및 채널 조건을 포함하는 정보에 기초하여 상기 적어도 하나의 단말에 대한 그룹을 형성하는 단계; 및
    상기 그룹의 멤버에 관한 정보를 알리는 단계
    를 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  21. 제14항에 있어서,
    특정 단말이 상기 수신이 가능한 동작 상태에서 상기 수신이 불가능한 상태로 변경이 가능한 파워 세이빙 모드로 진입함을 알리는 경우, 상기 특정 단말의 알림에 응답하여 상기 적어도 하나의 단말 및 상기 특정 단말을 재그룹핑 하는 단계
    를 더 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  22. 제14항에 있어서,
    특정 단말이 상기 수신이 불가능한 동작 상태로 진입하면, 상기 특정 단말을 상기 적어도 하나의 단말에 대한 그룹에 포함된 다른 단말들 중 전송될 데이터를 갖는 다른 단말로 교체하는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 단말에게 상기 교체로 인하여 갱신된 그룹의 멤버에 관한 정보를 알리는 단계
    를 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  23. 제14항에 있어서,
    상기 TXOP 듀레이션 동안 상기 적어도 하나의 단말 중 상기 수신이 가능한 동작 상태를 갖는 단말에게 데이터 스트림들을 동시에 전송하거나, 상기 TXOP 듀레이션 중 남은 시간 동안 상기 적어도 하나의 단말 중 상기 수신이 불가능한 상태를 갖는 단말에게 전송할 데이터 스트림이 발생한 경우, 상기 전송할 데이터 스트림을 버퍼링(buffering)하는 단계
    를 더 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 수신이 불가능한 동작 상태에 있던 단말이 상기 수신이 가능한 동작 상태로 변화하고, 상기 적어도 하나의 단말이 파워 세이브-폴(Power Save-Poll) 메시지를 전송하면, 상기 적어도 하나의 단말에게 상기 버퍼링 된 데이터 스트림을 전송하는 단계
    를 포함하는 액세스 포인트의 통신 방법.
  25. 제14항에 있어서,
    상기 정보는
    상기 적어도 하나의 단말의 아이디가 그룹 아이디에 포함되어 있지 않음을 나타내는 정보인 액세스 포인트의 통신 방법.
  26. 제14항에 있어서,
    상기 정보는
    상기 적어도 하나의 단말에 대응하는 스트림이 상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 액세스 포인트로부터 전송되지 않음을 나타내는 정보인 액세스 포인트의 통신 방법.
  27. 제14항에 있어서,
    상기 정보는
    상기 TXOP 듀레이션 동안에 상기 적어도 하나의 단말에 대응하는 데이터 스트림이 더 이상 존재하지 않음을 나타내는 지시자인 액세스 포인트의 통신 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 지시자는
    상기 적어도 하나의 단말로 전송되는 패킷의 프리앰블 또는 상기 적어도 하나의 단말로 전송되는 MAC 프레임의 헤더에 포함된 액세스 포인트의 통신 방법.
  29. 제1항 내지 제28항 중에서 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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