1. 1차년도 : 초고속/초저지연 실시간 비대면 서비스의 품질 향상 OTT 형태의 비디오 스트리밍은 점점 고화질/고용량화되어 안정적이며 높은 전송 속도를 요구하며, 다자간 영상 회의, 원격 교육, 온라인-오프라인 융합 서비스 등의 비대면 서비스는 매우 높은 실시간성과 함께 다수의 사용자간 동기화된 브로드캐스팅 전송이 요구된다. 본 연구의 1차년도에는 초고속/초저지연 실시간 서비스의 품질 보장을 목표로 하며, 이를 실현하기 위한 차세대 Wi-Fi 핵심 기술로서 다중 링크 집약 (MLA : Multi-Link Aggregation)을 고려하여 다음의 주제에 대해 연구하고자 한다. - 비동기식 MLA 기법의 링크별 백오프 메커니즘, 전송 속도 조절 방안, ACK 전송 기법 - 링크별 독립적 은닉 노드 문제 및 다중 링크 가상 채널 감지 메커니즘 - 다중 링크 고려한 프레임 집약 (Frame aggregation) 전송 및 재전송 방안 - 동시 송수신 (STR: Simultaneous Transmit-Receive)을 이용한 양방향 데이터 전송 지연 감소 방안 - 실시간 트래픽 특성 고려한 지속적 (persistent) 스케줄링 방안 2. 2차년도 : 대규모 산업용 IoT 서비스의 신뢰성 보장 신규 6 GHz 비면허 대역의 주요 응용 가운데 하나는 대규모 산업용 IoT가 될 것으로 예상한다. 스마트 시티, 스마트 캠퍼스, 스마트 공장을 비롯하여 항만 시설, 물류 창고 등 다양한 산업 현장에서 새로운 융합 서비스가 출현할 것으로 예상되며, 이러한 산업용 IoT에서는 넓은 영역에서 매우 많은 노드들이 다양한 형태로 서로 연결되며, 매우 높은 수준의 전송 신뢰성과 함께 에너지 효율 향상이 핵심적인 요구사항이 될 것이다. 본 연구의 2차년도에서는 대규모 산업용 IoT 응용의 서비스 시나리오와 요구 조건을 파악하여 구체화한 후, MLA과 다중 AP (Access Point) 협력, HARQ를 고려한 전송 신뢰성 향상을 목표로 다음의 주제에 대해서 연구하고자 한다. - 다중 AP 조인트 전송 통한 전송 오류 감소 방안 - MLA 기반 이중화 및 재전송 활용한 전송 신뢰성 향상 방안 - HARQ/ARQ/TCP 상호작용을 고려한 재전송 최적화 - 전체 네트워크 유틸리티 최대화를 위한 AP 접속제어와 부하 분산 기법 - MLA 상황에서 채널별 전송 전력 할당 및 TWT (Target Wakeup Time) 고려한 전송 전력 절감 3. 3차년도 : 이기종 통신 시스템간 효율적이고 경쟁적인 공존 새롭게 개방되는 6 GHz 대역은 비면허 대역으로서 이기종 시스템간 비독점적 방식으로 효율적으로 공유해야 한다. 최근 3GPP Release 16에서 새롭게 표준에 포함된 5G NR-U 기술은 기존의 LBT (Listen-Before -Talk) 방식의 LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)과 MulteFire 기법을 더욱 Wi-Fi 친화적으로 진화시켰다. 채널 감지나 백오프 방식뿐만 아니라 채널 경쟁 파라미터 값도 Wi-Fi에서 사용하는 값과 일치시킴으로써 NR-U는 채널 접속이나 경쟁 관점에서 Wi-Fi와 공평하게 공존할 수 있는 기반이 마련되었다고 할 수 있다. 그러나, 주파수 공유에 대한 기준에 논란이 있으며, LBT 방식과 채널 감지 방식, 채널 접근 방식 (MLA, STR 지원 여부)등의 차이점으로 인해 해결해야 할 많은 이슈들이 남아 있고 이를 고려한 3차년도 연구 주제는 다음과 같다. - LBT 기반 경쟁적 공존의 형평성에 대한 기준 설정과 측정 가능한 평가 방법 - 이기종 시스템 (LBT 방식, MLA 또는 STR 지원 여부) 공존시 효율적인 채널 접속 방법 - 이기종 시스템간 비대칭적 은닉 노드 문제 해결 방안 - 형평성과 채널 효율을 고려한 동적인 채널 감지 문턱값 조절 방법 - 강화 학습을 활용한 LBT 기반 채널 경쟁 파라미터 최적화

1. 1차년도 : 초고속/초저지연 실시간 비대면 서비스의 품질 향상 OTT 형태의 비디오 스트리밍은 점점 고화질/고용량화되어 안정적이며 높은 전송 속도를 요구하며, 다자간 영상 회의, 원격 교육, 온라인-오프라인 융합 서비스 등의 비대면 서비스는 매우 높은 실시간성과 함께 다수의 사용자간 동기화된 브로드캐스팅 전송이 요구된다. 본 연구의 1차년도에는 초고속/초저지연 실시간 서비스의 품질 보장을 목표로 하며, 이를 실현하기 위한 차세대 Wi-Fi 핵심 기술로서 다중 링크 집약 (MLA : Multi-Link Aggregation)을 고려하여 다음의 주제에 대해 연구하고자 한다. - 비동기식 MLA 기법의 링크별 백오프 메커니즘, 전송 속도 조절 방안, ACK 전송 기법 - 링크별 독립적 은닉 노드 문제 및 다중 링크 가상 채널 감지 메커니즘 - 다중 링크 고려한 프레임 집약 (Frame aggregation) 전송 및 재전송 방안 - 동시 송수신 (STR: Simultaneous Transmit-Receive)을 이용한 양방향 데이터 전송 지연 감소 방안 - 실시간 트래픽 특성 고려한 지속적 (persistent) 스케줄링 방안 2. 2차년도 : 대규모 산업용 IoT 서비스의 신뢰성 보장 신규 6 GHz 비면허 대역의 주요 응용 가운데 하나는 대규모 산업용 IoT가 될 것으로 예상한다. 스마트 시티, 스마트 캠퍼스, 스마트 공장을 비롯하여 항만 시설, 물류 창고 등 다양한 산업 현장에서 새로운 융합 서비스가 출현할 것으로 예상되며, 이러한 산업용 IoT에서는 넓은 영역에서 매우 많은 노드들이 다양한 형태로 서로 연결되며, 매우 높은 수준의 전송 신뢰성과 함께 에너지 효율 향상이 핵심적인 요구사항이 될 것이다. 본 연구의 2차년도에서는 대규모 산업용 IoT 응용의 서비스 시나리오와 요구 조건을 파악하여 구체화한 후, MLA과 다중 AP (Access Point) 협력, HARQ를 고려한 전송 신뢰성 향상을 목표로 다음의 주제에 대해서 연구하고자 한다. - 다중 AP 조인트 전송 통한 전송 오류 감소 방안 - MLA 기반 이중화 및 재전송 활용한 전송 신뢰성 향상 방안 - HARQ/ARQ/TCP 상호작용을 고려한 재전송 최적화 - 전체 네트워크 유틸리티 최대화를 위한 AP 접속제어와 부하 분산 기법 - MLA 상황에서 채널별 전송 전력 할당 및 TWT (Target Wakeup Time) 고려한 전송 전력 절감 3. 3차년도 : 이기종 통신 시스템간 효율적이고 경쟁적인 공존 새롭게 개방되는 6 GHz 대역은 비면허 대역으로서 이기종 시스템간 비독점적 방식으로 효율적으로 공유해야 한다. 최근 3GPP Release 16에서 새롭게 표준에 포함된 5G NR-U 기술은 기존의 LBT (Listen-Before -Talk) 방식의 LTE-LAA (LTE-License Assisted Access)과 MulteFire 기법을 더욱 Wi-Fi 친화적으로 진화시켰다. 채널 감지나 백오프 방식뿐만 아니라 채널 경쟁 파라미터 값도 Wi-Fi에서 사용하는 값과 일치시킴으로써 NR-U는 채널 접속이나 경쟁 관점에서 Wi-Fi와 공평하게 공존할 수 있는 기반이 마련되었다고 할 수 있다. 그러나, 주파수 공유에 대한 기준에 논란이 있으며, LBT 방식과 채널 감지 방식, 채널 접근 방식 (MLA, STR 지원 여부)등의 차이점으로 인해 해결해야 할 많은 이슈들이 남아 있고 이를 고려한 3차년도 연구 주제는 다음과 같다. - LBT 기반 경쟁적 공존의 형평성에 대한 기준 설정과 측정 가능한 평가 방법 - 이기종 시스템 (LBT 방식, MLA 또는 STR 지원 여부) 공존시 효율적인 채널 접속 방법 - 이기종 시스템간 비대칭적 은닉 노드 문제 해결 방안 - 형평성과 채널 효율을 고려한 동적인 채널 감지 문턱값 조절 방법 - 강화 학습을 활용한 LBT 기반 채널 경쟁 파라미터 최적화

본 연구는 이기종 형태의 단말이 고밀도로 중첩 구축된 무선랜에서 공존할 때, 공간/주파수 재사용성을 통한 공간 전송률 향상을 목표로 한다. 이를 위한 핵심적인 MAC 프로토콜 기술로서 다음 세 가지 주제를 선정하여 연구를 진행하고자 한다. 1.고밀도 중첩 이기종 무선랜의 비대칭적 은닉/노출노드 문제 OBSS (Overlapping BSS (Basic Service Set)) 환경에서 공간 재사용성을 향상시키고자, IEEE 802.11ax에서는 몇 가지 기술 (BSS coloring, DSC (Dynamic Sensitivity Control), TPC (Transmission Power Control))을 고려하고 있는데, 이들 기법은 inter-BSS 단말간 동시 전송을 허용하는 관점에 초점을 맞추고 있어 공간 재사용을 효과적으로 지원하지 못한다. 즉, 송수신 단말의 위치와 전송 전력/속도, 전송 프레임 크기, 채널 감지 능력, 채널 대역폭 등에 따라 은닉 노드 문제가 비대칭적, 비정형적인 방식으로 발생하며, 데이터 프레임과 반대 방향으로 전송되는 ACK (Acknowledgment) 프레임의 전송 실패를 유발하여, intra-BSS 단말간 채널 공유의 형평성을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아래 두 가지 관점에서 연구를 수행한다. - 채널 접속, 전송 시간 제어와 연동한 차별화된 이중 채널 센싱 기법 - 수신노드 지향적인 공간 재사용성 지원 채널 예약/할당 기법 2. 공간 재사용 릴레이 기반의 비동기 다중 홉 브로드캐스팅 본 연구에서 고려하는 비동기 다중 홉 브로드캐스팅은 은닉 노드 관계에 있는 다수의 릴레이 노드들이 공간 재사용성에 기반하여 비동기적인 방식으로 소스 노드로부터 수신한 데이터를 재브로드캐스팅하여 소스 노드의 전송 범위 밖에 있는 다수의 노드들이 신속하고 안정적으로 데이터를 수신하는 것을 목표로 한다. 이는 기존의 무선랜 기반 단일 홉 또는 다중 홉 브로드캐스팅 기법과 차별화되는 새로운 형태의 전송 기법으로서, 본 연구에서는 공간 재사용성을 강화하면서 은닉 노드의 간섭을 완화할 수 있는 릴레이 노드 선택, 전송 범위/시간/성공확률 관점에서의 최적의 브로드캐스팅 전송 속도 결정, 각 릴레이 노드에서의 분산적이고 동적인 전송 확률 제어 등의 기술적 이슈를 고려하여 다음의 기법을 연구한다. - BSS coloring 개념을 확장한 확률적 flooding 기반 브로드캐스팅 전송 기법 - ACK 전송을 요구하지 않는 준 신뢰성 보장 재전송 기법 3. OFDMA/MU-MIMO 무선랜에서 공간/주파수 효율적인 상향링크 다중 사용자 전송 IEEE 802.11ax에서 고려하고 있는 UL MU (Uplink Multi-User) 전송은 AP (Access Point)가 다 수의 단말에 대한 채널/버퍼 상태를 고려하여 무선 자원을 할당하고 전송을 주도하는 형태로 이루어 진다. 그러나 무선랜은 셀룰라 통신망과 달리 계획된 형태로 구축되지 않고 BSS간 또는 AP-단말간 정보 교환이 제한적이며 경쟁 기반의 채널 접속 메커니즘에 따라 동작하기 때문에, 밀집된 OBSS 상 황에서의 UL MU 전송은 할당된 자원의 낭비나 OBSS 단말/AP에 대한 간섭을 유발할 수 있으며, 무선 자원 요청/할당 기법과 주파수 차원의 백오프 기법은 오픈 이슈이다. 본 연구에서는 다음의 세부 주제에 대해 연구한다. - OFDMA 랜덤 액세스를 위한 시간/주파수 2차원 백오프 메커니즘 - 시그널링 오버헤드 감소를 위한 QoS-aware 무선 자원 요청/할당 기법 - 이기종 단말들의 UL MU 전송의 물리적/가상적 채널 센싱/예약 기법 - OBSS 환경에서 UL MU 전송 전력 제어

1.고밀도 중첩 이기종 무선랜의 비대칭적 은닉/노출노드 문제 OBSS 환경에서 공간 재사용성을 향상시키고자, IEEE 802.11ax에서는 몇 가지 기술을 고려하고 있는데, 이들 기법은 inter-BSS 단말간 동시 전송을 허용하는 관점에 초점을 맞추고 있어 공간 재사용을 효과적으로 지원하지 못한다. 즉, 송수신 단말의 위치와 전송 전력/속도, 전송 프레임 크기, 채널 감지 능력, 채널 대역폭 등에 따라 은닉 노드 문제가 비대칭적, 비정형적인 방식으로 발생하며, 데이터 프레임과 반대 방향으로 전송되는 ACK (Acknowledgment) 프레임의 전송 실패를 유발하여, intra-BSS 단말간 채널 공유의 형평성을 저하시킬 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 아래 두 가지 관점에서 연구를 수행한다. - 채널 접속, 전송 시간 제어와 연동한 차별화된 이중 채널 센싱 기법 - 수신노드 지향적인 공간 재사용성 지원 채널 예약/할당 기법 2. 공간 재사용 릴레이 기반의 비동기 다중 홉 브로드캐스팅 본 연구에서 고려하는 비동기 다중 홉 브로드캐스팅은 은닉 노드 관계에 있는 다수의 릴레이 노드들이 공간 재사용성에 기반하여 비동기적인 방식으로 소스 노드로부터 수신한 데이터를 재브로드캐스팅하여 소스 노드의 전송 범위 밖에 있는 다수의 노드들이 신속하고 안정적으로 데이터를 수신하는 것을 목표로 한다. 이는 기존의 무선랜 기반 단일 홉 또는 다중 홉 브로드캐스팅 기법과 차별화되는 새로운 형태의 전송 기법으로서, 본 연구에서는 공간 재사용성을 강화하면서 은닉 노드의 간섭을 완화할 수 있는 릴레이 노드 선택, 전송 범위/시간/성공확률 관점에서의 최적의 브로드캐스팅 전송 속도 결정, 각 릴레이 노드에서의 분산적이고 동적인 전송 확률 제어 등의 기술적 이슈를 고려하여 다음의 기법을 연구한다. - BSS coloring 개념을 확장한 확률적 flooding 기반 브로드캐스팅 전송 기법 - ACK 전송을 요구하지 않는 준 신뢰성 보장 재전송 기법 3. OFDMA/MU-MIMO 무선랜에서 공간/주파수 효율적인 상향링크 다중 사용자 전송 IEEE 802.11ax에서 고려하고 있는 UL MU (Uplink Multi-User) 전송은 AP (Access Point)가 다 수의 단말에 대한 채널/버퍼 상태를 고려하여 무선 자원을 할당하고 전송을 주도하는 형태로 이루어 진다. 그러나 무선랜은 셀룰라 통신망과 달리 계획된 형태로 구축되지 않고 BSS간 또는 AP-단말간 정보 교환이 제한적이며 경쟁 기반의 채널 접속 메커니즘에 따라 동작하기 때문에, 밀집된 OBSS 상 황에서의 UL MU 전송은 할당된 자원의 낭비나 OBSS 단말/AP에 대한 간섭을 유발할 수 있으며, 무선 자원 요청/할당 기법과 주파수 차원의 백오프 기법은 오픈 이슈이다. 본 연구에서는 다음의 세부 주제에 대해 연구한다. - OFDMA 랜덤 액세스를 위한 시간/주파수 2차원 백오프 메커니즘 - 시그널링 오버헤드 감소를 위한 QoS-aware 무선 자원 요청/할당 기법 - 이기종 단말들의 UL MU 전송의 물리적/가상적 채널 센싱/예약 기법 - OBSS 환경에서 UL MU 전송 전력 제어