NAV·RTS/CTS·숨은 노드¶
규격 · 개정판
802.11-2024 Clause 10.3 (가상 반송파 감지, NAV, RTS/CTS), Clause 10 (보호 메커니즘) · 11ax: 두 개의 NAV (intra-BSS / basic NAV), MU-RTS · 11be: MU-RTS TXS 모드
한눈에 보기
물리적으로 "들리지 않는" 상대와는 충돌을 피할 수 없습니다. 두 단말이 AP를 사이에 두고 서로 멀리 있으면(또는 벽에 막히면), 서로의 신호를 못 듣고 동시에 보내 AP에서 부딪힙니다. 이것이 숨은 노드 문제입니다.
해결책은 "얼마나 오래 쓸지"를 미리 알리는 것입니다.
- 모든 프레임에는 Duration 필드가 있어, 듣는 STA는 그 시간 동안 매체를 쓰지 않습니다. 이 타이머가 NAV(Network Allocation Vector)입니다.
- RTS/CTS: 보내는 쪽이 짧은 RTS로 "보낼게"라고 하고, AP가 CTS로 "그래, 이 시간 동안 다들 조용히"라고 답합니다. AP의 CTS는 숨은 노드에게도 들리므로 충돌이 사라집니다.
RTS/CTS와 NAV¶
| 프레임 | Duration 값 |
|---|---|
| RTS | CTS + 데이터 + BA + 3 × SIFS |
| CTS | RTS의 값 − CTS 시간 − SIFS |
| 데이터 | BA + SIFS (TXOP 안에서는 TXOP 끝까지) |
| BA / ACK | 0 (교환 끝) 또는 남은 TXOP |
언제 RTS/CTS를 쓰나¶
| 상황 | 이유 |
|---|---|
| 긴 프레임 (RTS 문턱값 초과) | 충돌하면 손실이 큼 → 짧은 RTS로 먼저 확인 |
| 숨은 노드 환경 | AP의 CTS로 양쪽 모두 보호 |
| 동적 대역폭 (11ac) | 복제 RTS/CTS로 수신 측의 깨끗한 폭 확인 |
| MU 전송 (11ax/be) | MU-RTS 트리거로 여러 STA의 CTS를 동시에 받음 |
| 레거시 보호 | 11b 공존 시 CTS-to-self (자기에게 CTS를 보내 NAV 설정) |
RTS/CTS는 오버헤드(경쟁 + 약 100 µs)가 있어 짧은 프레임에는 손해입니다. A-MPDU가 흔해진 요즘은 큰 A-MPDU 앞에 RTS를 붙이는 동적 방식이 일반적입니다.
노출 노드 문제¶
반대로 들리지만 간섭은 안 되는 상대 때문에 쓸데없이 기다리는 경우가 노출 노드입니다. 예를 들어 옆 BSS의 STA가 반대 방향 AP로 보내고 있는데, 그 신호가 내 쪽에서 −80 dBm으로 들려 내가 전송을 미룹니다. 11ax의 BSS Coloring과 Spatial Reuse(OBSS PD)가 이 문제를 다룹니다(BSS Coloring).
전문가 노트 — NAV 갱신 규칙과 11ax의 두 NAV
NAV 갱신. STA는 자기에게 오지 않은 프레임의 Duration이 현재 NAV보다 클 때만 NAV를 늘립니다(줄이지 않음). 단 CF-End를 받으면 NAV를 0으로 리셋합니다. RTS만 듣고 이후 데이터가 오지 않으면 \(2 \cdot SIFS + CTS + PHY\text{-}RXSTART\ 지연 + 2 \cdot slot\) 뒤에 NAV를 리셋할 수 있습니다(RTS 리셋 규칙).
11ax의 두 NAV. 같은 BSS의 프레임으로 설정한 intra-BSS NAV와 다른 BSS나 판별 불가 프레임으로 설정한 basic NAV를 따로 둡니다. 내 AP가 보낸 트리거로 응답해야 할 때, basic NAV만 설정되어 있으면(이웃 BSS 때문) 응답할 수 있지만 intra-BSS NAV가 설정되어 있으면 응답하지 않는 식으로 판단이 세밀해집니다. 또 HE-SIG-A의 TXOP 필드로 MAC 헤더를 못 읽어도 NAV를 설정합니다.
MU-RTS와 TXS. 11ax의 MU-RTS 트리거는 여러 STA가 동시에 CTS(non-HT duplicate)로 응답하게 합니다. 11be는 MU-RTS TXOP Sharing(TXS)을 추가해, AP가 얻은 TXOP의 일부를 특정 STA에게 넘겨 STA가 AP나 다른 STA(P2P)에게 보내게 합니다. EMLSR STA의 링크 전환 초기화 프레임으로도 MU-RTS가 쓰입니다.