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BSS Coloring과 Spatial Reuse

규격 · 개정판

802.11ax: BSS Color (HE-SIG-A 6비트, HE Operation 요소, BSS Color Change Announcement), Spatial Reuse (Clause 26: OBSS PD 기반 SR, SRP 기반 SR, Spatial Reuse Parameter Set 요소) · 802.11be: U-SIG의 BSS Color, 11bn: 협력 공간 재사용(C-SR) 논의

한눈에 보기

아파트에서 옆집 AP가 같은 채널을 쓰면, 내 단말은 옆집 신호가 아주 약하게 들려도 "채널이 바쁘다"며 기다립니다. 실제로는 내가 지금 보내도 옆집 통신에 거의 영향이 없는데도요.

Wi-Fi 6는 두 가지 장치로 이 낭비를 줄입니다.

  1. BSS Color: 각 BSS에 1–63 번호(색)를 붙여 PHY 헤더에 넣습니다. 단말은 패킷 앞부분만 듣고도 "이건 우리 집 패킷이 아니다"를 즉시 압니다.
  2. Spatial Reuse (공간 재사용): 다른 색의 패킷이 충분히 약하면 무시하고 전송합니다. 대신 내 송신 출력을 줄여서 옆집 수신에 피해를 주지 않게 합니다.

BSS Coloring과 OBSS PD

왼쪽: STA는 HE-SIG-A의 BSS Color로 이웃 BSS 프레임을 구분합니다. 오른쪽: 이웃 BSS 프레임이 OBSS PD 문턱보다 약하면 무시하고 전송할 수 있습니다.

BSS Color

항목 내용
값 1–63 (6비트), 0은 예약
위치 HE-SIG-A / U-SIG (PHY 헤더) — MAC 헤더 복호 없이 판별
선택 AP가 이웃 BSS 색을 관찰해 겹치지 않게 선택
충돌 STA가 같은 색의 다른 BSS를 발견하면 AP에 보고 (BSS Color Collision 이벤트 보고)
변경 AP가 BSS Color Change Announcement 요소로 "N 비콘 후 색 X로" 공지
비활성화 HE Operation의 BSS Color Disabled 비트

같은 색이면 같은 BSS(intra-BSS)로, 다른 색이면 이웃 BSS(inter-BSS, OBSS)로 판단합니다. 이 구분은 두 개의 NAV(intra-BSS NAV, basic NAV)와 전력 절약(다른 색 패킷이면 수신을 일찍 중단하고 잠들기)에도 쓰입니다.

OBSS PD 기반 공간 재사용

단계 동작
1 프리앰블 수신, HE-SIG-A에서 다른 BSS Color 확인
2 수신 세기가 OBSS PD 문턱보다 낮은지 확인
3 낮으면 그 PPDU를 무시하고(PHY-CCARESET) 백오프를 계속
4 이 기회에 전송할 때는 송신 출력을 \(TX_{PWR\_max} = TX_{PWR\_ref} - (OBSS\_PD - OBSS\_PD_{min})\) 이하로 제한
파라미터 값 (20 MHz 기준)
OBSS_PDmin −82 dBm
OBSS_PDmax −62 dBm
TX_PWR_ref 21 dBm (2 SS 이하 STA 기준, AP는 25 dBm)

즉 OBSS PD 문턱을 −72 dBm으로 올리면(10 dB 덜 민감) 송신 출력을 10 dB 줄여야 합니다. **"남의 소리를 덜 듣는 만큼 나도 작게 말한다"**는 균형입니다. AP는 Spatial Reuse Parameter Set 요소로 BSS 안 STA들이 쓸 수 있는 문턱 범위를 제한하거나 금지할 수 있습니다.

SRP 기반 공간 재사용

SRP(Spatial Reuse Parameter)는 반대 방향의 협조입니다. 트리거 기반 전송에서 AP가 "내 수신이 견딜 수 있는 간섭 수준"을 HE-SIG-A의 Spatial Reuse 필드에 넣어 공지하면, 이웃 BSS의 STA는 그 값을 보고 자기 출력을 계산해 동시에 전송할 수 있습니다. 구현이 복잡해 OBSS PD보다 덜 쓰입니다.

전문가 노트 — 실효성과 한계

이득은 배치에 따라 다릅니다. OBSS PD는 주로 "이웃 BSS 송신기는 멀리 있지만, 내 수신기와 송신기는 가까운" 경우에 이득이 큽니다. 반대로 셀 가장자리 단말은 OBSS PD를 높이면 자기 출력도 줄여야 해 링크가 약해집니다. 시뮬레이션 연구들은 밀집 환경에서 수십 % 수준의 이득을 보고하지만, 상용 망에서는 AP·단말 지원 여부와 구현 정책에 따라 이득이 크게 다릅니다.

색 충돌 감지. BSS Color는 63개뿐이라 고밀도 배치(경기장 수백 AP)에서는 같은 색 재사용이 불가피합니다. 같은 색의 먼 BSS는 intra-BSS로 오인되어 NAV를 잘못 설정하거나 전력 절약이 깨질 수 있습니다. 엔터프라이즈 컨트롤러는 색을 채널 계획처럼 자동 배정합니다.

11be 이후. EHT는 U-SIG에 같은 BSS Color와 Spatial Reuse 필드를 유지합니다. 802.11bn에서는 AP들이 서로의 전송 계획을 공유해 공간 재사용을 협조하는 C-SR(Coordinated Spatial Reuse)이 Multi-AP 조정의 한 형태로 논의되고 있습니다(Multi-AP 조정).