KR101257111B1 - Method and apparatus for selective silencing in mesh network - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱 방법에 있어서, 사일런싱 노드와 활성화 노드를 구분하기 위해, 컨트롤 필드에 포함되는 필드들 중 기지국 서비스 셋(Base Service Set: BSS) 및 무선 분배 시스템 (Wireless Distribution System: WDS)을 구분하기 위해 사용되는 필드들 중 어느 하나를 상기 WDS를 지시하도록 설정하고, 상기 설정된 컨트롤 필드와, 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector: NAV)를 할당하는데 이용되는 듀레이션 필드가 포함된 프레임을 전송한다.In the selective silencing method in a WLAN mesh network, a base service set (BSS) and a wireless distribution system of a field included in a control field to distinguish between a silencing node and an activation node are provided. One of the fields used to distinguish a distribution system (WDS) is set to indicate the WDS, and the set control field and a duration field used to allocate a network allocation vector (NAV) are included. Transmitted frames.
CTS-to-Self, STA, MP, MAP, 선택적 사일런싱 CTS-to-Self, STA, MP, MAP, Selective Silencing
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MAP, MP 및 STA 개체를 나타내는 도면;1 illustrates a MAP, MP and STA entity in accordance with an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CTS 프레임의 구조를 나타내는 도면;2 illustrates a structure of a CTS frame according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 컨트롤 필드를 나타내는 도면;3 illustrates a frame control field according to an embodiment of the invention;
도 4은 본 발명의 실시예에 따른 MAP의 선택적 사일런싱 과정을 나타내는 흐름도;4 is a flowchart illustrating a selective silencing process of a MAP according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 STA가 사일런싱하는 과정을 나타내는 흐름도; 및5 is a flowchart illustrating a process of silencing by an STA according to an embodiment of the present invention; And
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MP가 활성화하는 과정을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of activating an MP according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 컨트롤 프레임을 이용하여 STA(Station), 즉 WLAN(Wireless Local Area Network)에서 트래픽을 포워딩/중계할 수 없는 노드를 사일런싱하고 MP(Mesh Point), 즉 WLAN에서 다른 MP에게 포워딩/중계할 수 있는 노드를 활성화하는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a selective silencing method and system in a WLAN mesh network, and more particularly, to silencing a node that cannot forward / relay traffic in a STA (ie, a wireless local area network) using a control frame. And a method for activating a mesh point (MP), that is, a node capable of forwarding / relaying to another MP in a WLAN.
무선랜 메쉬 네트워크는 IEEE 802.11 DS(Distribution System) 중의 WDS(Wireless Distribution System)에 기반을 두고 있다. 무선랜 메쉬 네트워크는 서로 연결된 2개 이상의 셋(set)으로 이루어지며, 무선랜 메쉬 서비스를 통해 메쉬 링크간에 상호 통신한다. The WLAN mesh network is based on the Wireless Distribution System (WDS) of the IEEE 802.11 DS (Distribution System). A WLAN mesh network is composed of two or more sets connected to each other, and communicates between mesh links through a WLAN mesh service.
한편, AP(Access Point)는 서로 연계된 STA에게 무선 매체(Wireless Medium)를 통해 분배 서비스(Distribution Service)에 대한 접근(Access)을 제공하는 개체(Entity)를 말한다. MAP(Mesh Access Point)는 메쉬 네트워크에서 이 AP의 기능을 제공한다. Meanwhile, an access point (AP) refers to an entity that provides access to a distribution service through a wireless medium to STAs associated with each other. Mesh Access Point (MAP) provides the functionality of this AP in a mesh network.
메쉬 네트워크 서비스는 MP들간에 데이터 전송이 이루어져야 하는데, STA로 인해 방해(Interrupt)가 발생할 수 있다. 하지만, 종래 기술로는 MP(MAP 포함)에서 STA로부터 방해 받지 않고, MP를 활성화하기 힘들다. In the mesh network service, data must be transmitted between MPs, and an STA may cause an interruption. However, in the prior art, it is difficult to activate the MP without being disturbed by the STA in the MP (including the MAP).
종래의 WLAN 시스템은 네트워크 할당 벡터(network allocation vector: NAV)를 수단으로 메시지 교환이 가능하다. 여기서, 프레임은 예상되는 메시지의 기간을 나타내는 '듀레이션 필드(duration field)'를 포함하여 전송된다. 이 때, 의도된 목적지가 아닌 모든 리시버는 NAV를 설정함으로써, NAV의 만기가 지날 때까지 전송을 제어할 수 있다. Conventional WLAN systems can exchange messages by means of a network allocation vector (NAV). Here, the frame is transmitted including a 'duration field' indicating the duration of the expected message. At this time, all receivers other than the intended destination can control the transmission until the expiration of the NAV by setting the NAV.
하지만, 기존의 컨트롤 프레임은 무선랜을 위한 프레임으로 메쉬 네트워크를 위한 제어 기능이 없다. 그리고, 기존의 프레임을 변경하여 메쉬 제어 기능을 추가하는 경우 하드웨어적으로 STA에서 인식하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 하드웨어적으로 인식 가능하더라도 제어 정보가 늘어남에 따라 전송해야 되는 양도 늘어나므로, 네트워크의 효율성은 떨어지게 된다. However, the existing control frame is a frame for the wireless LAN does not have a control function for the mesh network. In addition, when a mesh control function is added by changing an existing frame, a problem that hardware may not recognize by an STA may occur. In addition, even if the hardware can be recognized, as the control information increases, the amount to be transmitted increases, thereby reducing network efficiency.
따라서, 본 발명은 기존의 컨트롤 프레임인 CTS(Clear-to-Send) 프레임을 이용하여, MP 또는 MAP에서 CTS-to-Self로 STA를 침묵시킴으로써, STA로부터 메쉬 네트워크 트래픽을 간섭받지 않고, MP만을 활성화 시키는 선택적인 사일런싱 방법을 제공하고자 한다. 여기에서 CTS프레임은 듀레이션 필드가 포함된 컨트롤 프레임으로 대체될 수 있다. 그리고 MP 또는 MAP에서 STA를 침묵시키고 MP만을 활성화할 수 있다. Therefore, the present invention by using the CTS (Clear-to-Send) frame, which is a conventional control frame, by silence the STA from the MP or MAP to the CTS-to-Self, without interfering with the mesh network traffic from the STA, only the MP It is intended to provide an optional silencing method that activates. In this case, the CTS frame may be replaced with a control frame including a duration field. In addition, the MP or the MAP may silence the STA and activate only the MP.
본 발명의 방법은, 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱 방법에 있어서, 사일런싱 노드와 활성화 노드를 구분하기 위해, 컨트롤 필드에 포함되는 필드들 중 기지국 서비스 셋(Base Service Set: BSS) 및 무선 분배 시스템 (Wireless Distribution System: WDS)을 구분하기 위해 사용되는 필드들 중 어느 하나를 상기 WDS를 지시하도록 설정하는 단계; 및 상기 설정된 컨트롤 필드와, 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector: NAV)를 할당하는데 이용되는 듀레이션 필드가 포함된 프레임을 전송하는 단계를 포함한다. In the method of the present invention, in a selective silencing method in a WLAN mesh network, a base service set (BSS) and a wireless distribution among a field included in a control field to distinguish between a silencing node and an activation node Setting any one of the fields used to identify a Wireless Distribution System (WDS) to indicate the WDS; And transmitting a frame including the set control field and a duration field used for allocating a network allocation vector (NAV).
본 발명의 다른 방법은, 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱 방법에 있어서, 컨트롤 필드와 듀레이션 필드가 포함된 프레임을 수신하는 단계; 상기 컨트롤 필드에 포함되는 필드들 중 기지국 서비스 셋(Base Service Set: BSS) 및 무선 분배 시스템 (Wireless Distribution System: WDS)을 구분하기 위해 사용되는 필드들 중 어느 하나가 WDS을 지시함을 검출하는 단계; 및 상기 듀레이션 필드를 이용하여 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector: NAV)의 할당 여부를 결정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 장치는, 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱을 수행하는 장치에 있어서, 사일런싱 노드와 활성화 노드를 구분하기 위해, 컨트롤 필드에 포함되는 필드들 중 기지국 서비스 셋(Base Service Set: BSS) 및 무선 분배 시스템 (Wireless Distribution System: WDS)을 구분하기 위해 사용되는 필드들 중 어느 하나를 상기 WDS를 지시하도록 설정하는 제어기; 및 상기 설정된 컨트롤 필드와, 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector: NAV)를 할당하는데 이용되는 듀레이션 필드가 포함된 프레임을 전송하는 송신기를 포함한다.Another method of the present invention is a selective silencing method in a WLAN mesh network, the method comprising: receiving a frame including a control field and a duration field; Detecting that one of the fields used to distinguish a base service set (BSS) and a wireless distribution system (WDS) among the fields included in the control field indicates a WDS; ; And determining whether to allocate a network allocation vector (NAV) using the duration field.
The apparatus of the present invention is a device for performing selective silencing in a WLAN mesh network, to distinguish between a silencing node and an activation node, a base service set (BSS) among fields included in a control field And a controller configured to indicate one of the fields used to distinguish a wireless distribution system (WDS) to indicate the WDS; And a transmitter for transmitting a frame including the set control field and a duration field used for allocating a network allocation vector (NAV).
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본 발명의 다른 장치는, 무선랜 메쉬 네트워크에서 선택적 사일런싱을 수행하는 장치에 있어서, 컨트롤 필드와 듀레이션 필드가 포함된 프레임을 수신하는 수신기; 및 상기 컨트롤 필드에 포함되는 필드들 중 기지국 서비스 셋(Base Service Set: BSS) 및 무선 분배 시스템 (Wireless Distribution System: WDS)을 구분하기 위해 사용되는 필드들 중 어느 하나가 WDS을 지시함을 검출하고, 상기 듀레이션 필드를 이용하여 네트워크 할당 벡터(Network Allocation Vector: NAV)의 할당 여부를 결정하는 제어기를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for performing selective silencing in a WLAN mesh network, comprising: a receiver for receiving a frame including a control field and a duration field; And detecting one of the fields used for distinguishing a base service set (BSS) and a wireless distribution system (WDS) from among the fields included in the control field. And a controller for determining whether to allocate a network allocation vector (NAV) using the duration field.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성 요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same elements in the figures are represented by the same numerals wherever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
<본 발명의 개체: MAP, MP, STA>Entity of the Invention: MAP, MP, STA
먼저 도 1을 참고하여 MAP, MP, STA 개체를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 MAP, MP 및 STA 개체를 나타내는 도면이다. First, the MAP, MP, and STA entities will be described with reference to FIG. 1. 1 is a diagram illustrating a MAP, MP, and STA entity according to an embodiment of the present invention.
MAP(100)는 메쉬 네트워크에서 AP기능이 추가된 노드이고, MP(110)는 액세스 기능이 없는 메쉬 노드이다. MAP(100)와 MP(110)는 무선 분배 시스템(WDS: Wireless Distribution System, 이하 'WDS'라 칭함)(140)를 구성한다. The
STA(120)은 802.11에서 메세지가 송수신되는 AP기능이 없는 노드를 말한다. STA(120)와 MAP(100)는 기지국 서비스 셋(BSS: Base Service Set, 이하 'BSS'라 칭함)(130)를 구성한다.
본 발명의 실시예는 WDS(140)의 트래픽을 활성화(105)하고 BSS(130)의 트래픽을 사일런싱(115) 하는 방법을 제공한다. 더 나아가, 본 발명의 실시예는 기존의 컨트롤 프레임인 CTS 프레임의 구성 변경 없이도 선택적인 사일런싱을 가능하게 한다. The
Embodiments of the present invention provide a method of activating 105 traffic of WDS 140 and silencing 115 traffic of
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<CTS 프레임><CTS Frame>
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 CTS 프레임의 구조를 나타내는 도면이다. 2 is a diagram illustrating a structure of a CTS frame according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 MP(110) 또는 MAP(100)에서 CTS-to-Self를 통해 선택적인 사일런싱을 한다. 여기에서 CTS-to-Self란 RA (Remote Address)가 자신의 MAC(Media Access Control) 주소인 CTS프레임(200)을 의미한다. 그리고 본 발명은 이 CTS 프레임(200) 중 프레임 컨트롤 필드(Frame Control Field)(210)와 듀레이션 필드(Duration Field)(220)를 이용한다. 프레임 컨트롤 필드(210)는 그 내부의 (To DS, From DS)필드를 이용하여 BSS(130)와 WDS(140)를 구분하기 위해 사용된다. 그리고 듀레이션 필드(220)는 BSS(130)의 STA(120)와 WDS(140)의 MP(110) 각각에 대하여 NAV를 할당하는데 이용된다. 여기에서 CTS 프레임(200)은 컨트롤 프레임의 대표적인 예를 든 것이므로, 본 발명은 CTS 프레임(200) 이외에도 다른 컨트롤 프레임을 사용할 수 있고, (To DS, From DS)필드 또한 WDS(140) 트래픽임을 나타내기 위한 다른 비트 또는 플래그(flag)로 대체 가능하다. The present invention performs selective silencing through the CTS-to-Self in the MP (110) or MAP (100). Here, the CTS-to-Self means a
<CTS 프레임의 프레임 컨트롤 필드><Frame control field of CTS frame>
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임 컨트롤 필드를 나타내는 도면이다. 프레임 컨트롤 필드(210)는 (To DS, From DS)필드(300)를 포함하며, CTS 프레임(200)에 설정된다. 3 is a diagram illustrating a frame control field according to an embodiment of the present invention. The
일반적으로, (To DS, From DS) = (0, 0)은 STA들(120) 간의 BSS(130) 트래픽을 나타낸다. 또한, (0, 0) 값은 매니지먼트 프레임 또는 컨트롤 프레임으로 사용될 수 있다. 그리고 (To DS, From DS) = (1, 0) 또는 (To DS, From DS) = (0, 1)은 DS로부터 들어오는 데이터 프레임 또는 DS에서 나가는 데이터 프레임으로 사용될 수 있다. In general, (To DS, From DS) = (0, 0) indicates
본 발명의 실시예에 따르면, (To DS, From DS)필드가 (0, 0) 이 아닌 값을 가질 때, 컨트롤 프레임이 WDS(140) 즉, 메쉬 네트워크에서 MAP(100) 와 MP(110)간의 통신을 위해 사용되고 있음을 나타낸다. 즉, 컨트롤 프레임의 (To DS, From DS)필드 값이 (0, 0)이 아니면 MAP(100)와 MP(110)간의 통신을 위해서 컨트롤 프레임의 기능을 확장할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when the (To DS, From DS) field has a value other than (0, 0), the control frame is the WDS 140, that is, the
<NAV할당을 통한 STA의 사일런스와 MP의 활성화><Activation of STA Silence and MP through NAV Assignment>
본 발명의 실시예는 MAP(100)에서 MP(110)만을 활성화하는 메쉬 트래픽임을 설정하기 위해 (To DS, From DS)필드 값을 (0, 0)이 아닌 값으로 설정한다. 예를 들어, (To DS, From DS)필드 값이 (0, 0)이 아닌 경우, STA(120)는 NAV의 값을 듀레이션 필드로 설정하여 305 마이크로 초를 "000_0001_0011_0001_로 나타낼 수 있다. 이 경우, STA는 305 마이크로 초 동안 침묵하게 된다. The embodiment of the present invention sets the value of the (To DS, From DS) field to a value other than (0, 0) in order to set that the
반면에, (To DS, From DS)필드 값이 (0, 0)이 값이 아닌 경우, MP(110)는 NAV를 0으로 설정한다. 그러므로, MP(110)은 NAV를 업데이트 하지않고, MP(110)은 상기 NAV가 지시하는 바와 같이 지체 없이 데이터 프레임을 전달할 수 있다.On the other hand, if the value of the (To DS, From DS) field is not (0, 0), the
<MAP의 선택적 사일런싱><Optional silencing of MAP>
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 MAP의 선택적 사일런싱 과정을 나타내는 흐름도이다. MP(110) 또한 MAP(100)와 같이 CTS-to-Self할 수 있으므로, MAP(100)의 선택적 사일런싱 과정은 MP(110)에서도 동일하게 가능하다. 본 발명의 실시예에서는 예를 들어 MAP(100)의 선택적 사일런싱에 대하여 설명한다. 4 is a flowchart illustrating a selective silencing process of a MAP according to an embodiment of the present invention. Since the
도 4를 참조하면, 400단계에서, MAP(100)는 (To DS, From DS)필드가 메쉬 트래픽임을 지시하기 위해 (0,0)과 다른 값으로 설정한다. 410단계에서 MAP(100)는 CTS-to-Self 프레임을 전송한다. 상기 전송은 컨트롤 프레임을 전송하는 것이므로, 브로드캐스트 될 수 있다. Referring to FIG. 4, in
본 발명의 실시예는 컨트롤 프레임 중 대표적으로 CTS프레임을 이용했다. 따라서, CTS 프레임은 다른 컨트롤 프레임들로 대체될 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예는 컨트롤 프레임에서 (To DS, From DS)필드를 이용하여 메쉬 트래픽임을 나타냈다. 따라서, (To DS, From DS)필드는 메쉬 트래픽임을 지시할 수 있는 다른 비트 또는 플래그(flag)로 대체 가능하다.In the embodiment of the present invention, a CTS frame is typically used among control frames. Thus, the CTS frame can be replaced with other control frames. In addition, an embodiment of the present invention indicates that mesh traffic is performed using a (To DS, From DS) field in a control frame. Accordingly, the (To DS, From DS) field may be replaced with another bit or flag that may indicate that the mesh is traffic.
STA(120)와 MP(110)는 상기 전송(브로드캐스트)된 CTS프레임을 수신한다. 상기 CTS프레임의 수신과 관련하여 선택적인 사일런싱에 대한 흐름도는 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다.The
<STA 사일런싱><STA Silencing>
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 STA가 사일런싱하는 과정을 나타내는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of silencing by an STA according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 500단계에서 STA(120)는 MAP(100)로부터 브로드캐스트된 CTS 프레임을 수신한다. 여기서 CTS 프레임은 (To DS, From DS)필드 값이 (0,0)과 다르게 설정된다. 510단계에서 STA(120)는 CTS 프레임에 (To DS, From DS)필드 값이 (0, 0)이 아님을 확인하여 메쉬 네트워크 트래픽임을 확인한다. 520단계에서 STA(120)는 NAV를 수신한 CTS 프레임의 듀레이션 필드 동안 설정한다. 상기 NAV의 설정은 MAP(100)에서 지시한 대로 사일런싱하는 것이 된다. 이에 따라, STA(120)는 듀레이션 필드 값의 마이크로 초에 해당하는 시간 동안 사일런싱 상태로 대기하게 된다. Referring to FIG. 5, in
<MP 활성화><MP Activation>
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 MP가 활성화하는 과정을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a process of activating an MP according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 600단계에서 MP(110)는 MAP(100)로부터 브로드캐스트된 CTS 프레임을 수신한다. 610 단계에서 MP(110)는 CTS-to-Self 프레임의 (To DS, From DS)필드 값이 (0, 0)이 아님을 확인한다. 예를 들어 CTS 프레임의 (To DS, From DS)필드 값이 (1,1)인 경우, MP(110)은 (To DS, From DS)필드 값이 (0,0)이 아님을 확인하여 WDS 트래픽임을 인지할 수 있다. 620 단계에서, MP(110)는 NAV를 업데이트 하지 않는다. 이를 통해 MP는 활성화될 수 있다.Referring to FIG. 6, in
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형될 수 있음은 물론이다. 첨부된 도면은 본 발명의 실시예를 적용하는 경우를 예시적으로 보여준 것이며, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어서는 아니 되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. On the other hand, in the detailed description of the present invention has been described with respect to specific embodiments, it can be modified in various ways without departing from the scope of the invention. The accompanying drawings show an example of applying an embodiment of the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.
본 발명에 따르면 선택적인 사일런싱을 가능하게 함으로써, 동일 채널을 사용하는 MP와 STA 중 STA만을 사일런싱하고, MP를 활성화할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by enabling selective silencing, only the STA of the MP and the STA using the same channel can be silenced, and the MP can be activated.
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