KR101801591B1

KR101801591B1 - 무선 통신 시스템에서 디스커버리를 수행하는 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101801591B1
Application number: KR1020167017230A
Authority: KR
Inventors: 이병주; 박기원; 김동철
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2017-11-27
Also published as: KR20160094388A; US9980122B2; US20170006456A1; WO2015119329A1

Abstract

본 발명의 실시예는, 와이파이 다이렉트 서비스를 지원하는 제1 장치가 디스커버리를 수행하는 방법에 있어서, 제1 장치의 ASP(Application Service Platform) 계층이 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신하는 단계; 상기 ASP 계층이 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성하는 단계; 및 상기 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청을 AP(Access Point)로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 디스커버리 요청은 상기 AP에 연관된 포트를 통해 상기 제1 장치가 속한 서브넷에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는, 디스커버리 수행 방법이다.

Description

무선 통신 시스템에서 디스커버리를 수행하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONDUCTING DISCOVERY IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 와이파이 다이렉트에서 디스커버리를 수립하는 방법 및 장치에 대한 것이다.

최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.

기존의 무선랜 시스템에서 기본적으로 요구되는 무선 액세스 포인트(AP) 없이, 장치(device)들이 서로 용이하게 연결할 수 있도록 하는 직접 통신 기술로서, 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 또는 Wi-Fi P2P(peer-to-peer)의 도입이 논의되고 있다. 와이파이 다이렉트에 의하면 복잡한 설정과정을 거치지 않고도 장치들이 연결될 수 있고, 사용자에게 다양한 서비스를 제공하기 위해서, 일반적인 무선랜 시스템의 통신 속도로 서로 데이터를 주고 받는 동작을 지원할 수 있다.

최근 다양한 Wi-Fi 지원 장치들이 이용되며, 그 중에서도 AP 없이 Wi-Fi 장치간 통신이 가능한 Wi-Fi Direct 지원 장치의 개수가 증가하고 있다. WFA(Wi-Fi Alliance)에서는 Wi-Fi Direct 링크를 이용한 다양한 서비스(예를 들어, 센드(Send), 플레이(Play), 디스플레이(Display), 프린트(Print) 등)을 지원하는 플랫폼을 도입하는 기술이 논의되고 있다. 이를 와이파이 다이렉트 서비스(WFDS)라고 칭할 수 있다. WFDS에 따르면, 애플리케이션, 서비스 등은 ASP(Application Service Platform)이라는 서비스 플랫폼에 의해서 제어 또는 관리될 수 있다.

본 발명은 액세스 포인트에 이미 연관된 장치가 디스커버리를 수행하는 방법들을 기술적 과제로 한다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 기술적인 측면은, 와이파이 다이렉트 서비스를 지원하는 제1 장치가 디스커버리를 수행하는 방법에 있어서, 제1 장치의 ASP(Application Service Platform) 계층이 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신하는 단계; 상기 ASP 계층이 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성하는 단계; 및 상기 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청을 AP(Access Point)로 전송하는 단계를 포함하며, 상기 디스커버리 요청은 상기 AP에 연관된 포트를 통해 상기 제1 장치가 속한 서브넷에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는, 디스커버리 수행 방법이다.

본 발명의 제2 기술적인 측면은, 와이파이 다이렉트 서비스를 지원하는 제1 장치에 있어서, 수신 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서에서, ASP(Application Service Platform) 계층이 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신하고, 상기 ASP 계층이 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성하며, 상기 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청을 AP(Access Point)로 전송하며, 상기 디스커버리 요청은 상기 AP에 연관된 포트를 통해 상기 제1 장치가 속한 서브넷에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는, 제1 장치이다.

본 발명의 제1 내지 제2 기술적인 측면은 다음 사항들 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 디스커버리 요청은 IP 헤더, UDP(user datagram protocol) 헤더, UDP 데이터 그램을 포함할 수 있다.

상기 UDP 데이터 그램은 디스커버리 요청임을 나타내는 Op코드 및 발견하고자 하는 장치에 관련된 정보 요소(Information Element, IE) 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 IE 각각은, 타입(type), 길이(length), 밸류(value)의 형태로 구성된 것일 수 있다.

상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는, 서비스 해쉬(Service Hash) 필드 값을 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것일 수 있다.

상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는 서비스 네임 필드 값, 서비스 정보 요청 필드 값을 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것일 수 있다.

상기 AP에 연관되어 있는 제2 장치로부터 디스커버리 응답을 상기 AP를 통해 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 디스커버리 응답은 IP 헤더, UDP 헤더, UDP 데이터 그램을 포함할 수 있다.

상기 UDP 데이터 그램은 디스커버리 요청임을 나타내는 Op코드 및 발견하고자 하는 장치에 관련된 IE 하나 이상을 포함할 수 있다.

상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는, 애드버타이즈드 서비스 디스크립터 필드를 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것일 수 있다.

상기 디스커버리 응답에 대해, Op코드 및 시퀀스 넘버를 포함하는 ACK 메시지를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 인프라스트럭처 BSS 모드에서도 와이파이 다이렉트 장치가 디스커버리를 원활하게 수행할 수 있다. 또한, 다양한 어트리뷰트들을 UDP 패킷에 포함시킴으로써 종래 레이어 2에서 교환되는 정보를 포맷 변경 없이 IP 계층에서 전달할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 Wi-Fi Direct 네트워크를 예시하는 도면이다.
도 3은 Wi-Fi Direct 네트워크를 구성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 이웃 발견 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 Wi-Fi Direct 네트워크의 새로운 양상을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 WFDS 프레임워크 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 WFDS 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8는 WFDS에서 ASP 세션 셋업 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 디스커버리를 설명하기 위한 도면이다.
도 15 내지 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.

이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.

본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.

WLAN 시스템의 구조

도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.

IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 WLAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것(STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고, STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.

IEEE 802.11 WLAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 WLAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 WLAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.

STA의 켜지거나 꺼짐, STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA은 BSS에 연관(associated)되어야 한다. 이러한 연관(association)은 동적으로 설정될 수 있고, 분배시스템서비스(Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.

추가적으로, 도 1에서는 분배시스템(Distribution System; DS), 분배시스템매체(Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트(Access Point; AP) 등의 구성요소에 대해서 도시한다.

WLAN에서 직접적인 스테이션-대-스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템(DS)이 구성될 수 있다.

DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.

DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체(DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체(DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 WLAN 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 WLAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 WLAN 구조가 특정될 수 있다.

DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.

AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 엔티티(entity)를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들(STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 엔티티이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.

AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 송신되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 엔티티에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 송신 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.

계층 구조

무선랜 시스템에서 동작하는 STA의 동작은 계층(layer) 구조의 관점에서 설명할 수 있다. 장치 구성의 측면에서 계층 구조는 프로세서에 의해서 구현될 수 있다. STA는 복수개의 계층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 802.11 표준문서에서 다루는 계층 구조는 주로 DLL(Data Link Layer) 상의 MAC 서브계층(sublayer) 및 물리(PHY) 계층이다. PHY은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체, PMD(Physical Medium Dependent) 개체 등을 포함할 수 있다. MAC 서브계층 및 PHY은 각각 MLME(MAC sublayer Management Entity) 및 PLME((Physical Layer Management Entity)라고 칭하여지는 관리 개체들을 개념적으로 포함한다. 이러한 개체들은 계층 관리 기능이 작동하는 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다.

정확한 MAC 동작을 제공하기 위해서, SME(Station Management Entity) 가 각각의 STA 내에 존재한다. SME는, 별도의 관리 플레인 내에 존재하거나 또는 따로 떨어져(off to the side) 있는 것으로 보일 수 있는, 계층 독립적인 개체이다. SME의 정확한 기능들은 본 문서에서 구체적으로 설명하지 않지만, 일반적으로는 다양한 계층 관리 개체(LME)들로부터 계층-종속적인 상태를 수집하고, 계층-특정 파라미터들의 값을 유사하게 설정하는 등의 기능을 담당하는 것으로 보일 수 있다. SME는 일반적으로 일반 시스템 관리 개체를 대표하여(on behalf of) 이러한 기능들을 수행하고, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.

전술한 개체들은 다양한 방식으로 상호작용한다. 예를 들어, 개체들 간에는 GET/SET 프리머티브(primitive)들을 교환(exchange)함으로써 상호작용할 수 있다. 프리머티브는 특정 목적에 관련된 요소(element)나 파라미터들의 세트를 의미한다. XX-GET.request 프리머티브는 주어진 MIB attribute(관리 정보 기반 속성 정보)의 값을 요청하기 위해 사용된다. XX-GET.confirm 프리머티브는, Status가 "성공"인 경우에는 적절한 MIB 속성 정보 값을 리턴하고, 그렇지 않으면 Status 필드에서 에러 지시를 리턴하기 위해 사용된다. XX-SET.request 프리머티브는 지시된 MIB 속성이 주어진 값으로 설정되도록 요청하기 위해 사용된다. 상기 MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되는 것을 요청하는 것이다. 그리고, XX-SET.confirm 프리머티브는 status가 "성공"인 경우에 지시된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 확인하여 주고, 그렇지 않으면 status 필드에 에러 조건을 리턴하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되었음을 확인하여 준다.

또한, MLME 및 SME는 다양한 MLME_GET/SET 프리머티브들을 MLME_SAP(Service Access Point)을 통하여 교환할 수 있다. 또한, 다양한 PLME_GET/SET 프리머티브들이, PLME_SAP을 통해서 PLME와 SME 사이에서 교환될 수 있고, MLME-PLME_SAP을 통해서 MLME와 PLME 사이에서 교환될 수 있다.

무선랜의 진화

무선랜(WLAN) 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 그룹에서 개발되고 있다. IEEE 802.11a 및 b는 2.4.GHz 또는 5GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하고, IEEE 802.11b는 11Mbps의 전송 속도를 제공하고, IEEE 802.11a는 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)를 적용하여 54Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(Multiple Input Multiple Output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여 300Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우 600Mbps의 전송 속도를 제공한다.

IEEE 802.11e에 따른 무선랜 환경에서의 DLS(Direct Link Setup) 관련 프로토콜은 BSS(Basic Service Set)가 QoS(Quality of Service)를 지원하는 QBSS(Quality BSS)를 전제로 한다. QBSS에서는 비-AP(Non-AP) STA 뿐만 아니라 AP도 QoS를 지원하는 QAP(Quality AP)이다. 그런데, 현재 상용화되어 있는 무선랜 환경(예를 들어, IEEE 802.11a/b/g 등에 따른 무선랜 환경)에서는 비록 Non-AP STA이 QoS를 지원하는 QSTA(Quality STA)이라고 하더라도 AP는 QoS를 지원하지 못하는 레거시(Legacy) AP가 대부분이다. 그 결과, 현재 상용화되어 있는 무선랜 환경에서는 QSTA이라고 하더라도 DLS 서비스를 이용할 수가 없는 한계가 있다.

터널 다이렉트 링크 설정(Tunneled Direct Link Setup; TDLS)은 이러한 한계를 극복하기 위하여 새롭게 제안된 무선 통신 프로토콜이다. TDLS는 QoS를 지원하지는 않지만 현재 상용화된 IEEE 802.11a/b/g 등의 무선랜 환경에서도 QSTA들이 다이렉트 링크를 설정할 수 있도록 하는 것과 전원 절약 모드(Power Save Mode; PSM)에서도 다이렉트 링크의 설정이 가능하도록 하는 것이다. 따라서 TDLS는 레거시 AP가 관리하는 BSS에서도 QSTA들이 다이렉트 링크를 설정할 수 있도록 하기 위한 제반 절차를 규정한다. 그리고 이하에서는 이러한 TDLS를 지원하는 무선 네트워크를 TDLS 무선 네트워크라고 한다.

와이파이 다이렉트 네트워크

종래의 무선랜은 무선 액세스 포인트(AP)가 허브로서 기능하는 인프라스트럭쳐(infrastructure) BSS에 대한 동작을 주로 다루었다. AP는 무선/유선 연결을 위한 물리 계층 지원 기능과, 네트워크 상의 장치들에 대한 라우팅 기능과, 장치를 네트워크에 추가/제거하기 위한 서비스 제공 등을 담당한다. 이 경우, 네트워크 내의 장치들은 AP를 통하여 연결되는 것이지, 서로간에 직접 연결되는 것은 아니다.

장치들 간의 직접 연결을 지원하는 기술로서 와이파이 다이렉트(Wi-Fi Direct) 표준의 제정이 논의되고 있다.

도 2는 Wi-Fi Direct 네트워크를 예시한다. Wi-Fi Direct 네트워크는 Wi-Fi 장치들이 홈 네트워크, 오피스 네트워크 및 핫스팟 네트워크에 참가하지 않아도, 서로 장치-대-장치(Device to Device; D2D)(혹은, Peer-to-Peer; P2P) 통신을 수행할 수 있는 네트워크로서 Wi-Fi 연합(Alliance)에 의해 제안되었다. 이하, Wi-Fi Direct 기반 통신을 WFD D2D 통신(간단히, D2D 통신) 혹은 WFD P2P 통신(간단히, P2P 통신)이라고 지칭한다. 또한, WFD P2P 수행 장치를 WFD P2P 장치, 간단히 P2P 장치라고 지칭한다.

도 2를 참조하면, WFD 네트워크(200)는 제1 WFD 장치(202) 및 제2 WFD 장치 (204)를 포함하는 적어도 하나의 Wi-Fi 장치를 포함할 수 있다. WFD 장치는 디스플레이 장치, 프린터, 디지털 카메라, 프로젝터 및 스마트 폰 등 Wi-Fi를 지원하는 장치들을 포함한다. 또한, WFD 장치는 Non-AP STA 및 AP STA를 포함한다. 도시된 예에서, 제1 WFD 장치(202)는 휴대폰이고 제2 WFD 장치 (204)는 디스플레이 장치이다. WFD 네트워크 내의 WFD 장치들은 서로 직접 연결될 수 있다. 구체적으로, P2P 통신은 두 WFD 장치들간의 신호 전송 경로가 제3의 장치(예를 들어, AP) 또는 기존 네트워크(예를 들어, AP를 거쳐 WLAN에 접속)를 거치지 않고 해당 WFD 장치들간에 직접 설정된 경우를 의미할 수 있다. 여기서, 두 WFD 장치들 간에 직접 설정된 신호 전송 경로는 데이터 전송 경로로 제한될 수 있다. 예를 들어, P2P 통신은 복수의 Non-STA들이 AP를 거치지 않고 데이터(예, 음성/영상/문자 정보 등)를 전송하는 경우를 의미할 수 있다. 제어 정보(예, P2P 설정을 위한 자원 할당 정보, 무선 장치 식별 정보 등)를 위한 신호 전송 경로는 WFD 장치들(예를 들어, Non-AP STA-대-Non-AP STA, Non-AP STA-대-AP) 간에 직접 설정되거나, AP를 경유하여 두 WFD 장치들(예를 들어, Non-AP STA-대-Non-AP STA) 간에 설정되거나, AP와 해당 WFD 장치(예를 들어, AP-대-Non-AP STA#1, AP-대-Non-AP STA#2) 간에 설정될 수 있다.

도 3은 WFD 네트워크를 구성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, WFD 네트워크 구성 과정은 크게 두 과정으로 구분될 수 있다. 첫 번째 과정은 이웃 발견 과정(Neighbor Discovery, ND, procedure)이고(S302a), 두 번째 과정은 P2P 링크 설정 및 통신 과정이다(S304). 이웃 발견 과정을 통해, WFD 장치(예를 들어, 도 2의 202)는 (자신의 무선) 커버리지 내의 다른 이웃 WFD 장치(예를 들어, 도 2의 204)를 찾고 해당 WFD 장치와의 연관(association), 예를 들어 사전-연관(pre-association)에 필요한 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 사전-연관은 무선 프로토콜에서 제2 계층 사전-연관을 의미할 수 있다. 사전-연관에 필요한 정보는 예를 들어 이웃 WFD 장치에 대한 식별 정보 등을 포함할 수 있다. 이웃 발견 과정은 가용 무선 채널 별로 수행될 수 있다(S302b). 이후, WFD 장치(202)는 다른 WFD 장치(204)와 WFD P2P 링크 설정/통신을 위한 과정을 수행할 수 있다. 예를 들어, WFD 장치(202)는 주변 WFD 장치(204)에 연관된 후, 해당 WFD 장치(204)가 사용자의 서비스 요구 사항을 만족하지 못하는 WFD 장치인지 판단할 수 있다. 이를 위해, WFD 장치(202)는 주변 WFD 장치(204)와 제2 계층 사전-연관 후 해당 WFD 장치(204)를 검색할 수 있다. 만약, 해당 WFD 장치(204)가 사용자의 서비스 요구 사항을 만족하지 못하는 경우, WFD 장치(202)는 해당 WFD 장치(204)에 대해 설정된 제2 계층 연관을 끊고 다른 WFD 장치와 제2 계층 연관을 설정할 수 있다. 반면, 해당 WFD 장치(204)가 사용자의 서비스 요구 사항을 만족하는 경우, 두 WFD 장치(202 및 204)는 P2P 링크를 통해 신호를 송수신할 수 있다.

도 4는 이웃 발견 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 예시는 도 3에서 WFD 장치(202)와 WFD 장치(204) 사이의 동작으로 이해될 수 있다.

도 4를 참조하면, 도 3의 이웃 발견 과정은 SME(Station Management Entity)/어플리케이션/사용자/벤더의 지시에 의해 개시될 수 있고(S410), 스캔 단계(scan phase)(S412)와 찾기 단계(find phase)(S414-S416)로 나눠질 수 있다. 스캔 단계(S412)는 가용한 모든 무선 채널에 대해 802.11 방식에 따라 스캔하는 동작을 포함한다. 이를 통해, P2P 장치는 최상의 동작 채널을 확인할 수 있다. 찾기 단계(S414-S416)는 청취(listen) 상태 (S414)와 검색(search) 상태 (S416)를 포함하며, P2P 장치는 청취 상태(S414)와 검색 상태(S416)를 교대로 반복한다. P2P 장치(202, 204)는 검색 상태(S416)에서 프로브 요청 프레임(Probe request frame)을 사용하여 능동 검색을 실시하며, 빠른 검색을 위하여 검색 범위를 채널 1, 6, 11(예를 들어, 2412, 2437, 2462MHz)의 소셜 채널(social channel)로 한정할 수 있다. 또한, P2P 장치(202, 204)는 청취 상태(S414)에서 3개의 소셜 채널 중 하나의 채널만을 선택하여 수신 상태로 유지한다. 이 때, 다른 P2P 장치(예, 202)가 검색 상태에서 전송한 프로브 요청 프레임이 수신된 경우, P2P 장치(예를 들어, 204)는 프로브 응답 프레임(probe response frame)으로 응답한다. 청취 상태(S414) 시간은 랜덤하게 주어질 수 있다(예를 들어, 100, 200, 300 TU(Time Unit)). P2P 장치는 검색 상태와 수신 모드를 계속 반복하다 서로의 공통 채널에 도달할 수 있다. P2P 장치는 다른 P2P 장치를 발견한 후 해당 P2P 장치에 선택적으로 결합하기 위해, 프로브 요청 프레임과 프로브 응답 프레임을 사용하여 장치 타입, 제작사 또는 친근한 장치 명칭(name)을 발견/교환할 수 있다. 이웃 발견 과정을 통해 주변 P2P 장치를 발견하고 필요한 정보를 얻은 경우, P2P 장치(예를 들어, 202)는 SME/어플리케이션/사용자/벤더에게 P2P 장치 발견을 알릴 수 있다(S418).

현재, P2P는 주로 원격 프린트, 사진 공유 등과 같은 반-정적(semi-static) 통신을 위해 사용되고 있다. 그러나, Wi-Fi 장치의 보편화와 위치 기반 서비스 등으로 인해, P2P의 활용성은 점점 넓어지고 있다. 예를 들어, 소셜 채팅(예를 들어, SNS(Social Network Service)에 가입된 무선 장치들이 위치 기반 서비스에 기초해서 근접 지역의 무선 장치를 인식하고 정보를 송수신), 위치-기반 광고 제공, 위치-기반 뉴스 방송, 무선 장치간 게임 연동 등에 P2P가 활발히 사용될 것으로 예상된다. 편의상, 이러한 P2P 응용을 신규 P2P 응용이라고 지칭한다.

도 5는 WFD 네트워크의 새로운 양상을 설명하기 위한 도면이다.

도 5의 예시는 신규 P2P 응용(예를 들어, 소셜 채팅, 위치-기반 서비스 제공, 게임 연동 등)이 적용되는 경우의 WFD 네트워크 양상으로 이해될 수 있다.

도 5를 참조하면, WFD 네트워크에서 다수의 P2P 장치들(502a-502d)이 P2P 통신(510)을 수행하며, P2P 장치의 이동에 의해 WFD 네트워크를 구성하는 P2P 장치(들)이 수시로 변경되거나, WFD 네트워크 자체가 동적/단시간적으로 새로 생성되거나 소멸될 수 있다. 이와 같이, 신규 P2P 응용 부분의 특징은 밀집(dense) 네트워크 환경에서 상당히 다수의 P2P 장치간에 동적/단시간적으로 P2P 통신이 이뤄지고 종료될 수 있다는 점이다.

와이파이 다이렉트 서비스(WFDS)

와이파이 다이렉트는 링크 계층(Link layer)의 동작까지 정의하는 네트워크 연결 표준 기술이다. 와이파이 다이렉트에 의해서 구성된 링크의 상위 계층에서 동작하는 애플리케이션에 대한 표준이 정의되어 있지 않기 때문에, 와이파이 다이렉트를 지원하는 장치들이 서로 연결된 후에 애플리케이션을 구동하는 경우의 호환성을 지원하기가 어려웠다. 이러한 문제를 해결하기 위해서, 와이파이 다이렉트 서비스(WFDS)라는 상위 계층 애플리케이션의 동작에 대한 표준화가 와이파이 얼라이언스(WFA)에서 논의중이다.

도 6은 WFDS 프레임워크 구성요소를 설명하기 위한 도면이다.

도 6의 Wi-Fi Direct 계층은, 와이파이 다이렉트 표준에 의해서 정의되는 MAC 계층을 의미한다. Wi-Fi Direct 계층은 와이파이 다이렉트 표준과 호환되는 소프트웨어로서 구성될 수 있다. Wi-Fi Direct 계층의 하위에는 Wi-Fi PHY와 호환되는 물리 계층(미도시)에 의해서 무선 연결이 구성될 수 있다. Wi-Fi Direct 계층의 상위에 ASP(Application Service Platform)이라는 플랫폼이 정의된다.

ASP는 공통 공유 플랫폼(common shared platform)이며, 그 상위의 애플리케이션(Application) 계층과 그 하위의 Wi-Fi Direct 계층 사이에서 세션(session)관리, 서비스의 명령 처리, ASP간 제어 및 보안 기능을 수행한다.

ASP의 상위에는 서비스(Service) 계층이 정의된다. 서비스 계층은 용도(use case) 특정 서비스들을 포함한다. WFA에서는 4개의 기본 서비스인 센드(Send), 플레이(Play), 디스플레이(Display), 프린트(Print) 서비스를 정의한다. 또한, 인에이블(Enable) API(Application Program Interface)는 기본 서비스 외에 서드파티(3rd party) 애플리케이션을 지원하는 경우에 ASP 공통 플랫폼을 이용할 수 있도록 하기 위해서 정의된다.

도 6에서는 서비스의 예시로서, Send, Play, Display, Print, 또는 서드파티 애플리케이션에서 정의하는 서비스 등을 도시하지만, 본 발명의 적용 범위가 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 문서에서 "서비스"라는 용어는 상기 Send, Play, Display, Print, 또는 서드파티 애플리케이션에서 정의하는 서비스 외에도, 와이파이 시리얼버스(Wi-Fi Serial Bus; WSB), 와이파이 도킹(Wi-Fi Docking), 또는 인접 인지 네트워크(Neighbor Awareness Networking; NAN)을 지원하기 위한 서비스 중의 어느 하나일 수도 있다.

Send는 두 WFDS 장치간 파일 전송을 수행할 수 있는 서비스 및 애플리케이션을 의미한다. Play는 두 WFDS 장치간 DLNA(Digital Living Network Alliance)를 기반으로 하는 오디오/비디오(A/V), 사진, 음악 등을 공유 또는 스트리밍하는 서비스 및 애플리케이션을 의미한다. Print는 문서, 사진 등의 콘텐츠를 가지고 있는 장치와 프린터 사이에서 문서, 사진 출력을 가능하게 하는 서비스 및 애플리케이션을 의미한다. Display는 WFA의 미라캐스트(Miracast) 소스와 싱크 사이에 화면 공유를 가능하게 하는 서비스 및 애플리케이션을 의미한다.

애플리케이션 계층은 사용자 인터페이스(UI)를 제공할 수 있으며, 정보를 사람이 인식 가능한 형태로 표현하고 사용자의 입력을 하위 계층에 전달하는 등의 기능을 수행한다.

도 7은 WFDS 동작을 설명하기 위한 도면이다.

도 7에서는 2 개의 피어(peer) 장치 A 및 B가 존재하는 것으로 가정한다.

ASP는 서비스들이 필요로 하는 공통된 기능들을 구현하는 논리적인 개체(logical entity)이다. 이러한 기능들은 장치 디스커버리(Device Discovery), 서비스 디스버커버리(Service Discovery), ASP-세션 관리, 연결 토폴로지(topology) 관리, 보안 등을 포함할 수 있다.

ASP-세션은 장치 A의 ASP와 장치 B의 ASP 간의 논리적인 링크이다. ASP-세션을 시작하기 위해서 피어 장치들 간의 P2P(Peer-to-Peer) 연결이 필요하다. ASP는 두 장치 간에 복수개의 ASP-세션들을 셋업할 수 있다. 각각의 ASP-세션은, ASP-세션을 요구하는 ASP에 의해서 할당되는 세션 식별자에 의해서 식별될 수 있다.

서비스는, 다른 서비스들 또는 애플리케이션에게 ASP를 이용하여 용도 특정 기능들을 제공하는 논리적인 개체이다. 하나의 장치의 서비스는 하나 이상의 다른 장치의 대응하는 서비스와, 서비스-특정 프로토콜(이는 서비스 표준 및 ASP 프로토콜에 의해서 정의될 수 있음)을 이용하여 통신할 수 있다.

ASP와 서비스 간의 인터페이스는 메소드(Method) 및 이벤트(Event)로 정의된다. Method는 서비스에 의해서 개시되는 동작을 나타내고, Method의 파라미터(또는 필드)에는 수행하려는 동작에 대한 정보가 포함될 수 있다. Event는 ASP로부터 서비스로 정보를 제공한다.

사용자가 장치 A 및 장치 B 간에 서비스 X를 이용하고자 하는 경우, 각각의 장치 상의 ASP들은 서비스 X 전용의 ASP-세션을 장치 간에 생성한다. 그 후에 사용자가 서비스 Y를 이용하고자 하는 경우, 해당 서비스를 위한 새로운 ASP-세션이 수립(establish)된다.

도 8은 WFDS에서 ASP 세션 셋업 시퀀스를 설명하기 위한 도면이다.

WFDS에서는 두 피어 장치들 간의 동작을 정의함에 있어서, 그 중에서 어떤 장치는 서비스 애드버타이저(advertiser)의 역할을 수행하고 다른 장치는 서비스 시커(seeker)의 역할을 수행할 수 있다. 서비스 시커는 서비스 애드버타이저(들)을 발견(discover)하여, 원하는 서비스를 찾은 경우 서비스 시커는 서비스 애드버타이저와의 연결을 요청할 수도 있다. 도 8의 예시에서는 장치 A가 서비스 애드버타이저의 역할을 수행하고, 장치 B가 서비스 시커의 역할을 수행하는 경우를 예시적으로 나타낸다.

도 8의 ASP 세션 셋업 동작에 대해서 간략하게 설명하면, 어떤 WFDS 장치의 특정 서비스가 다른 WFDS 장치 및 서비스를 탐색하고, 서비스를 요청하여, Wi-Fi Direct 연결을 수립하고, 애플리케이션이 동작하는 과정을 나타낸다.

도 8에서 장치 A는 자신의 서비스를 애드버타이즈(advertise)하고, 다른 장치가 해당 서비스를 찾을 수 있도록 대기할 수 있다. 장치 A의 ASP는 Service 계층으로부터 제공되는 AdvertiseService() 메소드에 포함되는 정보에 기초하여 다른 장치에게 응답할 수 있다.

장치 B는 서비스를 찾아서 시작하고자 하는 장치다. 장치 B는 상위 애플리케이션 또는 사용자의 요청에 의해서 서비스를 지원하는 장치를 찾는 과정을 수행한다. 장치 B의 Service 계층은 Application 계층으로부터 서비스를 사용하겠다는(Use Service) 의도를 나타내는 정보를 수신하면, SeekService() 메소드에 필요한 정보를 포함시켜 ASP에게 전달할 수 있다.

이에 따라 장치 B의 ASP는 다른 장치로 프로브 요청 프레임(Probe Request frame)을 전송할 수 있다. 이 때 프로브 요청 프레임 내에 자신이 찾고자 하는 또는 자신이 지원 가능한 서비스의 서비스 명칭(service name)을 해시(hash) 형태로 포함시켜 요청한다.

프로브 요청 프레임을 수신한 장치 A는 해시 매칭(hash matching)을 시도하여, 해시값에 해당하는 서비스를 지원하는 경우 프로브 응답 프레임(Probe Response frame)을 장치 B에게 전송할 수 있다. 프로브 응답 프레임 내에는 서비스 명칭(Service Name), 애드버타이즈먼트 ID 값 등이 포함될 수 있다.

이와 같은 프로브 요청/응답 프레임을 주고 받는 과정은, 장치 A와 B가 서로 WFDS를 지원하는 장치라는 것과, 각자 지원하는 서비스가 무엇인지를 알 수 있는 장치 탐색 과정이라고 칭할 수 있다.

추가적으로, 장치 A와 B는 P2P 서비스 디스커버리 과정을 통해서 특정 서비스에 대한 구체적인 사항에 대한 정보를 주고 받을 수 있다. 예를 들어, 서비스 명칭(복수개의 서비스에 대한 지원 여부를 탐색하는 경우에는 복수개의 서비스 명칭), 서비스 정보 요청 등의 정보가 서비스 디스커버리 요청 메시지를 통하여 장치 B로부터 장치 A에게 전달될 수 있다. 이에 대해서, 장치 A는 서비스 정보 매칭을 수행하여 매칭되는 경우에는 해당 서비스를 제공할 수 있다고 장치 B에게 알려줄 수 있다. 예를 들어, 서비스 디스커버리 응답 메시지에는 서비스 명칭, 애드버타이즈먼트 ID, 서비스 상태(service status) 등의 정보가 포함될 수 있다. 서비스 상태 정보는 서비스 애드버타이저 측에서 원격 장치로부터 요청되는 서비스가 가용한지 여부를 알려주는 정보이다. 이러한 서비스 디스커버리 과정은 IEEE 802.11u 시스템에서 정의하는 GAS(Generic Advertisement Protocol)을 사용하여 수행될 수 있다.

장치 B의 ASP는 Service 계층이 요청한 SeekService() 메소드에 의해서 요청된 동작이 완료되면, 그 결과(즉, SearchResult)를 서비스를 통하여 애플리케이션 및 사용자에게 알릴 수 있다.

이 시점까지는 Wi-Fi Direct의 그룹은 형성되지 않는 상태이며, 사용자가 서비스를 선택하여 서비스가 세션 연결(즉, ConnectSession)을 수행하는 경우에 P2P 그룹 형성(group formation)이 진행된다. 이때 프로비젼 디스커버리 요청(Provision Discovery Request) 및 프로비젼 디스커버리 응답(Provision Discovery Response)을 통해서, 세션 정보와 연결 캐퍼빌리티(connection capability) 정보가 교환된다.

세션 정보는 서비스를 요청하는 장치가 요청하는 서비스의 대략적인 정보를 알려주는 힌트(hint) 정보이다. 세션 정보는, 예를 들어, 파일 전송 서비스를 요청하고자 하는 경우에는, 파일의 개수, 크기 등을 알려줘서 상대방이 서비스 요청에 대한 수용/거절(accept/reject)을 결정할 수 있도록 하는 정보이다. 연결 캐퍼빌리티는 그룹을 생성하기 위한 정보로서 이용될 수 있다.

장치 B가 장치 A에게 프로비젼 디스커버리 요청 메시지를 전달하면, 장치 A의 ASP는 서비스 정보 등을 포함하는 세션요청(SessionRequest)을 서비스 계층으로 전달하고, 서비스 계층은 서비스 정보를 애플리케이션/사용자에게 전달한다. 애플리케이션/사용자가 세션 정보에 기초하여 해당 세션을 수용하는 것으로 결정하면, 서비스 계층을 통하여 확인(ConfirmService())이 ASP에게 전달된다.

그 동안, 장치 A의 ASP는 장치 B에게 프로비젼 디스커버리 응답 메시지를 전달하는데, 그 상태 정보는 연기됨(deferred)으로 설정될 수 있다. 이는 해당 서비스가 그 즉시에는 수용되지 않음을 나타내고, 사용자의 입력을 기다리고 있음을 알려주기 위함이다. 이에 따라, 장치 B의 ASP는 서비스 계층으로 ConnectStatus 이벤트를 전달하면서 서비스 요청이 연기되었음을 알려줄 수 있다.

장치 A의 ASP가 ConfirmService()를 전달 받으면, 후속(follow-on) 프로비전 디스커버리 과정이 수행될 수 있다. 즉, 장치 A는 장치 B로 프로비젼 디스커버리 요청 메시지를 전달할 수 있다. 이를 follow-on 프로비전 디스커버리 과정이라고 칭할 수 있다. 이 메시지에는 해당 서비스에 대한 상태가 성공(success)임을 나타내는 정보와 함께 서비스 정보가 포함될 수 있다. 이에 따라, 장치 B의 ASP는 서비스 계층으로 ConnectStatus 이벤트를 전달하면서 서비스 요청이 수용되었음을 알려줄 수 있다. 또한, 장치 B의 ASP는 프로비젼 디스커버리 응답 메시지를 장치 A에게 전달할 수 있고, 여기에는 연결 캐퍼빌리티 정보가 포함될 수 있다.

P2P 프로비젼 디스커버리 과정이 수행된 후 GO 협상 또는 프로비져닝, 연관 과정을 통해서 P2P 그룹이 생성되고, 제2계층(L2) 연결 및 IP(Internet Protocol) 연결이 수행된다. GO 협상 과정에 대해서는 자세한 설명은 생략한다.

그룹 생성이 완료되어 P2P 연결 또는 IP 연결이 생성된 이후에 장치 A와 B는 ASP 코디네이션 프로토콜(coordination protocol)을 통해서 세션을 요청하는 REQUEST_SESSION 메시지를 전달한다. REQUEST_SESSION 메시지에는 애드버타이즈먼트 ID, MAC 주소(mac_addr), 세션 식별자(session ID) 등이 포함될 수 있다. MAC 주소는 P2P 장치의 주소를 의미한다. REQUEST_SESSION 메시지에 응답하여 장치 A는 장치 B에게 ACK 메시지를 전달할 수 있다.

이를 받은 장치 A는 세션이 연결되었음을 상위 서비스/애플리케이션에 알리고, 서비스 계층은 해당 세션에 대한 포트(port) 정보를 요청하고, 해당 세션과 포트를 바인딩(binging)시킬 수 있다. 이에 따라, ASP는 해당 포트를 열고(ASP는 포트를 방화벽(firewall) 내에서 열 수 있음), 포트가 준비되었음을 서비스 계층에게 알려줄 수 있다. 서비스 계층은 세션이 준비되었음(SessionReady())을 ASP에게 알려줄 수 있다.

이에 따라, 장치 A의 ASP는 ADDED_SESSION 메시지를 상대방 장치에게 전송한다. 이때 ADDED_SESSION 메시지에는 세션 식별자(session ID), MAC 주소 정보 등이 포함될 수 있고, 이에 따라 서비스를 고유하게(unique) 구분할 수 있다. ADDED_SESSION 메시지를 수신한 장치 B의 ASP는 세션 연결을 서비스 계층에 알리고, 포트 요청, 포트 바인딩 등을 거쳐 포트가 준비되었음(PortReady())을 서비스 계층에게 알려줄 수 있다. ASP는 포트를 방화벽(firewall) 내에서 열 수 있다.

그 후, 장치 A와 장치 B의 서비스 계층 간에 애플리케이션 소켓(socket) 연결을 알릴 수 있다. 상술한 절차들에 의해 ASP 세션이 수립되었으므로, 개별 서비스 특정 동작(예를 들어, send, play 등)을 수행할 수 있다.

상기 도 8에서 살펴본 바와 같이, 현재 와이파이 다이렉트에서 정의된 장치 디스커버리 및 서비스 디스커버리는 P2P 프로브 요청/응답 프레임의 송수신 및 서비스 디스커버리 요청/응답 프레임의 송수신으로 정의되어 있다. 즉, 현재로서는 시커 및/또는 애드버타이저가 동일한 특정 AP에 이미 연결되어 있는 경우, 장치 디스커버리 및/또는 서비스 디스커버리를 수행할 수 있는 방법에 대한 정의가 없다. 만약 시커 및/또는 애드버타이저가 동일한 특정 AP와 접속한 상태에서도 디스커버리 절차를 수행할 수 있다면, 인프라스트럭처 모드에서도 와이파이다이렉트 서비스가 수행되도록 하는 진보된 WFDS에 부합할 수 있을 것이다. 따라서, 이하에서는 시커 및/또는 애드버타이저가 이미 같은 AP에 연결된 상태, 즉 L2/L3 연결이 수립된 상태에서 장치 디스커버리와 서비스 디스커버리를 수행하는 방법에 대해 살펴본다.

실시예 1

도 9에는 본 발명의 첫 번째 실시예에 의한 장치/서비스 디스커버리 절차가 예시되어 있다. 도 9에서는 앞서 언급된 바와 같이, 애드버타이저인 장치 A(제2 장치)와 시커인 장치 B(제1 장치)가 이미 AP에 접속(L2/L3 connection established)되어 있는 것을 전제한다. 시커의 ASP 계층은 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신(S901)하고, 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성(S902)한 후, 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청(Discovery request) (패킷)을 AP로 전송(S903)할 수 있다. 여기서, 디스커버리 요청은 AP에 연관된 포트를 통해 제1 장치가 속한 서브넷(subnet)에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는 것일 수 있다. AP에 연관된 포트라 함은, 시커 및/또는 애드버타이저가 AP에 연결되어 열게 된 특정 포트(또는 ASP Coordination Protocol port)일 수 있으며, 이 포트를 통해 디스커버리 요청을 서브넷 전체로 브로드캐스트 할 수 있는 것이다.

계속해서, 서브넷 내에 브로드캐스트된 디스커버리 요청을 수신한 장치들 중 서비스가 매칭되는 애드버타이저는 장치 및/또는 서비스에 대한 정보를 포함하는 디스커버리 응답을 AP를 통해 유니캐스트(unicast)로 전송할 수 있다.

상술한 본 발명의 첫 번째 실시예에서, 디스커버리 요청 및/또는 디스커버리 응답은 (TCP 또는) UDP(user datagram protocol)로 패킷화(packetization)되어 IP 상위에서 생성될 수 있다. 즉, 디스커버리 요청 및/또는 디스커버리 응답은 IP 헤더, UDP 헤더, UDP 데이터 그램을 포함할 수 있는 것이다. 또한, UDP 패킷은 ASP CP(Coordination Protocol 는 새로운 UDP 디스커버리 프로토콜일 수 있다. 도 10에는 UDP 패킷이 ASP CP로 정의되는 경우의 예시를 나타내고 있다. 도 10에서 table 1은 ASP CP Op 코드를 정의한 다음 표 1을 의미한다.

Opcode	Message
0	REQUEST_SESSION
1	ADDED_SESSION
2	REJECTED_SESSION
3	REMOVE_SESSION
4	ALLOWED_PORT
5	VERSION
6	DEFERRED_SESSION
7	DISCOVERY_REQUEST
8	DISCOVERY_RESPONSE
9-253	Reserved
254	ACK
255	NACK

디스커버리 요청의 구성에 대해 도 11을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 도 11에는 디스커버리 요청이 UDP 데이터 그램을 포함하며, UDP 데이터 그램이 ASP CP 포맷인 경우의 예시가 도시되어 있다. UDP 데이터 그램은 디스커버리 요청임을 나타내는 Op코드(0x07) 및 발견하고자 하는 장치에 관련된 정보 요소(Information Element, IE) 하나 이상을 포함할 수 있다. 여기서 IE 각각(도 12의 IE TLV 1, IE TLV 2, IE TLV n)은, 타입(type), 길이(length), 밸류(value)의 형태로 구성된 것일 수 있다. IE에서 타입은 다음 표 2에 예시된 것과 같이 어트리뷰트(Attribute)를 구분하기 위해 사용될 수 있다. 아래 표 2에서 각 타입 밸류에 해당하는 어트리뷰트의 포맷은 ‘Wi-Fi Direct Services (Draft) Technical Specification’ 또는 ‘Wi-Fi Peer-to-Peer (P2P) Technical Specification Wi-Fi Direct Services Draft Addendum’ 에 정의되어 있는 것일 수 있다.

Type Value	Notes
0	Status
1	Minor Reason Code
2	P2P Capability
3	P2P Device ID
4	P2P Manageability
5	Channel List
6	Notice of Absence
7	P2P Device Info
8	P2P Group Info
9	P2P Group ID
10	P2P Interface
11	Operating Channel
12	Invitation Flags
13	Out-of-Band Group Owner Negotiation Channel
14	Unused
15	Service Hash
16	Session Information Data Info
17	Connection Capability Info
18	Advertisement_ID Info
19	Advertised Service Info
20	Session ID Info
21	Feature Capability
22	Persistent Group Info
23	Service Discovery Query Request
24	Service Discovery Query Response
others	Reserved

계속해서, ‘Wi-Fi Direct Services (Draft) Technical Specification’ 또는 ‘Wi-Fi Peer-to-Peer (P2P) Technical Specification Wi-Fi Direct Services Draft Addendum’ 에 정의된(나아가, 상기 관련 표준 문서에서 정의될) 다양한 어트리뷰트들이 TLV IE 로써 디스커버리 요청에 포함될 수 있다. 예를 들어, 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는, 서비스 해쉬(Service Hash) 필드 값을 포함하는 어트리뷰트로 구성될 수 있다. 다시 말해, 다음 표 3과 같은 서비스 해쉬 어트리뷰트가 TVL 형태로 디스커버리 요청에 포함될 수 있는 것이다.

Field	Size (octets)	Value	Description
Attribute ID	1	21	Identifying the type of P2P attribute
Length	2	6xN	Length of the following field in the attribute. N represents the number of Service Hash field.
Service Hash(s)	6xN	variable	Contains N Service Hash values. Each Service Hash is 6 octet array of hash of UTF-8 Service Name.

또 다른 예로써, 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는 서비스 네임 필드, 서비스 정보 요청 필드를 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것일 수 있다. 즉, 다음 표 4와 같은 ANQP 쿼리 요청이 TVL 형태로 디스커버리 요청에 포함될 수 있는 것이다.

Field	Size (octets)	Value	Description
Service Name Length	1	0x00-0xFF	Length of Service Name.
Service Name	Service Name Length	Variable	Service name or prefix of the service name being searched for extra information
Service Information Request Length	1	0x00-0xFF	Length of Service Information Request
Service Information Request	Variable	Variable	UTF-8 substring to search for inside service_information

도 12에는 디스커버리 응답의 예가 도시되어 있다. 디스커버리 응답의 경우에도 디스커버리 요청의 경우와 마찬가지로, ‘Wi-Fi Direct Services (Draft) Technical Specification’ 또는 ‘Wi-Fi Peer-to-Peer (P2P) Technical Specification Wi-Fi Direct Services Draft Addendum’ 에 정의된(나아가, 상기 관련 표준 문서에서 정의될) 다양한 어트리뷰트들이 TLV IE 로써 디스커버리 응답에 포함될 수 있다. 즉, 애드버타이저는 종래 P2P를 통해 응답했던 정보들을 IE TLV를 통해 전달할 수 있는 것이다. 디스커버리 응답에 포함되는 어트리뷰트의 일 예로써, Advertised Service Info attribute가 있을 수 있다. 다시 말해, IE에 포함된 밸류가 애드버타이즈드 서비스 디스크립터 필드를 포함하는 다음 표 5와 같은 어트리뷰트로 구성될 수 있는 것이다.

Field	Size (octets)	Value	Description
Attribute ID	1	25	Identifying the type of P2P attribute.
Length	2	variable	Length of the following fields in the attribute.
Advertised Service Descriptor(s)	Sum of all Advertised Service Descriptor(s)		List of Advertised Service Descriptor(s).

상기 표 5에서 Advertised Service Descriptor(s) 필드는 다음 표 6의 포맷에 따를 수 있다.

Field	Size (octets)	Value	Description
Advertisement ID	4	0x00000000-0xFFFFFFFF	Advertisement ID of the local service
Service Config Methods	2	Config Method	The WSC Methods supported for the corresponding service.
Service Name Length	1	0x00-0xFF	Length of Service Name.
Service Name	Variable	Variable	UTF-8 string defining the service

상기 디스커버리 응답을 수신한 제1 장치는 WFDS ASP CP에 따른 ACK/NACK(예를 들어, Op코드 및 시퀀스 넘버를 포함하는 ACK/NACK)을 전송할 수 있다.

실시예 2

도 13에는 장치 디스커버리와 서비스 디스커버리 과정을 분리하는 형태의 실시예가 도시되어 있다. 도 14에는 장치 디스커버리 응답, 서비스 디스커버리 요청, 서비스 디스커버리 응답을 수신하는 각 장치가 ASP CP에 따라 ACK을 송신하는 경우의 예시가 도시되어 있다.

실시예 1에서 디스커버리 요청을 브로드캐스트하고, 디스커버리 응답을 유니캐스트로 수신하는 것과 비교하여, 장치 디스커버리 요청을 브로드캐스트하고 상기 장치 디스커버리 요청에 대한 응답을 수신하며 서비스 디스커버리 요청을 전송하고 이에 대한 응답으로써 서비스 디스커버리 응답을 수신한다는 구체적인 단계의 차이가 있다. 다만, 이외의 사항을 제외하고는 기본적으로 실시예 1에서 설명되었던 사항들이 그대로 적용될 수 있다. 예를 들어, 장치 디스커버리 요청/응답, 서비스 디스커버리 요청/응답은 UDP로 패킷화되어 IP 상위에서 생성될 수 있는 것이다. 또한, 예를 들어, 서비스 디스커버리 요청과 서비스 디스커버리 응답의 포맷은 도 11 및 도 12에 예시된 디스커버리 요청 및 디스커버리 응답의 포맷과 동일할 수 있으며, 다만 이러한 경우 Op코드는 다음 표 7이 사용될 수 있다.

Opcode	Message
0	REQUEST_SESSION
1	ADDED_SESSION
2	REJECTED_SESSION
3	REMOVE_SESSION
4	ALLOWED_PORT
5	VERSION
6	DEFERRED_SESSION
7	DEVICE_DISCOVERY_REQUEST
8	DEVICE_DISCOVERY_RESPONSE
9	SERVICE_DISCOVERY_REQUEST
10	SERVICE_DISCOVERY_RESPONSE
11-253	Reserved
254	ACK
255	NACK

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

무선 장치(10)는 프로세서(11), 메모리(12), 송수신기(13)를 포함할 수 있다. 송수신기(13)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11)는 송수신기(13)와 전기적으로 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 또한, 프로세서(11)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 애플리케이션, 서비스, ASP 계층 중의 하나 이상의 동작을 수행하도록 구성되거나 또는 AP/STA로 동작하는 장치에 관련된 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(12)에 저장되고, 프로세서(11)에 의하여 실행될 수도 있다. 메모리(12)는 프로세서(11)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(11)의 외부에 설치되어 프로세서(11)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.

도 15의 무선 장치(10)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.

도 16은 본 발명의 실시예를 위한 무선 장치의 또 다른 구성을 도시한 도면이다.

도 16을 참조하면, RF 트랜시버(21)는 PHY 프로토콜 모듈(22)에서 만들어진 정보를 RF 스펙트럼으로 옮기고, 필터링/증폭 등을 수행하여 안테나를 송신하거나, 안테나에서 수신되는 RF 신호를 PHY 프로토콜 모듈에서 처리가 가능한 대역으로 옮기고, 이를 위한 필터링 등의 과정을 처리하는 기능을 담당한다. 이러한 송신과 수신의 기능을 전환하기 위한 스위칭 기능 등도 포함될 수 있다.

PHY 프로토콜 모듈(22)은 MAC 프로토콜 모듈(23)에서 전송을 요구하는 데이터에 대하여 FEC 인코딩 및 변조, 프리앰블, 파일럿 등의 부가 신호를 삽입하는 등의 처리를 하여 RF 트랜시버로 전달하는 역할과 동시에 RF 트랜시버에서 전달되는 수신 신호를 복조, 등화, FEC 디코딩 및 PHY 계층에서 부가된 신호의 제거 등의 과정을 통해 MAC 프로토콜 모듈로 데이터를 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위하여 PHY 프로토콜 모듈 내에는 모듈레이터, 디모듈레이터 등화기, FEC 인코더, FEC 디코더 등이 포함될 수 있다.

MAC 프로토콜 모듈(23)은 상위 계층에서 전달되는 데이터를 PHY 프로토콜 모듈로 전달, 전송하기 위하여 필요한 과정을 수행하기도 하고, 기본적인 통신이 이루어지기 위한 부가적인 전송들을 담당한다. 이를 위해서 상위 계층에서 전송 요구되는 데이터를 전송하기에 적합하게 가공하여 PHY 프로토콜 모듈로 전달 및 전송하도록 처리하고, 또 PHY 프로토콜 모듈 에서 전달된 수신 데이터를 가공하여 상위 계층로 전달하는 역할을 수행한다. 또한, 이러한 데이터 전달을 위해서 필요한 여타의 부가적인 송수신을 담당함으로써 통신 프로토콜을 처리하는 역할 또한 담당한다.

상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.

상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims

와이파이 다이렉트 서비스를 지원하는 제1 장치가 디스커버리를 수행하는 방법에 있어서,
제1 장치의 ASP(Application Service Platform) 계층이 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신하는 단계;
상기 ASP 계층이 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성하는 단계; 및
상기 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청을 AP(Access Point)로 전송하는 단계;
를 포함하며,
상기 디스커버리 요청은 상기 AP에 연관된 포트를 통해 상기 제1 장치가 속한 서브넷에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는, 디스커버리 수행 방법.
제1항에 있어서,
상기 디스커버리 요청은 IP 헤더, UDP(user datagram protocol) 헤더, UDP 데이터 그램을 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
제2항에 있어서,
상기 UDP 데이터 그램은 디스커버리 요청임을 나타내는 Op코드 및 발견하고자 하는 장치에 관련된 정보 요소(Information Element, IE) 하나 이상을 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
제3항에 있어서,
상기 하나 이상의 IE 각각은, 타입(type), 길이(length), 밸류(value)의 형태로 구성된 것인, 디스커버리 수행 방법.
제4항에 있어서,
상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는, 서비스 해쉬(Service Hash) 필드 값을 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것인, 디스커버리 수행 방법.
제4항에 있어서,
상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는 서비스 네임 필드 값, 서비스 정보 요청 필드 값을 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것인, 디스커버리 수행 방법.
제1항에 있어서,
상기 AP에 연관되어 있는 제2 장치로부터 디스커버리 응답을 상기 AP를 통해 수신하는 단계;
를 더 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
제7항에 있어서,
상기 디스커버리 응답은 IP 헤더, UDP 헤더, UDP 데이터 그램을 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
제8항에 있어서,
상기 UDP 데이터 그램은 디스커버리 요청임을 나타내는 Op코드 및 발견하고자 하는 장치에 관련된 IE 하나 이상을 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
제9항에 있어서,
상기 하나 이상의 IE 각각은, 타입(type), 길이(length), 밸류(value)의 형태로 구성된 것인, 디스커버리 수행 방법.
제10항에 있어서,
상기 IE 중 어느 하나의 IE에 포함된 밸류는, 애드버타이즈드 서비스 디스크립터 필드를 포함하는 어트리뷰트로 구성된 것인, 디스커버리 수행 방법.
제7항에 있어서,
상기 제1 장치가 상기 디스커버리 응답에 대해, Op코드 및 시퀀스 넘버를 포함하는 ACK 메시지를 상기 제2 장치로 전송하는 단계;
를 더 포함하는, 디스커버리 수행 방법.
와이파이 다이렉트 서비스를 지원하는 제1 장치에 있어서,
수신 모듈; 및
프로세서를 포함하고,
상기 프로세서에서, ASP(Application Service Platform) 계층이 서비스 계층으로부터 SeekService 메소드를 수신하고, 상기 ASP 계층이 상기 SeekService 메소드에 기초하여 서비스 해쉬를 생성하며, 상기 서비스 해쉬를 포함하는 디스커버리 요청을 AP(Access Point)로 전송하며,
상기 디스커버리 요청은 상기 AP에 연관된 포트를 통해 상기 제1 장치가 속한 서브넷에 포함된 장치들에게 브로드캐스트되는, 제1 장치.