KR20080002296A - System and method relaying a frame in a wireless local area network - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 근거리 무선 통신 네트워크의 구성을 나타낸 도면.1 is a diagram illustrating a configuration of a short range wireless communication network to which the present invention is applied.
도 2는 상기 도 1에서 AP 또는 STA의 내부 구성을 나타낸 도면.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of an AP or STA in FIG. 1.
도 3은 본 발명이 적용되는 통신 프로토콜에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a data transmission method according to a communication protocol to which the present invention is applied.
도 4는 본 발명이 적용되는 기본 서비스 세트 내에서의 전송률 차이를 나타낸 도면.4 is a diagram illustrating a difference in data rates within a basic service set to which the present invention is applied.
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프레임 중계의 개념을 나타낸 도면.5 is a diagram illustrating a concept of frame relay according to a first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중계 시 전송 효율을 비교한 도면.6 is a view comparing transmission efficiency in relaying according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 두 개의 가입자 단말을 통한 프레임 중계의 개념을 나타낸 도면.7 is a diagram illustrating a concept of frame relay through two subscriber stations according to the second embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 두 개의 가입자 단말을 통한 프레임 중계시 데이터 전송을 나타낸 도면.8 is a diagram illustrating data transmission during frame relay through two subscriber stations according to the second embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명이 적용되는 매체 접속 제어 프레임의 구조를 나타낸 도면.9 is a diagram showing the structure of a medium access control frame to which the present invention is applied.
도 10은 본 발명이 적용되는 물리 계층 프레임의 구조를 나타낸 도면.10 is a diagram illustrating a structure of a physical layer frame to which the present invention is applied.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 기능의 자동 설정 절차를 나타낸 흐름도.11 is a flowchart illustrating an automatic setting procedure of a relay function according to an embodiment of the present invention.
도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중계 기능의 설정을 위해 AP와 STA 간의 메시지 전송을 절차를 나타낸 신호 흐름도.12 is a signal flow diagram illustrating a procedure for transmitting a message between an AP and an STA for setting a relay function according to the first embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 AP에서 STA로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도.13 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an AP to an STA according to the first embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 STA에서 AP로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도.14 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an STA to an AP according to a first embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 중계 기능의 설정을 위해 AP와 STA 간의 메시지 전송을 절차를 나타낸 신호 흐름도.15 is a signal flow diagram illustrating a procedure for transmitting a message between an AP and a STA for setting a relay function according to the second embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 AP에서 STA로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도.16 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an AP to an STA according to a second embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 STA에서 AP로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도.17 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an STA to an AP according to a second embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 통신 불가 지역의 STA가 중계를 통해 AP에 가입하는 절차를 나타낸 신호 흐름도.FIG. 18 is a signal flowchart illustrating a procedure in which an STA in a communication impossible area joins an AP through a relay according to a third embodiment of the present disclosure; FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 인터넷 110 : 액세스 포인트100: Internet 110: Access Point
111, 201 : 안테나 120 : 가입자 단말111, 201: antenna 120: subscriber station
200 : 액세스 포인트 또는 가입자 단말200: access point or subscriber terminal
202 : RF 송수신부 203 : 베이스밴드 처리부202: RF transceiver 203: baseband processing unit
204 : 마이크로 프로세서 205 : 네트워크 인터페이스부204: microprocessor 205: network interface unit
206 : 데이터 저장부 207 : 프로그램 저장부206: data storage 207: program storage
301, 302 : DIFS 303 : SIFS301, 302: DIFS 303: SIFS
304 : PIFS 305 : 경쟁 영역 윈도우304: PIFS 305: Competition Zone Window
306 : 선택 슬롯 400, 500, 700 : 액세스 포인트306:
401, 500, 701 : 제1 가입자 단말 402, 502, 702 : 제2 가입자 단말401, 500, 701:
403, 503, 703 : 제3 가입자 단말 404, 504, 704 : 제4 가입자 단말403, 503, 703:
601, 613, 614, 803, 804, 805 : 데이터601, 613, 614, 803, 804, 805: data
602, 615, 616, 806, 807, 808 : Ack 메시지602, 615, 616, 806, 807, 808: Ack message
611, 801 : RTS 메시지 612, 802 : CTS 메시지611, 801:
900 : 매체 접속 제어 프레임 910 : 프레임 제어 필드900: media access control frame 910: frame control field
911 : 타입 필드 912 : 부타입 필드911: type field 912: subtype field
1000 : 물리 계층 메시지 1001 : 프리앰블1000: physical layer message 1001: preamble
1002 : PLCP 헤더 1003 : MAC 헤더1002: PLCP header 1003: MAC header
1004 : 페이로드 1005 : CRC1004: Payload 1005: CRC
본 발명은 근거리 무선 통신 네트워크에서의 데이터 전송 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 액세스 포인트와의 거리에 따라 데이터 전송 속도가 너무 느리거나 통신이 불가한 경우에 중계 단말을 이용하여 전송 속도의 향상 및 통신 영역 확장을 실현하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a data transmission system and method in a short range wireless communication network. In particular, when a data transmission speed is too slow or communication is not possible depending on the distance to an access point, the transmission speed is improved and the communication is performed using a relay terminal. A system and method for realizing area expansion.
근거리 무선 통신 네트워크(Wireless LAN(Local Area Network; 이하, 'WLAN' 이라 한다.) 프로토콜(protocol)을 규정한 규격 중 IEEE 802.11은 WLAN을 구현하기 위한 매체 접속 제어(Medium Access Control; 이하, 'MAC'이라 한다) 계층(layer) 프로토콜과 물리(PHY; Physical) 계층의 표준을 정의한 규격으로, 이미 이 규격에 따라 구현된 상용 제품들이 널리 사용되고 있다.Local area network (hereinafter, referred to as "WLAN" protocol) Among the standards defining protocols, IEEE 802.11 is Medium Access Control (hereinafter referred to as "MAC" for implementing WLAN). This standard defines standards of layer protocol and physical layer (PHY), and commercial products implemented according to this standard are widely used.
상기 규격은 LAN에 한정된 것으로서 최대 통신 거리가 구체적으로 명시되어 있지는 않으나 대개 100미터 내외의 근거리를 커버(cover)하는 것으로 인식되어 있다. 이는 비 허가 대역에서 ISM(Industrial Scientific Medical) 대역(band)이라 불리는 2.4GHz 대역이나 U-NII(Unlicensed National Information Infrastructure) 대역으로 불리는 5GHz 대역의 공용 주파수를 사용함에 따라 나라마다 이들 대역에서의 최대 송신 출력을 작게 제한하고 있기 때문이다.The specification is limited to the LAN, and although the maximum communication distance is not specifically stated, it is generally recognized to cover a short distance of about 100 meters. This means that in unlicensed bands, countries use public frequencies in the 2.4 GHz band, called the Industrial Scientific Medical (ISM) band, or the 5 GHz band, called the Unlicensed National Information Infrastructure (U-NII) band. This is because the output is limited to a small size.
한편, IEEE 802.11 규격에서 정한 데이터 전송 속도는 변복조 방식에 따라 1Mbps로부터 54Mbps까지 여러 단계로 나뉘어 있으며 이들 중 복수 개의 전송 속도를 동시에 사용한다. 이는 각 데이터 패킷(packet)마다 서로 다른 속도로 전송할 수 있음을 의미한다. 보통 전송 속도와 거리는 반비례하기 때문에 목적지가 가까운 경우에는 고속으로, 먼 경우에는 저속으로 전송하게 된다.On the other hand, the data transmission rate defined by the IEEE 802.11 standard is divided into several stages from 1Mbps to 54Mbps according to the modulation and demodulation method, and a plurality of data rates are used simultaneously. This means that each data packet can be transmitted at a different speed. In general, the transmission speed and distance are inversely proportional, so when the destination is near, the transmission speed is high and the distance is low speed.
따라서 액세스 포인트(Access Point; 이하, 'AP'라 한다.)와 멀리 떨어져 있거나 무선 경로(radio path)에 장애물이 존재하는 가입자 단말(Station; 이하, 'STA'라 한다.)의 경우에는 항상 느린 속도로 데이터를 송수신하게 되고, 가깝게 있는 STA는 빠른 속도로 데이터를 주고 받게 되어 불공평한 상황이 발생하게 된다. 또한, 이뿐 아니라 임의의 두 단말(즉, STA 또는 AP) 간에 데이터를 송수신하는 동안에는 서비스 영역(service area) 내의 다른 단말들도 쉬어야 하므로 전송 속도가 느린 STA들이 많으면 네트워크 전체의 전송 효율이 저하된다.Therefore, a subscriber station (Station (hereinafter, referred to as "STA") that is far from an access point (hereinafter referred to as "AP") or has an obstacle in a radio path is always slow. Data is transmitted and received at a speed, and an STA which is in close proximity transmits and receives data at a high speed, thereby causing an unfair situation. In addition, as well as other terminals in the service area (service area) must also be rested while transmitting and receiving data between any two terminals (ie, STA or AP).
더욱 나쁜 경우는 최저 데이터 전송률(data rate)로도 AP와 통신이 되지 않는 위치에 STA가 놓이는 경우로서, 비록 하나의 사무실 또는 건물 안에서라도 AP와 STA 사이에 놓인 장애물 등으로 인해서 해당 위치에 STA를 배치할 수가 없게 되는 심각한 문제가 발생하게 된다.Even worse, the STA is placed in a location where the AP cannot communicate with the AP even at the lowest data rate. Even in a single office or building, the STA is located due to obstacles between the AP and the STA. Serious problems arise that can't be done.
이에 따라, AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우와 STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에도 효과적으로 통신할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Accordingly, there is an urgent need for a method for effectively communicating even when the communication environment between the AP and the STA is bad and the STA needs to communicate at a low speed and when the STA is in a position where communication with the AP is impossible.
따라서, 본 발명의 목적은 근거리 무선 통신 네트워크에서 AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우 통신 환경이 좋은 제3의 STA를 통해 메시지를 중계하여 전송함으로써 데이터 전송 효율을 증대시키기 위한 근거리 무선 통신 네트워크에서 프레임을 중계하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to increase the data transmission efficiency by relaying and transmitting a message through a third STA having a good communication environment in case a communication environment between the AP and the STA is bad due to a bad communication environment in a short range wireless communication network. A system and method for relaying a frame in a short range wireless communication network is provided.
또한, 본 발명의 목적은 근거리 무선 통신 네트워크에서 STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에 통신 환경이 좋은 제3의 STA를 통해 메시지를 중계하여 전송함으로써 서비스 영역의 확장을 가능하게 하는 근거리 무선 통신 네트워크에서 프레임을 중계하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a short-range wireless communication network when the STA is in a position where communication with the AP is not possible by relaying and transmitting a message through a third STA having a good communication environment. A system and method for relaying frames in a wireless communication network are provided.
또한, 본 발명의 목적은 근거리 무선 통신 네트워크에서 AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우 또는 STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에 통신 환경이 좋은 복수의 STA들을 통해 다중으로 메시지를 중계하여 전송함으로써 데이터 전송 효율을 증대시키기 위한 근거리 무선 통신 네트워크에서 프레임을 중계하는 시스템 및 방법을 제공함에 있다.In addition, an object of the present invention is to communicate at a low speed because the communication environment between the AP and STA in a short-range wireless communication network or when the STA is in a position where communication with the AP is impossible through a plurality of STAs having a good communication environment The present invention provides a system and method for relaying frames in a short-range wireless communication network for increasing data transmission efficiency by relaying and transmitting a message in multiple times.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 시스템은; 하나의 액세스 포인트가 무선 채널을 통해 복수의 가입자 단말들과 복수의 전송 속도로 통신하는 근거리 무선 통신 네트워크에서, 상기 액세스 포인트가 상기 복수의 가입자 단말들 중 하나의 가입자 단말과 프레임을 송수신하는 시스템에 있어서, 상기 복수의 가입자 단말들 중에서 자신이 아닌 다른 가입자 단말을 자신의 중계 가입자 단말로 선택하고, 상기 중계 가입자 단말을 통해 상기 액세스 포인트와 데이터 프레임을 송수신하는 제1 가입자 단말과, 상기 제1 가입자 단말과 상기 액세스 포인트간에 데이터 프레임을 송수신할 때, 상기 제1 가입자 단말 또는 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 데이터 프레임을 수신하여 상기 액세스 포인트 또는 상기 제1 가입자 단말로 중계하여 전송하는 중계 가입자 단말과. 상기 제1 가입자 단말과 데이터 프레임을 송수신할 때, 상기 중계 가입자 단말을 경유하여 상기 데이터 프레임을 송수신하는 액 세스 포인트;를 포함함을 특징으로 한다.The system of the present invention for achieving the above object; In a short-range wireless communication network in which one access point communicates with a plurality of subscriber stations at a plurality of transmission speeds through a wireless channel, the access point transmits and receives a frame with one of the plurality of subscriber stations. A first subscriber station for selecting a subscriber station other than itself from among the plurality of subscriber stations as its relay subscriber station, and transmitting and receiving a data frame with the access point through the relay subscriber station, and the first subscriber station. When transmitting and receiving a data frame between the terminal and the access point, the relay subscriber terminal receiving the data frame transmitted from the first subscriber terminal or the access point and relays the data frame to the access point or the first subscriber terminal. And an access point for transmitting and receiving the data frame via the relay subscriber terminal when transmitting and receiving the data frame with the first subscriber station.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 방법은; 하나의 액세스 포인트가 무선 채널을 통해 복수의 가입자 단말들과 복수의 전송 속도로 통신하는 근거리 무선 통신 네트워크에서, 상기 액세스 포인트가 상기 복수의 가입자 단말들 중 하나의 가입자 단말로 데이터 프레임을 전송하는 방법에 있어서, 제1 가입자 단말에서 상기 복수의 가입자 단말들 중에서 자신이 아닌 다른 가입자 단말을 자신의 중계 가입자 단말로 선택하는 과정과, 상기 액세스 포인트에서 상기 중계 가입자 단말에 의한 중계 서비스를 승인하는 과정과, 상기 액세스 포인트에서 상기 중계 가입자 단말로 데이터 프레임을 전송하는 과정과, 상기 중계 가입자 단말에서 상기 액세스 포인트로부터 수신된 데이터 프레임을 상기 제1 가입자 단말로 전송하는 과정을 포함함을 특징으로 한다.The first method of the present invention for achieving the above object; In a short-range wireless communication network in which one access point communicates with a plurality of subscriber stations at a plurality of transmission speeds through a wireless channel, the access point transmits a data frame to one of the plurality of subscriber stations. In the first subscriber station, selecting a subscriber station other than itself among the plurality of subscriber stations as its relay subscriber terminal, the process of approving the relay service by the relay subscriber terminal in the access point and And transmitting a data frame from the access point to the relay subscriber station, and transmitting a data frame received from the access point to the first subscriber station.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 방법은; 하나의 액세스 포인트가 무선 채널을 통해 복수의 가입자 단말들과 복수의 전송 속도로 통신하는 근거리 무선 통신 네트워크에서, 상기 복수의 가입자 단말들 중 하나의 가입자 단말에서 상기 액세스 포인트로 데이터 프레임을 전송하는 방법에 있어서, 제1 가입자 단말에서 상기 복수의 가입자 단말들 중에서 자신이 아닌 다른 가입자 단말을 자신의 중계 가입자 단말로 선택하는 과정과, 상기 액세스 포인트에서 상기 중계 가입자 단말에 의한 중계 서비스를 승인하는 과정과, 상기 제1 가입자 단말에서 상기 중계 가입자 단말로 데이터 프레임을 전송하는 과정과, 상기 중계 가입자 단말에서 상기 제1 가입자 단말로부터 수신된 데이터 프레임을 상기 액세스 포인트로 전송하는 과 정을 포함함을 특징으로 한다.The second method of the present invention for achieving the above object; In a short-range wireless communication network in which one access point communicates with a plurality of subscriber stations at a plurality of transmission speeds through a wireless channel, a method of transmitting data frames from one subscriber station of the plurality of subscriber stations to the access point. In the first subscriber station, selecting a subscriber station other than itself among the plurality of subscriber stations as its relay subscriber terminal, the process of approving the relay service by the relay subscriber terminal in the access point and And transmitting a data frame from the first subscriber station to the relay subscriber station, and transmitting the data frame received from the first subscriber station to the access point. do.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
상술한 바와 같이 근거리 무선 통신 네트워크에서 AP와 멀리 떨어져 있거나 무선 경로에 장애물이 존재하는 STA의 경우에는 항상 느린 속도로 데이터를 송수신하게 되고 가깝게 있는 STA는 빠른 속도로 데이터를 주고 받게 되어 불공평한 상황이 발생하게 될 뿐만 아니라, 임의의 두 단말 간에 데이터를 송수신하는 동안에는 서비스 영역 내의 다른 단말들도 쉬어야 하므로 전송 속도가 느린 STA들이 많으면 네트워크 전체의 전송 효율이 저하된다. 아울러 최저 데이터 전송률로도 AP와 통신이 되지 않는 위치에 STA가 놓이는 경우에는, 비록 하나의 사무실 또는 건물 안에서라도 AP와 STA 사이에 놓인 장애물 등으로 인해서 해당 위치에 STA를 배치할 수가 없게 된다.As described above, STAs that are far away from the AP in the short range wireless communication network or where obstacles exist in the wireless path always transmit and receive data at a slow speed, and STAs that are close to each other transmit and receive data at a high speed. In addition, since the other terminals in the service area must also be rested while transmitting and receiving data between any two terminals, the transmission efficiency of the entire network is degraded when there are many STAs having a slow transmission rate. In addition, when the STA is placed in a position where communication with the AP is not possible even at the lowest data rate, the STA may not be placed at the position due to obstacles between the AP and the STA even in one office or building.
따라서, 본 발명은 위와 같은 두 가지 경우, 즉 1) AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우와 2) STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에 그 사이에 있는 통신 환경이 양호한 제3의 STA(중계(Relay) STA; 이하, 'R-STA'라 한다.)가 데이터 패킷(data packet)을 중계(relay)해 줌으로써 1)의 경 우 데이터 전송 효율의 증대 및 2)의 경우 서비스 영역의 확장을 가능하게 한다.Accordingly, the present invention provides the above two cases, namely, 1) when the communication environment between the AP and the STA is bad and communication is performed at low speed, and 2) when the STA is in a position where communication with the AP is impossible. In the case of 1), a third STA (relay STA; hereinafter referred to as 'R-STA') having a good environment relays the data packet to increase data transmission efficiency and In case of 2), it is possible to expand the service area.
한편, 본 발명은 하나의 기지국(즉, AP)과 다수의 단말(즉, STA) 간에 무선으로 데이터를 주고받는 통신 네트워크에서 MAC 프로토콜에 관련된 것으로, IEEE 802.11 WLAN(Wireless LAN) 규격을 적용한 모든 장치와 직접적으로 연관되고 나아가서는 WMAN(Wireless Metropolitan Area Network(MAN)) 또는 무선 WAN(Wireless Wide Area Network(WAN)) 및 유사 응용 분야에 적용이 가능하다.Meanwhile, the present invention relates to a MAC protocol in a communication network in which data is exchanged wirelessly between one base station (ie, AP) and a plurality of terminals (ie, STAs), and all devices to which the IEEE 802.11 WLAN (Wireless LAN) standard is applied. It is directly related to and can be applied to Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) or Wireless Wide Area Network (WAN) and similar applications.
이하, 본 발명을 설명하기에 앞서 발명의 이해를 돕기 위해 본 발명이 적용되는 IEEE 802.11 WLAN의 개념, 시스템 구조 및 전송 프레임의 구조에 대해 먼저 설명하기로 한다.Hereinafter, the concept of the IEEE 802.11 WLAN to which the present invention is applied, a system structure and a structure of a transmission frame will be described first to help understand the present invention before describing the present invention.
IEEE 802.11 WLAN 규격을 따르는 AP와 STA는 이미 널리 보급되어 사용자층이 매우 두터운 상태이며 앞으로 더욱 급격히 수요가 늘어날 것으로 전망된다. 현재 가장 많이 보급된 타입은 2.4GHz 대역을 사용하는 IEEE 802.11b 장치로, 데이터 전송률(data rate)은 1Mbps로부터 최대 11Mbps까지 가능하다. 다음은 5GHz 대역의 IEEE 802.11a 타입으로 전송률을 6Mbps로부터 54Mbps까지 높였다. 그리고 IEEE 802.11g 타입은 2.4GHz 대역을 사용하되 기존의 11b와 11a 방식을 혼합하여 1Mbps로부터 54Mbps까지를 지원하며, 이제 막 보급이 되기 시작하였으나 많은 생산 업체들이 큰 관심을 가지면서 시장이 빠르게 성장할 것으로 보고 있다.APs and STAs that comply with the IEEE 802.11 WLAN standard are already widespread and the user base is very thick, and demand is expected to increase more rapidly in the future. Currently, the most popular type is an IEEE 802.11b device using the 2.4 GHz band, and a data rate of 1 Mbps to 11 Mbps is possible. The following is an IEEE 802.11a type of 5GHz band, increasing the transmission rate from 6Mbps to 54Mbps. In addition, IEEE 802.11g type uses 2.4GHz band but supports 1Mbps to 54Mbps by mixing existing 11b and 11a methods, but it is just beginning to spread, but the market will grow rapidly as many manufacturers pay attention. watching.
이러한 802.11g 규격의 장비들이 널리 보급되게 되면 데이터 전송률(data rate)이 최대 54배까지 차이가 나는 STA들이 하나의 AP에 가입(associate)될 수 있게 된다. 따라서, 어떤 STA의 데이터 전송률이 낮다면 그것은 11b 장비이기 때문일 수도 있지만 11g 장비이면서도 AP와의 거리가 멀거나 장애물로 인해 통신 환경이 나쁘기 때문일 수도 있다. 이런 경우는 AP와 가깝게 있는 STA에 비해 불공평한 전송 rate를 가지게 될 뿐만 아니라 전체 네트워크(network)의 성능(performance)도 떨어지게 된다.When the 802.11g standard equipments are widely used, STAs having a data rate of up to 54 times can be associated with one AP. Accordingly, if the data rate of a certain STA is low, it may be because it is an 11b device, but the 11g device may be due to a bad communication environment due to a long distance from an AP or an obstacle. In this case, not only the unfair transmission rate is lower than that of the STA close to the AP, but also the performance of the entire network is reduced.
따라서 본 발명에서는 AP와의 거리가 멀거나 장애물로 인해서 전송률이 낮은 STA가 있더라도, 상기 AP와 전송률이 낮은 STA 사이에서 AP와도, STA와도 통신 환경이 좋은 R-STA가 있을 경우, 상기 R-STA가 데이터를 중계하게 되면, AP와 STA의 통신을 고속으로 중계할 수가 있게 된다. 아울러 AP와 전혀 통신이 되지 않는 위치의 STA가 상기와 같은 R-STA를 통해서 AP와 통신할 수 있도록 하는 방법도 구현될 수 있다.Accordingly, in the present invention, even if there is an STA having a low data rate due to a long distance or an obstacle from the AP, when there is an R-STA having a good communication environment between the AP and the STA with a low data rate, the R-STA is When data is relayed, communication between the AP and the STA can be relayed at high speed. In addition, a method of allowing a STA at a location where communication with the AP is not communicated with the AP can communicate with the AP through the R-STA as described above.
도 1은 본 발명이 적용되는 근거리 무선 통신 네트워크의 구성을 나타낸 도면이다. 상기 도 1을 참조하면, IEEE 802.11 WLAN은 AP(Access Point)(110)와 다수의 STA(120)들로 구성된다. 이와 같이 안테나(111)가 구비된 하나의 AP(110)를 중심으로 이루어진 소규모 네트워크를 기본 서비스 셋(Basic Service Set; 이하, 'BSS'라 한다.)이라 한다. 상기 BSS내의 STA(120)들은 AP(110)를 통해서 유선 망(예컨대, 인터넷(100)) 또는 BSS내의 다른 STA(120)와 데이터 통신을 한다.1 is a diagram illustrating a configuration of a short range wireless communication network to which the present invention is applied. Referring to FIG. 1, an IEEE 802.11 WLAN is composed of an access point (AP) 110 and a plurality of
도 2는 상기 도 1에서 AP(110) 또는 STA(120)의 내부 구성을 나타낸 도면이다. 상기 도 2를 참조하면, 상기 AP(110) 또는 STA(120)는 크게 안테나(201) 및 RF 송수신부(202)로 구성되는 RF 모듈과, 베이스밴드 처리부(Baseband Processor; 203), 그리고 마이크로 프로세서(Micro-processor; 204), 네트워크 인터페이스 부(205), 데이터 저장부(206) 및 프로그램 저장부(207)로 구성되는 MAC 처리부로 구분할 수 있다. 상기 MAC 처리부의 구현은 도시된 바와 같이 마이크로 프로세서(204)를 사용할 수도 있고 독립된 하드웨어 모듈로 구현할 수도 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating an internal configuration of the
한편, 상기 구성 중에서 본 발명을 적용하고자 하는 상기 MAC 모듈은 IEEE 802.11 규격의 MAC 부분을 처리한다. 이때, 상기 IEEE 802.11 MAC은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)라는 통신 프로토콜을 사용한다. 이는 다수의 무선 단말들이 공간이라는 공유 매체(Wireless Medium; 이하, 'WM'이라 한다)를 이용함에 있어서 1)자신이 데이터를 전송하기 전에 WM이 점유되고 있는가를 확인하고, 2)매체가 유휴(idle) 상태가 되면, 충돌을 피하기 위해 임의의 시간만큼 대기(random backoff) 후 전송하되, 3)MAC 레벨 식별(MAC-level acknowledgement) 및 재전송을 골자로 하는 매체 접근 방식이다. 이때 WM을 점유하는 데이터 프레임들 사이의 시간 간격은 규격에 따라야 한다.In the meantime, the MAC module to which the present invention is applied processes the MAC part of the IEEE 802.11 standard. In this case, the IEEE 802.11 MAC uses a communication protocol called Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA). This is because when a plurality of wireless terminals use a shared medium (hereinafter, referred to as 'WM') as a space, 1) check whether the WM is occupied before transmitting data, and 2) the media is idle. In this case, the medium is approached after random backoff to avoid collision, and 3) MAC-level acknowledgment and retransmission are preferred. At this time, the time interval between the data frames occupying the WM should comply with the specification.
도 3은 본 발명이 적용되는 통신 프로토콜에 따른 데이터 전송 방법을 나타낸 도면이다. 802.11 규격에서는 상기 시간 간격을 IFS(Inter-Frame Space)라고 하며, 간격의 길이에 따라 SIFS(Short Inter-Frame Space)(303), PIFS(PCF Inter-Frame Space)(304), DIFS(DCF Inter-Frame Space)(301, 302) 그리고 EIFS(Extended Inter-Frame Space)로 구분한다.3 is a diagram illustrating a data transmission method according to a communication protocol to which the present invention is applied. In the 802.11 standard, the time interval is referred to as an inter-frame space (IFS), and a short inter-frame space (SIFS) 303, a PCF inter-frame space (PIFS) 304, and a DIFS (DCF Inter) according to the length of the interval. -Frame Space (301, 302) and EIFS (Extended Inter-Frame Space).
한편, 상기 IFS들 중에서 SIFS(303)는 프레임의 수신자(RA; Receiver Address)가 자신이고 송신자(TA; Transmitter Address)에게 즉시 응답을 요하는 경우에 사용되는 간격으로, 다른 단말들보다 우선적으로 WM을 점유하는 효과가 있다. SIFS(303)가 사용되는 대표적인 예로는 RA가 자기 자신으로 설정된 MPDU(MAC Protocol Data Unit) 프레임을 받아서 TA에게 ACK 프레임으로 응답하는 경우로서, 데이터 프레임과 ACK 프레임 사이는 SIFS 만큼의 시간 간격을 둔다.Meanwhile, among the IFSs, the
이때, 충돌 회피(Collision Avoidance)를 위해서는 캐리어(carrier)를 센싱(sensing)해서 매체(medium)가 사용중(busy) 인가를 판단하는 CCA(Clear Channel Assessment) 검출 기능과, 전송하는 프레임의 헤더 부분에 매체(medium) 점유 기간(duration)을 명시함으로써 채널(channel)을 예약하는 NAV(Network Allocation Vector) 설정 기능을 이용한다. 후자(NAV 설정 기능)의 경우에는 특히 숨긴 노드(hidden node) 문제를 해결하는 중요한 기능이다.In this case, for collision avoidance, a CCA (Clear Channel Assessment) detection function that determines whether a medium is busy by sensing a carrier and a header part of a transmitted frame A network allocation location (NAV) setting function for reserving a channel is used by specifying a medium occupation duration. The latter (NAV setup function) is an important feature to solve the hidden node problem.
도 4는 본 발명이 적용되는 기본 서비스 세트 내에서의 전송률 차이를 나타낸 도면이다. 상기 도 4를 참조하면, STA2(402)가 AP(400)로 데이터를 전송할 때 STA3(403)이 CCA를 검출하지 못하는 경우 상기 STA3(403)은 숨긴 노드(hidden node)라 할 수 있다. 이 경우 STA3(403)은 STA2(402)가 전송하는 사실을 알지 못하므로 채널(channel)이 유휴(idle)한 것으로 간주하여 데이터를 전송할 수 있고, 그렇게 되면 STA2(402)가 AP(400)로 보낸 프레임과 충돌하여 두 프레임 모두 깨지게 된다.4 is a diagram illustrating a difference in data rates within a basic service set to which the present invention is applied. Referring to FIG. 4, when the
특히, 상기 STA2(402)가 긴 데이터를 보낸다면 데이터가 전송되는 시간이 길므로 충돌의 확률도 커지게 된다. 따라서, 이런 경우 STA2(402)는 긴 데이터를 보내기 전에 AP(400)로 짧은 RTS(Request to Send)라는 프레임을 보낼 수 있다.In particular, when the
상기 RTS 프레임에는 긴 데이터를 다 보내고 ACK를 받을 때까지의 구 간(duration) 정보가 들어있다. 상기 RTS 프레임을 받은 STA는 상기 구간 정보를 이용하여 NAV설정을 하며, 이때 상기 NAV 값은 채널(Channel)이 이미 다른 STA/AP에 의하여 예약되어 있음을 의미한다. 그러므로 상기 NAV값이 만료(expire)되기 전에는 STA가 채널(channel)을 액세스(access)하지 않는다.The RTS frame includes duration information until the long data is transmitted and the ACK is received. The STA receiving the RTS frame configures NAV by using the interval information. In this case, the NAV value means that a channel is already reserved by another STA / AP. Therefore, the STA does not access a channel until the NAV value expires.
보통 RTS 프레임은 데이터를 보낼 때보다 낮은 전송률로 보내기 때문에 STA3(403)이 감지할 가능성이 크다. 만일 STA3(403)이 RTS를 감지하지 못했다 하더라도 RTS를 받은 AP(400)가 STA2(402)로 CTS(Clear to Send)를 보내므로 STA3(403)은 이 CTS 프레임에 들어 있는 구간(duration) 정보를 이용해서 채널이 언제까지 사용중(busy) 인가를 알 수 있게 된다. 한편, 상기 RTS/CTS는 매우 짧은 프레임이므로 이 기간 동안에 STA3(403)이 데이터를 보낼 확률은 그만큼 낮아진다.Usually, the RTS frame is sent at a lower data rate than when sending data, so
<STA의 위치에 따른 대역의 불균형 분배><Unbalanced distribution of bands depending on the location of the STA>
상기 도 4는 하나의 AP(400)를 중심으로 구성된 BSS의 예로서 상술한 바와 같이 AP(400)로부터 일반적으로 먼 곳일수록 전송률이 낮아짐을 나타낸다. 물론, 실제 환경에서는 벽이나 가구 등의 장애물들이 어떤 모양으로 놓여있는가에 따라 전송률별 영역이 불규칙한 형태로 나타날 것이다. 또한, 상기 도 4는 전송률의 종류도 매우 단순화한 개념도로서, 실제 IEEE 802.11g 규격에서 사용 가능한 전송률들을 모두 기술하자면, 1, 2, 5.5, 11, 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps 등이 있다. 4 illustrates an example of a BSS centered around one
상기 도 4에서 STA1(401)은 AP(400)와 36Mbps로 통신할 수 있고, STA2(402)는 6Mbps, STA3(403)은 1Mbps까지만 가능하며, STA4(404)는 통신이 불가능한 위치 에 놓여있음을 알 수 있다. 이때, 상기 BSS의 장소가 하나의 사무실이고, 각 STA들은 고정된 자리에 배치된 경우라고 한다면 각각의 STA들이 자신의 위치를 임의로 변경할 수 없으므로 AP(400)와의 무선 경로(radio path)가 좋지 않은 STA3(403)은 그렇지 않은 위치의 STA1(401)에 비해 항상 대역폭(bandwidth)이 낮으므로 공평성(fairness)이 결여된다.In FIG. 4, the
뿐만 아니라 STA3(403)이 AP(400)와 통신을 하는 동안에 AP(400)가 다른 STA들과 통신을 할 수는 없기 때문에 BSS 전체의 네트워크 성능(network performance)도 저하된다. 또한, STA4(404)와 같은 위치에서는 AP(400)에 접속이 안 되기 때문에 통신 자체가 불가한 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 통신이 불가능한 경우에도, STA는 채널에 주기적으로 접근(access)을 시도할 수가 있고, 주변의 STA(상기 도 4에서는 STA3(403) 및 STA1(401))의 AP(400)와의 통신에 좋지 않은 영향을 줄 수 있다.In addition, since the
따라서, 본 발명에서는 상기 STA1(401)에 중계 기능을 부여함으로써 상기 STA3(403)에서 AP(400)로의 고속 데이터 전송이 가능하게 된다. 이하, 도 5를 참조하여 본 발명에 따라 중계 기능을 가진 STA를 설정하여 데이터를 중계하는 방법의 개념을 설명한다.Therefore, in the present invention, by providing a relay function to the
<중계(Relay) 기능을 가진 STA가 존재하는 경우><If STA with Relay function exists>
도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 프레임 중계의 개념을 나타낸 도면이다. 상기 도 5를 참조하면, 상술한 도 4의 BSS 내에 있는 STA1(401)이 중계 기능을 가진 경우의 전송률별 영역을 나타낸다. 상기 도 5에서 STA1(501)은 AP(500)와 36Mbps 통신이 가능한 위치에 있고, STA2(502)는 AP(500)와 6Mbps 통신이 가능한 위치에 있고, STA3(503)은 STA1(501)과 36Mbps 통신이 가능한 위치에 있고, STA4(504)는 AP(500)와 통신이 불가능한 위치에 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제1 실시 예에 따라 AP(500)가 STA3(503)과 통신을 할 때 STA1(501)이 중계를 해 준다면 1Mbps가 아닌 36Mbps로 데이터를 주고 받을 수 있게 된다.5 is a diagram illustrating the concept of frame relay according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the rate-specific region when the
그러나 이와 같이 STA1(501)이 중계를 해 주는 경우에는 AP(501)로부터 STA3(503)으로 데이터를 전송하고 STA3(503)이 AP(500)로 ACK를 보내는 경로가 길고 복잡해지므로 전송률에서는 이득이 있으나 절차상 손해를 보게 된다. 따라서, STA1(501)을 거쳐 중계하는 것이 이득인가를 미리 결정할 필요가 있다. 결론을 먼저 기술하자면, 상기 도 5에서 STA1(501)을 AP(500)와 STA3(503)의 중계(relay) 단말로 사용하는 것은 이득이 된다. 도 6을 참조하여, 이러한 경우의 전송 효율이 얼마나 좋아지는지를 설명한다.However, in the case where the
도 6은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중계시 전송 효율을 비교한 도면이다.6 is a view comparing transmission efficiency in relaying according to the first embodiment of the present invention.
상기 도 6에서 A는 AP(500)가 STA3(503)에 직접 하나의 데이터 프레임을 보내고 STA3(503)으로부터 ACK를 받는 과정을 나타내고, B는 STA2(502)를 본 발명에서 제안한 중계 단말로 사용하는 경우의 데이터 한 프레임 전송 및 ACK 수신 과정을 나타낸다.In FIG. 6, A shows a process in which the
상기 도 6에서의 A 및 B 시퀀스(sequence)의 소요 시간을 각각 계산해 보면, 하기 <수학식 1> 및 <수학식 2>와 같이 산출될 수 있다.When calculating the time required for the A and B sequence (Sequence) in Figure 6, respectively, it can be calculated as shown in
상기 <수학식 1>에서 Data/Ack Rate = 1Mbps, Data Length = 1500Bytes, Ack Length = 14Bytes, SIFS = 10μsec로 가정할 때 산출된 값이다.In
상기 <수학식 2>에서 Data Rate = 36Mbps, Rts/Cts Length = 14Bytes, Rts/Cts/Ack Rate = 24Mbps로 가정할 때 산출된 값이다.In
상기 <수학식 1> 및 <수학식 2>를 참조하면, A의 경우는 총 12,122μsec, B의 경우는 총 686μsec가 걸렸다. 대략 18배 정도의 속도 개선이 된 셈이다. 물론, 같은 환경이라도 전송하는 데이터 프레임의 길이에 따라 효율 개선의 정도가 달라질 수 있다. 상술한 계산 예에서는 데이터 프레임의 길이를 1500 바이트로 하였는데, 이는 주로 대량의 파일 전송등의 높은 대역폭(bandwidth)을 요구하는 경우에 나타나는 데이터 프레임의 전형적인 길이로서, 이더넷(ethernet) 캡슐화(encapsulation(RFC 894))의 최대 데이터 길이(data length)이다.Referring to <
한편, 상기 도 6에서 각 프레임의 송수신자를 살펴보면 다음과 같으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 13의 설명에서 후술하기로 한다.Meanwhile, referring to FIG. 6, the transceiver of each frame is as follows. A detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 13.
601 : AP가 STA3에게 데이터 전송601: AP transmits data to STA3
602 : STA가 AP에게 ACK를전송 602: STA sends ACK to AP
611 : AP가 R-STA인 STA1에게 RTS 전송611: RTS transmission to STA1 whose AP is an R-STA
612 : STA1이 AP에게 RTS에 대한 CTS 응답 전송612: STA1 sends CTS response to RTS to AP
613 : AP가 STA1에게 데이터 전송613: AP transmits data to STA1
614 : STA1이 데이터를 STA3로 전송614: STA1 sends data to STA3
615 : STA3이 STA1으로 ACK를 전송615: STA3 sends an ACK to STA1
616 : STA1이 ACK를 AP로 전달616: STA1 forwards the ACK to the AP
한편, 상술한 도 5의 STA4(504)는 AP(500)의 통신 가능 영역 밖에 있어서 네트워크에 접속이 불가능한 상태이다. 이러한 경우에도 중계(relay) 역할을 하는 STA들이 통신 가능 범위에 존재한다면 도 7과 같이 AP에 접속이 가능하다.On the other hand, the
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 두 개의 가입자 단말을 통한 프레임 중계의 개념을 나타낸 도면이다. 상기 도 7을 참조하면, AP(700)는 STA1(701)과 36Mbps로 통신이 가능하며, STA2(702)와는 6Mbps로 통신이 가능하며, STA3(703)과는 1Mbps로 통신이 가능하며, STA4(704)와는 통신 불가능한 상태에 있다.7 illustrates a concept of frame relay through two subscriber stations according to the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, the
이때, 본 발명의 제2 실시 예에 따라 AP(700)가 STA4(704)와 통신을 하고자 할 때, STA1(701) 및 STA3(703)이 중계를 해 준다면 통신 불가능한 상태가 아닌 6Mbps로 데이터를 주고 받을 수 있게 된다.At this time, when the
도 8은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 두 개의 가입자 단말을 통한 프레임 중계시 데이터 전송을 나타낸 도면이다. 즉, 상기 도 8은 상술한 도 7에서 AP(700)가 STA1(701)과 STA3(703)을 통해 STA4(704)로 데이터를 보내고, STA4(704)로부터 ACK를 받는 과정을 시간 축에 도시한 것이다.8 is a diagram illustrating data transmission during frame relay through two subscriber stations according to the second embodiment of the present invention. That is, FIG. 8 illustrates a process in which the
상기 도 8에서 각 프레임의 송수신자를 살펴보면 다음과 같으며, 이에 대한 상세한 설명은 도 16의 설명에서 후술하기로 한다.Looking at the transceiver of each frame in FIG. 8 as follows, a detailed description thereof will be described later in the description of FIG.
801 : AP가 R-STA인 STA1에게 RTS 전송801: AP transmits RTS to STA1 that is R-STA
802 : STA1이 AP에게 RTS에 대한 CTS 응답 전송802: STA1 sends CTS response to RTS to AP
803 : AP가 STA1에게 데이터 전송803: AP transmits data to STA1
804 : STA1이 데이터를 STA3으로 전송804: STA1 sends data to STA3
805 : STA3이 데이터를 STA4으로 전송805: STA3 sends data to STA4
806 : STA4가 STA3으로 ACK를 전송806: STA4 sends an ACK to STA3
807 : STA3이 STA1로 ACK를 전송807: STA3 sends an ACK to STA1
808 : STA1이 ACK를 AP로 전달808: STA1 forwards the ACK to the AP
이하, 도 9 내지 도 16을 참조하여 상술한 본 발명의 각 실시 예들에 따른 세부적인 구성 및 동작을 상세히 설명하기로 한다. 먼저, 각 STA 단말이 본 발명에 따른 중계 기능을 보유하고 있는지 여부를 파악하기 위한 방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, detailed configurations and operations according to embodiments of the present invention described above with reference to FIGS. 9 to 16 will be described in detail. First, a method for determining whether each STA terminal has a relay function according to the present invention will be described.
<중계 기능 보유 여부 파악 방법><How to find out if you have a relay function>
중계 기능을 가진 STA를 이용할 수 있는 AP는 주기적으로 브로드캐스트(broadcast)하는 비콘(Beacon) 프레임의 정보에 그 사실을 통지(announce)한다. 이는 비콘(Beacon) 프레임에 삽입되는 가용성(capability) 정보의 잔여 필드(reserved field) 또는 별도의 잔여 정보 엘리먼트(reserved information element)를 사용할 수 있다. 이러한 AP를 "중계 가능 AP(relay capable AP)"로 칭 하기로 하고 이 AP가 구성하는 BSS를 "중계 가능 BSS(relay capable BSS)"로 칭하기로 한다. 또한, 본 발명에서는 "중계 가능 AP/STA(relay capable AP/STA)"를 나타내기 위해 가용성(capability) 정보의 잔여 필드(reserved field)를 사용하는 것으로 한다.An AP capable of using a STA having a relay function announces the fact to information of a beacon frame that is broadcasted periodically. This may use a reserved field of capability information inserted into a beacon frame or a separate reserved information element. Such an AP will be referred to as a "relay capable AP" and a BSS configured by this AP will be referred to as a "relay capable BSS". In the present invention, it is assumed that a reserved field of capability information is used to indicate a "relay capable AP / STA (relay capable AP / STA)".
이때, 상기 STA들은 AP가 보내는 비콘(Beacon) 프레임 내의 가용성(capability) 내용을 검사함으로써 AP가 중계 가능(relay capable) AP인지 아닌지를 알 수 있다. 단, 중계 기능을 가진 "중계 가능 STA(relay capable STA)"가 아닌 표준 802.11 STA라면 비콘(Beacon) 내의 중계 관련 정보를 해석하지 못한다.In this case, the STAs may know whether the AP is a relay capable AP by checking a capability content in a beacon frame sent by the AP. However, if the standard 802.11 STA is not a "relay capable STA" having a relay function, the relay related information in the beacon may not be interpreted.
<중계 기능 관련 프레임 타입><Frame type related to relay function>
IEEE 802.11 MAC 규격은 도 9에 도시된 바와 같이 MAC 프레임 포맷(frame format)을 정의하였다. 여기서, 프레임 제어 필드(Frame Control field; 910)로부터 Addr4까지를 MAC 헤더(Header)라고 하며, 상기 MAC 헤더 중에서 프레임 제어 필드(910)의 세부 구성은 상기 도 9의 하단에 도시된 바와 같다. 즉, 상기 프레임 제어 필드(910)에는 타입(Type)(911) 및 부타입(Subtype)(912)이라는 영역이 첫 번째 옥텟(octet)의 두 번째 비트(bit-2)로부터 7번째 비트(bit-7)까지 할당되어 있다.The IEEE 802.11 MAC standard has defined a MAC frame format as shown in FIG. 9. Here, the
하기 <표 1>은 IEEE 802.11-1999 버전에서 정의한 상기 타입(911) 및 부타입(912)의 종류를 나타낸다. 본 발명에서는 하기 <표 1>에서 잔여(reserved)로 남겨진 몇 개의 비트를 중계 기능을 위해 사용한다.Table 1 below shows the types of the
이러한 상기 <표 1>의 중계 기능을 위해 사용될 프레임 타입들은 하기 <표 2>와 같다. Frame types to be used for the relay function of Table 1 are as follows.
한편, 상기 도 9의 MAC 프레임은 IEEE 802.11 물리 계층을 거치면서 도 10과 같이 프리앰블(preamble; 1001)과 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 헤더(Header)(1002) 등이 추가된 물리 영역 데이터(100)가 된다. 상기 PLCP 헤더(1002)의 구조는 물리 계층의 종류 또는 802.11 규격의 버전에 따라 조금씩 다르지만 서비스 필드(service field)라는 부분이 공통적으로 있으며, 물리 계층이나 버전에 관계없이 사용하지 않는 잔여 비트(reserved bit)들이 공통적으로 있다.Meanwhile, the MAC frame of FIG. 9 is
본 발명에서는 상기 잔여 비트(reserved bit) 중 하나인 첫 번째 비트(bit-1)를 중계 용도로 사용할 것이며 그 비트의 이름을 중계 비트(Relay bit)라고 한다. 만일, 상기 서비스 필드(service field)의 중계 비트가 설정(set)되어 있으면, 상기 <표 1> 및 <표 2>의 모든 프레임의 명칭의 앞에는 "relayed"라는 수식어를 달아 표기하기로 한다. 즉, 상기 중계 비트는 현재 전송되는 프레임이 중계를 거쳐 전달되는 프레임인지 그렇지 않은 프레임인지를 나타낸다.In the present invention, the first bit (bit-1), which is one of the reserved bits, is used for relaying, and the name of the bit is called a relay bit. If the relay bit of the service field is set, the modifier “relayed” is indicated before the names of all the frames of Tables 1 and 2. That is, the relay bit indicates whether the currently transmitted frame is a frame transmitted through the relay or not.
상기에서는 본 발명의 이해를 위하여 프레임 타입의 추가 및 서비스 비트의 사용 방법을 구체적으로 명시하였으나, 본 발명의 기본 동작인 무선 매체 통신에서 프레임의 중계 기능을 위하여, 잔여 프레임 타입(reserved frame type)을 쓰거나 잔여 서비스 필드(reserved service field)들을 쓰거나 버전 제어 필드(version control field)를 사용하는 등 어떠한 형식으로 변형하더라도 본 발명에 대한 적용이 가능함은 자명하다.In the above description, a method of adding a frame type and using a service bit is specifically described for understanding of the present invention. However, for a relay function of a frame in a wireless medium communication, which is a basic operation of the present invention, a remaining frame type is defined. It is obvious that the present invention can be applied to any form of modification, such as writing, using reserved service fields, or using a version control field.
<중계 기능 자동 설정 방법><How to set the relay function automatically>
중계 가능 AP/STA(Relay capable AP/STA)의 프레임 중계 기능은 사용자가 직접 수동으로 설정하고 온(on) 또는 오프(off) 되도록 할 수 있다. 이런 경우에 사용자는 타 STA의 중계 기능을 사용할 STA와 중계 서비스를 제공할 STA와 AP에 각각 운용 계획을 설정해 주면 된다. 그러나 이와 같이 수동으로 직접 중계 기능을 온/오프(on/off) 하도록 하면 구현이 간단하고 동작이 명확하다는 장점이 있는 반면, 설정해야 할 STA들이 많게 되면 사용상 불편이 따르는 단점이 있다.The relay capable AP / STA (relay capable AP / STA) frame relay function may be set manually by a user and turned on or off. In this case, the user may set an operation plan for the STA to use the relay function of another STA, the STA to provide the relay service, and the AP, respectively. However, the manual direct relay function on / off (on / off) as described above has the advantage that the implementation is simple and the operation is clear, while there are disadvantages in use inconvenience when there are many STAs to be set.
따라서, 본 발명에서는 자동으로 중계 기능을 활성화하는 방법을 제시한다. 본 절에서는 설정할 내용이 명확하여 설명이 불필요한 수동 설정 방법에 대해서는 생략하고, 자동으로 중계 기능을 활성화하는 방법에 대해서 도 11 및 도 12를 참조하여 상세히 기술하기로 한다.Therefore, the present invention provides a method for automatically activating the relay function. In this section, the manual setting method, which is clearly set to be clear and unnecessary, is omitted. A method of automatically activating the relay function will be described in detail with reference to FIGS. 11 and 12.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 중계 기능의 자동 설정 절차를 나타낸 흐름도이며, 도 12는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 중계 기능의 설정을 위해 AP와 STA 간의 메시지 전송을 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.11 is a flowchart illustrating a procedure for automatically setting a relay function according to an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a signal illustrating a procedure for transmitting a message between an AP and a STA for setting up a relay function according to the first embodiment of the present invention. It is a flow chart.
중계 기능을 활성화하는 시작 STA(initiator)는 AP와의 전송 속도가 느리거나 통신이 되지 않는 STA이다. 중계 가능 BSS(Relay capable BSS)에서 AP와의 전송 속도가 느린 STA는 주변의 다른 STA가 AP로 전송하는 프레임들을 분석(S1101)하여 그 중 데이터 프레임의 전송 속도를 가장 높게 전송하는 STA를 먼저 선택(S1102)한다. 이는 STA들이 전송한 CRC 에러가 없는 프레임들 중 가장 전송률이 높은 프레임을 보낸 STA를 찾는 것으로 가능하다.The start STA (activator) for activating the relay function is an STA having a slow transmission rate or no communication with the AP. In a relay capable BSS, an STA having a slow transmission rate with an AP analyzes frames transmitted from other STAs to the AP (S1101) and selects an STA that transmits the highest transmission rate of a data frame among them (S1101). S1102). This is possible by finding the STA that has transmitted the frame having the highest transmission rate among frames without the CRC error transmitted by the STAs.
한편, 전송률 이외에도 중계 단말로 사용할 STA가 전력 절약 모드(power save mode)로 동작하고 있는가도 고려(S1103)할 필요가 있다. 즉, 전력 절약 모드(Power save mode)로 동작하는 STA는 중계 서비스(relay service)를 시작하게 되면 활성 모드(active mode)로 전환해야 하므로 중계 서비스 요청(relay service request)을 거부할 가능성이 크기 때문이다. 따라서, 선택한 STA가 전력 절약 모드로 동작하고 있을 경우에는 다른 STA를 선택(S1104)하게 된다. 하기에서는 이미 AP와 통신 중이지만 전송률이 낮아서 중계 기능을 사용하고자 하는 경우의 절차들에 대해 설명하고, AP와 통신이 되지 않아서 중계를 사용하고자 하는 경우는 뒤에 기술하기로 한다.On the other hand, in addition to the transmission rate, it is necessary to consider whether the STA to be used as the relay terminal operates in the power save mode (S1103). That is, since the STA operating in the power save mode has to switch to the active mode when starting the relay service, it is highly likely to reject the relay service request. to be. Therefore, when the selected STA is operating in the power saving mode, another STA is selected (S1104). The following describes the procedures in the case of communicating with the AP but using the relay function due to the low transmission rate, and will be described later when the relay is not used in communication with the AP.
설명의 편의상 상술한 도 5의 경우를 예를 들어 설명하기로 한다. 먼저, 전송 속도를 높이고자 하는 STA3(503)은 모든 STA들이 전송하는 프레임들을 감시(S1201, S1202)하여 STA1(501)을 선택(S1203)한다. 다음은 STA1(501)이 중계할 수 있는 최대 전송 속도를 파악하였으므로, 중계를 통해 새로운 전송률을 이용할 경우 현재보다 전송 효율이 좋아질 것인가를 계산(S1105)한다. 한편, 전송 효율이 더 좋아질 것인가 하는 것은 상술한 도 6의 예나 이와 유사한 방식으로 계산할 수 있다. 이때, 프레임의 길이나 중계 전송률에 따라 전송 효율이 개선되는 정도가 달라지므로 중계 기능을 거칠 것인 지를 판단하는 임계치(Relay Efficient Threshold)를 둘 수 있다.For convenience of description, the case of FIG. 5 described above will be described as an example. First, the
상기 STA3(503)이 STA1(501)을 중계 단말로 사용하고자 결정(S1106)하였다면, STA3(503)은 STA1(501)로 중계 서비스 요청 프레임(relay service request frame)을 사용하여 중계를 해 줄 수 있는지를 요청(S1107, S1204)한다. 만일 지정된 시간 내에 STA1(501)로부터 그에 대한 응답으로 중계 서비스 응답 프레임(relay service response frame)이 오지 않으면(S1108, S1109), STA1(501)이 중계 가능(relay capable)하지 않은 STA로 판단하여 다른 STA를 검색(S1104)한다.If the
만일, 상기 STA1(501)이 중계 가능 STA(relay capable STA)라면 중계 서비스 응답 프레임(relay service response frame)을 사용하여 중계 여부를 STA3(503)으로 알려준다(S1205). 이때, 상기 중계 서비스 응답 프레임(Relay service request frame)에는 중계의 필요 조건, 즉 요구되는 중계의 최대 차수를 명시한다. 예컨대, 중계하는 STA가 AP로부터 2 홉(hop) 이하, 즉 1개의 중계만을 거치기를 원한다면 1차로 명시하고, 2개의 중계까지 허용하고자 하면 2차를 명시한다. 이들 요청 및 응답 프레임은 AP의 관여를 필요로 하지 않기 때문에 AP를 거치지 않고 두 STA간에 직접 통신한다.If the
이때, 상기 STA1(501)이 중계 가능 STA이면 상술한 바와 같이 반드시 중계 서비스 응답 프레임(relay service response frame)을 보내고 그 프레임 바디(body)에 상태 코드(status code)를 넣어 중계를 승인할 것인지 거부할 것인지를 명시한다. 만일 STA1(501)이 2차 중계 단말이고 STA3(503)이 1차 중계를 요구하였다면, 상기 중계 서비스 응답 프레임(relay service response frame)에는 거부가 명시되고 거부의 이유, 즉 상태 코드(status code)로는 "Requested hop count can not be satisfied"를 의미하는 값이 기록된다. 이런 경우, 상기 STA3(503)은 중계 조건을 완화하여 다시 STA1(501)으로 중계 서비스 요청 프레임(relay service request frame)을 전송(S1111)할 수 있다.In this case, if the
한편, 상기 STA1(501)이 중계를 승인(S1110)하였으면, 상기 STA3(503)은 STA1(501)의 중계 기능을 이용할 수 있게 된다. 즉, STA1(501)은 STA3(503)으로 중계 서비스 응답 프레임(relay service response frame)을 전송하고 STA3(503)으로부터 ACK를 수신(S1206)하면 AP(500)로 자신이 STA3(503)의 중계 STA(R-STA)로 동작할 것을 요청하는 중계 요청 프레임(relay request frame)을 전송(S1112, S1207)하고 AP(500)는 STA1(501)으로 중계 응답 프레임(relay response frame)을 보낸다(S1208).On the other hand, if the STA1 (501) has approved the relay (S1110), the STA3 (503) can use the relay function of the STA1 (501). That is, when the
STA1(501)이 AP(500)로 보내는 중계 요청 프레임(relay request frame)의 내용에는 STA3(503)에 대해 중계를 할 것임을 명시한다. 상기 AP(500)가 STA1(501)으로부터 중계 응답 프레임(relay response frame)에 대한 ACK를 수신(S1113, S1209)한 직후로부터 중계 서비스가 개시(S1114, S1210)되고, AP(500)에서 STA3(503)으로 가는 모든 프레임과 STA3(503)에서 AP(500)로 가는 모든 프레임은 STA1(501)을 경유해서 전달된다.The content of the relay request frame sent from the
본 발명의 예에서는 이해를 용이하게 하기 위해 하나의 STA에서 하나의 STA에 대한 중계 기능을 수행하는 것으로 설명하였다. 그러나 하나의 STA가 둘 이상의 STA에 대해 중계 서비스를 행하려면 상술한 요청/응답 프레임(request/response frame)들의 바디 프레임(body frame)에 좀 더 다양한 정보들을 넣도록 함으로써 가능해지게 된다.In the example of the present invention, in order to facilitate understanding, one STA has been described as performing a relay function for one STA. However, in order for one STA to perform a relay service for two or more STAs, it is possible to include more information in a body frame of the above-described request / response frames.
한편, 상기 설명에서는 하나의 R-STA는 하나의 STA에만 중계 서비스를 하는 것으로 단순화하였으므로, 이 경우 STA가 임의의 다른 STA로부터 중계 서비스 요청 메시지(relay service request)를 받은 이후로부터는 제3의 STA가 요청하는 중계 서비스 요청(relay service request)에 대해 중계 서비스 거부 메시지를 보내야 한다.Meanwhile, in the above description, since one R-STA is simplified to relay service to only one STA, in this case, after the STA receives a relay service request message from any other STA, a third STA is used. A relay denial of service message should be sent for a relay service request requested by the agent.
이하, <표 3>, <표 4>, <표 5> 및 <표 6>은 중계 기능의 활성화(activation)과정에서 사용되는 프레임들의 바디(body) 내용을 나타낸 것이고, <표 7>은 중계 관련 응답 프레임(response frame)들의 상태 코드(status code) 테이블이다.Hereinafter, <Table 3>, <Table 4>, <Table 5> and <Table 6> show the body contents of frames used in the activation process of the relay function, and <Table 7> shows the relay A status code table of associated response frames.
한편, 상술한 중계 기능 활성화 절차는 다양한 변형된 절차로의 응용이 가능하다. 또한, 하나의 STA가 둘 이상의 STA에 대한 중계 기능을 행하는 경우도 상술한 본 발명 기능을 확장함으로써 용이하게 구현할 수 있다.Meanwhile, the above-described relay function activation procedure can be applied to various modified procedures. In addition, a case in which one STA performs a relay function for two or more STAs can be easily implemented by extending the above-described present invention function.
<중계를 통한 데이터 전달 시퀀스><Data transfer sequence through relay>
AP(500)가 STA1(501)으로부터 중계 응답 프레임(relay response frame)에 대한 ACK를 받은 직후부터 AP(500)는 STA3(503)으로 전달되는 모든 데이터(data)와 관리 프레임(management frame)을 STA1(501)에 보내어 STA1(501)이 중계를 하도록 한다. 상기 도 6에서는 하나의 데이터 프레임(data frame)을 STA1(501)을 경유하여 STA3(503)으로 전달하는 과정을 시간 축에서 설명하였다. 이하, 도 6 및 도 13을 참조하여 상기 전달 과정에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.Immediately after the
도 13은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 AP에서 STA로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.13 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an AP to an STA according to the first embodiment of the present invention.
1. AP(500)는 STA3(503)으로 보낼 데이터나 관리 프레임(management frame)이 생기면 STA1(501)로 RTS 프레임을 전송(S1301)한다. 상기 RTS 프레임은 상기 도 6에 도시된 바와 같이 RTS 프레임이 끝나는 시점으로부터 마지막 ACK 프레임이 끝날 때까지의 전체 시퀀스(sequence)가 이루어지는 동안의 시간 정보(duration)를 포함하고 있어서, 중계 가능(relay capable)하지 않은 표준 STA를 포함한 BSS내의 모든 STA들에게 NAV를 할당하게 함으로써 표준에 맞지 않는 프레임 시퀀스가 진행되는 동안 무선 채널을 예약하게 된다.1. When the
2. RTS를 받은 STA1(501)은 AP(500)로 CTS를 전송(S1302)한다. 상기 CTS 프레임의 구간 필드(duration field)에는 CTS 프레임이 끝나는 시점으로부터 도 6에 도시된 마지막 ACK 프레임이 끝나는 시점까지의 소요 시간이 기록된다. 이때, 상기 STA1(501)이 보내는 CTS 프레임에 의해서 AP(500)가 보낸 RTS를 받지 못한 다른 STA들도 NAV를 설정(S1303)하게 된다.2. The
3. AP(500)는 STA3(503)으로 보내고자 하는 데이터 또는 관리 프레임(management frame)을 STA1으로 전송(S1304)한다. 이때 상기한 PLCP 헤더의 서비스 필드의 중계 비트를 중계로 설정하여 전송한다. 이와 같이 서비스 필드의 중계 비트가 설정된 데이터 및 관리 타입의 프레임을 여기서는 각각 "Relay data 및 Relay management" 타입으로 명하기로 한다. 한편, 원래 STA3(503)의 MAC 주소, 즉 RA(Receiver Address)가 기록된 "Addr1" 필드는 STA1(501)의 주소로 치환하여 전송한다.3. The
4. STA1(501)은 RA가 자신으로 되어 있는 중계 프레임 필드(relay frame(서비스 필드의 중계 비트가 1인 프레임)을 수신하면, 자신이 중계 STA로서 동작하므로 그에 대한 ACK 프레임을 전송하지 않고, 수신한 프레임의 RA를 STA3으로, TA(Transmitter Address), 즉 "Addr2" 필드를 자신의 주소로 치환하여 전송(S1305)한다.4. When the
5. STA3(503)은 RA가 자신으로 되어 있는 중계 프레임(relay frame)을 수신하면, 자신이 중계 STA로서 동작하지 않으므로 그에 대한 중계된 ACK 프레임(relayed ACK frame)을 전송(S1306)하고, 수신된 프레임에 대해서는 TA를 AP의 주소로 변환하여 처리한다.5. When the
6. STA1(501)은 STA3(503)으로부터 중계된 ACK 프레임을 받으면 RA를 AP의 주소로 치환하여 AP(500)로 전송(S1307)한다.6. When the
7. AP(500)는 STA1(501)로부터 ACK를 받으면 중계된 프레임의 전송이 완료된 것으로 처리한다. 만일, 중계 데이터 또는 중계 관리 프레임을 보낸 후 예정된 시간이 경과되어도 ACK를 받지 못하면 AP(500)는 802.11 규격에 따르는 재전송을 실시한다. 이때, 프레임의 중계를 위한 "AckTimeOut" 값은 전체 중계된 프레임 시퀀스(relayed frame sequence) 시간 보다 큰 값으로 설정해야 한다.7. When the
8. 이들 전체 시퀀스의 각 프레임 사이의 간격은 SIFS로 한다.8. The interval between each frame of these entire sequences is SIFS.
이하, 도 14를 참조하여 STA3(503)이 STA1(501)을 거쳐 AP(500)로 프레임을 전달하는 과정을 기술한다. 도 14는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 STA에서 AP로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.Hereinafter, a process of transmitting a frame to the
상기 STA3(503)은 STA1(501)로부터 승인된 중계 서비스 응답 메시지(relay service response)를 받더라도 AP(500)로 보내는 데이터나 관리 프레임을 STA1(501)으로 전송하지 않고, 이전처럼 그대로 직접 AP(500)와 통신하다가 AP(500)로부터 STA1(501)을 거쳐 하나 이상의 중계된 프레임(relayed frame)을 수신한 이후에 STA1(501)을 중계 STA로 이용한다. 이는 STA1(501)이 자신의 중계 STA로 완전히 설정되었음을 확인한 이후에, STA1(501)으로 중계된 프레임(relayed frame)을 보낸다는 것을 의미한다. 한편, 상기 STA1(501)을 중계 STA로 쓰는 경우 STA3(503)이 데이터 또는 관리 프레임을 AP(500)로 전송하고자 할 때 다음의 과정을 따른다.The
1. 먼저, STA3(503)에서 RTS 프레임을 STA1(501)으로 전송(S1401)한다. 상기 RTS 프레임의 구간 값(duration value)은 RTS 프레임이 종료되는 시점으로부터 마지막 ACK가 끝날 때까지의 시간으로 한다.1. First, the
2. STA1(501)이 STA3(503)에 CTS로 응답(S1402, S1403)한다. 이때, CTS 프레임의 구간 값(duration value)은 수신한 RTS 프레임의 구간 값(duration value)에서 "SIFS+CTS 전송시간"을 뺀 값이다.2. The
3. CTS를 받은 STA3(503)은 SIFS 경과 후 보내고자 하는 데이터 또는 관리 프레임을 STA1(501)로 전송(S1404)한다. 이때, 프레임은 상기한 PLCP 헤더의 서비스 필드의 중계 비트를 설정하여 중계 데이터 또는 중계 관리 타입으로 변경하고 RA를 STA1(501)으로 한다.3. The
4. STA1(501)은 수신한 중계된 프레임의 RA를 AP로, TA를 자신으로 바꾸어 AP(500)로 전송(S1405)한다.4. The
5. AP(500)는 수신한 중계된 프레임에 대해서 TA, 즉 STA1(501)로 중계된 ACK를 전송(S1406)하고, 수신한 프레임의 TA는 최초의 송신자(transmitter), 즉 STA1(501)을 중계 STA로 사용하는 STA3(503)의 주소로 치환하여 처리한다.5. The
6. STA1(501)은 AP(500)가 보낸 중계된 ACK 프레임의 RA를 STA3(503)으로 치환하여 STA3(503)에게 전송(S1407)한다.6. The
7. STA1(501)은 중계 데이터 또는 중계 관리 프레임을 보낸 후 예상되는 시간까지 ACK가 없으면 802.11 규격에 따라 재전송한다.7. The
8. 이들 전체 시퀀스의 각 프레임 사이의 간격은 SIFS로 한다.8. The interval between each frame of these entire sequences is SIFS.
<다중 중계 운용 방법><Multi relay operation method>
상술한 바와 같이 STA1(501)이 STA3(503)의 중계 STA(R-STA)가 된 이후에 STA3(503)은 또 다른 STA의 중계 STA(R-STA)가 될 수 있다. 이하, 도 7 및 도 15를 참조하여 STA4(704)가 STA3(703)을 중계로 사용하고자 하는 경우를 예를 들어 설명한다.As described above, after the
먼저, STA4(704)가 STA3(703)으로 중계 서비스 요청(relay service request) 프레임을 전송(S1501)한다. STA3(703)은 중계 가능 STA이므로 STA4(704)에게 중계 서비스 응답(relay service response) 프레임을 전송(S1502)한다. STA4(704)가 STA3(703)으로 ACK를 전송(S1503)하면 STA3(703)이 RTS/CTS 핸드쉐이킹(handshaking)을 거쳐 AP(700)로 중계 요청(relay request) 프레임을 전송(S1504, S1505)한다.First, the
이때, 상기 중계 요청 프레임은 STA1(701)을 거쳐 AP(700)로 가게 되므로 서비스 필드(service field)의 중계 비트를 설정하여야 하고, AP(700)가 중계 응답(relay response) 프레임을 STA1(701)을 경유하여 STA3(703)으로 전송(S1506, S1507)한다. AP(700)가 STA3(703)으로부터 ACK를 수신(S1508, S1509)하게 되면 그 이후 AP(700)로부터 STA4(704)로 전송되는 데이터나 관리 프레임은 STA1(701) 및 STA3(703)을 거쳐 STA4(704)로 전달되고, STA4(704)가 응답하는 ACK 역시 중계 STA들을 거쳐 AP(700)로 전송함으로써 중계 서비스가 개시(S1510)된다. In this case, since the relay request frame goes to the
상기 도 8에서는 하나의 데이터 프레임(data frame)을 STA1(701) 및 STA3(703)을 경유하여 STA4(704)로 전달하는 과정을 시간 축에서 설명하였다. 이하, 도 8 및 도 16을 참조하여 상기 전달 과정에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.In FIG. 8, a process of transferring one data frame to STA4 704 via
도 16은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 AP에서 STA로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.16 is a signal flow diagram illustrating a procedure for relaying and transmitting a frame from an AP to an STA according to the second embodiment of the present invention.
1. AP(700)는 STA4(704)로 보낼 데이터나 관리 프레임(management frame)이 생기면 STA1(701)로 RTS 프레임을 전송(S1601)한다. 상기 RTS 프레임은 상기 도 8에 도시된 바와 같이 RTS 프레임이 끝나는 시점으로부터 마지막 ACK 프레임이 끝날 때까지의 전체 시퀀스(sequence)가 이루어지는 동안의 시간 정보(duration)를 포함하고 있어서, 중계 가능(relay capable)하지 않은 표준 STA를 포함한 BSS내의 모든 STA들에게 NAV를 할당하게 함으로써 표준에 맞지 않는 프레임 시퀀스가 진행되는 동안 무선 채널을 예약하게 된다.1. When the
2. RTS를 받은 STA1(701)은 AP(700)로 CTS를 전송(S1602)한다. 상기 CTS 프레임의 구간 필드(duration field)에는 CTS 프레임이 끝나는 시점으로부터 도 8에 도시된 마지막 ACK 프레임이 끝나는 시점까지의 소요 시간이 기록된다. 이때, 상기 STA1(701)이 보내는 CTS 프레임에 의해서 AP(700)가 보낸 RTS를 받지 못한 다른 STA들도 NAV를 설정(S1603, S1604)하게 된다.2. The
3. AP(700)는 STA4(703)로 보내고자 하는 데이터 또는 관리 프레임(management frame)을 STA1으로 전송(S1605)한다. 이때 상기한 PLCP 헤더의 서비스 필드의 중계 비트를 중계로 설정하여 전송한다. 이와 같이 서비스 필드의 중계 비트가 설정된 데이터 및 관리 타입의 프레임을 여기서는 각각 "Relay data 및 Relay management" 타입으로 명하기로 한다. 한편, 원래 STA4(703)의 MAC 주소, 즉 RA(Receiver Address)가 기록된 "Addr1" 필드는 STA1(701)의 주소로 치환하여 전송한다.3. The
4. STA1(701)은 RA가 자신으로 되어 있는 중계 프레임 필드(relay frame(서비스 필드의 중계 비트가 1인 프레임)을 수신하면, 자신이 중계 STA로서 동작하므로 그에 대한 ACK 프레임을 전송하지 않고, 수신한 프레임의 RA를 STA3으로, TA(Transmitter Address), 즉 "Addr2" 필드를 자신의 주소로 치환하여 전송(S1606)한다.4. When the
5. STA3(703)은 RA가 자신으로 되어 있는 중계 프레임 필드(relay frame(서비스 필드의 중계 비트가 1인 프레임)을 수신하면, 자신이 중계 STA로서 동작하므로 그에 대한 ACK 프레임을 전송하지 않고, 수신한 프레임의 RA를 STA4로, TA(Transmitter Address), 즉 "Addr2" 필드를 자신의 주소로 치환하여 전송(S1607)한다.5. When the
6. STA4(704)는 RA가 자신으로 되어 있는 중계 프레임(relay frame)을 수신하면, 자신이 중계 STA로서 동작하지 않으므로 그에 대한 중계된 ACK 프레임(relayed ACK frame)을 전송(S1608)하고, 수신된 프레임에 대해서는 TA를 AP의 주소로 변환하여 처리한다.6. When the
7. STA3(703)은 STA4(704)로부터 중계된 ACK 프레임을 받으면 RA를 STA1(701)의 주소로 치환하여 STA1(701)으로 전송(S1609)한다.7. When the
8. STA1(701)은 STA3(703)으로부터 중계된 ACK 프레임을 받으면 RA를 AP의 주소로 치환하여 AP(700)로 전송(S1610)한다.8. When the
9. AP(700)는 STA4(704)로부터 ACK를 받으면 중계된 프레임의 전송이 완료된 것으로 처리한다. 만일, 중계 데이터 또는 중계 관리 프레임을 보낸 후 예정된 시간이 경과되어도 ACK를 받지 못하면 AP(700)는 802.11 규격에 따르는 재전송을 실시한다. 이때, 프레임의 중계를 위한 "AckTimeOut" 값은 전체 중계된 프레임 시퀀스(relayed frame sequence) 시간 보다 큰 값으로 설정해야 한다.9. When the
10. 이들 전체 시퀀스의 각 프레임 사이의 간격은 SIFS로 한다.10. The interval between each frame of these entire sequences is referred to as SIFS.
이하, 도 17을 참조하여 STA4(704)가 STA3(703) 및 STA1(701)을 거쳐 AP(700)로 프레임을 전달하는 과정을 기술한다. 도 17은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 STA에서 AP로 프레임을 중계하여 전송하는 절차를 나타낸 신호 흐름도이다.Hereinafter, the process of the
상기 STA4(704)는 STA3(703)으로부터 승인된 중계 서비스 응답 메시지(relay service response)를 받더라도 AP(700)로 보내는 데이터나 관리 프레임을 STA3(703)으로 전송하지 않고, 이전처럼 그대로 직접 AP(700)와 통신하다가 AP(700)로부터 STA1(701) 및 STA3(703)을 거쳐 하나 이상의 중계된 프레임(relayed frame)을 수신한 이후에 및 STA3(703)을 중계 STA로 이용한다. 이는 STA3(703)이 자신의 중계 STA로 완전히 설정되었음을 확인한 이후에, STA3(703)으로 중계된 프레임(relayed frame)을 보낸다는 것을 의미한다. 한편, 상기 STA1(701) 및 STA3(703)을 중계 STA로 쓰는 경우 STA4(704)가 데이터 또는 관리 프레임을 AP(700)로 전송하고자 할 때 다음의 과정을 따른다.Even if the
1. 먼저, STA4(704)에서 RTS 프레임을 STA3(703)으로 전송(S1701)한다. 상기 RTS 프레임의 구간 값(duration value)은 RTS 프레임이 종료되는 시점으로부터 마지막 ACK가 끝날 때까지의 시간으로 한다.1. First, the
2. STA3(703)이 STA4(704)에 CTS로 응답(S1702, S1703, S1704)한다. 이때, CTS 프레임의 구간 값(duration value)은 수신한 RTS 프레임의 구간 값(duration value)에서 "SIFS+CTS 전송시간"을 뺀 값이다.2. The
3. CTS를 받은 STA4(704)는 SIFS 경과 후 보내고자 하는 데이터 또는 관리 프레임을 STA3(703)으로 전송(S1705)한다. 이때, 프레임은 상기한 PLCP 헤더의 서비스 필드의 중계 비트를 설정하여 중계 데이터 또는 중계 관리 타입으로 변경하고 RA를 STA3(703)으로 한다.3. The
4. STA3(703)은 수신한 중계된 프레임의 RA를 STA1으로, TA를 자신으로 바꾸어 STA1(701)으로 전송(S1706)한다.4. The
5. STA1(701)은 수신한 중계된 프레임의 RA를 AP로, TA를 자신으로 바꾸어 AP(700)로 전송(S1707)한다.5. The
6. AP(700)는 수신한 중계된 프레임에 대해서 TA, 즉 STA1(701)로 중계된 ACK를 전송(S1708)하고, 수신한 프레임의 TA는 최초의 송신자(transmitter), 즉 STA1(703)을 중계 STA로 사용하는 STA4(704)의 주소로 치환하여 처리한다.6. The
7. STA1(701)은 AP(700)가 보낸 중계된 ACK 프레임의 RA를 STA3(703)으로 치환하여 STA3(703)에게 전송(S1709)한다.7. The
8. STA3(703)은 STA1(701)이 보낸 중계된 ACK 프레임의 RA를 STA4(704)로 치환하여 STA4(704)에게 전송(S1710)한다.8. The
9. STA1(701) 및 STA3(703)은 중계 데이터 또는 중계 관리 프레임을 보낸 후 예상되는 시간까지 ACK가 없으면 802.11 규격에 따라 재전송한다.9. The
10. 이들 전체 시퀀스의 각 프레임 사이의 간격은 SIFS로 한다.10. The interval between each frame of these entire sequences is referred to as SIFS.
<통신 불가 지역의 STA가 중계를 통해 AP에 가입하는 방법><How STA in Non-Communication Area Joins AP via Relay>
상술한 도 5 또는 도 7에서 STA4(704)는 AP(700)의 무선 커버리지(radio coverage) 영역 밖에 존재하여 AP(700)가 주기적으로 전송하는 비콘(Beacon) 프레임을 비롯한 모든 프레임들을 직접 수신할 수 없고, 이 경우 STA4(704)가 전송하는 프레임도 AP(700)에 제대로 수신될 가능성이 매우 낮다. IEEE 802.11 규격에 의하면 STA가 AP에 가입하기 위해서는 AP가 전송하는 비콘 프레임을 수신하거나 STA가 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 보내어 AP로부터 그에 대한 응답으로 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 받아야 한다. 이하에서는 이와 같은 경우에 도 5 또는 도 7의 STA4(704)를 예로 들어 AP(700)에 가입하는 절차에 대해 설명하기로 한다.In FIG. 5 or FIG. 7, the
1. 먼저, STA4(704)는 802.11 표준에 따라 비콘이나 프로브 응답(probe response) 프레임을 수신하기 위해 각 주파수 채널들을 스캔(S1801)하게 되며, 결국 수신한 프레임이 없으므로 스캔에 실패하게 된다.1. First, the
2. 이때, 만일 사용자가 예컨대 "중계 검색 및 중계 경유 통신"을 요청하면 STA4(704)는 사용자가 설정한 채널들에 대해서 일정 시간 동안 모든 오류 없는 프레임을 수신하여 가장 전송률이 높고 전력 절약 모드(power save mode)가 아닌 STA를 선정(S1802)하여 중계 서비스 요청(relay service request) 프레임을 전송(S1803)한다. 상기 중계 서비스 요청(relay service request) 프레임 바디(body)의 목적 필드(purpose field)는 2, 즉 "가입 및 통신"으로 명시한다. 여기서는 상기 STA를 STA3(703)으로 가정하고 설명하기로 한다.2. At this time, if the user requests, for example, "relay search and relay communication", the
3. STA3(703)은 STA4(704)에게 중계 서비스 응답(relay service response) 메시지를 전송(S1804)하고 그에 대한 ACK를 수신(S1805)하면 AP(700)로 중계 요청(relay request) 프레임을 전송(S1806, S1807)한다. 한편, STA4(704)는 STA3(703)으로부터 중계된 프로브 응답(probe response) 프레임을 수신할 때까지 기다린다.3. The
4. AP(700)는 STA3(703)으로 중계 응답(relay response) 프레임을 전송(S1808, S1809)하고 STA3(703)으로부터 ACK를 수신(S1810, S1811)하면 다시 STA4(704)로 중계 프로브 응답(relay probe response) 프레임을 전송(S1812, S1813, S1814)한다. 이 프레임은 STA3(703)을 경유한다. 물론, 그에 앞서 모든 중계된 프레임의 최초 전송자는 RTS/CTS 핸드쉐이킹(handshaking)을 해야 한다.4. The
5. STA4(704)는 중계 STA들을 거쳐 AP(700)로 프로브 응답(probe response) 프레임에 대한 ACK를 전송(S1815, S1816, S1817)하고, 수신한 프로브 응답(probe response) 프레임을 분석하여 그 BSS에 가입할 것인가를 판단(S1818)한다.5. The
6. STA4(704)가 STA3(703)을 통해 BSS에 가입할 것으로 결정하였으면 AP(700)로 중계된 인증 요청(authentication request) 프레임을 전송(S1819, S1920, S1821)하는 것을 시작으로 802.11 규격에 따라 AP(700)와의 인증(authentication) 절차를 거치고 아울러 할당(association) 절차(S1822, S1823, S1824)를 통해 AP(700)에 가입된다.6. If the
이와 같이 할당(Association)을 성공적으로 마친 STA4(704)는 STA3(703)을 통해서 모든 데이터와 관리 프레임들을 AP(700)와 주고 받음으로써 중계 서비스가 개시(S1825)된다. 단, STA4(704)는 AP(700)가 짧은 주기로 전송하는 비콘 프레임을 수신할 수 없으므로 AP(700)와 MAC 레벨의 동기(synch)를 맞출 수 없고, 따라서 비콘을 제대로 수신하지 않더라도 동작이 되도록 처리해야 한다. 예를 들어 정확한 동기(synch)가 맞아야만 가능한 전력 절약 모드(power save mode)는 이 경우에 설정되지 않도록 하는 것이 바람직하다.As described above, the
<중계를 통한 멀티캐스트/브로드캐스트 프레임 전달 방법><Multicast / Broadcast frame delivery method through relay>
AP를 중심으로 구성되는 BSS 네트워크에서, 802.11 MAC 레벨의 멀티캐스트와 브로드캐스트 프레임은, 프로브 요청(probe request) 프레임만을 제외하고는 기본적으로 AP만이 전송하도록 되어 있으므로 여기서는 편의상 AP가 멀티캐스트 또는 브로드캐스트를 전송하는 경우만을 기술한다. 그러나 중계 가능 STA가 이들 프레임을 받아서 처리하는 것은 그 발생지가 어디라도 관계가 없으므로 일반 STA가 이러한 프레임을 전송한 경우도 동일하게 처리될 수 있다.In BSS networks centered on APs, multicast and broadcast frames of 802.11 MAC levels are basically transmitted only by APs except for probe request frames. It describes only the case of transmitting. However, since the relay capable STA receives these frames and processes them regardless of the origin, the same may be handled even when the general STA transmits such frames.
중계 가능 AP는 비록 BSS내에 중계로 동작하는 STA들이 존재한다 하더라도 멀티캐스트와 브로드캐스트 프레임은 "relayed"로 전송하지 않고 802.11 표준에 따라 전송한다. 이 경우 BSS 내에서 AP와 직접 통신이 가능한 모든 STA들은 이런 프레임들을 바로 수신하게 되지만, "가입 및 통신"의 목적으로 중계를 사용하여 BSS에 참여한 STA는 이들 프레임을 받지 못한다. 따라서 AP와 직접 통신이 불가한 STA와의 중계를 담당한 STA는 비콘과 프로브 요청(probe request) 프레임을 제외한 모든 멀티캐스트 및 브로드캐스트 데이터 프레임을 중계해 주어야 한다.The relay capable AP transmits multicast and broadcast frames according to the 802.11 standard without transmitting as “relayed” even though there are STAs operating as relays in the BSS. In this case, all STAs capable of directly communicating with the AP within the BSS receive these frames immediately, but STAs participating in the BSS using the relay for the purpose of "subscription and communication" do not receive these frames. Therefore, the STA in charge of relaying with the STA, which cannot directly communicate with the AP, must relay all multicast and broadcast data frames except beacons and probe request frames.
멀티캐스트와 브로드캐스트 프레임들을 중계하는 방법에는 두 가지가 있다. 하나는 다른 방향성(directional) 프레임처럼 "relayed" 타입으로 바꾸어 SIFS 시간 후 즉시 전송을 하는 방법이고, 다른 하나는 수신한 멀티캐스트 프레임을 저장해 두었다가 후에 802.11 규격에서 정한 경쟁(contention) 방법, 즉 DCF(Distributed Coordination Function) 규칙(rule)에 따라 전송하는 방법이다.There are two ways to relay multicast and broadcast frames. One is to change the type to "relayed" like other directional frames and transmit it immediately after SIFS time. The other is to store the received multicast frame and then to the contention method defined by 802.11 standard, DCF ( Distributed Coordination Function) A method of transmitting according to a rule.
상기에서 프레임을 받아서 SIFS 후에 즉시 전송하는 경우는 효율적이고 구현이 간단하다는 장점이 있지만, 만일 같은 종류의 중계 STA가 근접해 있다면 두 STA가 동시에 멀티캐스트 프레임을 중계하기 위해 전송하게 되어서 충돌이 발생하므로 프레임의 내용이 깨지게 될 것이다. 따라서, 이 방법은 주변에 자신과 같은 역할을 하는 중계 STA가 없는 것이 확인된 경우에만 사용하도록 하고, 그 이외에는 두 번째 방법을 사용토록 한다.When receiving the frame and transmitting it immediately after SIFS, there is an advantage that it is efficient and simple to implement. However, if the same type of relay STA is in close proximity, the two STAs transmit to relay the multicast frame at the same time, so a collision occurs. Will be broken. Therefore, this method should be used only when it is confirmed that there is no relay STA that plays the same role as itself, and otherwise, the second method is to be used.
상기한 두 번째 방법에 따라 멀티캐스트 또는 브로드캐스트 데이터 프레임을 중계할 때에는 규격에서 여분으로 예약(reserved)되어 있는 별도의 프레임 타입을 사용한다. 본 발명에서는 상술한 <표 2>에 "Relayed Multicast Data" 및 "Relayed Broadcast Data" 타입을 예로서 정의하였다. 이때, 프레임 타입의 변형과 아울러, RA를 중계 서비스 수혜자인 STA의 주소로 치환하고 원래의 RA는 BSSID가 위치한 Addr3의 위치에 넣도록 한다. 이는 BSS내의 다른 STA들이 이 프레임을 멀티캐스트 또는 브로드캐스트로 인식함으로써 범할 수 있는 오류를 차단하는 효과가 있다.When relaying a multicast or broadcast data frame according to the second method described above, a separate frame type reserved in the standard is used. In the present invention, "Relayed Multicast Data" and "Relayed Broadcast Data" types are defined in Table 2 as an example. At this time, with the modification of the frame type, the RA is replaced with the address of the STA which is the relay service beneficiary, and the original RA is put in the position of Addr3 where the BSSID is located. This has the effect of blocking errors that can be made by other STAs in the BSS recognizing this frame as multicast or broadcast.
<통신 불가 지역의 STA와 비콘 프레임><STA and Beacon Frame in Unreachable Area>
비콘 프레임은 BSS 내 모든 STA들과의 시간 및 네트워크 정보를 동기화(synchronize)하기 위해서 AP가 주기적으로 브로드캐스트하는 관리 타입의 패킷이다. 따라서 어떤 STA가 긴 시간 동안 비콘을 수신하지 못했다면 그것은 AP와의 통신 영역 밖으로 벗어났거나 AP가 서비스를 중단했음을 의미한다. 비콘 프레임에 실린 내용 중에서 매 비콘마다 바뀌는 것은 타임스탬프(timestamp) 값과 TIM 정보로서, 이것들은 STA들이 전력 절약 모드(power save mode)로 동작할 때 어웨이크(awake)하는 시간과 조건을 결정하는데 사용된다. 그 밖에 특성(capability) 정보와 SSID 라고 하는 네트워크 이름, 또 지원하는 전송률들에 대한 정보가 포함되는데, 이것들은 거의 고정된 값으로 사용된다.The beacon frame is a management type packet periodically broadcasted by the AP in order to synchronize time and network information with all STAs in the BSS. Therefore, if an STA has not received a beacon for a long time, it means that it is out of communication area with the AP or the AP has stopped service. What changes in every beacon in the beacon frame is a timestamp value and TIM information, which determine when and when the STAs awake when operating in power save mode. Used. Other information includes capability information, network name called SSID, and information about supported transmission rates, which are used with almost fixed values.
따라서, STA가 전력 절약 모드(power save mode)로 동작하지 않을 것이라면 굳이 AP가 전송하는 모든 비콘 프레임을 수신할 필요는 없다. 물론, 중계 STA가 모든 비콘을 중계해 줄 수도 있겠지만, 이 경우에는 상기한 멀티캐스트나 브로드캐스트 프레임의 중계 방법에서 보듯이 수신해서 버퍼링(buffering)하고 있다가 나중에 보내야 하는 부담이 있다.Therefore, if the STA will not operate in a power save mode, it is not necessary to receive all beacon frames transmitted by the AP. Of course, the relay STA may relay all beacons, but in this case, there is a burden of receiving and buffering and sending later, as shown in the above-described multicast or broadcast frame relay method.
뿐만 아니라, 비콘 프레임 내부의 타임스탬프(timestamp)값을 중계 STA가 변경해 주거나 최종 수신한 STA가 표준과 다른 방법으로 상기 타임스탬프(timestamp)를 처리해야 하므로 구현이 복잡하고, 특히 비콘 프레임이 적어도 100msec마다 한 번씩 나오기 때문에 그것을 중계하는데 따르는 매체 점유율이 높아 전체 네트워크 성능을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 따라서 비콘 프레임은 매번 중계하지 않고, 타임스탬프(timestamp)와 TIM 등을 제외한 네트워크 구성 정보가 바뀌는 경우 또는 일정한 주기로 중계 STA가 판단하여 중계하도록 한다.In addition, since the relay STA changes the timestamp value inside the beacon frame or the last received STA must process the timestamp in a manner different from the standard, the implementation is complicated, and the beacon frame is at least 100 msec. Because it comes out every time, the media share of relaying it is high, which can be a factor that degrades the overall network performance. Therefore, the beacon frame is not relayed every time, and relaying is determined by the relay STA when the network configuration information except for a timestamp and a TIM is changed or at regular intervals.
한편, 상기 비콘을 중계할 때에는 상술한 <표 2>의 'Relayed 비콘 타입을 사용하며 Addr1,2,3의 값들은 상술한 멀티캐스트 프레임 중계 방법과 동일하게 사용한다.Meanwhile, when relaying the beacon, the 'Relayed beacon type' of Table 2 is used, and the values of Addr1, 2, and 3 are used in the same manner as the multicast frame relay method described above.
<중계의 변경 및 해제- 중계 서비스 요청자에 의한 변경 및 해제><Change and release of relay-Change and release by requester of relay service>
중계 서비스를 이용하는 STA는 1)AP와 통신 불가 상태에서 통신 가능 상태로 바뀌었거나 2)AP와의 전송률이 낮은 환경에서 높은 환경으로 변경되거나 3)BSS에서 탈퇴를 하고자 하는 경우에 중계 서비스를 해제할 수 있다.The STA using the relay service may release the relay service when 1) it is not available to communicate with the AP, or 2) it is changed from a low transmission rate with the AP to a high environment, or 3) withdraws from the BSS. Can be.
중계 서비스의 해제는 별도의 프레임 타입을 정하지 않고, 802.11 규격에서 정의한 탈퇴(Disassociation, De-authentication) 또는 재가입(Re-association) 프레임을 규격대로 사용하여 처리한다. 즉, 중계 서비스를 이용하는 STA가 더 이상 중계를 거치지 않고 AP와 직접 통신을 하고자 한다면 단순히 재가입 할당 요청(re-association request) 프레임을 AP로 보내고 AP로부터 응답을 받으면 된다.The release of the relay service does not determine a separate frame type, and processes the disassociation, de-authentication or re-association frame defined in the 802.11 standard using the standard. That is, if the STA using the relay service wants to directly communicate with the AP without going through the relay anymore, the STA simply sends a re-association request frame to the AP and receives a response from the AP.
또한, 탈퇴를 하고자 하는 경우에는 탈퇴 요청(disassociation 또는 de-authentication request) 프레임을 AP로 보내도록 한다. 중계 서비스를 제공하는 STA는 자신의 서비스 이용자 또는 AP가 서비스 이용자에게 보내는 재가입(re-association) 또는 탈퇴(disassociation 또는 de-authentication) 프레임을 감지하여 중계 서비스를 중단한다. AP는 재가입(re-association) 메시지를 보내온 STA를 중계 사용자 리스트에서 삭제하고 일반 STA와 동일하게 처리한다.In addition, if you want to leave, send a disassociation or de-authentication request frame to the AP. The STA providing the relay service stops the relay service by detecting a re-association or disassociation or de-authentication frame sent by the service user or the AP to the service user. The AP deletes the STA that has sent the re-association message from the relay user list and processes the STA in the same manner as the general STA.
만일, 중계 서비스를 제공하는 STA가 이용자가 보낸 재가입(re-association) 또는 탈퇴(disassociation 또는 de-authentication) 프레임을 놓쳤다거나, 또는 중계 사용자가 고장이나 전원 오프(off) 등으로 갑자기 사라진 경우에는 후에 AP로부터 중계 응답(relay response) 프레임을 받아서 상태 코드 필드(status code field)에 'Release relay service'가 명시된 경우 중계 서비스를 중단한다.If the STA providing the relay service misses a re-association or disassociation or de-authentication frame sent by the user, or the relay user suddenly disappears due to a failure or power off, etc. If the relay response frame is received from the AP and 'Release relay service' is specified in the status code field, the relay service is stopped.
한편, AP는 가입자에 대한 에이징(aging)을 실시하던 중 임의의 STA를 가입자 목록에서 제거하려고 할 때 해당 STA가 중계 서비스를 받는 STA이면, 상기 STA의 중계 STA로 중계 응답(relay response) 프레임을 보낸다. 이때, 상태 코드(status code)로는 'Release relay service'를 사용한다. 만일, 중계 서비스를 제공하는 STA가 중계 서비스를 받는 STA로부터 중계 데이터 또는 중계 관리 타입이 아닌 프레임을 수신한다면, 이 경우에도 중계 서비스를 중단하게 된다.On the other hand, when the AP tries to remove any STA from the subscriber list while aging the subscriber, if the STA receives the relay service, the AP sends a relay response frame to the relay STA of the STA. send. At this time, 'Release relay service' is used as a status code. If the STA providing the relay service receives a frame other than the relay data or the relay management type from the STA receiving the relay service, the relay service is stopped even in this case.
<중계의 변경 및 해제- 중계 STA에 의한 변경 및 해제><Change and release of relay-Change and release by relay STA>
중계 서비스를 제공하는 STA가 자신의 전원 관리 모드를 전원 절약 모드(power save mode)로 바꾸어야 한다거나 네트워크에서 탈퇴하는 등의 경우에는 중계 서비스가 해제된다. 이 경우에도 상술한 중계 서비스 사용자가 해제하는 방법과 유사하다. 즉, 중계 STA가 AP로 재가입(re-association) 또는 탈퇴(disassociation 또는 de-authentication request) 프레임을 전송하면 AP가 더 이상 중계 STA로 인식하지 않는다.If the STA providing the relay service needs to change its power management mode to a power save mode or withdraws from the network, the relay service is released. In this case, the relay service user is similar to the release method described above. That is, when the relay STA transmits a re-association or disassociation or de-authentication request frame to the AP, the AP no longer recognizes the relay STA.
한편, 상기 STA의 중계 서비스를 받고 있는 STA는 중계 STA가 보내는 이들 프레임을 수신하면 즉시 중계 사용 모드를 해제한다. 이 경우 전송률 향상을 위해 중계를 이용한 STA는 다시 원래대로 AP와 직접 통신하게 되고, '가입 및 통신'을 목적으로 중계를 사용한 STA는 AP로부터 탈퇴된 것으로 처리한다.Meanwhile, the STA receiving the relay service of the STA immediately releases the relay use mode when receiving the frames sent by the relay STA. In this case, the STA using the relay to directly improve the transmission rate is directly communicated with the AP again, and the STA using the relay for the purpose of 'subscription and communication' is treated as being withdrawn from the AP.
만일 AP가 중계 STA로 탈퇴(disassociation이나 de-authentication request) 프레임을 보낸 경우에는 중계 STA가 이를 중계 서비스 사용자 STA까지 전달하여야 한다.If the AP sends a disassociation or de-authentication request frame to the relay STA, the relay STA must deliver it to the relay service user STA.
중계 서비스 사용자가 중계 STA의 재가입(re-association) 또는 탈퇴(disassociation 또는 de-authentication) 메시지를 수신하지 못했다면, AP가 자신에게 직접 보낸 프레임을 수신하는 순간부터 중계 서비스가 해제된 것으로 인식한다. AP가 자신(중계 서비스 사용 STA)에게 프레임을 보내기 전에 자신이 먼저 AP측으로 프레임을 보낼 일이 있는 경우라면 그 프레임에 대해서는 ACK를 받지 못하게 된다.If the relay service user does not receive the re-association or disassociation or de-authentication message of the relay STA, the relay service is recognized as being released from the moment the AP receives a frame directly sent to the relay STA. If the AP first sends a frame to the AP before sending the frame to itself (the relay service using STA), the ACK is not received for the frame.
중계 STA가 고장이나 전원 오프(off) 등으로 갑자기 동작을 하지 않는 경우에는 한동안 AP와 중계 서비스 사용자 STA간 통신이 이루어지지 않을 것이므로, 이런 경우에는 중계 사용자 STA 및 AP 각각의 에이징(aging) 기능에 의해 탈퇴 후 재접속을 하도록 한다.If the relay STA does not operate suddenly due to a failure or power off, communication between the AP and the relay service user STA will not be performed for a while. In this case, the aging function of the relay user STA and the AP may not be applied. Reconnect after withdrawal.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.
본 발명에 따르면, 근거리 무선 통신 네트워크에서 AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우 통신 환경이 좋은 제3의 STA를 통해 메시지를 중계하여 전송함으로써 데이터 전송 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, when the communication environment between the AP and the STA needs to be communicated at a low speed in a short range wireless communication network, the data transmission efficiency can be increased by relaying and transmitting a message through a third STA having a good communication environment. There is this.
또한, 근거리 무선 통신 네트워크에서 STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에 통신 환경이 좋은 제3의 STA를 통해 메시지를 중계하여 전송함으로써 서비스 영역의 확장을 가능하게 하는 장점이 있다.In addition, when the STA is in a position where communication with the AP is impossible in the short range wireless communication network, the service area may be extended by relaying and transmitting a message through a third STA having a good communication environment.
또한, 근거리 무선 통신 네트워크에서 AP와 STA간 통신 환경이 나빠서 저속으로 통신을 해야 하는 경우 또는 STA가 AP와 통신이 불가한 위치에 있는 경우에 통신 환경이 좋은 복수의 STA들을 통해 다중으로 메시지를 중계하여 전송함으로써 데이터 전송 효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, when a communication environment between the AP and the STA needs to communicate at a low speed in a short range wireless communication network or when the STA is in a position where communication with the AP is impossible, the message may be relayed through multiple STAs having a good communication environment. There is an advantage that can be increased by transmitting the data transmission efficiency.
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