KR20100028933A

KR20100028933A - 오버레이 무선랜 및/또는 밀리미터 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법

Info

Publication number: KR20100028933A
Application number: KR1020080087898A
Authority: KR
Inventors: 석용호
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-05
Filing date: 2008-09-05
Publication date: 2010-03-15
Also published as: KR101477812B1; WO2010027226A2; US8897279B2; WO2010027226A3; US20110188487A1; US20150036647A1; US9438333B2

Abstract

오버레이 무선랜 및/또는 밀리미터 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예는 오버레이 무선랜을 지원하는 무선랜 장치를 위한 프로토콜 아키텍쳐에 관한 것이다. 이 프로토콜 아키텍쳐는 제1 주파수 밴드용 MAC과 PHY 및 제2 주파수 밴드용 MAC과 PHY를 포함하고, 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제2 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치한다. 이 경우에, 제1 주파수 밴드는 6GHz 이하 밴드이고, 제2 주파수 밴드는 60GHz 밴드일 수 있다. 그리고 무선랜 장치는 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY를 통해 전송할 수 있다. 이 경우에, 무선랜 장치는 상기 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 제1 주파수 밴드용 프레임의 바디부에 포함시켜서 전송할 수 있다.

Description

오버레이 무선랜 및/또는 밀리미터 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법{Protocol architecture for overlay WLAN and/or millimeter portal, and frame format and frame transmission method for the protocol architecture in a VHT WLAN system}

본 발명은 무선랜(Wireless Local Access Network, WLAN)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 VHT(Very High Throughput) 무선랜 시스템에서 오버레이 무선랜 및/또는 밀리미터 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송방법에 관한 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, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

WLAN 기술의 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802가 1980년 2월에 설립된 이래, 많은 표준화 작업이 수행되고 있다. 초기의 WLAN 기술은 IEEE 802.11을 통해 2.4GHz 주파수를 사용하여 주파수 호핑, 대역 확산, 적외선 통신 등으로 1~2Mbps의 속도를 지원한 이래, 최근에는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex)을 적용하여 최대 54Mbps의 속도를 지원할 수 있다. 이외에도 IEEE 802.11에서는 QoS(Quality for Service)의 향상, 액세스 포인트(Access Point) 프로토콜 호환, 보안 강화(Security Enhancement), 무선 자원 측정(Radio Resource measurement), 차량 환경을 위한 무선 접속(Wireless Access Vehicular Environment), 빠른 로밍(Fast Roaming), 메쉬 네트워크(Mesh Network), 외부 네트워크와의 상호작용(Interworking with External Network), 무선 네트워크 관리(Wireless network Management) 등 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다.

IEEE 802.11 중에서 IEEE 802.11b는 2.4GHz 대역의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbs의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 대역이 아닌 5GHz 대역의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 대역의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, OFDM 기술을 사용하여 통신 속도를 최대 54Mbps까지 향상시켰다. 그러나 IEEE 802.11a는 IEEE 802.11b에 비해 통신 거리가 짧은 단점이 있다. 그리고 IEEE 802.11g는 IEEE 802.11b와 마찬가지로 2.4GHz 대역의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 후방 호환 성(Backward Compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받고 있는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.

또한, 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 비교적 최근에 제정된 기술 규격으로써 IEEE 802.11n이 있다. IEEE 802.11n은 네트워크의 속도와 신뢰성을 증가시키고, 무선 네트워크의 운영 거리를 확장하는데 목적을 두고 있다. 보다 구체적으로, IEEE 802.11n에서는 데이터 처리 속도가 최대 540Mbps 이상인 고처리율(High Throughput, HT)을 지원하며, 또한 전송 에러를 최소화하고 데이터 속도를 최적화하기 위해 송신부와 수신부 양단 모두에 다중 안테나를 사용하는 MIMO(Multiple Inputs and Multiple Outputs) 기술에 기반을 두고 있다. 또한, 이 규격은 데이터 신뢰성을 높이기 위해 중복되는 사본을 여러 개 전송하는 코딩 방식을 사용할 뿐만 아니라, 속도를 증가시키기 위해 직교 주파수 분할 다중(Orthogonal Frequency Division Multiplex, OFDM)을 사용할 수도 있다.

WLAN의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, 최근에는 IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 WLAN 시스템에 대한 필요성이 대두되고 있다. 그런데, IEEE 802.11n 매체접속제어(Medium Access Control, MAC)/물리계층(Physical Layer, PHY) 프로토콜은 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하는데 있어서 효과적이지 못하다. 왜냐하면, IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜은 단일 STA, 즉 하나의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 갖는 STA의 동작을 위한 것이어서, 기존의 IEEE 802.11n의 MAC/PHY 프로토콜을 그대로 유지하면서 프레임의 처리량을 증가 시킬수록 이에 따라 부가적으로 발생하는 오버헤드(Overhead)도 증가하기 때문이다. 결국, 기존의 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜, 즉 단일 STA 아키텍쳐를 그대로 유지하면서 무선 통신 네트워크의 쓰루풋을 향상시키는 것은 한계가 있다.

따라서 무선 통신 네트워크에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 달성하기 위해서는 기존의 단일 STA 아키텍쳐인 IEEE 802.11n MAC/PHY 프로토콜과는 다른 새로운 시스템이 요청된다. VHT(Very High Throughput) 무선랜 시스템은, IEEE 802.11n 무선랜 시스템의 다음 버전으로서, MAC 서비스 접속 포인트(Service Access Point, SAP)에서 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 최근에 새롭게 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 시스템 중의 하나이다. VHT 무선랜 시스템이란 명칭은 임의적인 것인데, 1Gbps 이상의 쓰루풋을 제공하기 위하여, 현재는 4X4 MIMO 및 80MHz 채널 밴드폭을 사용하는 VHT 무선랜 시스템에 대한 실현 가능성 테스트가 진행되고 있다.

VHT 무선랜에서는 현재 1Gbps 이상의 쓰루풋을 달성하기 위한 방법으로 6GHz 이하의 채널과 60GHz 채널을 이용하는 두 가지 방법이 논의되고 있다. 여기서, 1Gbps 이상이라는 쓰루풋의 기준은 MAC SAP(service Access Point)에서 측정된 값이다. 6GHz 이하의 채널은 상대적으로 넓은 서비스 커버리지를 보여주는 반면에 사용 가능한 채널 밴드폭(channel bandwidth)의 크기가 작다는 단점이 있다. 반면, 60GHz 채널은 사용가능한 채널 밴드폭이 크다는 장점을 가지지만, 채널의 특성상 6GHz 이하의 채널에 비하여 서비스 커버리지가 좁은 단점을 갖는다.

이러한 두 채널이 갖는 장단점을 효율적으로 이용할 수 있는 방법으로 최근에 제안된 방법 중의 하나가 오버레이 무선랜(Overlay WLAN)이다. 오버레이 무선랜이란, 서로 가까이 위치하고 있는 스테이션들이 서로 통신할 경우에는 60GHz 채널을 사용하지만, 상대적으로 멀리 떨어져 있는 스테이션들이 서로 통신할 경우에는 6GHz 이하의 채널을 사용하도록 하는 것이다. 이러한 오버레이 무선랜에 의하면, 서로 가까이 위치할 경우에는 60GHz 채널에서 상대적으로 넓은 채널 밴드폭을 사용하여 높은 쓰루풋을 달성할 수 있고, 반대로 서로 멀리 떨어져 위치할 경우에는, 6GHz 이하의 채널을 이용함으로써, 비록 쓰루풋은 약간 떨어지더라도 안정적으로 통신을 할 수가 있다.

도 1은 이러한 오버레이 무선랜을 설명하기 위한 VHT 무선랜 시스템의 토폴로지(topology)를 보여 주는 도면이다.

도 1을 참조하면, VHT 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 AP(Access Point) VHT STA(Station)과 하나 또는 그 이상의 Non-AP VHT STA을 포함할 수 있다. AP VHT STA은 6GHz 이하의 채널과 60GHz 채널을 동시에 지원하기 위하여 멀티-라디오 인터페이스(multi-radio interface)를 가질 수 있다(VHTL6 and VHT60). 그리고 Non-AP VHT STA은 6GHz 이하의 채널과 60GHz 채널 각각을 위한 듀얼 밴드 인터페이스(dual-band interface)를 가질 수 있다. 하지만, Non-AP VHT STA은 단일-라디오 인터페이스(single-radio interface)만 가지고 있어서, 6GHz 이하의 채널과 60GHz 채널을 동시에 지원하지는 못한다(VHTL6 or VHT60).

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, AP VHT STA의 경우에 60GHz 채널에서의 서비스 커버리지(VHT60 Coverage)는 상대적으로 좁고, 6GHz 이하 채널에서의 서비스 커버리지(VHTL6 Coverage)는 상대적으로 넓다. 이 경우에, Non-AP VHT STA은 VHT60 Coverage 내에 위치할 경우에는 AP VHT STA과 60GHz 채널 밴드를 이용할 수 있기 때문에, 상대적으로 높은 쓰루풋을 달성할 수가 있다. 반면, Non-AP STA이 VHT60 Coverage 내에 존재하다가 VHTL6 Coverage로 이동할 경우에는, AP VHT STA과의 통신에서 60GHz 채널 밴드를 이용할 수 없고 6GHz 이하의 채널 밴드로 스위칭을 하여야 한다. 이와 같이, Non-AP VHT STA이 VHL60 Coverage의 외부에 존재할 경우에는, AP VHT STA과의 통신에서 60GHz 채널 밴드를 이용할 수가 없기 때문에, 높은 쓰루풋을 달성하기가 어렵다.

뿐만 아니라, Non-AP VHT STA이 VHL60 Coverage의 외부에 존재할 경우에는, 인프라스트럭쳐 모드(Infrastructure mode)로 AP VHT STA과 통신할 때는 물론, 주위의 다른 Non-AP VHT STA과 애드-혹 모드(Ad-hoc mode)로 통신할 경우에도 60GHz 채널 밴드를 이용할 수 없고, 6GHz 채널 밴드를 이용해야 한다. 왜냐하면, Non-AP VHT STA은 단일-라디오 인터페이스(single-radio interface)만 가지고 있어서, 6GHz 이하의 채널과 60GHz 채널을 동시에 지원하지는 못하기 때문이다. 이것은 서로 VHTL6 Coverage 내에 위치하여 상호 간에 60GHz 채널 밴드를 이용하여 애드-혹 모드로 통신을 할 수 있는 Non-AP VHT STA과의 통신에서, 불가피하게 6GHz 이하의 채널 밴드를 이용하도록 하기 때문에, VHT 무선랜 시스템에서 오버레이 무선랜의 효율을 떨어뜨린다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 VHT 무선랜 시스템에서 60GHz 채널에서 서비스 커버리지를 확장함으로써 오버레이 무선랜의 효율을 향상시킬 수 있는 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 하나의 과제는 VHT 무선랜 시스템에서 Non-AP VHT STA이, AP VHT STA의 VHT60 Coverage 외부에 위치하는 경우에도, 그 주위에 존재하는 다른 Non-AP VHT STA과 애드-혹 모드로 60GHz 채널 밴드에서 통신할 수 있도록 하는 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 하나의 과제는 VHT 무선랜 시스템에서 Non-AP VHT STA이 AP VHT STA의 VHT60 Coverage 외부에 위치하는 경우에도 60GHz 채널 밴드에서 인프라스트럭쳐 모드로 동작할 수 있도록 하는 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송 방법을 제공하는 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는 서로 이격된 제1 주파수 밴드와 제2 주파수 밴드를 지원하는 무선랜 시스템에 관한 것으로서, 상기 무선랜 시스템은 상기 제1 주파수 밴드를 위한 MAC(Medium Access Protocol) 관리 프레 임을 상기 제2 주파수 밴드를 위한 MAC 관리 프레임에 인캡슐레이션하여, 상기 제2 주파수 밴드를 통해 전송하는 것을 허용한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 오버레이 무선랜을 지원하는 무선랜 장치를 위한 프로토콜 아키텍쳐에 관한 것으로서, 상기 프로토콜 아키텍쳐는 제1 주파수 밴드용 MAC과 PHY 및 제2 주파수 밴드용 MAC과 PHY를 포함하고, 상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제2 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치한다.

상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제1 주파수 밴드는 6GHz 이하 밴드이고, 상기 제2 주파수 밴드는 60GHz 밴드일 수 있다. 그리고 상기 무선랜 장치는 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY를 통해 전송할 수 있다. 또한, 상기 무선랜 장치는 상기 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 제1 주파수 밴드용 프레임의 바디부에 포함시켜서 전송할 수 있다. 이 경우에, 상기 무선랜 장치는, 상기 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임에 포함되는 필드들 중에서, 상기 제1 주파수 밴드용 프레임에 포함되는 필드들과 중복되는 필드들의 전부 또는 일부를 제외하고서 상기 제1 주파수 밴드용 프레임의 바디부에 포함시킬 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 무선랜 시스템에 있어서 밀리미리 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐에 관한 것으로서, 상기 프로토콜 아키텍쳐는 제1 주파수 밴드용 MAC과 PHY 및 제2 주파수 밴드용 MAC과 PHY를 포함하고, 상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제2 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치하며, 상기 제1 주파수 밴드는 60GHz 밴드이고, 상기 제2 주파수 밴드는 6GHz 이하 밴드일 수 있다.

상기 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제2 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제1 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치할 수도 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 IEEE 802.11 VHT 무선랜을 위한 무선랜 장치로서, 상기 무선랜 장치는 상대방 무선랜 장치가 상대적으로 가까운 위치에 있을 경우에는 60GHz 밴드를 사용하고, 상기 상대방 무선랜 장치가 상대적으로 먼 위치에 있을 경우에는 6GHz 이하 밴드를 사용하여 통신하며, 상기 6GHz 이하 밴드를 사용하여 통신할 경우에는 상기 60GHz 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 6GHz 이하 밴드용 프레임의 바디부에 포함시켜서 송수신한다.

전술한 본 발명의 실시예에 의하면, VHT 무선랜 시스템에서 60GHz 밴드를 이용하는 VHT BSS의 서비스 커버리지를 확장할 수가 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 의하면, VHT 무선랜 시스템에서, 서로 가까이에 위치하는 Non-AP VHT STA들은 IBSS를 형성하여 60GHz 밴드를 이용하여 통신함으로써 높은 쓰루풋을 달성할 수 있고, 또한 밀리미리 포털을 통해서는 6GHz 밴드를 통하여 상대적으로 멀리 떨어져 있는 AP VHT STA과 통신함으로써, 외부 네트워크와도 인터워킹을 할 수도 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 VHT 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, VHT 무선랜 시스템과 같은 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. 그리고 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템과 같이, MAC SAP에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 BSS를 VHT(Very High Throughput) BSS라고 한다.

VHT BSS도 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있는데, 도 2에는 인프라스트럭쳐 BSS가 도시되어 있다. 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 Non-AP STA(Non-AP STA1, Non-AP STA3, Non-AP STA4), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 스테이션인 액세스 포인트(AP STA1, AP STA2), 및 다수의 액세스 포인트(AP STA1, AP STA2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 인프라스트럭쳐 BSS에서는 AP STA이 BSS의 Non-AP STA들을 관리한다.

반면, 독립 BSS는 애드-혹 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP VHT STA을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 Non-AP STA들이 분산된 방식(distributed manner) 으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA이 이동 스테이션으로 이루어질 수 있으며, DS에로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

STA은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 STA을 VHT STA이라고 한다. 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 VHT 무선랜 시스템에서는, 상기 BSS에 포함되는 STA은 모두 VHT STA이거나 또는 VHT STA과 레거시 STA(예컨대, IEEE 802.11n에 따른 HT STA)이 공존할 수도 있다.

무선 통신을 위한 STA은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이서와 디스플레이 수단 등을 포함한다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 기능 유닛으로써, STA을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 그리고 트랜시버는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛이다.

STA 중에서 사용자가 조작하는 휴대용 단말은 Non-AP STA(STA1, STA3, STA4, STA6, STA7, STA8)으로써, 단순히 STA이라고 할 때는 Non-AP STA을 가리키기도 한다. Non-AP STA은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴 대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 Non-AP STA을 Non-AP VHT STA 또는 간단히 VHT STA이라고 한다.

그리고 AP(AP1, AP2)는 자신에게 결합된 STA(Associated Station)을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 엑세스 포인트라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다. 그리고 후술하는 바와 같은 다중 채널 환경에서 1GHz 이상의 초고속 데이터 처리를 지원하는 AP를 VHT AP라고 한다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 STA들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP STA은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

DS는 하나의 AP가 다른 AP와 통신하기 위한 메커니즘으로서, 이에 의하면 AP가 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 STA들을 위해 프레임을 전송하거나 또는 어느 하나의 STA이 다른 BSS로 이동한 경우에 프레임을 전달하거나 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 전달할 수가 있다. 이러한 DS는 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬 네트워크와 같은 무선 네트워크이거나 또는 AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.

도 3은 각각 독자적인 라디오 인터페이스를 갖는 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)를 갖는 초고처리율(Very High Throughput, VHT) 시스템에 적용될 수 있는 프로토콜의 일례인 다중-라디오 통합 프로토콜(Multi-radio Unification Protocol, MUP)에 대한 블록 다이어그램이다. 후술하는 본 발명의 실시예는, 도 3에 도시된 것과 같이 여러 개의 NIC를 이용하여 복수의 서브채널을 운용하는 경우는 물론, 단일 NIC를 사용하되 직교 주파수 분할 다중(OFDM)을 적용하여 여러 개의 서브채널을 운용하는 경우에도 적용될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다. 즉, 도 3은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 일례이지, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다.

도 3을 참조하면, MUP를 지원하는 VHT STA은 복수의 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card, NIC)를 포함한다. 도 3에서 각각의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)가 서로 분리되어 도시되어 있는데, 이것은 각각의 네트워크 인터페이스 카드(NIC)는 MAC/PHY 모듈이 서로 독립적으로 운영된다는 것을 의미한다. 즉, 도 3에 도시되어 있는 네트워크 인터페이스 카드(NIC)에 대한 구분은, 네트워크 인 터페이스 카드(NIC)가 개별적인 MAC/PHY 프로토콜에 따라서 동작하는 논리적인 개체(Logical Entity)라는 것을 나타낸다. 따라서 이러한 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 주 라디오 인터페이스(Primary Radio Interface)와 하나 또는 그 이상의 부 라디오 인터페이스(Secondary Radio Interface)로 구분될 수 있다. 그리고 부 라디오 인터페이스가 복수 개인 경우에, 이들도 제1 부 라디오 인터페이스, 제2 부 라디오 인터페이스, 제3 부 라디오 인터페이스 등등으로 구분될 수 있다. 이러한 주 라디오 인터페이스와 부 라디오 인터페이스의 구분 및/또는 부 라디오 인터페이스 자체의 구분은 정책적인 것이거나 또는 채널 환경을 고려하여 적응적으로 결정되는 것일 수도 있다.

복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 다중-라디오 통합 프로토콜(MUP)를 통해서 통합 관리된다. 그 결과, 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)는 외부에 대해서는 마치 하나의 장치인 것처럼 인식된다. 이러한 동작을 위하여, 상기 VHT 시스템은 가상(Virtual)-매체접속제어(V-MAC)를 포함하는데, V-MAC을 통해 상부 계층(Upper Layer)은 다중-라디오 채널에서 복수의 네트워크 인터페이스 카드(NICs)에 의하여 동작된다는 것을 인식하지 못하게 된다. 이와 같이, VHT 시스템에서는 V-MAC을 통해 상부 계층(Upper Layer)은 다중-라디오를 인식하지 않게 된다. 즉, 하나의 가상 이더넷 어드레스(Virtual Ethernet Address)가 제공된다.

다음으로 본 발명의 실시예들에 따른 VHT 무선랜 시스템에서의 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐와 이를 위한 프레임 포맷 및 그 전송방법에 관하여 설명한다.

전술한 바와 같이, VHT 무선랜 시스템에서 60GHz 채널 밴드를 사용하기 위해서는 서로 통신하는 두 VHT STA이 가까운 거리에 위치하고 있어야 한다. 예를 들어, Non-AP VHT STA이 60GHz 채널 밴드를 사용하여 인프라스트럭쳐 모드(Infrastructure mode)로 동작하기 위해서는, 상기 Non-AP VHT STA은 AP VHT STA에 인접해 있어야 한다. 만약, Non-AP VHT STA이 AP VHT STA에 인접하지 않은 경우라면, 상기 Non-AP VHT STA은 주위의 다른 Non-AP VHT STA들과 애드-혹 모드로 동작할 수 밖에 없다.

일반적으로, 인프라스트럭쳐 모드와 애드-혹 모드의 쓰루풋을 비교하면, 인프로스트럭쳐 모드가 애드-혹 모드에 비하여 우수한 결과가 나온다. 그리고 인프라스트럭쳐 모드에서와는 달리 애드-혹 모드에서는 IEEE 802.11k, IEEE 802.11v, IEEE 802.11u, IEEE 802.11r에서 지원되는 여러 가지 무선랜의 측정 기능이나 관리 기능들을 사용하기가 어렵다. 따라서 Non-AP VHT STA의 입장에서는 애드-혹 모드에 비하여, 인프라스트럭쳐 모드로 동작하는 것이 보다 효율적이다. 하지만, 전술한 바와 같이, 60GHz 채널 밴드는 그 밴드의 특성상 BSS 커버리지가 6GHz 이하의 채널 밴드보다 작다.

이상의 조건을 종합할 경우에, VHT 무선랜 시스템에서 효율적으로 무선 자원 을 운용하고 또한 전체 시스템의 쓰루풋을 향상시키기 위한 한 가지 방법은, 60GHz 밴드에서 VHT BSS의 서비스 커버리지를 확장하는 것이다. 60GHz 밴드에서 VHT BSS의 서비스 커버리지를 확장하면, Non-AP VHT STA은 보다 넓은 범위에서 인프라스트럭쳐 모드를 사용할 수가 있다.

본 발명의 실시예에서는, 60GHz 밴드에서 VHT BSS의 서비스 커버리를 확장하기 위한 방법으로, 6GHz 이하 밴드의 물리적 연결(Physical Connectivity)을 이용하여, 60GHz 밴드 상에서 비록 물리적 연결이 없더라도 논리적 연결(Logical Connectivity)을 유지하는 방법을 제안한다. 이를 위하여, 본 발명의 실시예에서는 60GHz 밴드에서 사용되는 관리 프레임을 6GHz 이하 밴드에서 사용할 수 있도록 하기 위한 새로운 포맷의 프레임과 이러한 새로운 포맷의 프레임을 이용하여 물리적 연결이 없는 두 VHT STA 사이에서 논리적 연결을 유지하는 방법을 제안한다. 그리고 본 발명의 실시예에서는 이러한 새로운 포맷의 프레임을 이용하여 통신할 수 있는 새로운 오버레이 무선랜(Overlay WLAN)을 위한 프로토콜 아키텍쳐를 제안한다.

도 4는, 60GHz 밴드에서 VHT BSS의 서비스 커버리지를 확장할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 따른 오버레이 무선랜(Overlay WLAN)을 위한 프로토콜 아키텍쳐를 보여주는 도면이다. 도 4에서 VHT60 MAC과 VHT60 PHY는 각각 60GHz 밴드에서 동작하는 VHT MAC 및 VHT PHY를 나타낸다. 그리고 VHTL6 MAC과 VHTL6 PHY는 각각 6GHz 이하의 밴드(Below 6 GHz band)에서 동작하는 VHT MAC 및 VHT PHY를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐는 SME(station Management Entity), MME(MAC Sublayer Management Entity), PME(PHY Sublayer Management Entity), VHT60 PHY와 VHT60 MAC와 VHTL6 PHY, VHTL6 MAC, 및 802.1x를 포함한다. 이러한 프로토콜 아키텍쳐에 의하면, 예를 들어, IEEE 802.1x를 통해 전해지는 MSDU(MAC Service Data Unit)들은 VHTL6 MAC/PHY와 VHT60 MAC/PHY를 통해 각각 전송될 수 있고, MME는 VHT60 MAC 및 VHTL6 MAC과 각각 인터액션을 하며, 또한 PME는 VHT60 PHY 및 VHTL6 PHY와 각각 인터액션을 한다. 따라서, 이러한 프로토콜 아키텍쳐를 갖는 VHT STA은 60GHz 밴드를 사용하거나 또는 6GHz 이하 밴드를 사용하여 통신을 할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐에서는, VHTL MAC/PHY의 위쪽으로 VHT60 MAC이 위치하고 있다. 이것은 VHT 60 MAC에서 생성된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)가 VHTL6 MAC의 MSDU가 될 수 있다는 것을 의미한다. 즉, 본 발명의 실시예에 의하면, VHT STA은 60GHz 밴드에서의 동작을 위해 필요한 관리 프레임(Management Frame) 등을, 6GHz 이하 밴드(VHTL6 MAC/PHY)를 이용하여 송수신할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인캡슐레이션 관리 프로토콜(Encapsulation Management Protocol)을 설명하기 위한 도면이다. 도 5에 예시되어 있는 인캡슐레이션 관리 프로토콜은 도 4에 도시된 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐를 이용하는 것이다. 도 5를 참조하면, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA이 60GHz 밴드 상에서 물리적 연결(Physical Connectivity)이 없는 경우에는, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA은 VHT60 MAC 관리 프레임들을 VHTL6 MAC/PHY를 사용하여 인캡슐레이션하여 주고 받는다. 이에 의하면, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA은, 비록 60GHz 밴드에서 물리적 연결은 없지만, 6GHz 이하의 밴드를 이용하여 통신을 함으로써 논리적 연결을 생성하거나 또는 계속 유지할 수가 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, VHT60 MAC 관리 프레임들을 VHTL6 MAC/PHY를 이용하여 인캡슐레이션하여 전송할 수가 있다. 상기 VHT60 MAC 관리 프레임으로는, 결합 요청(Association Request) 프레임, 결합 응답(Association Response) 프레임, 재결합 요청(Re-association Request) 프레임, 재결합 응답(Re-association Response) 프레임, 관리 액션(Management Action) 프레임 등과 같이, IEEE 802.11에서 지원하는 모든 관리 프레임들이 해당될 수 있다.

도 6은 인캡슐레이션 관리 프레임의 포맷을 보여 주는 블록도이다. 이러한 인캡슐레이션 관리 프레임의 포맷은 도 5를 참조하여 설명한 인캡슐레이션 관리 프로토콜에 대한 일 실시예이며, 단지 예시적인 것이다.

도 6을 참조하면, 인캡슐레이션 관리 프레임은 프레임 제어 필드(Frame Control), 지속시간 필드(Duration), 목표 어드레스 필드(Address1, DA), 소스 어드레스 필드(Address2, SA), 기본서비스세트 아이디 필드(Address3, BSSID), 시퀀스 제어 필드(Sequence Control), 바디 필드, 및 FCS(Frame Check Sequence) 필드를 포함한다. 이러한 인캡슐레이션 관리 프레임의 프레임 제어 필드의 유형(Type)은 관리 프레임을 지시하는 값, 예컨대 '00'으로 설정될 수 있다. 그리고 프레임 제어 필드의 하부유형(Sub-type)은 해당 프레임이 인캡슐레이션 관리 프레임이라는 것을 지시하는 임의의 값, 예컨대 '1111'으로 설정될 수 있다. '1111'이라는 값이 지시하는 인캡슐레이션 관리 프레임이라는 하부 유형은 IEEE 802.11 표준에 나와 있는 기존의 하부 유형과는 다른 새로운 하부 유형이다.

그리고 상기 인캡슐레이션 관리 프레임의 바디부는, 도면에 도시된 바와 같이, 인캡슐레이션의 대상이 되는 MMPDU(MAC Management Protocol Data Unit)를 포함한다. MMPDU는 MAC 헤더(Frame Control, Duration, Address1(DA), Address2(SA), Address3(BSSID), Sequence Control), 페이로드(Management MSDU or Data MSDU), CRC(Cyclic Redundancy Code, 예컨대 FCS)를 포함하는 완전한 MPDU이며, 관리 프레임에 해당되는 MPDU를 나타낸다.

도 6에서, 인캡슐레이션 관리 프레임은 VHTL6 MAC/PHY에서 생성되는 프레임으로써, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA이 6GHz 이하 밴드에서 동작을 하기 위한 것이다. 반면, 인캡슐레이션 관리 프레임의 바디부에 포함되는 MMPDU는 VHT60 MAC에서 생성되는 프레임으로, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA이 60GHz 밴드에서 동작을 하기 위한 것이다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 인캡슐레이션 관리 프레임의 바디부에 포함되는 MMPDU에서 일부 필드는 선택적으로 생략할 수도 있다. 예를 들어, 인캡슐레이션 관리 프레임에 포함되는 필드와 상기 MMPDU에 포함되는 일부 필드가 중복되는 경우에, 상기 중복되는 필드는 MMPDU에 포함시키지 않을 수 있다. 예를 들어, 지속시간(Duration) 필드, 목표 어드레스 필드(Address1, DA), 소스 어드레스 필드(Address2, SA), 기본서비스세트 아이디 필드(Address3, BSSID), 시퀀스 제어 필 드(Sequence Control), 및 FCS(Frame Check Sequence) 필드 중에서 선택된 하나 또는 그 이상의 필드들은, MMPDU에 포함되지 않을 수도 있다.

다음으로, 이러한 인캡슐레이션 관리 프로토콜에 따른 AP VHT STA 및/또는 Non-AP VHT STA의 동작에 관하여 설명한다. 후술하는 VHT STA의 동작들은 단지 본 발명의 실시예에 다른 인캡슐레이션 관리 프로토콜을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다.

먼저, 능동 스캔(Active Scan) 절차에 관하여 설명한다. 60GHz 밴드에서 동작하는 Non-AP VHT STA은, 60GHz 밴드에서 AP VHT STA을 발견할 수 없는 경우에, 프로브 요청 프레임(Probe Request frame)을 생성한 다음, 이를 도 6의 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션한 후에, VHTL6 MAC/PHY를 사용하여 송신한다. VHT60 MAC/PHY와 VHTL6 MAC/PHY를 모두 지원하는 AP VHT STA은, 6GHz 이하 밴드(VHTL6 MAC/PHY)를 통해 인캡슐레이션 관리 프레임을 수신한 다음 처리하고, 인캡슐레이션되어 있는 프로브 요청 프레임을 VHT60 MAC으로 전달한다. 그리고 VHT AP STA은, 수신된 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로, 프로브 응답 프레임(Probe Response frame)을 생성한 다음, 이를 도 6의 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션 한 후에, VHTL6 MAC/PHY를 사용하여 Non-AP VHT STA에게 송신한다.

다음으로, 비이콘 프레임(Beacon frame)의 전송 절차에 관하여 설명한다. AP VHT STA은 VHT60 MAC을 이용하여 비이콘 프레임을 생성한 다음, 이를 도 6의 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션 한 후에, VHTL6 MAC/PHY를 사용하 여 브로드캐스팅한다. 이러한 인캡슐레이션된 비이콘 프레임은 비록 6GHz 이하 밴드를 통해서 브로드캐스팅되지만, 상기 인캡슐레이션된 비이콘 프레임을 수신한 Non-AP VHT STA은 6GHz 이하 밴드가 아닌 60GHz 밴드에서 동작하는 AP VHT STA을 발견하는데 수신된 프레임을 이용한다.

다음으로, 결합 절차나 인증 절차 등에 관하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 의하면, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA은 결합 요청(Association Request) 프레임, 결합 응답(Association Response) 프레임, 재결합 요청(Re-association Request) 프레임, 재결합 응답(Re-association Response) 프레임, 인증(Authentication) 프레임, 및/또는 인증 해지(De-authentication) 프레임들을 도 6의 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션한 후, VHTL6 MAC/PHY를 사용하여 상대방 VHT STA(예컨대, AP VHT STA 또는 Non-AP VHT STA)에게 전송한다. 이러한 과정을 통하여, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA은 60GHz 밴드에서 논리적 연결을 설정할 수가 있다.

그리고 AP VHT STA과 Non-AP VHT STA 사이에 60GHz 밴드에서 논리적 연결이 설정되면, AP VHT STA은 채널 번호 등과 같이, Non-AP STA이 60GHz 밴드에서 사용해야 할 동작 파라미터(Operation parameters)를 설정하게 된다. 더불어, AP VHT STA은 Non-AP STA에게 무선 자원 측정(Radio Resource Measurement)이나 무선 네트워크 관리(Radio Network Management) 등과 관련된 액션 프레임들을 전송하여, 정보를 수집할 수가 있다. 상기 액션 프레임들도, 도 6의 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션한 후에 전송된다.

이러한 본 발명의 실시예에 의하면, 60GHz 밴드 상에서 Non-AP VHT STA과 AP VHT STA 사이에 물리적 연결이 없다. 따라서 애드-혹 모드로 동작하는 Non-AP VHT STA들 사이에서는, 60GHz 밴드를 이용하여 데이터 등을 서로 주고 받을 수가 있다. 즉, 서로 인접하게 위치하고 있는 Non-AP VHT STA들간에는 60GHz 데이터 전송이 가능하다. 이 경우에, AP VHT STA은 Non-AP VHT STA들 사이의 채널 접속을 제어하기 위하여, 스케쥴된 요소(scheduled elements) 등을 상기 Non-AP VHT STA에게 전달함으로써, 채널 접속 시간 조정(Channel Access Time Coordination)을 할 수도 있다.

다음으로, 전술한 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐 및 인캡슐레이션 관리 프레임 포맷을 이용하는, 본 발명의 다른 실시예에 관하여 설명한다. 본 실시예는, 밀리미터 포털(millimeter portal, mmPortal)을 이용한 서비스에 관한 것으로서, 상기 서비스에 의하면, 독립 BSS를 형성하고 있는 다수의 Non-AP VHT STA들은 밀리미터 포털로서의 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA을 통하여 외부 네트워크(예컨대, AP VHT STA)와 인터액션을 할 수 있다. 이하, 이에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 7은 VHT60 MAC/PHY을 사용해 IBSS(Independent Basic Service Set)를 구성하고 있는 Non-AP VHT STA들이 밀리미터 포털(millimeter portal, mmPortal)의 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA을 통해, 외부 네트워크(external network)와 연동하는 토폴로지(topology)를 보여 주고 있다. 밀리미터 포털으로서의 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA을 포함하는 IBSS를 밀리미터 IBSS라고 할 수 있는데, 이것은 단 지 예시적인 것이다.

따라서, 밀리미터 IBSS를 구성하는 Non-AP VHT STA들은 밀리미터 포털을 통해 AP VHT STA과 인터액션을 할 수 있다. 이를 위하여, 상기 밀리미터 포털은 AP VHT STA(밀리미터 포털)의 60GHz 밴드의 서비스 커버리지를 벗어난 지역에 위치하는 경우에도 상기 AP VHT STA과 통신할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 상기 밀리미터 포털은 밀리미터 IBSS를 구성하는 Non-AP VHT STA들 중에서 VHT60 MAC/PHY 외에 VHTL6 MAC/PHY도 함께 지원하는 장치인 것이 바람직하다. 밀리미터 포털은 밀리미터 IBSS 와 외부 네트워크(external network) 사이에 데이터 등의 라우팅(routing) 또는 포워딩(forwarding) 등을 지원한다. 여기서, 외부 네트워크는 6 GHz 이하 밴드를 사용하는 VHT WLAN 외에 이더넷(Ethernet), 블루투스(Bluetooth), 와이맥스(WiMAX) 등을 포함한다.

그리고 밀리미터(Millimeter) IBSS에는 또한, 밀리미터 조정자(millimeter coordinator, mmCoordinator)가 존재할 수 있다. 이 밀리미터 조정자는 밀리미터 IBSS를 구성하는 다수의 Non-AP VHT STA들 중에서 IBSS를 관리하는 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA이다.

도 8은 밀리미터 포털이 6 GHz 이하 밴드를 사용하는 VHT WLAN을 통해 외부 네트워크와 연동하는 경우, 상기 밀리미터 포털의 프로토콜 아키텍쳐를 보여주고 있다. 도 8을 참조하면, VHTL6 MAC에서 생성된 MPDU(MAC Protocol Data Unit)가 VHT60 MAC의 MSDU(MAC Service Data Unit)가 될 수 있다는 것을 보여 주고 있는데, 이에 대한 구체적인 과정은 전술한 오버레이 무선랜을 위한 프로토콜 아키텍쳐 및 해당 프로토콜에서 상세히 설명하였으므로, 여기서 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밀리미터 포털을 위한 인캡슐레이션 관리 프로토콜(Encapsulation Management Protocol)을 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 도 9의 왼쪽 화살표는 AP VHT STA과 밀리미터 포털로서의 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA과의 통신 프로토콜을 보여 주는 것이고, 도 9의 오른쪽 화살표는 밀리미터 포털로서의 기능을 수행하는 Non-AP VHT STA과 상기 밀리미터 포털과 밀리미터 IBSS를 구성하고 있는 다른 Non-AP VHT STA(이하, 이를 밀리미터 스테이션(mmSTA)이라 한다)과의 통신 프로토콜을 보여 주는 것이다.

도 9를 참조하면, AP VHT STA과 밀리미터 포털 사이에는 VHTL6 MAC/PHY을 통해 통신이 이루어진다. 보다 구체적으로, AP VHT STA의 VHT60 MAC에서 생성된 MPDU, 즉 VHT60 MAC 관리 프레임들은 AP VHT STA의 VHTL6 MAC/PHY를 통해서 전송된다. 즉, VHT60 MAC 관리 프레임들은 VHTL6 MAC 관리 프레임의 포맷으로 인캡슐레이션되어서 밀리미터 포털로 전송된다. 그리고 밀리미터 포털의 VHTL의 MAC/PHY는, 수신된 VHTL6 MAC 관리 포맷을 처리하여, 바디부에 포함되어 있는 VHT60 MAC 관리 프레임을 추출한다. 그리고 이렇게 추출된 VHT60 MAC 관리 프레임은 밀리미터 포털과 다른 Non-AP VHT STA(mmSTA)간에는 VHT60 MAC/PHY을 통하여 통신이 이루어진다.

또한, 도 7에는 구체적으로 도시하지 않았지만, 밀리미터 포털이 다른 Non-AP VHT STA으로부터 수신한 VHT60 MAC 관리 프레임은, VHTL6 MAC 관리 프레임의 형태로 인캡슐레이션되어 AP VHT STA으로 전송될 수 있다(도 5 참조). 이 경우에, 밀 리미터 포털은 도 8에 도시된 프로토콜 아키텍쳐 이외에 추가로 도 4에 도시된 프로토콜 아키텍쳐를 지원할 수 있다.

이와 같이, 도 9를 참조하여 설명한 밀리미터 포털을 위한 인캡슐레이션 관리 프로토콜에서, AP VHT STA과 Non-AP VHT STA(mmPortal 및 mmSTA)이 전송하는 MPDU들은, 다른 무선 밴드의 MAC/PHY를 통해 인캡슐레이션되어 전송될 수 있다. 이와 같이, 인캡슐레이션된 관리 프레임의 포맷은, 예를 들어, 도 6에 도시된 프레임의 포맷을 가질 수 있다. 즉, Non-AP VHT STA이 AP VHT STA으로 MPDU을 전송하는 경우, 해당 MPDU는 도 6에 도시된 것과 같은 인캡슐레이션 관리 프레임을 이용하여 인캡슐레이션 될 수 있다. 이 경우에, VHTL6 MAC 관리 프레임이 VHT60 MAC 관리 프레임의 형태로 인캡슐레이션되거나 또는 반대로 VHT60 MAC 관리 프레임이 VHTL6 MAC 관리 프레임의 형태로 인캡슐레이션될 수도 있다.

예를 들어, 다른 Non-AP VHT STA(mmSTA)의 VHTL6 MAC에서 생성한 관리 프레임은 VHT60 MAC 관리 프레임의 형태로 인캡슐레이션되어 VHT60 MAC/PHY을 통해 밀리미터 포털로 전달될 수 있다. 그리고 밀리미터 포털은 해당 프레임을 다시 VHTL6 MAC/PHY을 통해 AP VHT STA으로 전달할 수 있다.

이러한 도 9에 도시된 밀리미터 포털을 위한 인캡슐레이션 관리 프로토콜을 이용하기 위하여, 밀리미터 포털을 이러한 사실을 다른 Non-AP VHT STA에게 알려줄 필요가 있다. 예를 들어, 밀리미터 포털은 밀리미터 IBSS 에 속한 다른 Non-AP VHT STA 들에게 이러한 사실을 알리는 액션 프레임, 예컨대 밀리미터 포털 선언 액션 프레임(Millimeter Portal Announcement Action frame)을 전달할 수 있다.

또는, 밀리미터 포털을 통해, 외부 네트워크와 연동하고 싶은 Non-AP VHT STA 들은 그러한 요청을 밀리미터 포털에게 전송할 수도 있다. 예를 들어, 상기 Non-AP VHT STA(mmSTA)은 밀리미터 포털 요청 액션 프레임(Millimeter Portal Request Action frame)을 밀리미터 포털에게 전달할 수도 있다. 이 경우에, 밀리미터 포털 요청 액션 프레임을 수신한 밀리미터 포털은 이에 대한 응답 메시지를 상기 Non-AO VHT STA으로 전송함으로써, 요청에 대한 수락 여부를 알려줄 수 있다. 상기 응답 메시지는 예컨대, 밀리미터 포털 응답 액션 프레임(Millimeter Portal Response Action Frame)일 수 있다.

도 10은 이러한 밀리미터 포털 선언 프로토콜(Millimeter Portal Announcement Protocol)에 따른 메시지의 교환 과정과 함께, 밀리미터 포털을 이용한 A|P VHT STA과 mmSTA 사이에서 인캡슐레이션된 관리 프레임을 주고 받는 과정을 보여 주고 있다.

이상에서 상세하게 설명한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명의 기술 사상을 보여주기 위한 예시적인 것으로서, 상기 실시예에의 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호 범위는 후술하는 본 발명의 특허청구범위에 의하여 특정된다.

도 1은 오버레이 무선랜을 설명하기 위한 VHT 무선랜 시스템의 토폴로지(topology)를 보여 주는 도면이다.

도 3은 다중-라디오 통합 프로토콜(Multi-radio Unification Protocol, MUP)을 보여 주는 블록 다이어그램이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 오버레이 무선랜(Overlay WLAN)을 위한 프로토콜 아키텍쳐를 보여주는 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인캡슐레이션 관리 프로토콜(Encapsulation Management Protocol)을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 인캡슐레이션 관리 프레임의 포맷을 보여 주는 블록도이다.

도 7은 Non-AP VHT STA들이 밀리미터 포털(millimeter portal, mmPortal)을 통해 외부 네트워크(external network)와 연동하는 토폴로지(topology)를 보여 주고 있다.

도 8은 밀리미터 포털이 6 GHz 이하 밴드를 사용하는 VHT WLAN을 통해 외부 네트워크와 연동하는 경우의 상기 밀리미터 포털의 프로토콜 아키텍쳐를 보여주고 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밀리미터 포털을 위한 인캡슐레이션 관리 프로토콜(Encapsulation Management Protocol)을 설명하기 위한 도면이다.

도 10은 밀리미터 포털 선언 프로토콜(Millimeter Portal Announcement Protocol)에 따른 메시지의 교환 과정을 보여 주는 메시지 흐름도이다.

Claims

서로 이격된 제1 주파수 밴드와 제2 주파수 밴드를 지원하는 무선랜 시스템에 있어서,

상기 무선랜 시스템은 상기 제1 주파수 밴드를 위한 MAC(Medium Access Protocol) 관리 프레임을 상기 제2 주파수 밴드를 위한 MAC 관리 프레임에 인캡슐레이션하여, 상기 제2 주파수 밴드를 통해 전송하는 것을 허용하는 것을 특징으로 하는 무선랜 시스템.
오버레이 무선랜을 지원하는 무선랜 장치를 위한 프로토콜 아키텍쳐에 있어서,

상기 프로토콜 아키텍쳐는 제1 주파수 밴드용 MAC과 PHY 및 제2 주파수 밴드용 MAC과 PHY를 포함하고,

상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제2 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치하는 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
제2항에 있어서, 상기 제1 주파수 밴드는 6GHz 이하 밴드이고, 상기 제2 주파수 밴드는 60GHz 밴드인 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
제2항에 있어서, 상기 무선랜 장치는 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY를 통해 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
제4항에 있어서, 상기 무선랜 장치는 상기 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 제1 주파수 밴드용 프레임의 바디부에 포함시켜서 전송하는 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
제5항에 있어서, 상기 무선랜 장치는, 상기 제2 주파수 밴드용 MAC 관리 프레임에 포함되는 필드들 중에서, 상기 제1 주파수 밴드용 프레임에 포함되는 필드들과 중복되는 필드들의 전부 또는 일부를 제외하고서 상기 제1 주파수 밴드용 프레임의 바디부에 포함시키는 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
무선랜 시스템에 있어서 밀리미리 포털을 위한 프로토콜 아키텍쳐에 있어서,

상기 프로토콜 아키텍쳐는 제1 주파수 밴드용 MAC과 PHY 및 제2 주파수 밴드용 MAC과 PHY를 포함하고,

상기 제1 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제2 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치하며,

상기 제1 주파수 밴드는 60GHz 밴드이고, 상기 제2 주파수 밴드는 6GHz 이하 밴드인 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐.
제7항에 있어서,

상기 제2 주파수 밴드용 MAC/PHY 위로 상기 제1 주파수 밴드용 MAC이 일부 위치할 수도 있는 것을 특징으로 하는 프로토콜 아키텍쳐
IEEE 802.11 VHT 무선랜을 위한 무선랜 장치에 있어서,

상기 무선랜 장치는 상대방 무선랜 장치가 상대적으로 가까운 위치에 있을 경우에는 60GHz 밴드를 사용하고, 상기 상대방 무선랜 장치가 상대적으로 먼 위치에 있을 경우에는 6GHz 이하 밴드를 사용하여 통신하며,

상기 6GHz 이하 밴드를 사용하여 통신할 경우에는 상기 60GHz 밴드용 MAC 관리 프레임을 상기 6GHz 이하 밴드용 프레임의 바디부에 포함시켜서 송수신하는 것을 특징으로 하는 무선랜 장치.