KR20140062502A

KR20140062502A - 채널 선택 방법, 대응하는 wifi 디바이스 및 컴퓨터 프로그램

Info

Publication number: KR20140062502A
Application number: KR1020147008555A
Authority: KR
Inventors: 라우렌트 카리우; 데이비드 베르나르드
Original assignee: 오렌지
Priority date: 2011-09-02
Filing date: 2012-08-31
Publication date: 2014-05-23
Also published as: JP2014529962A; EP2752065A1; CN103891379B; RU2014112334A; WO2013030514A1; US20140211686A1; FR2979784A1; JP6101694B2; EP2752065B1; CN103891379A

Abstract

본 발명은 WiFi 네트워크의 액세스 포인트들 사이에서 공유되는 채널을 갖는 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 위해 채널을 선택하는 방법에 관한 것이다. 제 1 대역은 "송신" 대역으로 지칭되고, 제 2 대역은 "시그널링" 대역으로 지칭되고, 상기 시그널링 대역은 송신 대역의 라디오 커버리지보다 더 큰 라디오 커버리지를 갖는다. 본 발명에 따르면, 이러한 방법(1)은:
· 시그널링 대역에서 제 1 관련 정보를 전송하는 단계(EM) ― 상기 정보는 액세스 포인트에 의한 송신 대역의 점유와 관련됨 ― ; 및
· 시그널링 대역에서 제 2 관련 정보를 수신하는 단계(REC) ― 상기 정보는 이웃하는 액세스 포인트들에 의한 송신 대역의 점유와 관련됨 ― 를 포함하며, 이들 단계들은 송신 대역에서의 임의의 송신 단계와 함께 동시에 발생한다.

Description

채널 선택 방법, 대응하는 WIFI 디바이스 및 컴퓨터 프로그램 {CHANNEL-SELECTION METHOD, CORRESPONDING WI-FI DEVICE AND COMPUTER PROGRAM}

본 발명은 텔레커뮤니케이션들의 분야에 관한 것이다. 이러한 분야 내에서, 본 발명은 더욱 상세하게, 무선 통신으로서 또한 알려진 라디오(radio)에 의한 통신의 분야에 관한 것이며, 그리고 상기 무선 통신은 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)로부터 표준 번호들 802.11(이하 참조)에 의해 표준화된 바와 같이 WiFi 네트워크들을 포함한다. 이들 표준들은, 표준들에 따르는 무선 통신 디바이스(wireless communications device)들 사이의 상호운용성(interoperability)을 보장한다.

이하 본 명세서에서, 용어 "WiFi"는 라디오에 의한 통신들의 전 분야를 커버하는 것으로서 이해되어야 한다.

본 발명은, 복수의 액세스 포인트(access point)들이 공존(cohabit)하고 스테이션(station)들로 하여금, 예를 들어 단말(terminal)과 함께 또는 원격 서버(remote server)와 함께 통신들을 셋업하는 것을 가능하게 하는 인프라스트럭처의 WiFi 네트워크의 맥락에서 기술된다.

더욱 정확히, 본 발명은 WiFi 디바이스들에 전용인 라디오 대역(radio band)들, 특히 IEEE802.11n 표준에 정의된 바와 같은 약 5기가헤르츠(㎓)의 대역 및 IEEE802.11ah 표준에 정의된 바와 같은 약 868.68 메가헤르츠(㎒)의 대역의 주파수 점유에 관한 것이고, 본 발명은 더욱 상세하게, WiFi 디바이스들이, 상기 WiFi 디바이스들로 하여금 적어도 2개의 상이한 주파수 대역들을 통해 데이터 또는 시그널링 프레임(signalling frame)들을 전송하는 것을 가능하게 하는 다수의 라디오 인터페이스들과 피팅(fit)될 때, WiFi 시스템에서 이용될 수 있는 다양한 라디오 채널들로부터 라디오 채널을 선택하기 위한 메커니즘에 관한 것이다. 이러한 디바이스들의 라디오 채널들은 다중대역 채널(multiband channel)들인 것으로 지칭된다.

용어 "WiFi 디바이스"는 본 명세서에서, 기본 서비스 세트(basic service set : BSS)를 구성하며, 액세스 포인트 및 액세스 포인트와 연관된 스테이션들, 즉, 액세스 포인트의 라디오 커버리지 구역 내에 위치된 스테이션들에 의해 구성된 장치를 의미하기 위해 이용된다. 본 발명은, 디바이스들이 상이한 BSS들에 속할 수 있다는 맥락에 놓여 있다.

WiFi 디바이스가 송신을 위한 데이터를 가질때, 상기 WiFi 디바이스는 송신 채널을 액세스할 필요가 있다. WiFi 디바이스가 다중대역이고, 각각의 대역이 일반적으로 복수의 채널들을 갖는 것을 고려하면, 송신 채널에 대한 액세스는 사전에 선택된 채널을 요구한다. 기존의 채널 선택 메커니즘들은 중앙집중형 모드 또는 분산형 모드 중 어느 하나에 대응한다.

중앙집중형 모드에서, 제어기는 명확한 주파수 플랜(well-defined frequency plan)의 함수로서 채널을 선택하도록 각각의 액세스 포인트를 강제(force)한다.

분산형 모드에서, WiFi 액세스 포인트는, 잡음 레벨(noise level) 및 채널의 점유율(occupancy rate)과 같은, 채널에 활용가능한 관련 정보(pertinent information)의 함수로서 채널을 선택한다. 선택을 하기 위해 이용가능한 관련 정보를 갖기 위하여, 액세스 포인트는:

· 송신들을 청취함으로써 패시브 스캔(passive scan)을 수행하거나, 또는 다양한 스캔된 채널들에서 채널의 점유를 찾아내기 위하여 송신 채널들의 전부에 대한 전체 대역에 걸쳐서 프레임들을 교환함으로써 액티브 스캔(즉, "프로브 요청/응답(probe request/response)")을 수행할 수 있다. 이러한 점유 정보는, 채널이 점유되는 시간 및 채널이 프리(free)인 시간을 계산하는 것을 가능하게 하는 CCA(clear channel assessment) 측정을 이용하여 장기간 메커니즘(long-duration mechanism)에 의하여 획득될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 이러한 측정은, 숨겨진(hidden) 디바이스들, 즉 다른 스테이션들 또는 다른 액세스 포인트들에게 "들리지(heard)" 않으면서 전송할 수 있는 스테이션들 또는 액세스 포인트들에 의해 방해받을 수 있다. 도 1을 참조하면, 2개의 스테이션들(STA1 및 STA2)이 액세스 포인트(AP)의 대향 측들에 존재하고, 다른 스테이션으로부터 비롯되는 송신을 검출할 수 없게 서로로부터 충분히 멀리 떨어져 있을 때, 이들 스테이션들은 서로 "숨겨진(hidden)" 것으로 지칭된다. 이러한 상황들 하에서, 스테이션(STA1), 또는 스테이션(STA2)은 채널이 프리인 것으로 고려하며, 경우에 따라, 비록 숨겨진 스테이션(STA2, 또는 STA1)이 그러한 채널을 점유하고 있을 수 있더라도 채널을 액세스한다; 또는

· IEEE802.11k 표준에 정의된 바와 같은 BSS 로드(load) 정보가 전송되는, 이웃하는 액세스 포인트들에 의해 전송된 "비콘(beacon)"만을 디코딩할 수 있고, 이러한 로드 정보는 관련된 채널들을 위해 송신 채널의 점유를 명시한다. 이러한 정보는 또한, 숨겨진 디바이스들에 의해 방해받을 수 있다.

상술된 알려진 방법들을 이용해 채널을 선택하기 위해 관련 정보를 복원(recover)하는 것은, 액세스 포인트에 의해 이용중인 현재의 송신 채널 이외의 스캔될 적어도 하나의 송신 채널을 요구한다. 결론적으로, 액세스 포인트는 스캔을 수행할 수 있기 전에 채널을 스위칭하기 위하여 자신의 현재 액티브 채널을 통해 청취하거나 또는 전송하는 것을 중단해야만 한다. 특히 채널 선택이 트래픽 오버로드(traffic overload)를 완화시키기 위해 필요할 때, 이러한 제약이 가해질 수 있다.

본 발명은, 디바이스들 사이에서 공유되는(sharing) 다중대역 채널 ― "송신" 대역인 제 1 대역, 및 송신 대역의 라디오 커버리지보다 더 큰 라디오 커버리지를 갖는 "시그널링" 대역인 제 2 대역 ― 을 갖는 WiFi 네트워크를 위한 채널 선택 방법의 형태로, 유리한 새로운 해결책을 제공하며, 이러한 방법은 알려진 방법들보다 더욱 효과적이다.

따라서, 본 발명은 WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널 ― "송신" 대역인 제 1 대역, 및 "시그널링" 대역이고 송신 대역보다 더 큰 라디오 커버리지를 갖는 제 2 대역 ― 을 갖는 WiFi 네트워크 내 다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법을 제공한다. 상기 방법은:

· 시그널링 대역에서 제 1 관련 정보 ― 상기 정보는 디바이스에 의한 송신 대역의 점유와 관련됨 ― 를 전송하는 단계; 및

· 시그널링 대역에서 제 2 관련 정보 ― 상기 정보는 이웃하는 디바이스들에 의한 송신 대역의 점유와 관련됨 ― 를 수신하는 단계를 포함하며, 이들 단계들은 송신 대역에서의 임의의 송신 단계와 동시에 발생한다.

시그널링 대역이 다양한 WiFi 디바이스들, 액세스 포인트들, WiFi 네트워크 스테이션들에 대해 공통이기 때문에, 각각의 디바이스는 따라서, 송신 대역에서 발생하는 송신을 중단시킬 필요없이 근처에 있는 WiFi 디바이스들에 의한 송신 대역의 점유와 연관된 관련 정보를 복원할 수 있다. 시그널링 대역의 커버리지가 송신 대역의 커버리지보다 더 크다는 사실은, 송신 대역과 관련하여 선택된 시그널링 대역에 따라서, 숨겨져 있는 송신 대역과 연관된 디바이스들의 문제들을 해결하는 것을 가능하게 하거나, 또는 적어도, 숨겨진 디바이스들의 수를 상당히 감소시키는 것을 가능하게 한다.

통상적으로, 제 1 대역이 데이터 송신을 위해 더 나은 특징들(더 양호한 데이터 레이트, ...)을 제공하는 반면에, 제 2 대역이 (낮은 데이터 레이트에서, ...) 범위(range)를 위해 보다 나은 특징들을 제공하도록, 다중대역 WiFi 네트워크가 존재한다. 그 다음으로, 제 1 대역은 데이터 송신 대역인 것으로 간주되고, 제 2 대역은 시그널링 대역인 것으로 간주된다.

예를 들어, WiFi 네트워크는, IEEE802.11n 표준에 따르는 네트워크에 관하여 5㎓ 대역에 대응하는 송신 대역을 갖고, IEEE802.11ah 표준에 따르는 네트워크에 관하여 868㎒ 내지 868.6㎒ 대역에 대응하는 시그널링 대역을 갖는 WiFi 액세스 네트워크이다. WiFi 네트워크는 적어도 2개의 다중대역 액세스 포인트들(AP)(5㎓ 대역 + 868㎒ 대역), 및 하나 또는 둘 이상의 스테이션들을 갖는다. IEEE802.11ad 표준이, 그러한 표준에서의 그것의 정의가 단지 특정 대역들만을 포함한다고 할지라도 모든 WiFi 시스템들(11a, b, g, n, ac, ad, af, ah, ...)에 적용가능한 다중대역 모드를 정의한다. 송신 대역의 그리고 시그널링 대역의 중심 주파수들에서 차이들이 주어진다면, 시그널링 대역의 커버리지는 송신 대역의 커버리지보다 상당히 더 크다. WiFi 액세스 네트워크 내에 관련 정보를 브로드캐스팅(broadcasting)하기 위하여, WiFi 네트워크의 다중대역 액세스 포인트들은, 시그널링 대역이 복수의 채널들을 가질 때, 공통 시그널링 채널을 공유한다.

WiFi 디바이스에 의한 송신 대역의 점유에 관한 관련 정보는, 예를 들어, 송신 대역에서 WiFi 디바이스에 의해 이용된 채널들의 아이덴티티(identity)들을 제공할 수 있다.

예로서, IEEE802.11n 및 IEEE802.11ac 표준들은 다음과 같은 다중채널 송신: 40㎒에서의 송신을 위한 2개의 채널들, 80㎒에서의 송신을 위한 4개의 채널들, 80+80㎒ 또는 160㎒에서의 송신을 위한 8개의 채널들을 준비한다. 대안적으로 또는 부가적으로, 관련 정보는 액세스 포인트에 의한, 그리고 가능하게는 상기 액세스 포인트가 통신중인 스테이션들에 의한 송신 대역의 채널(들)의 점유 또는 로드와 관련될 수 있다. 채널 점유는 종종 송신을 위해 이용된 시간과 채널이 프리인 시간 사이의 비율(듀티 사이클(duty cycle))을 계산함으로써 결정된다. 여러 메트릭(metric)들이 IEEE802.11 표준들에서 정의되는데, 예를 들어: 상기 정의에 대응하는 "BSS 로드"(IEEE802.11n); 채널상의 트래픽의 유형들에 관한 더욱 정확한 정보를 더하는 "Q로드(Qload)"(IEEE802.11aa); 및 복수의 전송 안테나들을 갖는 시스템에서 복수의 사용자들에게 동시에 전송할 가능성에 대응하는 다중사용자-다중 입력 다중 출력(MU-MIMO) 송신을 고려함으로써, 그리고 40㎒, 80㎒, 80+80㎒, 및 160㎒의 송신 모드들을 고려함으로써 정의를 확장하는 "확장형 BSS 로드"(IEEE802.11ac)이다. 이들 모드들 각각을 위해, 액세스 포인트에 의해 이용된 채널들 각각에 있어서 채널의 점유를 계산하는 것을 가능하게 하는 메트릭이 존재한다.

대안적으로 또는 부가적으로, 관련 정보는 디바이스의 대역폭 요건들과 연관될 수 있다.

예를 들어, 정보는 등가 대역폭(equivalent bandwidth), 즉, 시간의 100% 동안 디바이스에게 이용가능한 이론적인 대역폭과 연관될 수 있다.

관련 정보는 또한, 로컬리제이션 정보(localization information), 또는 시야 내의(in sight), 즉 해당(in question) 디바이스의 라디오 커버리지 내의 다른 디바이스들에 관한 정보와 연관될 수 있다. 특히, 이러한 상황들 하에서, 이웃하는 디바이스들, 액세스 포인트들, 스테이션들이 다중대역 기능성을 소유하지 않고 시그널링 대역에서 관련 정보를 전송할 수 없을 때, 관련 정보는 그러한 디바이스들에 의해 이용된 채널들, 및 그들의 로드들과 연관될 수 있다. 이러한 상황들 하에서, 이러한 정보는 데이터 송신 대역에서 스캐닝에 의해 획득되어야 한다.

제 1 및 제 2 관련 정보는 동일한 종류의 정보, 또는 상이한 종류들의 정보와 연관될 수 있다.

따라서, 이웃하는 디바이스와 함께 주어진 디바이스, 즉, 시그널링 대역의 동일한 커버리지 구역 내에 위치된 디바이스는, 본 발명의 채널 선택 방법을 수행하는 각각의 디바이스에 의해 결정되는 송신 대역의 채널을 이용한다. 디바이스들은 데이터 송신 대역의 동일한 채널을 통할 필요가 없으며, 공통 시그널링 대역을 통해 다른 디바이스들에 관한 관련 정보를 수신할 수 있다. 송신 대역의 점유에 관한 정보의 지식을 갖는 디바이스들은 유리하게, 본 발명의 채널 선택 동안 이러한 점유를 고려하는 것을 가능하게 하며, 따라서 이웃하는 디바이스들 사이의 채널의 공유를 제한하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 구현에서, 제 1 관련 정보는 브로드캐스트 모드에서 전송된다.

브로드캐스트 모드는, 브로드캐스트 모드가, 송신 채널에 관한 점유 정보를 획득하기 위해 디바이스들 사이에서 교환될 임의의 시그널링을 요구하지 않는다는 점에서 유리하다.

본 발명의 구현에서, 관련 정보는, 다중대역 WiFi 네트워크의 제 1 채널로부터 제 2 채널로 세션(session)을 전달하는 목적을 위해 채워진(filled) 필드들을 갖는 프레임에 캡슐화(encapsulate)된다.

제 1 채널을 제 2 채널과 상이하다. 제 1 채널 및 제 2 채널은 송신 대역에서 인접하거나 떨어져 있는 부대역(subband)들에 속할 수 있다.

이러한 구현은 다중대역 모드가 정의되는 IEEE802.11ad 표준에 따르는 WiFi 네트워크들에 더욱 특히 적합하다. 그럼에도 불구하고, 이러한 모드는, 모드가 특정 주파수 대역에서 정의된다고 하더라도, 모든 WiFi 시스템들(IEEE802.11a, b, g, n, ac, ad, af, ah ...)에 적용될 수 있다. 이러한 모드는, 디바이스가 2개의 상이한 대역들에서 동작하는 2개의 WiFi 인터페이스들을 소유할 때 이용된다. IEEE802.11ad 표준의 임시 텍스트(provisional text)는, 비콘들에서, 연결 요청/응답 프레임(associations request/response frame)들에서, 또는 프로브 요청/응답 프레임들에서 전송될 수 있는 다중대역 엘리먼트를 명시한다. 다중대역 엘리먼트는 다중대역 기능을 소유하는 디바이스들의 능력들을 브로드캐스팅한다. IEEE802.11ad 표준에서, 이러한 엘리먼트는 송신 대역들 중 하나에서 브로드캐스팅하고, 다른 송신 대역의 존재를 표시한다. 특히, 대역 ID 필드는, 어떠한 다른 대역이 관여되는지를 정의하는 것을 가능하게 하고, 다중대역 STA 능력 필드는 그러한 다른 대역에서 디바이스에 의해 플레이되는 역할(액세스 포인트(AP), 스테이션(STA), 등)을 정의한다. 다중대역 엘리먼트는 특히, 예를 들어 포화의 결과로서, 제 1 대역이 더 이상, 만족스러운 방식으로 더 이상 데이터를 운반하지 않을 때, 제 2 채널로의 제 1 채널의 빠른 세션 전달(fast session transfer)을 위해 기능한다. 채널들의 점유에 관한 관련 정보를 이용하여 이러한 엘리먼트를 강화(enrich)하는 것은, 이미 로딩되었거나 또는 심지어 자신의 포화 한계에 있는 채널을 선택하는 것을 회피하기 위해 특히 유리하다. 본 발명에서, 대역들 중 하나는 시그널링 대역으로서 간주되고, 엘리먼트는 그러한 대역을 통해 브로드캐스팅되고, 이때 세션 전달은 송신 대역의 부대역들 사이에서 발생한다.

본 발명의 구현에서, 상기 방법은:

· 시그널링 대역에서, 디바이스와, 이웃하는 디바이스 사이에 프레임들을 교환하는 단계를 더 포함하며, 디바이스는, 채널 스위치 요청 프레임을 전송하고, 이에 응답하여 이웃하는 디바이스로부터 비롯되는, 상기 이웃하는 디바이스가 채널 스위칭을 수용 또는 거절하는 것을 표시하는 프레임을 기다린다.

이러한 구현은, 디바이스들의 필요들에 대한 충분한 프리 채널들이 존재할 때, 그러나 비록 디바이스가 인접한 채널들을 필요로 한다고 하더라도 이들 채널들이 떨어져 있을 때 특히 유리하다. 예를 들어, 디바이스가, 인접하게 80㎒를 필요로 할 수 있지만, 점유에 관한 관련 정보는 2개의 40㎒ 채널들이 프리인데, 그러나 이들이 떨어져 있다는 것을 표시한다.

이러한 구현에서, 디바이스는 다른 디바이스와 협상 절차(negotiation procedure)를 시작(launch)하여서, 그러한 다른 디바이스가, 프리 채널에 인접하는 채널을 해제(release)하기 위해 채널을 스위칭한다.

협상은 시그널링 대역에서 디바이스들 사이에 프레임들: 구체적으로 채널 스위치 요청 프레임 및 채널 스위치 응답 프레임을 교환함으로써 수행된다.

요청 프레임은 다음의 엘리먼트들을 포함할 수 있다:

· 요청에서 관여된 송신 대역의 식별자(identifier);

· 채널 스위치로부터 이익을 얻을 디바이스의 식별자;

· 채널 스위치 요청을 전송하는 디바이스의 식별자(이러한 식별자는, 스위치의 수혜자(beneficiary)가 다중대역 WiFi 인터페이스들을 갖지 않을 때, 그리고 요청을 전송하는 디바이스가 상기 수혜자를 대신하여 스위치를 관리할 때, 앞서 언급한 식별자와 상이할 수 있음);

· 채널 스위치를 위한 프리 채널들의 인덱스(index); 및

· (이들 대역폭 요건들이 다중대역 엘리먼트에 포함되었다고 가정하면) 요청을 수신하는 디바이스가 자기 자신의 대역폭 요건들을 만족시키면서 스위치할 수 있는 하나 또는 둘 이상의 채널들의 식별자.

응답 프레임은 다음의 엘리먼트들을 포함할 수 있다:

· 요청에 관여된 송신 대역의 식별자;

· 채널 스위치로부터 이익을 얻을 디바이스의 식별자;

· 채널 스위치 요청을 전송하는 디바이스의 식별자;

· 채널 스위치 요청의 수용 또는 거절;

· 수용의 경우, 목적지 채널의 표시; 및

· 수용의 경우, 채널 스위치 전에 경과될 시간의 표시.

본 발명은 또한 다중대역 WiFi 디바이스를 제공한다. WiFi 디바이스는 보다 상세하게, 복수의 다중대역 액세스 포인트들, "송신 대역"으로 지칭된 제 1 대역, 및 송신 대역의 커버리지보다 더 큰 커버리지를 갖는 "시그널링 대역"으로 지칭된 제 2 대역을 갖는 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 위해 의도된다.

본 발명의 WiFi 디바이스는:

· 송신 대역의 다중대역 채널을 통해 데이터 프레임들을 전송 및 수신하기 위한 송수신기 수단;

· 시그널링 대역에서 시그널링 프레임들을 전송 및 수신하도록 적응된 송수신기 수단 ― 상기 시그널링 프레임들은, 각각 디바이스에 의한 그리고 이웃하는 디바이스들에 의한 송신 대역의 점유에 관한 관련 정보를 포함함 ― 을 포함하고; 그리고

· 각각 송신 대역을 위한 그리고 시그널링 대역을 위한 송수신기 수단은, 동시에 전송 및 수신하도록 공동으로 적응된다.

이러한 WiFi 디바이스는 특히, 상술된 바와 같은 본 발명의 채널 선택 방법을 수행하기 위해 적응하다. 예로서, 상기 WiFi 디바이스는 액세스 포인트 또는 WiFi 스테이션일 수 있다.

본 발명의 실시예에서, WiFi 디바이스는, 시그널링 대역에서 송수신기 수단이 브로드캐스트 수단을 포함하도록 존재한다.

바람직한 구현에서, 본 발명의 채널 선택 방법의 단계들은, 칩(chip)들과 같은 전자 회로들 내에 각각 포함된 하나 또는 둘 이상의 모듈들의 형태로 프로그램 명령들에 의해 결정되며, 그들 자체는 가능하게는 WiFi 디바이스와 같은 전자 장비 내에 배열된다. 본 발명의 채널 선택 방법은 또한, 프로그램(또는 상기 프로그램의 모듈들)이 계산기 멤버(calculator member), 이를 테면 프로세서 또는 등가물(equivalent)에 로딩될 때 수행될 수 있고, 그 다음으로, 이때 그의 동작은 프로그램을 실행시킴으로써 제어된다.

결론적으로, 본 발명은 또한, 컴퓨터 프로그램(또는 상기 컴퓨터 프로그램의 다양한 모듈들), 특히 데이터 매체 상에 또는 데이터 매체 내에 있고, 본 발명을 수행하도록 적응된 적합한 컴퓨터 프로그램에 적용된다. 프로그램은 임의의 프로그래밍 언어를 이용할 수 있고, 소스 코드(source code), 객체 코드(object code), 또는 소스 코드와 객체 코드 사이의 중간의 코드의 형태, 이를 테면 부분적으로 컴파일된 형태, 또는 본 발명의 방법을 구현하기 위한 임의의 다른 바람직한 형태일 수 있다.

데이터 매체는 프로그램을 저장할 수 있는 임의의 엔티티(entity) 또는 장비일 수 있다. 예를 들어, 매체는 저장 수단, 이를 테면 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 메모리(ROM), 예를 들어, 컴팩트 디스크(CD) ROM, 또는 마이크로전자 회로 ROM, 또는 실제 자기 레코딩 수단, 예를 들어, 하드 디스크, 그렇지 않으면 범용 직렬 버스(universal serial bus: USB) 키에 인스톨된 전기적으로 프로그램가능한 판독 전용 메모리(EPROM)를 포함할 수 있다.

대안적으로, 데이터 매체는 프로그램이 포함되는 집적 회로일 수 있으며, 회로는 해당 방법을 실행하도록 적응되거나 또는 해당 방법의 실행에서 이용될 것이다.

더욱이, 프로그램은 전기 또는 광학 케이블을 통해, 라디오에 의해, 또는 다른 수단에 의해 운반되기에 적합한 전기 또는 광학 신호와 같은 송신가능 형태로 변환될 수 있다. 본 발명의 프로그램은 특히 인터넷형의 네트워크로부터 다운로딩될 수 있다.

따라서, 본 발명은 또한 데이터 매체 상의 컴퓨터 프로그램을 제공한다. 프로그램은, 상기 프로그램이, 채널 선택 방법을 수행하는 WiFi 디바이스에 로딩되어 상기 WiFi 디바이스에 의해 실행될 때, 본 발명의 방법들 중 하나를 이용함으로써, 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 위해 다중대역 WiFi 디바이스에서 채널 선택 방법을 수행하도록 적응된 프로그램 명령들을 포함한다.

본 발명은 또한, 프로그램 명령들을 포함하는 데이터 매체를 제공하며, 상기 프로그램 명령들은, 상기 프로그램이 채널 선택 방법을 수행하기 위해 WiFi 디바이스에 로딩되어 상기 WiFi 디바이스에 의해 실행될 때, 본 발명의 방법을 이용함으로써 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 위해 다중대역 WiFi 디바이스에 의해 수행되는 채널 선택 방법을 수행하기 위해 적응된다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은, 단지 예시적이고 비-제한적인 예들로서 그리고 첨부 도면들과 관련하여 주어진 특정 실시예들의 다음의 설명을 읽을 때, 더욱 명확하게 보인다.
· 도 1은 액세스 포인트(AP)를 갖는 무선 라디오 시스템의 스테이션들(STA1, STA2)의 기본 서비스 세트(BSS) 인프라스트럭처를 도시하는 다이어그램이고, 스테이션(STA2)은 스테이션(STA1)으로부터 숨겨져 있고, 이러한 도면은 종래 기술과 관련하여 기술된다;
· 도 2는 8개의 액세스 포인트들 및 하나의 단말을 갖는 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 도시하는 다이어그램이다;
· 도 3은 본 발명의 채널 선택 방법의 주요 단계들을 도시하는 흐름도이다;
· 도 4는 주파수 축을 따라, 액세스 포인트(AP)에 이웃하는 액세스 포인트들에 의해 송신 대역의 채널들이 점유되는 레이트들을 도시하는 플롯이다;
· 도 5는 주파수 축을 따라, 액세스 포인트(AP)에 이웃하는 액세스 포인트에 의해 송신 대역의 채널들이 점유되는 레이트들을 도시하는 플롯이며, 상기 플롯은, 본 발명의 방법을 수행할 때 액세스 포인트(AP)에 의해 선택된 채널들을 도시하는 윈도우를 갖고, 도시된 예에서, 대역의 점유는 인접하는 2개의 프리 채널들에 대한 액세스 포인트의 요건과 호환가능하다;
· 도 6은 주파수 축을 따라, 액세스 포인트(AP)에 이웃하는 액세스 포인트에 의해 송신 대역의 채널들이 점유되는 레이트들을 도시하는 플롯이며, 상기 플롯은, 본 발명의 방법을 수행할 때 액세스 포인트(AP)에 의해 선택된 채널들을 도시하는 윈도우를 갖고, 도시된 예에서, 대역의 점유는 인접하는 4개의 프리 채널들에 대한 액세스 포인트의 필요와 완전히 호환가능하지는 않다;
· 도 7은, 도 6에 도시된 바와 같이, 대역의 점유가 자기 자신의 요건들과 호환가능하지 않다는 것을 액세스 포인트(AP)가 관측한 후, 액세스 포인트(AP2)로 하여금, 채널을 스위치하여, 상기 액세스 포인트(AP2)가 점유하고 있고 3개의 프리 채널들의 그룹에 인접한 채널을 해제하도록 하기 위한, 액세스 포인트(AP)와 액세스 포인트(AP2) 사이의 협상의 성과(performance)를 도시한다;
· 도 8은 본 발명의 채널 선택 방법을 수행하기에 적합한 WiFi 디바이스를 위한 간략화된 구조의 예의 다이어그램이다.

고려중이고 도 2에 도시된 WiFi 통신 네트워크는 9개의 WiFi 디바이스들을 가지며, 이때 이들 중 적어도 8개(AP, AP1-AP7)는 특히 액세스 포인트 기능을 수행한다. 이들 디바이스들은 "액세스 포인트들"(AP)로서 아래에 지칭되고, 이들 디바이스들은 게이트웨이들 또는 릴레이(relay)들에 대응할 수 있다. 디바이스(STA)는 더욱 상세하게, 단말이다. WiFi 디바이스들은, 상기 WiFi 디바이스들이 적어도 2개의 주파수 대역들에서 프레임들을 전송하는 것을 가능하게 하는 다수의 라디오 인터페이스들과 피팅된다.

본 발명은, IEEE802.11n 표준에 따르는 네트워크와 관련하여 5㎓ 대역에 대응하는 송신 대역 및 IEEE802.11ah 표준에 따르는 네트워크와 관련하여 868㎒ 내지 868.6㎒ 대역에 대응하는 시그널링 대역을 갖는 WiFi 네트워크의 맥락에서 기술된다.

본 발명은 이러한 대역에서 라디오 스펙트럼의 점유를 개선하기 위해 동일한 송신 대역을 공유하는 WiFi 디바이스들(AP 및 STA) 사이의 시그널링 대역에서 정보를 브로드캐스팅하는 것을 포함한다.

도 2의 예시에서, 액세스 포인트(AP)로부터의 시그널링 대역(BS)의 라디오 범위는 액세스 포인트들(AP1-AP7)의 전부 및 또한 단말(STA)을 커버한다. 다른 거의 타원형의 형상들 모두는 디바이스들 각각의 송신 대역의 라디오 커버리지를 나타낸다.

IEEE802.11ad 표준이, 그러한 표준에서의 그것의 정의가 단지 특정 대역들만을 포함한다고 하더라도 모든 WiFi 시스템들(11a, b, g, n, ac, ad, af, ah ...)에 적용가능한 다중대역 모드를 정의한다.

이러한 모드는, 디바이스가, 2개의 상이한 대역들에서 동작하는 2개의 WiFi 모듈들을 소유할 때 이용된다.

도 3은 액세스 포인트(AP)에 의해 수행되는 바와 같은, 본 발명의 채널 선택 방법의 주요 단계들을 도시하는 흐름도이다.

방법 1은 시그널링 대역을 통해, 그리고 액세스 포인트(AP)에 의한 송신 대역의 점유와 연관된 제 1 관련 정보를 전송하는 단계(EM)를 포함한다.

방법 1은 시그널링 대역에서, 그리고 이웃하는 액세스 포인트들에 의해 송신 대역의 점유와 관련되는 제 2 관련 정보를 수신하는 단계(REC)를 갖는다.

송신 단계(EM) 및 수신 단계(REC)는 송신 대역에서의 액세스 포인트(AP)에 의한 임의의 송신 단계와 함께 수행된다.

구현에서, 제 1 관련 정보는 액세스 포인트(AP)에 의해 브로드캐스트 모드에서 전송된다.

구현에서, 관련 정보는 다중대역 WiFi 네트워크의 제 1 채널로부터 제 2 채널로 세션을 전달하는 목적을 위해 채워진 필드들을 갖는 프레임에 캡슐화된다.

IEEE802.11ad 표준의 원래 버전은 아래의 표 1에 설명된 바와 같이 "다중대역 엘리먼트"를 기술한다.

이러한 엘리먼트는 다중대역 기능을 소유하는 디바이스들의 능력들에 관한 표시들을 제공한다. 대역들 중 하나의 대역에서 브로드캐스팅시, 이는 다른 대역의 존재를 시그널링하도록, 그리고 특히 "대역 ID" 필드에 의해 이를 식별하도록 기능한다. "다중대역 STA 능력" 필드는 특히 상기 다른 대역에서 그러한 디바이스에 의해 플레이되는 역할: 즉, 액세스 포인트(AP) 또는 단말(STA)을 정의한다. 이는, 비콘들을 이용하여, 연결 요청/응답 프레임들로, 또는 프로브 요청/응답 프레임들로 전송될 수 있다.

구현에서, "다중대역 엘리먼트"는 관련 정보를 이용하여 강화된다. 이러한 엘리먼트는 시그널링 대역을 통해 액세스 포인트(AP, AP1-AP7)에 의해 브로드캐스팅되는 프레임에 캡슐화된다.

본 발명의 방법의 특정 구현이 아래에서 기술되고, 도 4 내지 도 7에 도시된다.

액세스 포인트는 이용가능한 채널들의 전부의 점유에 관하여 데이터베이스를 셋업함으로써 자신의 채널 선택을 최적화한다. 도 4에서, 송신 대역의 채널들이 원뿔(cone)들로서 표시되고, 속이 비지 않은(solid) 부분들은 채널들의 점유 퍼센티지들을 표시한다.

액세스 포인트(AP)의 대역폭 요건들에 대한 충분한 프리 채널들이 존재하면(즉, 채널들이 이웃들(AP1-AP7)에 의해 점유되지 않으며, 그리고 송신 모드: 20㎒, 40㎒, 80㎒, 80+80㎒, 160㎒와 무관하게), 액세스 포인트(AP)는 프리 채널들을 점유한다. 예로서, 그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(AP)는 40㎒의 대역폭을 필요로 하고, 상기 액세스 포인트(AP)는, 이용가능하고 도면에서 직사각형으로 둘러싸이는 40㎒를 점유한다.

충분한 프리 채널들이 존재하지 않는다면, 액세스 포인트(AP)는 도 6에 도시된 바와 같이 이웃하는 액세스 포인트들과 공동-채널 상황(co-channel situation)에 있다. 액세스 포인트(AP)는 우선순위(priority)에 기초하여, 간섭을 거의 발생시키지 않거나 또는 어떠한 간섭도 발생시키지 않는 그러한 채널들, 즉, 원격이지만 그럼에도 불구하고 시그널링 대역에서 검출되는 BSS에 속하는 채널들을 선택한다. 이러한 정보는 특히, 시그널링 대역에서 전송된 로컬리제이션 정보로부터, 시그널링 대역에서 수신된 수신 파워 및 브로드캐스트로부터, 시그널링 대역에서 브로드캐스트에 따라서 AP들의 로드 정보로부터, 또는 액세스 포인트(AP)에 의해 점유된 주요 채널 내 특정 스캔으로부터 유도될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 액세스 포인트(AP)는 80㎒의 대역폭을 요구한다. 80㎒의 인접한 대역폭이 이용가능하지 않기 때문에, 제 1 구현에서 액세스 포인트(AP)는 자기 자신을, 이웃하는 액세스 포인트(AP2)와의 공동-채널 상황에 놓이게 하고, 해당 채널들은 도면에서 직사각형으로 둘러싸인다.

상이한 구현이 아래에 기술된다. 80㎒의 대역폭을 요구하는 액세스 포인트(AP)의 현재 예로 되돌아가면, 액세스 포인트의 요건들에 대한 충분한 프리 채널들이 실제로 존재하지만, 이들 채널들은 인접하지 않는다는 것이 판명된다. 점유와 관련되고 액세스 포인트(AP)가 이용가능한 관련 정보는, 40㎒를 나타내는 2개의 인접한 채널들이 프리이고, 60㎒를 나타내는 3개의 인접한 채널들이 프리이고, 이들 2개의 그룹들이, 액세스 포인트(AP2)에 의해 점유되는 채널에 의해 분리되어 있다는 것을 표시한다.

이러한 구현에서, 액세스 포인트(AP)는, 액세스 포인트(AP2)가 채널(c)을 스위치하여, 3개의 프리 채널들의 그룹에 인접한, 상기 액세스 포인트(AP2)가 점유하고 있는 채널을 해제하도록, 상기 액세스 포인트(AP2)와 협상하기 위해, 도 7에 도시된 협상 절차를 시작한다.

협상은 시그널링 대역에서 액세스 포인트들 사이에 프레임들을 교환함으로써 수행된다. 액세스 포인트(AP)는 채널 스위치 요청을 전송하고, 액세스 포인트(AP2)는 채널 스위치 응답으로 응답한다.

액세스 포인트(AP2)가 수용하면, 상기 액세스 포인트(AP2)는 채널을 스위치하고, 액세스 포인트(AP)는 해제된 채널을, 3개의 인접한 채널들과 함께 점유하고, 해당 채널들은 도 7에서 직사각형에 의해 둘러싸여 있다.

본 발명은 하나의 액세스 포인트와의 구현에 대해 상술되었다. 유사한 방식으로, 본 방법은, 특히 메시 네트워크(mesh network)에서, 통상적으로 피어-투-피어 동작(peer-to-peer operation)을 이용하여 작용하는 스테이션에 의해 구현될 수 있다.

도 8은, 본 발명의 채널 선택 방법을 수행하기에 적합한, 다중대역 WiFi 디바이스(AP 또는 STA)에 대한 간략화된 구조 예의 다이어그램이다. WiFi 디바이스는 특히, 복수의 다중대역 액세스 포인트들, "송신" 대역으로 지칭되는 제 1 대역, 및 "시그널링" 대역으로 지칭되고 송신 대역보다 더 큰 커버리지를 갖는 제 2 대역을 갖는 다중대역 WiFi 액세스 네트워크를 위해 의도된다.

WiFi 디바이스(AP, STA)는:

· 송신 대역의 채널을 통해 데이터 프레임들을 전송 및 수신하기 위한 송수신기 수단(EMt, REt)을 포함한다. 이들 수단은, 통상적이고 그리고 송신 대역에 대응하는 주파수 특징들을 제공하는 송신 시스템(EMt) 및 수신 시스템(REt)을 포함한다;

· 시그널링 대역에서 시그널링 프레임들을 전송 및 수신하기에 적합한 송수신기 수단(EMs, REs)을 포함하고, 프레임들은, 각각 액세스 포인트에 의한 그리고 이웃하는 액세스 포인트들에 의한 송신 대역의 점유와 관련되는 관련 정보를 포함한다. 이들 수단은, 통상적이고, 그리고 시그널링 대역 그리고 관련 정보를 전송 및 수신하는 것에 대응하는 주파수 특징들을 제공하는 송신 시스템(EMs) 및 수신 시스템(REs)을 갖는다.

송신 및 시그널링 대역들을 위한 각각의 송수신기 수단(EMt, REt, EMs, REs)은, 동시에 전송 및 수신하기에 적합하도록 공동으로 적응된다. 통상적으로, 이들 송수신기 수단은, 다른 대역에 관하여 대역들 중 하나의 대역의 신호들을 매우 강하게 감쇄시키기 위한 리젝션 필터(rejection filter)들을 갖는다.

이들 송수신기 수단은 통상적으로, 계산기 수단(PRO), 예를 들어, 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)에 커플링되고, 이러한 수단은 송신을 위해 관련 정보의 프레임을 구성하도록, 그리고 이웃하는 액세스 포인트들로부터 수신된 관련 정보를 이용하도록 마이크로프로그래밍된다. 계산 수단은 또한, 이웃하는 액세스 포인트로 하여금, 채널을 스위치하여, 프리 채널에 인접한 채널을 해제하도록 하기 위해, 상기 이웃하는 액세스 포인트와의 협상 절차를 시작하도록 마이크로그로그래밍될 수 있다.

Claims

WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는(sharing) 다중대역 채널 ― "송신" 대역인 제 1 대역, 및 "시그널링" 대역이고 상기 송신 대역보다 더 큰 라디오 커버리지를 갖는 제 2 대역 ― 을 갖는 WiFi 네트워크에서 다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법(1)으로서,
상기 방법은,
상기 시그널링 대역(BS)에서 제 1 관련 정보(pertinent information) ― 상기 정보는 상기 디바이스에 의한 상기 송신 대역의 점유와 관련됨 ― 를 전송하는 단계(EM); 및
상기 시그널링 대역(BS)에서 제 2 관련 정보 ― 상기 정보는 이웃하는 디바이스들에 의한 상기 송신 대역의 점유와 관련됨 ― 를 수신하는 단계(REC)를 포함하고,
상기 단계들은 상기 송신 대역에서의 임의의 송신 단계와 동시에 발생하는,
다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널을 갖는 WiFi 네트워크에서 다중대역 디바이스를 위해 채널을 선택하기 위해,
상기 제 1 관련 정보는 브로드캐스트(broadcast) 모드에서 전송되는,
다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널을 갖는 WiFi 네트워크에서 다중대역 디바이스를 위해 채널을 선택하기 위해,
상기 관련 정보는, 상기 다중대역 WiFi 네트워크의 제 1 채널로부터 제 2 채널로 세션(session)을 전달하는 목적을 위해 채워진(filled) 필드들을 갖는 프레임에 캡슐화(encapsulate)되는,
다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널을 갖는 WiFi 네트워크에서 다중대역 디바이스를 위해 채널을 선택하기 위해,
상기 방법은,
상기 시그널링 대역에서, 상기 디바이스와, 이웃하는 디바이스 사이에 프레임들을 교환하는 단계 ― 상기 디바이스는, 채널 스위치 요청 프레임을 전송하고, 이에 응답하여 상기 이웃하는 디바이스로부터 비롯되는, 상기 이웃하는 디바이스가 채널 스위칭을 수용 또는 거절하는 것을 표시하는 프레임을 기다림 ―
를 더 포함하는,
다중대역 WiFi 디바이스를 위해 채널을 선택하는 방법.
복수의 다중대역 디바이스들, "송신" 대역인 제 1 대역, 및 "시그널링" 대역이고 상기 송신 대역보다 더 큰 라디오 커버리지를 갖는 제 2 대역을 갖는 다중대역 WiFi 네트워크를 위한 다중대역 WiFi 디바이스(AP, STA)로서,
상기 디바이스는 채널 선택 방법을 수행하기에 적합하고,
상기 디바이스는,
상기 송신 대역의 다중대역 채널을 통해 데이터 프레임들을 전송 및 수신하기 위한 송수신기 수단;
상기 시그널링 대역에서 시그널링 프레임들을 전송 및 수신하도록 적응된 송수신기 수단 ― 상기 시그널링 프레임들은, 각각 상기 디바이스에 의한 그리고 이웃하는 디바이스들에 의한 상기 송신 대역의 점유에 관한 관련 정보를 포함함 ―
을 포함하고, 그리고
각각 상기 송신 대역을 위한 그리고 상기 시그널링 대역을 위한 상기 송수신기 수단은, 동시에 전송 및 수신하도록 공동으로 적응되는,
다중대역 WiFi 디바이스.
제 5 항에 따른 다중대역 WiFi 네트워크(AP, STA)로서,
시그널링 대역에서 송수신기 수단은 브로드캐스트 수단을 포함하는,
다중대역 WiFi 네트워크.
데이터 매체 상의 컴퓨터 프로그램으로서,
상기 프로그램은, 상기 프로그램이 채널 선택 방법을 수행하기 위한 디바이스에 로딩되어 상기 디바이스에 의해 실행될 때, WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널을 갖는 상기 WiFi 네트워크에서 다중대역 디바이스를 위해 채널을 선택하기 위해, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 적응된 프로그램 명령들을 포함하는,
컴퓨터 프로그램.
데이터 매체로서,
상기 데이터 매체는 프로그램 명령들을 포함하고,
상기 프로그램 명령들은, 상기 프로그램이 채널 선택 방법을 수행하기 위해 디바이스에 로딩되어 상기 디바이스에 의해 실행될 때, WiFi 네트워크의 디바이스들 사이에서 공유되는 다중대역 채널을 갖는 상기 WiFi 네트워크에서 다중대역 디바이스를 위해 채널을 선택하기 위해, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 적응되는,
데이터 매체.