KR20140138897A - 무선랜에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법 - Google Patents

무선랜에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 무선랜의 액세스 포인트에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 범주화 규칙이 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹은 각각의 적어도 하나의 범주화 규칙들에 따라 액세스 포인트에 의해 서빙되는 복수의 비 액세스 포인트 국들에 대해 설정되며, 그 방법은: 적어도 하나의 범주화 메시지를 복수의 국들 중 적어도 하나에 전송하는 단계로서, 각각의 범주화 메시지는 적어도 하나의 범주화 규칙에 따른 무선랜에서 설정되는 모든 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하는 단계; 및 모든 액세스 그룹들 중 보호되는 액세스 그룹들에 할당되는 무선 리소스를 나타내기 위해 CTS 프레임을 복수의 국들에 전송하는 단계를 포함한다. 본 발명은 국들 사이에서 무선 리소스에 대한 경합을 명백하게 해결할 수 있고 동시에 경쟁하는 국들의 수를 효과적으로 제한할 수 있고 액세스 그룹의 액세스 제어에 유연성을 제공할 수 있다.

Description

무선랜에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법{METHOD OF SCHEDULING RADIO RESOURCE IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}
본 발명은 무선랜에 관한 것으로, 특히 무선 통신 네트워크에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법에 관한 것이다.
(특히 가정 내부의)IEEE 802.11 무선랜의 애플리케이션이 증가하고 있고 점점 더 복잡해지고 있다. 예를 들어 스마트 가정 자동화, 엔터테인먼트 제품들 등의 다양한 애플리케이션들은 가정 무선 네트워크에서의 트래픽 량을 상당히 변화시켜왔다. 가정 내의 트래픽은, 더이상 PC들 또는 노트북 컴퓨터들뿐만 아니라, 예를 들어 온도 센서들, 에너지 미터들, 멀티미디어 센서들 등의 많은 센서들에 의해서도 야기된다. 이러한 다양성들은 가정 트래픽의 몇몇 kbps에서 Mbps로 넓은 범위의 데이터율(data rate)을 초래하는데, 이는 IEEE 802.11 무선랜에 대단히 도전이 된다.
잘 알려진 바와 같이, IEEE 802.11 무선랜은 본래 최대 노력(best-effort) 서비스들을 위해 디자인되었다. 경합 기반 액세스(contention based access)는, IEEE 802.11의 다양한 트래픽 제어 방식들의 기반이다. 그러나, 이 간단한 액세스 방식은 일반적으로, 예측 불가능한 지연들 및 지터(jitter)들 뿐만 아니라 높은 에러율, 경합 및 재전송 주파수를 야기하는데, 이들 모두는 IEEE 802.11 기반의 무선랜에서 (실시간) 음성/영상 서비스의 질을 매우 저하시킨다.
IEEE 802.11 경합 기반 액세스를 위한 트래픽 제어에서의 기술적인 문제들은, 다음과 같이 나열된다:
문제 1: IEEE 802.11의 액세스 범주 제한.
IEEE 802.11e는 단지 4개의 액세스 범주(AC)들, 즉, AC_BK(백그라운드), AC_BE(최대 노력), AC_VI(영상) 및 AC_VO(음성)을 정의한다. 우선적인 취급을 성취하기 위해, 기존의 IEEE 802.11는, 심지어 트래픽이 영상 또는 음성과 상당히 상이하더라도 국(station)의 트래픽이 AC_VI 또는 AC_VO 중 어느 하나로 분류되기를 요구한다. 그러한 접근법은 AC_VI 및 AC_VO 범주들에서 높은 확률의 경합과 재전송을 야기할 수 있다. 예를 들어, WiFi-사용가능 TV(WiFi-enabled TV)뿐만 아니라 실시간 가정 자동화 및 보안 서비스들의 복수의 국 사이에서도 심한 간섭이 관찰될 수 있는데, 이는 그들 모두 AC_VI의 동일한 액세스 범주에 속하고, 모두 동일한 우선도의 무선 리소스를 위해 경쟁하기 때문이다.
문제 2: 트래픽 제어에 대한 심한 시그널링 오버헤드(signaling overhead).
IEEE 802.11 경합 동안, 송신가능(CTS:Clear to Send) 프레임에 의하여, 무 경합 구간이 보호되는 트래픽 소스에 할당될 수 있다. 또한 보호되지 않는 트래픽 소스들은, 보호되는 트래픽 소스에 대한 무 경합 구간들을 제공하기 위해 액세스 채널을 제거하도록 그들의 확인(ACK) 프레임들 내의 피기백(piggyback) 정보에 따른 지속시간 동안 휴면(sleep)할 수도 있다. 이러한 기존의 접근법들은, 스케일러블(scalable) 하지 않고, 가정에서 증가하는 트래픽 소스들의 수를 고려할 때 상당한 시그널링 오버헤드를 초래할 수 있다.
경합에 기반한 액세스가 IEEE 802.11의 기반이기 때문에, 전술한 문제들은 분산 조정 기능(DCF: Distributed Coordination Function) 뿐만 아니라 포인트 조정 기능(PCF: Point Coordination Function) 및 하이브리드 조정기능(HCF: Hybrid Coordination Function)에서도 존재한다.
종래 기술 및 기존의 기술적 문제들에 대한 전술의 이해 관점에서, 무선 리소스를 스케줄링하는 방법이 상당히 증가된 시그널링 오버헤드 없이 무선랜 내에서 경합 및 재전송의 확률을 낮추기 위해 제공될 수 있으면 그것은 상당히 유익할 것이다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 무선랜의 액세스 포인트에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법이 제공되는데, 적어도 하나의 범주화 규칙(categorization rule)이 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹이 각각의 적어도 하나의 범주화 규칙들에 따라 액세스 포인트에 의해 서빙되는 복수의 비 액세스 포인트 국(non-access-point station)들에 대해 설정되며, 그 방법은: 적어도 하나의 범주화 메시지를 복수의 국들 중 적어도 하나에 전송하는 단계로서, 각각의 범주화 메시지는 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 무선랜에서 설정되는 모든 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하고, 액세스 그룹에 대한 정보는 제1 정보, 제2 정보 및 제3 정보를 포함하며, 제1 정보는 액세스 그룹의 범주화 규칙을 나타내고, 제2 정보는 액세스 그룹의 액세스 그룹 라벨을 나타내며, 제3 정보는 액세스 그룹의 상태 코드를 나타내는 단계; 및 모든 액세스 그룹들 중, 보호되는 액세스 그룹들에 할당되는 무선 리소스를 나타내기 위해 CTS 프레임을 복수의 국들에 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 무선랜의 비 액세스 포인트 국에서 무선 리소스를 스케줄링하는 것을 지원하는 방법이 제공되는데, 무선랜은 복수의 비 액세스 포인트 국들과 복수의 비 액세스 포인트 국들을 서빙하는 액세스 포인트를 포함하고, 적어도 하나의 범주화 규칙이 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹이 각각의 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 복수의 비 액세스 포인트 국들에 대해 설정되며, 그 방법은: 적어도 하나의 범주화 메시지를 액세스 포인트로부터 수신하는 단계로서, 각각의 범주화 메시지는 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 무선랜에서 설정되는 모든 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하고, 액세스 그룹에 대한 정보는 제1 정보, 제2 정보 및 제3 정보를 포함하며, 제1 정보는 액세스 그룹의 범주화 규칙을 나타내고, 제2 정보는 액세스 그룹의 액세스 그룹 라벨을 나타내고, 제3 정보는 액세스 그룹의 상태 코드를 나타내는 단계: 및 액세스 그룹의 제3 정보에 따라 액세스 그룹에 가입(joining)하는 단계/가입하지 않는 단계/잔류하는(staying) 단계/이탈하는(leaving) 단계; 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신하는 단계;및 CTS 프레임에서 나타나는, 보호되는 액세스 그룹이, 국이 현재 가입한 액세스 그룹이면, CTS 프레임에서 나타나는 기간 내 무선 리소스를 위해 경쟁하는 단계를 포함한다.
본 발명의 솔루션에 따라, 비 액세스 포인트 국들은, 액세스 그룹으로 분할되고, 비 액세스 포인트 국은 복수의 액세스 그룹들에 동시에 속할 수 있다. 비 액세스 포인트 국은 액세스 그룹에 동적으로 가입할 수/가입하지 않을 수/잔류할 수/이탈할 수 있다. 각각의 그룹이 액세스 범주로 동등하게 간주될 수 있고, 따라서 더 많은 액세스 범주들이 개선된 트래픽 제어를 위해 제공될 수 있다. 또한, 본 발명은 국들 사이에서 무선 리소스에 대한 경합을 명백하게 해결할 수 있고 동시에 경쟁하는 국들의 수를 효과적으로 제한할 수 있다.
본 발명은 액세스 그룹의 액세스 제어에 유연성을 추가로 제공할 수 있다. 액세스 포인트는, 고정된 순서로뿐만 아니라, 실제로 필요로 되는 바에 따라 액세스 그룹들의 우선순위를 매기기 위해 CTS 프레임을 비요청(unsolicited) 방식으로 전송함으로써 액세스 그룹들을 스케줄링할 수 있다. 유리하게, 액세스 그룹을 위해 예약된 기간은 유연하게 변할 수도 있다.
본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 장점들은 다음 도면들을 참조로 하여 비 제한적인 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명을 검토하면 더 명백해질 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 무선랜의 네트워크 토폴로지(network topology)의 개략도를 도시하고;
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른, 액세스 그룹 정보 요소의 인코딩 포맷을 도시하고;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 국들을 상이한 액세스 그룹들에 할당하기 위한 시작 프로세스의 흐름도를 도시하고;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, CTS 프레임의 인코딩 포맷을 도시하고;
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 그룹에 관하여 국들을 보호하는 도식적인 프로세스를 도시하고;
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 액세스 그룹의 조정 액션 프레임의 인코딩 포맷을 각자 도시하고;
도 7은 본 발명의 실시예에 따른, 액세스 그룹을 조정하는 흐름도를 도시한다.
동일 또는 유사한 참조 부호들은 도면들 전반에 걸쳐 동일하거나 유사한 장치들(모듈들) 또는 단계들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무선랜의 네트워크 토폴로지의 개략도를 도시한다. 무선랜은 액세스 포인트(110) 및 국들(120, 122, 124, 130, 132, 134 및 140)을 포함한다. 국들(120, 122, 124, 130, 132, 134 및 140)은, 액세스 포인트(110)의 커버리지 영역 이내에 위치되고, 액세스 포인트(110)에 의해 서빙되는 비 액세스 포인트 국들이다. 액세스 포인트(110) 및 전술한 모든 국들은 기본 서비스 세트(BSS: Basic Service Set)를 공동으로 형성한다. 통상적으로 기본 서비스 세트(100)의 식별자(ID)는 액세스 포인트(110)의 MAC 어드레스와 동일하다. 기본 서비스 세트(100)가 속하는 무선랜은 서비스 세트 식별자(SSID)에 의해 명명될 수 있고 식별될 수 있다. 여기 도시된 모든 비 액세스 포인트 국들은 노트북 컴퓨터들이지만, 당업자는 비 액세스 포인트 국이 핸드셋(handset)들, 센서들 및 다른 장치들을 포함할 수도 있다는 것을 이해할 수 있다. 이 실시예에서, 액세스 포인트는 DCF 모드에서 작동하지만, 당업자는 본 발명의 구현이 액세스 포인트의 어느 작동 모드에도 제한되지 않을 것뿐만 아니라 경합을 포함하는 어떠한 다른 조정 기능 모드에도 적용될 수 있다는 것을 이해할 수 있다.
본 발명의 실시예는, 무선랜의 액세스 포인트에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법에 관한 것으로, 적어도 하나의 범주화 규칙이 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹이 적어도 하나의 범주화 규칙 각각에 따라 액세스 포인트에 의해 서빙되는 복수의 비 액세스 포인트 국들에 대해 설정된다.
본 발명의 실시예에서, 범주화 규칙은, 예를 들어 IEEE 802.11e에 정의된 4개의 액세스 범주들을 포함할 수도 있지만 그에 제한되지 않을 것이다. 예를 들어, 국들은, 그들의 MAC 어드레스들의 N(N은 48 미만의 양의 정수들을 나타낸다)개의 최하위 비트(least significant bit)들에 따라 범주화될 수 있는데, 말하자면, 그들의 MAC 어드레스들에서 동일한 N개의 최하위 비트들을 갖는 국들은 동일한 액세스 그룹에 속한다는 것이다.
많은 다른 범주화 규칙들이 설계될 수 있고 채택될 수 있기 때문에, 본 발명의 설명에서는 명확화를 위해 상이한 범주화 규칙들을 구별하도록 범주화 규칙 지수(CRI: Categorization Rule Index)가 채택된다.
액세스 포인트(110)에 의해 서빙되는 각자의 국들은, 어떠한 범주화 규칙에 따라서 여러 액세스 그룹(AG)들로 분할될 수 있다. 각각의 액세스 그룹은 새롭게 정의된 액세스 그룹 라벨(AGL: Access Group Label)과 연관되어 있다. 따라서, 하나의 액세스 그룹은 2-투플(2-tuple)<CRI, AGL>, 즉 액세스 그룹 ID에 의해 고유하게 식별될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, CRI는 옥텟으로 인코딩되고, 따라서 0x00에서 0xFF의 범위를 가지는 값을 취한다. 그것은 256개까지의 범주화 규칙들이 지원되는 것을 의미한다. AGL 또한 옥텟으로 인코딩되고, 따라서 0x00 에서 0xFF의 범위를 가지는 값을 취하는데, 그것은 각각의 범주화 규칙들에 의해 256개까지의 그룹들이 지원될 수 있다는 것을 의미한다. 따라서 각자의 범주화 규칙들에 따라 설정되는 모든 액세스 그룹들의 수는 256*256=65536개까지이다. 이에 따라 본 발명은 양호한 확장성(extensibility)을 갖고 하이브리드 홈 애플리케이션의 복잡성을 수용할 수 있다.
하나의 국은 통상적으로 오직 하나의 AG와 연관되지만, 당업자는 국이 하나보다 많은 AG와 연관될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 예를 들어, 제1 범주화 규칙(CRI 1)으로, 국들(120, 122 및 124)은 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 그룹으로 범주화되고, 국들(130, 132 및 134)은 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 그룹으로 범주화되고; 제2 범주화 규칙(CRI 2)으로, 국들(121, 131)은 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 그룹으로 범주화되고, 국들(120, 130 및 140)은 <CRI 2, AGL 2>에 의해 식별되는 그룹으로 범주화된다. 즉, 제1 범주화 규칙(CRI 1)으로 국(120)은 AGL 1에 속하고, 제2 범주화 규칙(CRI 2)으로, 예를 들어, 국(120)은 AGL 2에 속한다. 국(120)은 2-투플의 형식을 갖는 다수의 액세스 그룹 ID들, 즉 <CRI 1, AGL 1> 및 <CRI 2, AGL 2>과 연관될 수 있다. 본 발명의 편리한 설명을 위하여, 각각의 국은 한번에 오직 하나의 AG와 연관된다.
본 발명의 실시예에서의 방법은: a. 적어도 하나의 범주화 메시지를 다수의 국들 중 적어도 하나에 전송하는 단계 - 각각의 범주화 메시지는 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 무선랜에서 설정되는 모든 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하고, 액세스 그룹에 대한 정보는 제1 정보, 제2 정보 및 제3 정보를 포함하며, 제1 정보는 액세스 그룹의 범주화 규칙을 나타내고, 제2 정보는 액세스 그룹의 액세스 그룹 라벨을 나타내며, 제3 정보는 액세스 그룹의 상태 코드를 나타냄 - 를 포함한다.
특히 액세스 포인트(110)는, 액세스 그룹 정보를 하향링크 프레임의 적어도 하나의 비 액세스 포인트 국으로 브로드캐스트(broadcast) 또는 유니캐스트(uni-cast) 형태로 전송하거나, 액세스 그룹 정보를 비 액세스 포인트 국의 요청에 응답하여 요청을 전송하는 비 액세스 포인트 국으로 유니캐스트 방식으로 전송할 수 있다. 하향링크 프레임은, 아래에서 설명되는 비콘 프레임(Beacon frame), 연결 응답 프레임(Association Response frame), 프로브 응답 프레임(Probe Response frame), 액션 프레임 등을 포함한다. 액세스 포인트(110)로부터 전송되는 액세스 그룹 정보는 범주화 규칙에 대한 정보 및 범주화 규칙에 대응하는 적어도 하나의 AGL에 대한 정보를 포함한다. 선택적으로, 범주화 규칙에 대응하는 모든 AGL들은 브로드캐스트 액세스 그룹 정보에 포함될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 액세스 그룹 정보는 새롭게 정의된 정보 요소로 인코딩된다. 도 2a는 본 발명의 실시예에 따른, 액세스 그룹 정보 요소의 인코딩 포맷을 도시한다. 양호한 호환성을 성취하기 위해, 액세스 그룹 정보의 크기는 모든 국들에 의해 수신될 수 있는 크기들의 최소 상한을 준수한다. 도 2a에 도시된 실시예에서, 액세스 그룹 정보 요소는 다음을 포함한다:
(1) 요소 ID 정보, 이 요소를 액세스 그룹 정보 요소로 나타내고 식별하는 1-옥텟 필드.
(2) 길이 정보, 액세스 그룹 정보 필드에서 옥텟들의 수를 나타내는 1-옥텟 필드.
(3) 액세스 그룹 정보, 가변수의 서브 액세스 그룹(SubAG) 서브필드들을 포함하는 가변 길이 필드. 도시된 실시예에서, 액세스 그룹 정보는 n개의 SubAG들을 포함하고, 각각의 SubAG의 길이는 가변이다.
도 2b는 본 발명의 실시예에 따른, SubAG 필드의 인코딩 포맷을 도시한다. SubAG 필드는 다음을 포함한다:
(1) CRI, 어느 범주화 규칙이 이용되었는지를 나타내고 식별하는 1-옥텟 필드.
(2) AGL들의 수, 이 범주화 규칙 하의 AGL들의 수를 나타내는 1-옥텟 필드.
(3) AGL n, CRI 필드에서 나타나는 범주화 규칙에 대응하는 액세스 그룹들 중 하나를 나타내고 식별하는 1-옥텟 필드.
(4) 액세스 그룹 상태 코드, AGL n과 관련된 액세스 그룹의 상태를 나타내는 1-옥텟 필드. 이 필드의 값은, 액세스 그룹에 가입, 잔류 또는 이탈하는 국들에게 가이드들을 제공한다. 액세스 그룹 상태 코드에 대한 값 및 의미는 테이블 1에서 도시된다.
Figure pct00001
여기서 간단히 하기 위하여, 액세스 그룹에 관하여 국들을 범주화하고 보호하는 능력들은 간단히 AG 능력(AG capability)들이라고 한다. 액세스 포인트(100)는 확장된 능력 정보 요소를 사용함으로써 그것의 AG 능력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 확장된 능력 정보 요소의 능력 필드에서 하나의 예약된 비트가 이 목적을 위해 이용될 수 있다. 비트를 1(0)로 설정하는 것은 AG 능력의 가용성(불가용성)을 나타낸다. 대안적으로, 하향 링크 프레임(예를 들어, 비콘, 연결 응답, 프로브 응답 프레임들 등)에서의 AG 정보 요소의 존재는 또한 AG 능력의 가용성의 표시로 간주될 수도 있다.
AG 능력의 표시를 수신하면, 연관된 국들은 IEEE 802.11 무선랜이 액세스 그룹에 관하여 DCF 모드를 수행할 것임을 알게 될 것이다. 보다 구체적으로, 연관된 국들은 보호되는 AG를 나타내는 정보가 CTS 프레임에서 발견될 수 있다는 것을 알게 될 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 국들을 상이한 액세스 그룹들에 할당하기 위한 시작 프로세스의 흐름도를 도시한다.
단계(S301)에서: 액세스 포인트(110)가 비콘 프레임을 국(120)에 전송한다. 도 3에 도시되지 않았지만, 당업자는 대안적으로 비콘 프레임이 액세스 포인트(110)에 의해 서빙되는 모든 국들로 브로드캐스트 형태로 전송될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 비콘 프레임에서, AG 능력을 식별하는 비트는 액세스 포인트(110)가 AG 능력을 갖는다는 것을 명시적으로 나타내기 위해 1로 설정된다. 또한, 비콘 프레임은 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹이 국들을 수용하기 위해 조건부로 개방된다는 것을 나타내는 AG 정보 요소도 전달하는데, 이는 그것의 액세스 그룹 상태 코드가 "조건부 가입"이기 때문이다. 그러한 정보에 따르면, 국(120)은 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입한다. 당업자는 국(120)이 액세스 그룹에 가입하지 않을 수도 있다는 것을 이해할 수 있다.
당업자는, 비콘 프레임이 어떠한 AG 정보 요소도 포함하지 않을 수 있다는 것을 이해할 수 있다. AG 능력을 식별하는 비트가 1로 설정되는 것을 인식하면, 국은 액세스 포인트가 액세스 그룹에 관하여 국들을 보호하는 능력을 갖는다는 것을 알게 될 것이고, 따라서 국은 예를 들어 연결 요청 또는 프로브 요청 프레임의 제2 요청 메시지를 전송함으로써 액세스 포인트(110)로부터의 액세스 그룹 정보를 요청할 수 있다.
예를 들어, 단계(S311)에서, 국(130)은 연결 요청 프레임을 액세스 포인트(110)에 전송한다. 연결 요청을 수신하면, 단계(S312)에서 액세스 포인트(110)는 AG 정보 요소를 전달하는 연결 응답 프레임을 국(130)으로 전송하고, 이 실시예에서, AG 정보 요소는 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹이 어떠한 국들도 수용하기 위해 개방된다는 것을 나타낸다. 단계(S313)에서, 국(130)은 액세스 포인트(110)에 의해 요구되는 바와 같이 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입한다. 당업자는 연결 응답 프레임이, 연결 요청 프레임에 응답하여 전송되고 따라서 유니캐스트 방식으로 전송된다는 것을 이해할 수 있다.
다른 예에서, 단계(S321)에서, 국(140)은 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트(110)에 전송한다. 프로브 요청을 수신하면, 단계(S322)에서 액세스 포인트(110)는 AG 정보 요소를 전달하는 프로브 응답 프레임을 국(140)으로 전송하고, 이 실시예에서, AG 정보 요소는 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹이 어떠한 국들도 수용하기 위해 개방된다는 것을 나타낸다. 단계(S323)에서, 국(140)은 액세스 포인트(110)에 의해 요구되는 바와 같이 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입한다. 당업자는 프로브 응답 프레임이, 프로브 요청 프레임에 응답하여 전송되고 따라서 유니캐스트 방식으로 전송된다는 것을 이해할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은: b. 모든 액세스 그룹들 중 보호되는 액세스 그룹들에 할당되는 무선 리소스를 나타내기 위해 CTS 프레임을 복수의 국들로 전송하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 실시예에서, CTS 프레임에서 나타나는 수신기 어드레스는 보호되는 액세스 그룹의 그룹 어드레스를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, CTS 프레임의 인코딩 포맷을 도시한다. 이 실시예에서, CTS 프레임은 포맷이 변하지는 않았지만, 액세스 그룹의 식별, 즉 2-투플 <CRI, AGL>을 전달하는데 간단하게 프레임 내 수신기 어드레스(RA: Receiver Address) 필드가 이용된다. RA가 통상적으로 보호되는 국의 유니캐스트 MAC 어드레스와 동일하다는 것은 종래 기술에서 공지되어 있다. 하지만 본 발명에서, RA는 보호되는 액세스 그룹을 나타내는 그룹 MAC 어드레스로 변경된다. 본 발명의 실시예에서, 액세스 그룹의 MAC 어드레스는 80-C2-00-03-00에서 01-80-C2-FF-FF-FF까지의, IEEE에서 예약된 MAC 어드레스 범위일 수 있다. 예를 들어, RA 필드의 첫번째 3옥텟들은 도 4에 도시된 바와 같이 80-C2-00이고, RA 필드의 다른 옥텟들은 다음과 같이 정의된다:
(1) 액세스 그룹 트래픽 제어(TC) 플레그, 이 그룹 MAC 어드레스가 액세스 그룹에 관하여 국들을 보호하는데 사용된다는 것을 나타내는 1-옥텟 필드. 예를 들어, 그것은 0x01로 정의될 수 있다(하지만 그것으로 제한되지는 않는다).
(2) CRI, 어느 범주화 규칙이 이용되었는지를 나타내고 식별하는 1-옥텟 필드.
(3) AGL, CRI 필드에서 나타나는 범주화 규칙에 대응하는 액세스 그룹들 중 하나를 나타내고 식별하는 1-옥텟 필드.
또한, CTS 프레임들 내 기간 필드(Duration field)는 <CRI, AGL>에 의해 식별되는, 보호되는 액세스 그룹의 국들을 위해 예약된 네트워크 할당 벡터(network allocation vector) 시간을 나타낸다. 네트워크 할당 벡터 시간 동안, 보호되는 국은, 무선 리소스들에 대한 경쟁에서 성공하면 데이터 프레임을 액세스 포인트로 전송할 수 있는 반면에, 상이한 액세스 그룹의 다른 모든 국들은 휴면하게 된다.
본 발명의 실시예에 따라, 비 액세스 포인트 국이 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신한 후에, CTS 프레임에서 나타나는, 보호되는 액세스 그룹이 현재 국이 가입되어 있는 액세스 그룹이면, 국은 CTS 프레임에 나타나는 기간에서 무선 리소스에 대하여 경쟁한다.
또한, CTS 프레임에서 나타나는, 보호되는 액세스 그룹이, 국이 현재 가입되어 있는 액세스 그룹과 상이하면, 국은 CTS 프레임에 나타나는 기간에서 휴면을 유지한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 그룹에 관하여 국들을 보호하는 도식적인 프로세스를 도시한다. 본 실시예에서, 국들(120 및 122)은 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하였고, 국들(130 및 132)은 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하였다.
단계(S501)에서, 액세스 포인트(110)는, <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹의 국들을 위한 네트워크 할당 벡터(NAV) 시간을 할당하기 위해 CTS 프레임(510)을 멀티캐스트 방식으로 전송한다. CTS 프레임을 수신하면, 국들(120 및 122)은 CTS 프레임(510) 내 기간 필드에서 나타나는 그 다음의 기간이 그들을 위해 예약된다는 것을 아는데, 이는 그들 모두가 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 속하기 때문이다.
단계(S502)에서, 국들(120 및 122)은 CTS 프레임에 나타나는 기간 이내, 즉 기간 NAV(CTS 510) 이내의 일반 802.11 DCF 모드로 무선 리소스를 공유한다. 예를 들어, 먼저 국(120)이, 그리고 그 후에 국(122)이 송신될 그들의 데이터를 전송한다.
단계(S503)에서, 국(130 및 132)은 CTS 프레임(510)을 수신한 후에 기간 NAV(CTS 510) 이내에서 휴면할 것인데, 이는 그들이 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 속하기 때문이다.
단계(S504)에서, 액세스 포인트(110)는, <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹의 국들을 위한 NAV 시간을 할당하기 위해 CTS 프레임(520)을 브로드캐스트 방식으로 전송한다. CTS 프레임을 수신하면, 국들(130 및 132)은 CTS 프레임(520) 내 기간 필드에서 나타나는 그 다음의 기간이 그들을 위해 예약된다는 것을 아는데, 이는 그들 모두가 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 속하기 때문이다. 그동안, 다른 국들, 예를 들어 국들(120 및 122)은 휴면할 것이다.
당업자는 액세스 포인트(110)가, 네트워크 조건에서의 변화 및/또는 보호되는 액세스 그룹의 서비스 품질 요구에서의 변화에 따라, 보호되는 액세스 그룹에 할당되는 무선 리소스를 조정할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 액세스 포인트(110)는 보호되는 일부 액세스 그룹을 위해 더 긴 기간을 갖는 무선 리소스를 할당할 수 있다.
본 발명의 추가 실시예에서, 액세스 포인트(110)는, 네트워크 조건 및/또는 보호되는 액세스 그룹의 서비스 품질 요구에 따라, 적어도 하나의 범주화 규칙 및 그에 대응하는 액세스 그룹 중 적어도 하나를 변화시킬 수 있다.
구체적으로, 액세스 포인트(110)는, 네트워크 조건 변화 및/또는 보호되는 액세스 그룹의 서비스 품질 요구의 변화에 따라, 그 자체의 주도나 액세스 그룹의 비 액세스 포인트 국의 요청에 응답으로, 적어도 하나의 범주화 규칙, 및 그에 대응하는 액세스 그룹 중 적어도 하나를 변화시킬 수 있다.
본 발명의 더 추가적인 실시예에서, 액세스 포인트(110)는 사전결정된 규칙에 따라 모든 액세스 그룹들 중 하나의 성능을 평가할 수 있고 액세스 그룹의 상태 코드를 조정할 수 있다.
동일한 액세스 그룹의 국들 사이에서 탐지되거나 예측되는 심각한 충돌, 네트워크 부하에서 탐지되거나 예측되는 변화, 트래픽 유형 및 어느 다른 작동 조건들에서 탐지되거나 예측되는 변화라는 요인들 중 임의의 하나 또는 그들의 임의의 조합은 액세스 그룹들을 조정하기 위한 판단들이 될 수 있다. 전술한 요인들은 단순하게 "액세스 그룹 조정 요인"이라 할 것이다. 구체적으로, 다음의 두가지 가능한 접근법들이 있다.
접근법 1: 국들로부터의 조정 유도(adjustment solicitation) 없음.
이 접근법에서, 액세스 포인트(110)는, 트리거 모드(trigger mode) 또는 주기적 모드(periodic mode) 중 어느 하나 하에서 모든 액세스 그룹들을 위해 액세스 그룹 조정 요인들을 모니터링하고 체크한다. 이러한 액세스 그룹 조정 요인들을 평가함으로써, 액세스 포인트는 액세스 그룹 정보 요소들 내 최종 액세스 그룹 상태 코드들을 적응적으로 변화시키거나 변화시키지 않는다. 그 후에, 액세스 포인트(110)는 하향링크 프레임, 예를 들어 아래 설명되는 비콘 프레임, 연결 응답 프레임, 프로브 응답 프레임, 액세스 그룹 액션 프레임 등에서 국들로 업데이트된 정보를 증가 또는 실제 값 형태로 송신한다. 하향링크 프레임을 수신하면, 국들은 그들이 속하는 액세스 그룹들에 대응하는 액세스 그룹 상태 코드들을 체크하고, 액세스 그룹들에 가입/잔류/이탈할 것을 결정한다.
접근법 2: 국들로부터의 조정 유도 있음.
이 접근법에서, 국들은 아래에 설명되는 액세스 그룹 액션 프레임에서 액세스 그룹 조정 요청을 개시할 수 있다(여기서 액세스 그룹 조정 요청 프레임이라 함). 따라서 액세스 포인트(110)는 아래에 설명되는 다른 액세스 그룹 액션 프레임에서 액세스 그룹들을 조정하는 방법에 대하여 국들에게 답할 수 있다(여기서 액세스 그룹 조정 응답 프레임이라 함). 액세스 그룹 조정 응답 프레임은 비요청 방식으로 사용될 수 있고, 이에 따라 제1 접근법에 적용될 수 있다.
도 6은 액세스 그룹 조정 액션 프레임들을 위한 인코딩 포맷들을 각자 도시하는데, 도 6a는 액세스 그룹 조정 요청 프레임을 도시하고, 도 6b는 액세스 그룹 조정 응답 프레임을 도시한다.
도 6a에서, 액세스 그룹 조정 요청 프레임은 다음을 포함한다:
1) 범주 : 이 액션 프레임이 액세스 그룹 조정에 관한 것이라는 것을 나타내는 1-옥텟 필드.
2) 액션 : 액션 프레임이 조정 요청을 위한 것이라는 것을 나타내는 1-옥텟 필드.
3) 다이얼로그 토큰(Dialog Token): 액세스 그룹 조정을 추적하기 위해 국과 액세스 포인트 모두에 의해 이용되는 1-옥텟 필드.
4) 액세스 그룹의 수: 액세스 그룹 ID들의 수를 나타내는 1-옥텟 필드.
5) 액세스 그룹 ID n: n번째 액세스 그룹의 액세스 그룹 ID를 나타내고, 1-옥텟 CRI 및 1-옥텟 AGL로 구성되는 2-옥텟 필드.
도 6b에서, 액세스 그룹 조정 응답 프레임은 다음을 포함한다:
1) 범주 : 이 액션 프레임이 액세스 그룹 조정 요청 프레임에서와 같이 액세스 그룹 조정에 관한 것이라는 것을 나타내는 1-옥텟 필드.
2) 액션 : 액션 프레임이 조정 응답을 위한 것이라는 것을 나타내는 1-옥텟 필드.
3) 다이얼로그 토큰(Dialog Token): 액세스 그룹 조정을 추적하기 위해 국과 액세스 포인트 모두에 의해 이용되는 1-옥텟 필드.
4) 길이: 액세스 그룹 정보 필드의 옥텟들의 수를 나타내는 1-옥텟 필드.
5) 액세스 그룹 정보: 도 2에 도시된 바와 같이 액세스 그룹 정보 요소에서 정의되는 그것들과 동일한 포맷을 갖는 가변 수의 SubAG 서브필드들을 포함하는 가변 길이 필드.
도 7은 제1 또는 제2 접근법을 사용하여 액세스 그룹을 조정하는 흐름도를 도시한다. 단계(S701)에서, 국들(120 및 122)은 <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하고, 국들(130 및 132)은 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하고, 국(140)은 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입한다.
단계(S702)에서, 액세스 포인트(110)는 액세스 그룹 정보 요소를 전달하는 비콘 프레임을 전송한다. 도시된 바와 같이, <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹의 상태 코드는 "조건부 이탈"이고, <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹의 상태 코드는 "잔류"이다. <CRI 1, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에서, 비콘 프레임을 수신하면, 국(120)은 조건부적으로 이탈하는 반면, 국(122)은 조건적으로 잔류한다. 국(140)은, 비콘 프레임에 의해 지시받은 바와 같이 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 잔류한다. 또한, 국들(130 및 132)은, <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에서 액세스 그룹 정보 요소의 어떠한 명시적인 지시 없이 잔류한다.
단계(S704)에서, 액세스 포인트(110)는 제1 접근법에 따라, 그 자체의 주도로, 액션 프레임(즉, 액세스 그룹 조정 응답 프레임)을 국(120)으로 전송한다. 프레임 내 액세스 그룹 정보 요소는, 액세스 그룹 상태 코드 "가입"을 갖고 국(120)으로 하여금 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하도록 지시한다. 그 후, 단계(S705)에서, 국(120)은 그러한 정보에 따라 액세스 그룹에 가입한다.
단계(S706)에서, 국(130)은 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에서 이탈하거나 잔류하기 위한 지시의 요청을 하기 위해 액션 프레임(즉, 액세스 그룹 조정 요청 프레임)을 액세스 포인트(110)로 전송한다. 따라서, 단계(S707)에서, 액세스 포인트(110)는 제2 접근법에 따라, 액세스 그룹의 성능을 평가하고 그것이 과부화되었다는 것을 찾는다. 이에 따라, 액세스 포인트(110)는, 국(130)을 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는, 다른 가볍게 로드된 액세스 그룹으로 안내하기로 결정한다. 단계(S708)에서, 액세스 포인트(110)는 액션 프레임(즉, 액세스 그룹 조정 응답 프레임)을 국(130)으로 전송한다. 프레임 내 액세스 그룹 정보 요소는, 국(130)으로 하여금 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에서 이탈하고 <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입하도록 지시한다. 그룹 조정 응답 프레임을 수신하면, 단계(S709)에서, 국(130)은 <CRI 1, AGL 2>에 의해 식별되는 액세스 그룹에서 이탈하고, <CRI 2, AGL 1>에 의해 식별되는 액세스 그룹에 가입한다.
본 발명의 솔루션에 따라, 비 액세스 포인트 국들은, 액세스 그룹으로 분할되고, 비 액세스 포인트 국은 복수의 액세스 그룹들에 동시에 속할 수 있다. 비 액세스 포인트 국은 액세스 그룹에 동적으로 가입할 수/가입하지 않을 수/잔류할 수/이탈할 수 있다. 각각의 그룹이 액세스 범주로 동등하게 간주되고, 따라서 더 많은 액세스 범주들은 개선된 트래픽 제어를 위해 제공될 수 있다. 또한, 본 발명은 국들 사이에서 무선 리소스에 대한 경합을 명백하게 해결할 수 있고 동시에 경쟁 국들의 수를 효과적으로 제한할 수 있다.
본 발명은 액세스 그룹의 액세스 제어에 유연성을 추가로 제공할 수 있다. 액세스 포인트는, 고정된 순서로뿐만 아니라, 실제로 필요로 되는 바와 같이 액세스 그룹들의 우선순위를 매기기 위해 CTS 프레임을 비요청 방식으로 전송함으로써 액세스 그룹들을 스케줄링할 수 있다. 유리하게, 액세스 그룹을 위한 예약된 기간은 유연하게 변할 수도 있다.
당업자는, 본 발명이 명백하게 전술한 예시적인 실시예들의 설명들에 제한되지 않을 것이라는 점과 본 발명의 사상 또는 본질로부터 벗어나지 않고 다른 특정한 형태들로 구체화될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그에 따라, 실시예들은 어떠한 방식이든 예시적이고 비 제한적인 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명백하게 용어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소(들) 또는 단계(들)를 배제하지 않을 것이고, 용어 'a' 또는 'an'은 복수를 배제하지 않을 것이다. 장치 청구항에서 언급된 복수의 요소들은 하나의 요소로 대안적으로 구현될 수 있다. 용어들 "제1(first)", "제2(second)" 등은 명칭을 지정하기 위함이지 어느 특정 순서를 제안하기 위함이 아니다.

Claims (15)

  1. 무선랜(wireless local area network)의 액세스 포인트에서 무선 리소스를 스케줄링하는 방법으로서, 적어도 하나의 범주화 규칙이 상기 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹이 상기 적어도 하나의 범주화 규칙들의 각각에 따라 상기 액세스 포인트에 의해 서빙되는 복수의 비 액세스 포인트 국들에 대해 설정되는 방법으로서:
    a. 적어도 하나의 범주화 메시지를 상기 복수의 국들 중 적어도 하나에 전송하는 단계 - 각각의 범주화 메시지는 상기 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 상기 무선랜에서 설정되는 모든 상기 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하고, 상기 액세스 그룹에 대한 상기 정보는 제1 정보, 제2 정보 및 제3 정보를 포함하며, 상기 제1 정보는 상기 액세스 그룹의 상기 범주화 규칙을 나타내고, 상기 제2 정보는 상기 액세스 그룹의 액세스 그룹 라벨을 나타내며, 상기 제3 정보는 상기 액세스 그룹의 상태 코드를 나타냄 - ; 및
    b. 모든 상기 액세스 그룹들 중 보호되는 액세스 그룹들에 할당되는 무선 리소스를 나타내기 위해 송신가능(clear-to-send: CTS) 프레임을 상기 복수의 국들에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    네트워크 조건 및/또는 보호되는 상기 액세스 그룹의 서비스 품질 요구에 따라, 상기 적어도 하나의 범주화 규칙 및 그것에 대응하는 상기 액세스 그룹 중 적어도 하나를 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    모든 상기 액세스 그룹들 중 하나의 성능을 평가하는 단계; 및
    사전결정된 규칙에 따라 상기 액세스 그룹의 상기 상태 코드를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액세스 그룹의 상기 성능을 평가하는 상기 단계 이전에;
    상기 액세스 그룹에 속하는 국으로부터 제1 요청 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 제1 요청 메시지는 상기 액세스 그룹을 조정하도록 상기 액세스 포인트에 요청하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액세스 그룹의 상기 상태 코드는 가입(Join), 조건부 가입(Conditional Join), 잔류(Stay), 조건부 이탈(Conditional Leave) 및 이탈(Leave)을 포함하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    네트워크 상태에서의 변화 및/또는 보호되는 상기 액세스 그룹의 서비스 품질 요구에서의 변화에 따라, 보호되는 상기 액세스 그룹에 할당되는 상기 무선 리소스를 조정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 a 단계 이전에:
    상기 복수의 국들 중 적어도 하나로부터 제2 요청 메시지를 수신하는 단계 - 상기 제2 요청 메시지는 상기 범주화 메시지를 요청함 - 를 더 포함하고;
    상기 단계 a에서, 상기 적어도 하나의 범주화 메시지는 상기 제2 요청 메시지를 전송하는 상기 적어도 하나의 국에 전송되는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 CTS 프레임에 포함되는 수신기 어드레스는 보호되는 상기 액세스 그룹의 그룹 어드레스를 나타내는 방법.
  9. 무선랜의 비 액세스 포인트 국에서 무선 리소스를 스케줄링하는 것을 지원하는 방법으로서, 상기 무선랜은 복수의 비 액세스 포인트 국들과 상기 복수의 비 액세스 포인트 국들을 서빙하는 액세스 포인트를 포함하고, 적어도 하나의 범주화 규칙이 상기 무선랜에서 설정되고, 적어도 하나의 액세스 그룹이 상기 적어도 하나의 범주화 규칙의 각각에 따라 상기 복수의 비 액세스 포인트 국들에 대해 설정되는 방법으로서:
    ⅰ. 상기 액세스 포인트로부터 적어도 하나의 범주화 메시지를 수신하는 단계 - 각각의 범주화 메시지는, 상기 적어도 하나의 범주화 규칙에 따라 상기 무선랜에서 설정되는 모든 상기 액세스 그룹들 중 하나에 대한 정보를 포함하고, 상기 액세스 그룹에 대한 상기 정보는 제1 정보, 제2 정보 및 제3 정보를 포함하며, 상기 제1 정보는 상기 액세스 그룹의 상기 범주화 규칙을 나타내고, 상기 제2 정보는 상기 액세스 그룹의 액세스 그룹 라벨을 나타내고, 상기 제3 정보는 상기 액세스 그룹의 상태 코드를 나타냄 -;
    ⅱ. 상기 액세스 그룹의 상기 제3 정보에 따라 상기 액세스 그룹에 가입하는 단계/가입하지 않는 단계/잔류하는 단계/이탈하는 단계;
    ⅲ. 상기 액세스 포인트로부터 CTS 프레임을 수신하는 단계; 및
    ⅳ. 상기 CTS 프레임에서 나타나는, 보호되는 액세스 그룹이, 상기 국이 현재 가입한 액세스 그룹이면, 상기 CTS 프레임에서 나타나는 기간 내 무선 리소스를 위해 경쟁하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    ⅴ. 상기 CTS 프레임에서 나타나는, 보호되는 상기 액세스 그룹이, 상기 국이 현재 가입한 액세스 그룹과 상이하면, 상기 CTS 프레임에서 나타나는 상기 기간 내 휴면을 유지하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    네트워크 상태 및/또는 보호되는 상기 액세스 그룹의 서비스 품질 요구에 따라, 상기 적어도 하나의 범주화 규칙 및 그에 대응하는 상기 액세스 그룹 중 적어도 하나가 변화되는 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    사전결정된 규칙에 따라, 모든 상기 액세스 그룹들 중 어느 하나의 상기 상태 코드가 조정되는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 액세스 그룹을 조정하도록 상기 액세스 포인트에 요청하기 위해 제1 요청 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 액세스 그룹의 상기 상태 코드는 가입, 조건부 가입, 잔류, 조건부 이탈 및 이탈을 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 ⅰ단계 이전에,
    상기 범주화 메시지를 요청하기 위해 제2 요청 메시지를 상기 액세스 포인트로 전송하는 단계를 더 포함하는 방법.
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