KR20180035567A - 자원 할당 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

무선 통신 시스템이 개시된다. 구체적으로는 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말과 NAN 단말의 동작 방법이 개시된다.

Description

자원 할당 방법 및 장치{Resource allocation methods and device}

이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말의 자원 할당 방법 및 장치에 대한 것이다.

전기 통신 시스템들에서, 통신 네트워크는 공간적으로 분리된 디바이스들 간에 메시지들을 교환하는데 사용된다. 네트워크는 도시 영역, 로컬 영역, 또는 개인 영역과 같은 지리적 범위에 따라 분류될 수 있다. 네트워크는 광역 네트워크(WAN), 도시 영역 네트워크(MAN), 랜(LAN), 무선랜(WLAN), 또는 개인 영역 네트워크(PAN)로 각각 지정될 수 있다. 또한, 네트워크는 다양한 네트워크 노드 및 디바이스(예를 들어, 회선 교환 대 패킷 교환), 송신을 위해 사용된 물리적 매체의 타입(예를 들어, 유선 대 무선) 및 사용된 통신 프로토콜들의 세트(예를 들어, 인터넷 프로토콜 슈트, SONET(Synchronous Optical Networking), 이더넷 등)를 상호 접속하기 위해 사용되는 스위칭/라우팅 기술에 따라 구별될 수 있다. 네트워크 엘리먼트가 이동형이거나 네트워크 구조가 고정이라기보다는 애드-혹 토폴로지로 형성된다면, 무선 네트워크가 사용되는 것이 바람직할 수 있다. 무선 네트워크는 사용자 이동 및 고속 필드 전개에 용이하기 때문이다.

최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 모바일 기기에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선 네트워크 중 무선랜(Wireless LAN)이 각광 받고 있다. 다만, 모바일 기기의 개수가 늘어나고, 모바일 기기가 전송하는 데이터 양이 커짐에 따라 기존 무선랜 기술보다 효율적인 무선랜 기술이 요구되고 있다.

본 발명은 무선 통신 시스템의 효율적 동작을 위한 것으로, 구체적으로 무선 통신 시스템에서의 NAN 단말의 자원 할당 방법을 기술적 과제로 한다.

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

본 발명의 실시예에 따르면 NAN 단말을 위한 장치, 시스템 및 NAN 단말의 동작 방법이 제공될 수 있다.

본 발명은 효율적인 무선 통신 시스템을 제공한다. 구체적으로 본 발명은 효율적으로 동작하는 NAN 단말 및 NAN 단말의 동작 방법을 제공할 수 있다.

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

본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 나타낸 도면
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 클러스터를 예시하는 도면
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 단말의 구조가 예시하는 도면
도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 컴포넌트들의 관계를 도시하는 도면
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 단말의 상태 천이를 나타낸 도면
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 NAN 단말의 자원 할당 과정을 나타낸 도면

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도, 관례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는, 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 함을 밝혀두고자 한다.

명세서 전체에서, 어떤 구성이 다른 구성과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성이 특정 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 이에 더하여, 특정 임계값을 기준으로 “이상” 또는 “이하”라는 한정 사항은 실시예에 따라 각각 “초과” 또는 “미만”으로 적절하게 대체될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 무선 통신에 관련된 표준인 IEEE 802 시스템, 3GPP, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 실시 예 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계 또는 구성은 상기 문서에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어는 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 도시하고 있다. 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 베이직 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함하는데, BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 기기들의 집합을 나타낸다. 일반적으로 BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)로 구분될 수 있으며, 도 1은 이 중 인프라스트럭쳐 BSS를 나타내고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 스테이션(STA-1, STA-2, STA-3, STA-4, STA-5), 분배 서비스(Distribution Service)를 제공하는 스테이션인 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2), 및 다수의 액세스 포인트(PCP/AP-1, PCP/AP-2)를 연결시키는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다.

스테이션(Station, STA)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 디바이스로서, 광의로는 비 액세스 포인트(Non-AP) 스테이션뿐만 아니라 액세스 포인트(AP)를 모두 포함한다. 또한, 본 명세서에서는 스테이션과 AP 등의 무선랜 통신 디바이스를 모두 포함하는 개념으로서 ‘단말’이라는 용어가 사용될 수 있다. 무선 통신을 위한 스테이션은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 실시 예에 따라 유저 인터페이스부와 디스플레이 유닛 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 또는 상기 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하며, 그 밖에 스테이션을 제어하기 위한 다양한 처리를 수행할 수 있다. 그리고, 트랜시버는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신한다.

액세스 포인트(Access Point, AP)는 자신에게 결합된(associated) 스테이션을 위하여 무선 매체를 경유하여 분배시스템(DS)에 대한 접속을 제공하는 개체이다. 인프라스트럭쳐 BSS에서 비 AP 스테이션들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이지만, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP 스테이션들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. 한편, 본 발명에서 AP는 PCP(Personal BSS Coordination Point)를 포함하는 개념으로 사용되며, 광의적으로는 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등의 개념을 모두 포함할 수 있다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 이때, 분배 시스템을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선랜 시스템인 독립 BSS를 도시하고 있다. 도 2의 실시 예에서 도 1의 실시 예와 동일하거나 상응하는 부분은 중복적인 설명을 생략하도록 한다.

도 2에 도시된 BSS-3는 독립 BSS이며 AP를 포함하지 않기 때문에, 모든 스테이션(STA-6, STA-7)이 AP와 접속되지 않은 상태이다. 독립 BSS는 분배 시스템으로의 접속이 허용되지 않으며, 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다. 독립 BSS에서 각각의 스테이션들(STA-6, STA-7)은 다이렉트로 서로 연결될 수 있다.

이와 같이 스테이션들은 메시지의 송신 및 수신을 조정하기 위해 다양한 방식들로 통신하도록 구성되어 간섭을 방지하고 다양한 태스크들을 달성할 수 있다. 구체적인 실시 예에서 도 2의 네트워크는 소셜-Wi-Fi 네트워크와 같은 "NAN(Neighbor Awareness Networking)"으로 구성될 수 있다. 구체적으로 소셜-Wi-Fi 네트워크는 가까이 위치한 스테이션들 사이의 통신을 위한 네트워크로 지칭될 수 있다. 소셜-Wi-Fi 네트워크 내에서 동작하는 STA들은 서로 다른 네트워크 구조들(예를 들어, 상이한 외부 네트워크 접속을 갖는 독립적인 LAN들의 일부로서 상이한 가정들이나 빌딩들의 스테이션들)에 속할 수 있다

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

도 3내지 도4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 클러스터를 보여준다.

NAN 네트워크는 동일한 NAN 파라미터들(예를 들어, 연속된 디스커버리 윈도 사이의 시간 구간, 디스커버리 윈도의 구간, 비콘 인터벌 또는 NAN 채널 등)의 집합을 사용하는 NAN 단말들로 이루어질 수 있다. NAN 단말들은 NAN 클러스터를 구성할 수 있다. 이때, NAN 클러스터는 동일한 NAN 파라미터들의 집합을 사용하며, 동일한 디스커버리 윈도 스케줄에 동기화되어 있는 NAN 단말들의 집합을 의미한다. NAN 클러스터에 속한 NAN 단말은 멀티캐스트/유니캐스트 NAN 서비스 디스커버리 프레임을, 디스커버리 윈도의 범위 내에서, 다른 NAN 단말에게 직접 전송할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 단말의 구조를 보여준다. 도 4에 도시된 바와 같이, NAN 단말은 802.11의 물리 계층을 기반으로 동작할 수 있다. 또한, NAN 단말은 NAN 디스커버리 엔진(NAN Discovery Engine), NAN MAC (Medium Access Control), 각 애플리케이션(Application 1, Application 2, … , Application N )으로의 NAN API들을 주요 컴포넌트로 포함할 수 있다.

도 6 내지 도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 컴포넌트들의 관계를 보여준다. NAN 디스커버리 엔진은 서비스 요청 및 응답을 처리한다. NAN MAC은 NAN 비콘 프레임들과 NAN 서비스 디스커버리 프레임을 처리한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 단말의 상태 천이를 보여준다. NAN 단말은 마스터 역할을 수행할 수도 있다. 또한, NAN 단말의 역할은 변경될 수 있다. 구체적으로 NAN 단말은 여러 역할 및 상태(Role and State)를 천이할 수 있으며, 도 7은 그 예를 보여준다. NAN 단말이 가질 수 있는 역할 및 상태는, 마스터(이하, 마스터는 Master role and sync. State임.), 논-마스터 싱크(Non-Master Sync), 논-마스터 논-싱크(Non-Master Non-Sync) 등이 있을 수 있다. 각 역할과 상태에 따라 디스커버리 비콘 프레임 및/또는 동기 비콘 프레임의 전송 가부가 결정될 수 있다. 구체적으로 디스커버리 비콘 프레임 및/또는 동기 비콘 프레임의 전송 가부는 다음 표 1에 예시된 바와 같을 수 있다.

[표 1]

동일한 NAN 클러스터에 참여하는 NAN 단말은 공통의 클럭에 동기화될 수 있다. NAN 클러스터의 TSF는 모든 NAN 단말에서 수행 되어야만 하는 분산 알고리즘에 의해 구현될 수 있다. NAN 클러스터에 참여하는 각 NAN 단말은 상기 알고리즘에 따라 NAN 동기화 비콘 프레임(NAN Sync. Beacon frames)을 전송할 수 있다. 장치는 디스커버리 윈도(DW) 동안 자신의 클럭을 동기화할 수 있다. DW의 길이는 16 TUs이다. DW 동안, 하나 이상의 NAN 단말은 NAN 클러스터 내 모든 NAN 단말이 자신의 클럭을 동기화하는 것을 돕기 위해 동기화 비콘 프레임(Synchronization Beacon frames)을 전송할 수 있다.앞서 언급된 바와 같이, NAN 단말은 논-마스터 논-싱크, 논-마스터 싱크, 마스터 상태 등의 상태들 사이에서 천이할 수 있다. 상태 천이는 동기 비콘 프레임의 RSSI, AMR, 홉 카운터 등의 비교를 결과에 따라 수행될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다. 본 발명의 실시 예에 따른 무선 장치(100)는 프로세서(110), 송수신부(120), 유저 인터페이스부(140), 디스플레이 유닛(150) 및 메모리(160)를 포함할 수 있다.

먼저, 송수신부(120)는 무선랜 피지컬 레이어 프레임 등의 무선 신호를 송수신 하며, 무선 장치(100)에 내장되거나 외장으로 구비될 수 있다. 실시 예에 따르면, 송수신부(120)는 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 이를 테면, 상기 송수신부(120)는 2.4GHz, 5GHz 및 60GHz 등의 서로 다른 주파수 밴드의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스테이션(100)은 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 다른 무선 장치와 통신을 수행할 수 있다. 송수신부(120)는 스테이션(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 스테이션(100)이 복수의 송수신 모듈을 포함할 경우, 각 송수신 모듈은 각각 독립된 형태로 구비될 수도 있으며, 복수의 모듈이 하나의 칩으로 통합되어 구비될 수도 있다.

유저 인터페이스부(140)는 무선 장치(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 무선 장치(100)를 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.

디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다.

또한, 메모리(160)는 무선 장치(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 무선 장치(100)가 다른 무선 장치와 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.

프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 무선 장치(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 무선 장치(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 다른 무선 장치에 접속하기 위한 프로그램을 실행하고, 다른 무선 장치가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 구체적으로 프로세서(110)는 전술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 애플리케이션, 서비스, ASP 계층 중의 하나 이상의 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 AP/스테이션으로 동작하는 장치에 관련된 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 무선 장치(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 무선 장치(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 다른 무선 장치에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 무선 장치(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시 예에 따라 무선 장치(100)의 일부 구성 이를 테면, 송수신부(120)등을 개별적으로 제어하기 위한 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있다. 즉, 프로세서(110)는 송수신부(120)로부터 송수신되는 무선 신호를 모듈레이션하는 모듈레이션부 또는 디모듈레이션부(modulator and/or demodulator)일 수 있다. 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시 예는 추후 기술하기로 한다.

도 9에 도시된 무선 장치(100)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 이를테면, 상기 프로세서(110) 및 송수신부(120)는 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있으며 별도의 칩으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 상기 스테이션(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 스테이션(100)에 선택적으로 구비될 수 있다.

이하에서는 상술한 설명을 바탕으로, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 NAN 장치의 신호 송수신 방법에 대해 살펴본다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 NAN 단말의 서비스 디스커버리 구간 및 동작, FAW구간에서 Ranging setup을 위한 동작, 정해진 시간과 주파수 영역에서 FTM protocol수행을 나타내는 도면이다.

먼저, 송수신부(120)는 무선랜 피지컬 레이어 프레임 등의 무선 신호를 송수신 하며, 무선 장치(100)에 내장되거나 외장으로 구비될 수 있다. 실시 예에 따르면, 송수신부(120)는 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 적어도 하나의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 이를 테면, 상기 송수신부(120)는 2.4GHz, 5GHz 및 60GHz 등의 서로 다른 주파수 밴드의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 스테이션(100)은 6GHz 이상의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈과, 6GHz 이하의 주파수 밴드를 이용하는 송수신 모듈을 구비할 수 있다. 각각의 송수신 모듈은 해당 송수신 모듈이 지원하는 주파수 밴드의 무선랜 규격에 따라 다른 무선 장치와 통신을 수행할 수 있다. 송수신부(120)는 스테이션(100)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다. 스테이션(100)이 복수의 송수신 모듈을 포함할 경우, 각 송수신 모듈은 각각 독립된 형태로 구비될 수도 있으며, 복수의 모듈이 하나의 칩으로 통합되어 구비될 수도 있다.

유저 인터페이스부(140)는 무선 장치(100)에 구비된 다양한 형태의 입/출력 수단을 포함한다. 즉, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 입력 수단을 이용하여 유저의 입력을 수신할 수 있으며, 프로세서(110)는 수신된 유저 입력에 기초하여 무선 장치(100)를 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.

디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 디스플레이 유닛(150)은 프로세서(110)에 의해 실행되는 컨텐츠 또는 프로세서(110)의 제어 명령에 기초한 유저 인터페이스 등의 다양한 디스플레이 오브젝트를 출력할 수 있다.

또한, 메모리(160)는 무선 장치(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 무선 장치(100)가 다른 무선 장치와 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.

프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 무선 장치(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 무선 장치(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 다른 무선 장치에 접속하기 위한 프로그램을 실행하고, 다른 무선 장치가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 구체적으로 프로세서(110)는 전술한 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 애플리케이션, 서비스, ASP 계층 중의 하나 이상의 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 AP/스테이션으로 동작하는 장치에 관련된 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 무선 장치(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 무선 장치(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 다른 무선 장치에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 무선 장치(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시 예에 따라 무선 장치(100)의 일부 구성 이를 테면, 송수신부(120)등을 개별적으로 제어하기 위한 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있다. 즉, 프로세서(110)는 송수신부(120)로부터 송수신되는 무선 신호를 모듈레이션하는 모듈레이션부 또는 디모듈레이션부(modulator and/or demodulator)일 수 있다. 프로세서(110)는 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시 예는 추후 기술하기로 한다.

도 9에 도시된 무선 장치(100)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 블록도로서, 분리하여 표시한 블록들은 디바이스의 엘리먼트들을 논리적으로 구별하여 도시한 것이다. 따라서 상술한 디바이스의 엘리먼트들은 디바이스의 설계에 따라 하나의 칩으로 또는 복수의 칩으로 장착될 수 있다. 이를테면, 상기 프로세서(110) 및 송수신부(120)는 하나의 칩으로 통합되어 구현될 수도 있으며 별도의 칩으로 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 상기 스테이션(100)의 일부 구성들, 이를 테면 유저 인터페이스부(140) 및 디스플레이 유닛(150) 등은 스테이션(100)에 선택적으로 구비될 수 있다.

이하에서는 상술한 설명을 바탕으로, 본 발명의 다양한 실시예에 의한 NAN 장치의 신호 송수신 방법에 대해 살펴본다.

발명의 내용

도 10에서과 같이 DW(discovery window)구간에서 서비스 디스커버리를 수행하고 DW와 DW구간 사이인 FAW(Further Availability Window)구간에서 추가 NAN동작을 수행한다. 예를 들어 추가 서비스 디스커버리, 레인징, 데이터 전송 등을 수행 할 수 있다. 도 10에서처럼 NAN 단말은 두 단말 사이에 시그널을 주고 받기 위해 공통된 시간,주파수 영역에 대한 자원 할당이 이루어 져야 한다. 예를 들어 DW구간에서 서비스 디스커버리가 끝나고 추가 서비스 디스커버리가 필요하게 되면 이를 서로간 인지하고 FAW구간에서 이를 셋업하기 위한 시그널 전송을 위한 시간,주파수 자원에 대한 협의가 이루어 져야 한다. 이를 schedule 1이라 칭한다. Schedule 1에서 셋업과정이 끝나면 본 동작을 위한 자원 할당이 결정 되어야 한다. 이를 schedule 2라 칭한다. Schedule 2에서는 추가 서비스 디스커버리를 위한 프레임들을 주고 받을 수 있다. 예를 들어 GAS protocol(Generic Advertisement Service) 을 이용한 프레임 전송이 일례가 될 수 있다. NAN2에서는 이러한 방식으로 동작하는 것을 기본으로 한다. Further service discovery, NAN Ranging, Data communication등이다. 이러한 동작을 지원하기위해 schedule 1단계를 위한 방법이 서비스 디스커버리 단계에서 필요하다.

종래에 정의 되어 있는 아래 Publish() method의 configuration_parameters의 하위에 Further Service Discovery flag를 추가하여 NAN Engine/NAN Service Discovery Engine에 알려 주도록 한다. 혹은 새로운 파라미터로 추가될 수 있다.

Publish Method

Publish( service_name, matching_filter_tx, matching_filter_rx, service_specific_info, configuration_parameters, datapath_parameters, qos_requirements, range_configuration_parameters, security_configuration_parameters )

With this Method a service/application makes a service discoverable with given parameters for other NAN Devices by publishing it.

Parameters of the Method are as follows:

● service_name

○ UTF-8 name string which identifies the service/application

● matching_filter_tx

○ Ordered sequence of <length, value> pairs to be included in the discovery frame

● matching_filter_rx

○ Ordered sequence of <length, value> pairs which specify further response conditions beyond the service name used to filter subscribe messages to respond to

● service_specific_info

○ Sequence of values which should be conveyed to the Discovery Engine of a NAN Device that has invoked a Subscribe method corresponding to this Publish method.

● configuration_parameters

○ Publish type

■ Determines the type of Publishing as follows

* Unsolicited transmissions only

* Solicited transmissions only

* Both unsolicited and solicited transmissions

○ Discovery range

■ Determines whether the service is made discoverable in close proximity only or to any NAN Devices within range

○ Solicited transmission type

■ Determines whether a solicited transmission is a unicast or a multicast transmission

○ Announcement period

■ Recommended periodicity of unsolicited transmissions

○ Time to live

■ The instance of the Publish function can be commanded to run for a given time interval or for one transmission only

○ Event conditions

■ Determines when Publish related events are generated. Events can be requested to be generated on each solicited transmission. Alternatively, no events are expected.

○ Matching filter flag

■ Zero (0) if matching_filter_tx is equal to matching_filter_rx

■ One (1) if matching_filter_tx is not equal to matching_filter_rx

○ NAN Ranging flag

■ Zero (0) if NAN Ranging is Optional for the service

■ One (1) if NAN Ranging is Mandatory for the service

○ Data Path flag

■ Zero (0) if NDP or NMSG setup is not required for the service

■ One (1) if NDP or NMSG setup is required for the service

○ Awake DW Interval

■ Indicates the interval between two Discovery Windows in which the device supporting the service is awake to transmit or receive corresponding the Service Discovery frames. The unit is 512TU.

■ Valid values of Awake DW Interval are: 1, 2, 4, 8 and 16.

○ Further Service Discovery capability(추가 기능) : SDEA 혹은 Device capability attribute에 추가 될 수 있다.

■ Not support

■ Follow-up function only

■ GAS protocol only

■ Both

● datapath_parameters (Optional, and present only if the Data Path flag is set to 1)

○ Data Path Type

■ Zero (0) if NDP setup is required

■ One (1) if NMSG setup is required

○ Multicast Type (Optional, and present only if the Data Path Type set to 1)

■ Zero (0) indicates one-to-many

■ One (1) indicates many-to-many

○ QoS

■ Zero (0) indicates QoS requirements are NOT present

■ One (1) indicates QoS requirements are present

○ Security

■ Zero (0) indicates open security

■ One (1) indicates security required

● qos_requirements (Optional, and present only if the Data Path Type is set to 0 and the QoS is set to 1)

○ Unicast Traffic identifier (TID): an identifier usable by higher layer entities to distinguish data packet to MAC entities, as defined in IEEE 802.11mc D4.0, if available. Otherwise, not included.

○ Service data packet size: contains an unsigned integer that specifies the size of service data packets belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

○ Mean Data Rate: indicates the average data rate specified at the MAC for transport of packets belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

○ Maximum Service Interval: specifies the latency limit allowed to transport a data packet belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

● qos_requirements (Optional, and present only if the Data Path Type is set to 1 and the QoS is set to 1)

○ Multicast Traffic identifier (TID): an identifier usable by higher layer entities to distinguish data packet to MAC entities, as defined in IEEE 802.11mc D4.0, if available. Otherwise, not included.

○ Service data packet size: contains an unsigned integer that specifies the size of service data packets belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

○ Mean Data Rate: indicates the average data rate specified at the MAC for transport of packets belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

○ Maximum Service Interval: specifies the latency limit allowed to transport a data packet belonging to the stream, if available. Otherwise, not included.

● range_configuration_parameters

○ Optional parameters; it is present when NAN Ranging flag is set to one (1); refer to § 8.2.1 for the definitions.

● security_configuration_parameters

○ Optional parameters; it must be present when data path parameters specify security is required

■ One or more Cipher Suite IDs

■ One or more PMKIDs for NCS-SK Cipher Suites

Any NAN Device that solicits a publish response SDF shall correctly receive and process both unicast and multicast frames.

The Method returns a non-zero publish_id that is assigned by the NAN Discovery Engine and which uniquely identifies the instance of the Publish function on this device.

Subscribe method

Subscribe( service_name, matching_filter_rx, matching_filter_tx, service_specific_info, configuration_parameters, range_configuration_parameters )

With this Method a service/application makes the NAN Discovery Engine to search for a service with given parameters from other NAN Devices.

Parameters of the Method are as follows:

● service_name

○ UTF-8 name string which identifies the service/application

● matching_filter_rx

○ Ordered sequence of <length, value> pairs used to filter out received publish discovery messages containing the service name

● matching_filter_tx

○ Ordered sequence of <length,value> pairs included beyond the service name when active subscription is used that are included in the discovery frame

● service_specific_info

○ Sequence of values which further specify the published service beyond the service name

● configuration_parameters

○ Subscribe type

■ Determines the type of Subscribe as follows

* Passive

* Active

○ Discovery range

■ Determines whether the service is searched in close proximity only or in any NAN Devices within range

○ Query period

■ Recommended periodicity of query transmissions

○ Time to live

■ The instance of the Subscribe function can be commanded to run for a given time interval or until the first DiscoveryResult event

○ Matching filter flag

■ Zero (0) if matching_filter_tx is equal to matching_filter_rx

■ One (1) if matching_filter_tx is not equal to matching_filter_rx

○ NAN Ranging flag

■ Zero (0) if NAN Ranging is Optional for the service

■ One (1) if NAN Ranging is Mandatory for the service

○ Awake DW Interval

■ Indicates the interval between two Discovery Windows in which the device supporting the service is awake to transmit or receive corresponding the Service Discovery frames. The unit is in 512TU.

■ Valid values of Awake DW Interval are: 1, 2, 4, 8 and 16.

○ Further Service Discovery flag(추가된 파라미터)

■ 0 for need

■ 1 for no need

○ Further Service Discovery capability if Further Service Discovery flag is set to 1, (추가된 파라미터)

■ Follow-up function only

■ GAS protocol only

■ Both

● range_configuration_parameters

○ Optional parameters; it is present when NAN Ranging flag is set to one (1); refer to § 8.2.1.1 for the definitions

The Method returns a non-zero subscribe_id that is assigned by the NAN Discovery Engine and which uniquely identifies the instance of the Subscribe function on this device.

Service Descriptor Extension Attribute (SDEA)

The following table defines the Service Descriptor Extension Attribute.

Table 10-20: Service Descriptor Extension Attribute Format

MAP ID(4bits)는 FSD, Ranging Setup, Data path Setup, 등 DW구간 밖에서 해당 기능에 대한 동작을 시작하기 위한 정보를 주고 받을 수 있는 공통된 자원을 획득하는데 필요한 NAN availability attribute에 대한 지시자 역할을 한다. SDEA에 control field에 표기된 NAN function에 따라 MAP ID를 추가/삭제 가능하다. 또한, 해당 MAP ID에 따른 NAN availability attribute들은 SDF내에 포함 되어야 한다. 추가하여 각 MAP ID에 해당하는 NAN 동작에 대한 지시자도 함께 포함 되도록 한다. MAP ID 리스트 순서에 따른 동작 연관성을 확인할 수 있다. 혹은 MAP ID 필드를 필요한 만큼 추가하고 상세 설명에 그에 해당하는 동작을 설명한다. 혹은 해당 동작에 대해 지정된 위치 필드에 고정하여 사용하도록 한다. MAP ID 비트맵을 구성하여 지시하는 것도 가능하다.

아래 테이블 정보를 위 테이블에 추가 할 수 있다.

위 정보 MAP ID, Time Bitmap Control, Time Bitmap Length, Time Bitmap 을 하나의 묶음으로 복수개로 구성할 수 있다.

SDEA에 control field에 포함된 정보는 다음과 같다.

Figure 10-4: SDEA Control Field Format

SDEA에 MAP ID형태로 정보 필드를 추가하는 방법 이외에 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다. SDEA Control field에 Ranging Required bit이 1로 설정되어 있으면 Subscription전에 NAN Ranging 과정이 두 단말사이에서 선행 되어야 한다. 이때 SDF는 Ranging Info attribute 와 NAN availability attribute도 포함 되도록 하고 있다. Ranging initiator/responder가 Ranging request frame/Ranging response frame을 전송하기 위한 공통된 자원 구간을 확보 해야 한다. 이를 지원하기 위한 방법으로 Ranging Info attribute에 아래 테이블 정보가 추가 되도록 한다.

다음은 서비스 디스커버리 과정에서 추가서비스 디스커버리를 요청하고 이를 지원하기 위한 추가서비스 디스커버리 지원 방법(follow-up function or Further NAN Service Discovery function) 및 이를 위한 특정한 방법으로만 수행하는 절차에 대한 내용이다.

실시예 1 : [solicited Publish and active subscribe for SD] Active subscribe( FSD required and (follow-up function or GAS)) :

1. 퍼블리셔가 publish() method를 이용해서 Further Service Discovery capability를 NAN Engine/NAN Discovery Engine에 solicited publish한 방법으로 알려 준다.

2. 서브스크라이버는 subscribe() method를 이용해서 Further Service Discovery flag를 1로 설정하여 추가 서비스 디스커버리가 필요하고 이를 위한 자신의 Further Service Discovery capability정보를 표시하고 active subscribe한 방법으로 선택한다.

3. 서브스크라이버는 위 SDF를 전송하고 이를 수신한 퍼블리셔의 NAN Engine/NAN Discovery Engine은 프레임 필터링을 수행하도록 한다. 퍼블리셔는 수신 SDF의 Further Service Discovery flag가 1이면 Further Service Discovery capability를 확인하고 퍼블리셔의 그것과 비교하여 일치하는지 포함하는지 등을 판단 한다. 서브스크라이버의 그것과 비교하여 퍼블리셔는 그중 하나를 선택하여(혹은 복수 개) 서브스크라이버에게 응답메시지를 전송한다. 이때, 서로 지원하는 방법이 다른 경우 퍼블리셔는 응답메시지를 보내지 않는다.

4. 퍼블리셔로부터 응답 메시지로 solicited publish SDF를 수신한 서브스크라이버의 NAN Engine/NAN Discovery Engine은 Discovery_result() event로 서비스/애플리케이션에 퍼블리셔의 further service discovery 능력 혹은 수행할 방법에 대해서 알려 주도록 한다. DiscoveryResult( subscribe_id, service_specific_info, publish_id, address, range_measurement, datapath_parameters, qos_requirements, security_parameters ) 에 further_service_discovery_type에 대한 정보를 새로운 파라미터로 추가하거나 하위에 포함 시키도록 한다.

실시예2 : [unsolicited Publish and passive subscribe for SD] Active subscribe( FSD required and (follow-up function or GAS)) :

1. 서브스크라이버는 subscribe() method를 호출하여 FSD required and (follow-up function or GAS) 를 선택한다. NAN Engine/NAN discovery Engine은 unsolicited publish message수신 후 여러가지 선제 필터링 수행 후 해당 메시지의 Further Service Discovery capability와 서브스크라이버의 그것과 비교하여 일치하는 것 혹은 일치하는 복수개의 것을 Discovery_result() event를 통해서 서비스/애플리케이션에 알려 주도록 한다. 종래 기술 Subscribe Function에 subscribe trigger function에 상기 항목이 포함되도록 한다. Discovery_result() event의 적용은 위 실시예1의 4번째 단계에 언급된 내용을 적용 가능하다.

실시예3 : subscribe() method에 Further Service Discovery flag(이하 FSD flag로 칭함), GAS 지원 여부를 구분하는 구분자만 있고, publish() method에는 GAS protocol 지원여부를 구분하는 구분자를 둔다. 서브스크라이버의 FSD 플래그가 true로 설정되어 있으면 FSD가 추가로 필요함을 의미하며 GAS 지원 여부에 대해 서로 만족하면 GAS로 FSD를 수행하고 그렇지 않은 경우는 default로 follow-up function을 이용해서 FSD를 수행하도록 한다.

추가하여, 아래 내용은 자원 할당정보를 알려 주는 정보 중 일부분인 Time Bitmap Control 필드에 대한 것이다. 그 중에서 Start Offset 필드의 정의는 다름과 같이 변경 적용되어야 한다.

[변경 전] Start Offset is an integer. The time period specified by the Time Bitmap field starts at the 16 * Start Offset TUs after DW0

[변경 후] after DW0를 다음 중 하나로 정의하도록 한다.

- After the DWST of DW0

* DWST( Discovery Window Starting Time)

- After the first DWST or After the first DWST in the 2.4 GHz frequency band NAN Discovery Channel

- After time zero (0)

Time Bitmap Control Field

The definition of the Time Bitmap Control field is as shown in Table 10-55.

Table 10-55: Time Bitmap Control field

The Bit Duration field specifies the time unit used to describe a FAW. If the corresponding bit in the Time Bitmap is set to 1, the entire time duration within the corresponding FAW is available. If the corresponding bit in the Time Bitmap is set to 0, the entire time duration within the corresponding FAW is not available. An appropriate Bit Duration value shall be selected in order to use a single Availability Entry to represent a FAW or a sequence of FAWs. For example, to indicate a sequence of FAWs that are n*16 TUs in length, with a separation of time interval that is m*16 TUs in length, the Bit Duration value can be the greatest common denominator of n and m. Alternatively, multiple Availability Entries can be used to describe FAWs with different lengths, by using different Bit Duration values.

상기와 같이 무선랜 통신을 예로 들어 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정하지 않으며 셀룰러 통신 등 다른 통신 시스템에서도 동일하게 적용될 수 있다. 또한 본 발명의 방법, 장치 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 구성 요소, 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아는 것으로 해석해야 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (1)

1. 무선통신시스템에서 NAN(Neighbor Awareness Networking) 장치.

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