KR20210145774A - 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210145774A
KR20210145774A KR1020217033864A KR20217033864A KR20210145774A KR 20210145774 A KR20210145774 A KR 20210145774A KR 1020217033864 A KR1020217033864 A KR 1020217033864A KR 20217033864 A KR20217033864 A KR 20217033864A KR 20210145774 A KR20210145774 A KR 20210145774A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
information
bss
client
parameter indicating
map
Prior art date
Application number
KR1020217033864A
Other languages
English (en)
Inventor
아사프 제불론
파탄 아디 프라나야
황환웅
안우진
손주형
곽진삼
Original Assignee
주식회사 윌러스표준기술연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 윌러스표준기술연구소 filed Critical 주식회사 윌러스표준기술연구소
Publication of KR20210145774A publication Critical patent/KR20210145774A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/28Cell structures using beam steering
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20Selecting an access point
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02Arrangements for optimising operational condition
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0002Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate
    • H04L1/0003Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff by adapting the transmission rate by switching between different modulation schemes
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L1/00Arrangements for detecting or preventing errors in the information received
    • H04L1/0001Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff
    • H04L1/0015Systems modifying transmission characteristics according to link quality, e.g. power backoff characterised by the adaptation strategy
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L45/00Routing or path finding of packets in data switching networks
    • H04L45/02Topology update or discovery
    • H04L45/08Learning-based routing, e.g. using neural networks or artificial intelligence
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06Authentication
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/50Service provisioning or reconfiguring
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/60Subscription-based services using application servers or record carriers, e.g. SIM application toolkits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/14Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using user query or user detection
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16Discovering, processing access restriction or access information
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • H04W8/02Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00Network data management
    • H04W8/22Processing or transfer of terminal data, e.g. status or physical capabilities
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/18Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00Network topologies
    • H04W84/02Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12WLAN [Wireless Local Area Networks]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

다중 액세스 포인트(Access Point, AP) 네트워크에서 클라이언트의 스티어링(steering) 방법에 있어서, 컨트롤러에 의해 수행되는 방법은, 하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신하는 단계, 상기 정보들에 기초하여 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정하는 단계; 및 상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함한다.

Description

다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치
본 발명은 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 기기의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 기기들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11은 2.4GHz 주파수를 이용한 초기의 무선랜 기술을 지원한 이래, 다양한 기술의 표준을 실용화 또는 개발 중에 있다. 먼저, IEEE 802.11b는 2.4GHz 밴드의 주파수를 사용하면서 최고 11Mbps의 통신 속도를 지원한다. IEEE 802.11b 이후에 상용화된 IEEE 802.11a는 2.4GHz 밴드가 아닌 5GHz 밴드의 주파수를 사용함으로써 상당히 혼잡한 2.4GHz 밴드의 주파수에 비해 간섭에 대한 영향을 줄였으며, 직교주파수분할(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 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 밴드의 주파수를 사용하여 최대 54Mbps의 통신속도를 구현하며, 하위 호환성(backward compatibility)을 만족하고 있어 상당한 주목을 받았는데, 통신 거리에 있어서도 IEEE 802.11a보다 우위에 있다.
그리고 무선랜에서 취약점으로 지적되어온 통신 속도에 대한 한계를 극복하기 위하여 제정된 기술 규격으로서 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 수 있다.
무선랜의 보급이 활성화되고 또한 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율(Very High Throughput, VHT)을 지원하기 위한 새로운 무선랜 시스템에 대한 필요성이 대두되었다. 이 중 IEEE 802.11ac는 5GHz 주파수에서 넓은 대역폭(80MHz~160MHz)을 지원한다. IEEE 802.11ac 표준은 5GHz 대역에서만 정의되어 있으나 기존 2.4GHz 대역 제품들과의 하위 호환성을 위해 초기 11ac 칩셋들은 2.4GHz 대역에서의 동작도 지원할 것이다. 이론적으로, 이 규격에 따르면 다중 스테이션의 무선랜 속도는 최소 1Gbps, 최대 단일 링크 속도는 최소 500Mbps까지 가능하게 된다. 이는 더 넓은 무선 대역폭(최대 160MHz), 더 많은 MIMO 공간적 스트림(최대 8 개), 다중 사용자 MIMO, 그리고 높은 밀도의 모듈레이션(최대 256 QAM) 등 802.11n에서 받아들인 무선 인터페이스 개념을 확장하여 이루어진다. 또한, 기존 2.4GHz/5GHz 대신 60GHz 밴드를 사용해 데이터를 전송하는 방식으로 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 빔포밍 기술을 이용하여 최대 7Gbps의 속도를 제공하는 전송규격으로서, 대용량의 데이터나 무압축 HD 비디오 등 높은 비트레이트 동영상 스트리밍에 적합하다. 하지만 60GHz 주파수 밴드는 장애물 통과가 어려워 근거리 공간에서의 디바이스들 간에만 이용이 가능한 단점이 있다.
한편, 최근에는 802.11ac 및 802.11ad 이후의 차세대 무선랜 표준으로서, 고밀도 환경에서의 고효율 및 고성능의 무선랜 통신 기술을 제공하기 위한 논의가 계속해서 이루어지고 있다. 즉, 차세대 무선랜 환경에서는 고밀도의 스테이션과 AP(Access Point)의 존재 하에 실내/외에서 높은 주파수 효율의 통신이 제공되어야 하며, 이를 구현하기 위한 다양한 기술이 개발되었다.
무선랜의 경우 다수의 단말이 하나의 AP와 네트워크를 형성하므로 통신 커버리지가 좁고, AP의 위치에 따라 동일한 공간에서 음영지역이 발생할 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 동일한 네트워크를 구성하는 복수의 AP를 설치하여 통신 커버리지를 증가시키는 기술이 Wi-Fi 얼라이언스(Alliance)를 중심으로 논의되고 있다.
본 명세서는 다중 엑세스 포인트 네트워크에서 클라이언트의 스티어링 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 명세서는 다중 엑세스 포인트 네트워크에서 클라이언트의 온보딩 방법을 제공함에 목적이 있다.
본 명세서는 다중 액세스 포인트(Access Point, AP) 네트워크에서 클라이언트의 스티어링 방법을 수행하는 방법을 제공한다.
컨트롤러에 의해 수행되는 방법은, 하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신하는 단계, 상기 하나 이상의 AP는 복수 개의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 운영하고, 상기 정보들은, 상기 복수 개의 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 파라미터들을 포함하는 제1 정보 및 상기 복수 개의 BSS 능력(Capability)과 관련된 파라미터 및 상기 클라이언트 능력과 관련된 파라미터들을 포함하는 제2 정보를 포함하고; 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정하는 단계; 및 상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 다중 AP 네트워크에 포함되는 논리적 엔티티(logical entity)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS에 대한 쓰루풋(throughput)들을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 쓰루풋들은 신경망 네트워크 시스템(Neural Network System)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들 중 가장 높은 쓰루풋을 가지는 BSS 인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제1 정보는, 채널 이용률을 나타내는 파라미터, 신호 세기를 나타내는 파라미터, 및 전송 속도를 나타내는 파라미터를 포함하고, 상기 제2 정보는 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, MCS(Modulation and Coding Scheme) 별 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 파라미터, 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 밴드 주파수를 나타내는 파라미터, 및 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계는, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보의 상기 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, 상기 MCS 별 데이터 레이트를 나타내는 파라미터, 상기 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 및 상기 밴드 주파수를 나타내는 파라미터에 기초하여 제1 쓰루풋 정보를 계산하는 단계; 상기 제1 쓰루풋 정보에 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 추가적으로 고려하여 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는, 상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 유선 연결인지 무선 연결인지에 따라 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 무선 연결인 경우, 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는, 상기 무선 연결이 백홀 전용 연결인지, 백홀 및 프론트홀을 공유하는 연결인지에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제1 쓰루풋 정보와 상기 쓰루풋들은, 각각 상이한 신경망 네트워크 시스템을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 요청 메시지는, 상기 가장 높은 쓰루풋이 기 설정된 제1 임계 값 이상인 경우에 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 클라이언트는 상기 복수 개의 BSS 중 제1 BSS에 포함되고, 상기 요청 메시지는, 상기 가장 높은 쓰루풋과 상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋 간의 차이가 기 설정된 제2 임계 값을 초과하는 경우에 전송되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제2 임계 값은, 특정 상수(constant)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제2 임계 값은, 상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋을 이용한 백분율 값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 쓰루풋들 각각은 상기 복수 개의 BSS 중 어느 하나의 BSS에 상기 클라이언트가 포함되는 경우, 상기 클라이언트와 상기 어느 하나의 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 다중 액세스 포인트(Access Point, AP) 네트워크에서 클라이언트의 스티어링(steering) 방법을 수행하는 장치에 있어서, 상기 장치는, 송수신기; 컨트롤러; 및 상기 컨트롤러에 의해 실행되는 동작들에 대한 지시(instruction)들을 저장하고, 상기 컨트롤러와 연결되는 메모리를 포함하며, 상기 동작들은, 하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신하는 단계, 상기 하나 이상의 AP는 복수 개의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 운영하고, 상기 정보들은, 상기 복수 개의 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 파라미터들을 포함하는 제1 정보 및 상기 복수 개의 BSS 능력(Capability)과 관련된 파라미터 및 상기 클라이언트 능력과 관련된 파라미터들을 포함하는 제2 정보를 포함하고; 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정하는 단계; 및 상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 다중 AP 네트워크에 포함되는 논리적 엔티티(logical entity)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS에 대한 쓰루풋(throughput)들을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들 중 가장 높은 쓰루풋을 가지는 BSS인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 제1 정보는, 채널 이용률을 나타내는 파라미터, 신호 세기를 나타내는 파라미터, 및 전송 속도를 나타내는 파라미터를 포함하고, 상기 제2 정보는 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, MCS(Modulation and Coding Scheme) 별 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 파라미터, 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 밴드 주파수를 나타내는 파라미터, 및 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계는, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보의 상기 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, 상기 MCS 별 데이터 레이트를 나타내는 파라미터, 상기 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 및 상기 밴드 주파수를 나타내는 파라미터에 기초하여 제1 쓰루풋 정보를 계산하는 단계; 상기 제1 쓰루풋 정보에 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 추가적으로 고려하여 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 한다.
또한 본 명세서에 있어서, 상기 쓰루풋들 각각은 상기 복수 개의 BSS 중 어느 하나의 BSS에 상기 클라이언트가 포함되는 경우, 상기 클라이언트와 상기 어느 하나의 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 예는 다중 액세스 포인트 네트워크에서의 클라이언트의 스티어링 방법 및 이를 위한 장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 보여준다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 보여준다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테이션의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액세스 포인트의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 5는 다중 액세스 포인트 네트워크를 보여준다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 액세스 포인트 장치의 논리적 구조를 보여준다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 푸쉬 버튼(Push-button) 방식의 온보딩을 보여준다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MAP 설정(configuration) 프로세스를 보여준다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 아웃 오브 밴드(out-of-band) 방식을 이용한 온보딩 방법을 나타낸다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 아웃 오브 밴드(out-of-band) 방식을 이용한 온보딩 방법을 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 능력을 갖는 엑세스 포인트들과 상기 엑세스 포인트들에 연결된 클라이언트들을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 엑세스 포인트 네트워크 내에서 클라이언트와 WAN과 연결된 MAP 장치 사이의 쓰루풋(troughput)을 추정하는데 사용되는 매개 변수(파라미터)들을 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰루풋을 추정하는데 사용되는 데이터 셋을 수집하는 방법을 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰루풋을 추정하기 위한 순방향 신경망의 구조를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 신경망을 통해 각 BSS에 클라이언트가 포함되었을 때의 추정 쓰루풋을 계산하는 과정을 나타낸다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍을 위한 BSS를 선택하는 방법을 나타낸다.
도 17는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 엑세스 포인트와 클라이언트 구성 토폴로지를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 신경망을 통한 BSS에 클라이언트가 로밍되었을 때 추정 쓰루풋을 계산하는 과정을 나타낸다.
도 19은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍 발생 상황을 나타낸다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍 방법을 나타낸다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 스티어링 방법을 수행하는 컨트롤러에서의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선랜 시스템을 도시하고 있다. 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 베이직 서비스 셋(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(STA1, STA2, STA3, STA_4, STA5), 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 송수신부(transmit/receive unit)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, 송수신부는 상기 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며 스테이션을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신한다.
액세스 포인트(Access Point, AP)는 AP에게 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 셋(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 BSS3는 독립 BSS이며 AP를 포함하지 않기 때문에, 모든 스테이션(STA6, STA7)이 AP와 접속되지 않은 상태이다. 독립 BSS는 분배 시스템으로의 접속이 허용되지 않으며, 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다. 독립 BSS에서 각각의 스테이션들(STA6, STA7)은 다이렉트로 서로 연결될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 스테이션(100)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션(100)은 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, 스테이션(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 AP 또는 외부 스테이션과 무선 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.
다음으로, 유저 인터페이스부(140)는 스테이션(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 스테이션(100)을 제어할 수 있다. 또한, 유저 인터페이스부(140)는 다양한 출력 수단을 이용하여 프로세서(110)의 명령에 기초한 출력을 수행할 수 있다.
다음으로, 디스플레이 유닛(150)은 디스플레이 화면에 이미지를 출력한다. 상기 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 스테이션(100)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션(100)이 AP 또는 외부 스테이션과 접속을 수행하는데 필요한 접속 프로그램이 포함될 수 있다.
본 발명의 프로세서(110)는 다양한 명령 또는 프로그램을 실행하고, 스테이션(100) 내부의 데이터를 프로세싱 할 수 있다. 또한, 상기 프로세서(110)는 상술한 스테이션(100)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 프로세서(110)는 메모리(160)에 저장된 AP의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, AP가 전송한 통신 설정 메시지를 수신할 수 있다. 또한, 프로세서(110)는 통신 설정 메시지에 포함된 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보를 판독하고, 스테이션(100)의 우선 조건에 대한 정보에 기초하여 AP에 대한 접속을 요청할 수 있다. 본 발명의 프로세서(110)는 스테이션(100)의 메인 컨트롤 유닛을 가리킬 수도 있으며, 실시 예에 따라 스테이션(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 스테이션(100)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시예는 추후 기술하기로 한다.
도 3에 도시된 스테이션(100)은 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.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 AP(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 AP(200)는 프로세서(210), 송수신부(220) 및 메모리(260)를 포함할 수 있다. 도 4에서 AP(200)의 구성 중 도 3의 스테이션(100)의 구성과 동일하거나 상응하는 부분에 대해서는 중복적인 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 적어도 하나의 주파수 밴드에서 BSS를 운영하기 위한 송수신부(220)를 구비한다. 도 3의 실시 예에서 전술한 바와 같이, 상기 AP(200)의 송수신부(220) 또한 서로 다른 주파수 밴드를 이용하는 복수의 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 AP(200)는 서로 다른 주파수 밴드, 이를 테면 2.4GHz, 5GHz, 60GHz 중 두 개 이상의 송수신 모듈을 함께 구비할 수 있다. 바람직하게는, AP(200)는 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 스테이션과 무선 통신을 수행할 수 있다. 상기 송수신부(220)는 AP(200)의 성능 및 요구 사항에 따라 한 번에 하나의 송수신 모듈만을 동작시키거나 동시에 다수의 송수신 모듈을 함께 동작시킬 수 있다.
다음으로, 메모리(260)는 AP(200)에서 사용되는 제어 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다. 이러한 제어 프로그램에는 스테이션의 접속을 관리하는 접속 프로그램이 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 AP(200)의 각 유닛들을 제어하며, 유닛들 간의 데이터 송수신을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 프로세서(210)는 메모리(260)에 저장된 스테이션과의 접속을 위한 프로그램을 실행하고, 하나 이상의 스테이션에 대한 통신 설정 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 통신 설정 메시지에는 각 스테이션의 접속 우선 조건에 대한 정보가 포함될 수 있다. 또한, 프로세서(210)는 스테이션의 접속 요청에 따라 접속 설정을 수행한다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(210)는 송수신부(220)로부터 송수신되는 무선 신호를 모듈레이션하는 모듈레이션부 또는 디모듈레이션부(modulator and/or demodulator)일 수 있다. 프로세서(210)는 본 발명의 실시 예에 따른 AP(200)의 무선 신호 송수신의 각종 동작을 제어한다. 이에 대한 구체적인 실시 예는 추후 기술하기로 한다.
도 5는 다중 액세스 포인트 네트워크를 보여준다.
다중 액세스 포인트(Multi-AP, MAP) 네트워크는 하나의 액세스 포인트(AP)를 중심으로 구성되고, 복수의 BSS를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 BSS는 서로 오버랩될 수 있다. 각 AP는 백홀 링크를 통해 연결되고, 백홀 링크를 통해 다른 BSS 와의 통신을 수행할 수 있다. 백홀 링크(Backhaul link)는 무선랜 또는 이더넷을 통해 형성될 수 있다. MAP 네트워크의 BSS를 운영하는 액세스 포인트를 MAP 장치라고 지칭한다. MAP 장치가 외부망(WAN)과 연결되어지 있지 않더라도 MAP 장치와 백홀 링크를 통해 연결된 다른 MAP 장치가 외부망과 연결되어 있는 경우, MAP 장치는 외부망과 연결된 다른 MAP 장치를 통해 외부망과 연결될 수 있다.
MAP 장치는 동시에 동작 가능한 복수의 RF 모듈을 포함할 수 있다. 따라서 MAP 장치는 동시에 복수의 BSS를 운영할 수 있다. 따라서 MAP 장치는 스마트폰, 랩탑과 같은 논-AP 스테이션(non-AP STA)이 접속할 수 있는 프론트홀(fronthaul) BSS를 운영하면서, 동일한 MAP 네트워크의 MAP 장치가 접속할 수 있는 백홀(bakchaul) BSS를 운영할 수 있다. MAP 네트워크의 MAP 장치 각각은 프론트홀 BSS의 BSSID(basic service set ID)로 서로 다른 값을 사용하고, 프론트홀 BSS의 SSID로 동일한 값을 사용할 수 있다. 또한, MAP 네트워크의 MAP 장치 각각은 동일한 접속 보안 방식을 사용할 수 있다. 따라서 논-AP 스테이션은 MAP 네트워크를 하나의 무선랜 프로파일로 인식할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 다중 액세스 포인트 장치의 논리적 구조를 보여준다.
MAP 네트워크는 기존 무선랜 리피터(repeater) 또는 익스텐더(extender)가 제공하는 신호 증폭 또는 패킷 포워딩 이상의 기능을 제공할 수 있다. 구체적으로 MAP 네트워크는 MAP 네트워크 상의 다양한 정보를 종합하여 MAP 네트워크 효율성을 높일 수 있는 기능을 제공할 수 있다. 예컨대 MAP 장치 사이의 커버리지가 중첩되는 경우, MAP 네트워크는 프론트홀 BSS가 MAP 장치 사이에 간섭이 적거나 효율이 좋은 채널을 사용하도록 유도할 수 있다.
또한, MAP 네트워크에 새로운 MAP 장치가 등록(enroll)하려는 경우, MAP 네트워크에 접속되어 있는 기존 MAP 장치는 새로운 MAP 장치와 백홀 링크를 설정할 수 있다. 이때, 기존 MAP 장치는 사용자의 보안 관련 별도 정보 입력을 수신하지 않고도 신뢰할 수 있는 방법으로 새로운 MAP 장치와의 백홀 링크를 설정할 수 있다. 구체적으로 기존 MAP 장치는 백홀 링크를 통해 새로운 MAP 장치에게 MAP 네트워크 설정에 필요한 정보를 전달할 수 있다. MAP 네트워크 설정에 필요한 정보는 SSID 및 인증서(credential) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 새로운 MAP 장치가 MAP 네트워크에 접속하는 것을 온보딩(onboarding)이라 지칭한다. 또한, MAP 네트워크에 등록하려는 새로운 MAP 장치는 등록자(enrollee)로 지칭할 수 있다. 또한, MAP 네트워크에 결합된 논-AP 스테이션이 이동할 때, MAP 네트워크는 채널 변환 및 BSS의 로드 중 적어도 어느 하나를 고려하여 논-AP 스테이션이 결합할 MAP 장치로 로밍을 유도할 수 있다.
MAP 네트워크가 이러한 동작을 수행하기 위해, MAP 네트워크는 하나의 MAP 컨트롤러와 하나 이상의 MAP 에이전트를 포함할 수 있다. MAP 컨트롤러와 MAP 에이전트는 논리적 엔티티(logical entity)이다. 따라서 하나의 MAP 장치는 MAP 컨트롤러만을 포함할 수 있다. 또한, 하나의 MAP 장치는 하나 이상의 MAP 에이전트를 포함할 수 있다. 또한, 하나의 MAP 장치는 MAP 컨트롤러와 MAP 에이전트를 모두 포함할 수 있다. MAP 컨트롤러는 MAP 네트워크 내의 프론트홀 AP와 백홀 링크를 제어한다. 또한, MAP 컨트롤러는 프론트홀 AP, 클라이언트 및 백홀 링크에 대한 측정 값과 능력(capability) 데이터를 MAP 에이전트로부터 수신할 수 있다. 또한, MAP 컨트롤러는 MAP 장치를 MAP 네트워크에 온보딩 및 프로비전(provision)하기 위한 온보딩 기능을 제공할 수 있다. MAP 컨트롤러는 MAP 에이전트에 MAP 에이전트와 관련된 정보를 요청할 수 있다. 또한, MAP 컨트롤러는 MAP 에이전트가 특정 BSS 또는 특정 클라이언트와 관련된 명령을 수행하도록할 수 있다. MAP 에이전트는 MAP 컨트롤러부터 수신된 명령을 실행한다. 또한, MAP 에이전트는 MAP 컨트롤러 또는 다른 MAP 에이전트에게 프론트홀 AP, 클라이언트 및 백홀 링크에 대한 측정 값과 능력(capability) 데이터를 보고할 수 있다.
IEEE 802.11 무선랜 표준에서는 BSS 내부의 정보를 1-홉(hop) 이상의 장치에게 전달하는 것을 정의하지 않고 있다. 따라서 MAP 컨트롤러 및 MAP 에이전트는 IEEE 1905.1 표준에서 정의하는 추상화 레이어(abstraction layer, AL)의 메시징 프로토콜을 이용하여 정보를 송수신할 수 있다. 설명의 편의를 위해 IEEE 1905.1 표준에서 정의하는 AL의 메시지 프로토콜을 이용해 전송된 메시지는 1905.1 포맷으로 전송된 메시지로 지칭한다. AL은 레이어 2(MAC(medium access control) 레이어)와 레이어 3(IP(internet protocol) 레이어) 사이의 레이어다. AL은 무선랜, 이더넷, PLC(physical layer convergence) 등의 이종 링크로 구성된 멀티홉(multihop) 네트워크 내에서 라우팅 및 메시징을 위해 정의되었다. MAP 컨트롤러가 1905.1 포맷으로 전송하는 메시지는 복수의 홉 거리에 있는 MAP 에이전트에 전달될 수 있다. 이를 통해 1905.1 포맷 메시지가 포함하는 정보는 특정 BSS의 MAC 레이어에 전달될 수 있다. MAP 에이전트는 MAP 네트워크 내의 WAN 접속 지점을 알고 있으므로, MAP 에이전트는 1905.1 포맷 메시지 라우팅을 통해 클라이언트가 MAP로 전달하는 무선랜 패킷을 WAN 접속 지점까지 전달할 수 있다.
도 6에서 WAN과 연결된 MAP 장치는 게이트웨이와 MAP 컨트롤러와 MAP 에이전트를 포함한다. 각 MAP 장치들은 프론트홀 AP의 프론트 홀 BSS를 통해 클라이언트와 연결되고, MAP 네트워크 내의 MAP 장치들은 백홀 링크를 통해 백홀 AP와 백홀 STA가 연결된다. 다른 MAP 장치는 MAP 에이전트를 포함하고, MAP 컨트롤러와 논리적으로 연결된다. 다른 MAP 장치와 결합된 스테이션은 프론트홀, 백홀 링크, 게이트웨이를 통해 WAN까지 무선랜 패킷을 전송할 수 있다.
새로운 MAP 장치, 즉 등록자(enrollee)가 MAP 네트워크에 온보딩하는 경우, 등록자는 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)에서 정의하는 WSC(Wi-Fi simple configuration) 방식을 통해 온보딩할 수 있다. 구체적으로 MAP 장치는 WSC의 PBC(push button configuration) 방식을 이용하여 온보딩할 수 있다. 이에 대해서는 도 7을 통해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 푸쉬 버튼(Push-button) 방식의 온보딩을 보여준다.
도 7(a)는 MAP 네트워크에 등록하려는 MAP 장치(New Agent, nA), 즉 등록자, MAP 네트워크에 등록된 기존 MAP 에이전트(Existing Agent, eA) 및 MAP 네트워크의 MAP 컨트롤러(Controller, C)의 연결관계를 보여준다. 등록자(nA)와 기존 MAP 에이전트(eA)는 무선랜 또는 이더넷 링크를 통해 연결되고, 기존 MAP 에이전트(eA)는 MAP 컨트롤러와 무선랜 또는 이더넷 링크를 통해 연결된다. 또한, 기존 MAP 에이전트(eA)는 MAP 컨트롤러는 IEEE 1905.1 프로토콜을 통해 설정된 링크를 통해 온보딩에 관한 메시지를 주고받는다. 이후 설명에서 IEEE 1905 또는 1905라고 기재하는 것은 IEEE 1905.1 프로토콜을 지시한다. PBC 방식 기반 온보딩 프로세스에 대해서는 도 7(b)를 통해 구체적으로 설명한다.
도 7(b)는 본 발명의 실시 예에 따른 PBC 방식 기반 온보딩 프로세스를 보여준다. MAP 네트워크에 등록하려는 MAP 장치(New Agent), 즉 등록자는 PBC 이벤트가 발생하는 경우 WSC 프로세스가 시작된다. 이때, PBC 이벤트는 하드웨어 버튼 입력에 의해 발생하거나 사용자 어플리케이션을 이용한 입력에 의해 발생할 수 있다.
MAP 장치는 프로브 (Probe) 프레임, 인증(Authentication) 프레임 및 결합(Association) 프레임 중 적어도 어느 하나에 WSC IE(Information Element)를 포함시켜 전송할 수 있다. 또한, WSC IE는 MAP 관련 정보를 포함하는 Multi-AP 익스텐션 서브엘리멘트(Extension subelement)를 포함할 수 있다. PBC 이벤트가 트리거된 경우, 등록자(nA)는 WSC IE에 PBC 이벤트가 트리거됨을 지시하는 비트를 설정하고, WSC IE를 포함하는 프로브 리퀘스트 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 등록자(nA)는 모든 채널의 스캐닝을 시도할 수 있다. 기존 MAP 에이전트(eA)가 PBC 이벤트가 트리거됨을 지시하는 비트를 포함하는 WSC IE를 포함하는 프로브 리퀘스 프레임을 수신한 경우, 기존 MAP 에이전트(eA)는 WSC IE에 PBC 이벤트가 트리거됨을 지시하는 비트를 설정하고, WSC IE를 포함하는 프로브 리스폰스 프레임을 전송할 수 있다. 기존 MAP 에이전트(eA)와 등록자(nA)는 인증 요청 프레임, 인증 응답 프레임, 결합 요청 프레임 및 결합 응답 프레임을 주고 받을 수 있다. 이때, 인증 요청 프레임, 인증 응답 프레임, 결합 요청 프레임 및 결합 응답 프레임 각각은 PBC 이벤트가 트리거됨을 지시하는 비트를 포함하는 WSC IE를 포함할 수 있다. 기존 MAP 에이전트(eA)와 등록자(nA)는 Multi-AP 익스텐션 서브엘리멘트를 기초로 MAP 온보딩 관련 이벤트임을 인지하고, MAP 온보딩 프로세스를 수행할 수 있다. 기존 MAP 에이전트(eA)와 등록자(nA)는 EAP(Extensible Authentication Protocol)를 이용하여 네트워크 접속 인증서(credential) 정보를 포함하는 M1-M8 메시지를 교환할 수 있다. 이때, 기존 MAP 에이전트(eA)는 M8 메시지를 통해 등록자(nA)에게 MAP 네트워크 설정에 필요한 정보를 인크립트하여 전송할 수 있다. MAP 네트워크 설정에 필요한 정보는 백홀 BSS의 오퍼레이팅(operating) 채널(BH channel), SSID 및 인증서 정보 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 오퍼레이팅 채널은 AP가 동작을 수행하는 채널을 나타낼 수 있다. 또한, 오퍼레이팅 채널은 채널 대역폭(channel bandwidth)와 주(primary) 채널로 정의될 수 있다. EAP 종료 후, 등록자(nA)는 MAP 네트워크 설정에 필요한 정보가 포함하는 백홀 BSS의 오퍼레이팅 채널(BH channel)에 관한 정보에 따라 오퍼레이팅 채널을 변경할 수 있다. 또한, 등록자(nA)는 MAP 네트워크 설정에 필요한 정보가 포함하는 인증서 정보에 관한 정보를 사용하여 백홀 BSS 접속을 시도할 수 있다. EAP에 실패할 경우, 등록자(nA)와 기존 MAP 에이전트(eA)는 EAP를 이용하여 네트워크 접속 인증서(credential) 정보를 포함하는 M1-M8 메시지를 다시 교환할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 MAP 설정(configuration) 프로세스를 보여준다. 도 8(a)는 MAP 네트워크에 등록하려는 MAP 장치(New Agent, nA), 즉 등록자, MAP 네트워크에 등록된 기존 MAP 에이전트(Existing Agent, eA) 및 MAP 네트워크의 MAP 컨트롤러(Controller, C)의 연결관계를 보여준다. 도 8(b)는 등록자(nA)의 MAP 설정 프로세스를 보여준다.
백홀 BSS와 백홀 링크로 연결된 등록자(nA)는 MAP 설정을 위해 IEEE 1905 표준에 정의된 AP-autoconfiguration 메시지를 이용할 수 있다. 이때, 백홀 링크는 무선랜 링크 또는 이더넷 링크를 통해 설정(set)될 수 있다. 구체적으로 백홀 링크는 도 7에서 설명한 실시 예를 통해 설정될 수 있다. 구체적으로 등록자(nA)는 1905 포맷의 AP-autoconfiguration Search 메시지를 백홀 링크를 통해 MAP 전송할 수 있다. 또한, 등록자(nA)는 이용중인 백홀 링크의 프로토콜에 따라 AP-autoconfiguration Search 메시지를 인캡슐레이션할 수 있다. 또한, AP-autoconfiguration Search 메시지의 서치 롤(search role)이 MAP 컨트롤러로 설정될 수 있다. 이러한 경우, MAP 컨트롤러는 등록자(nA)에게 AP-autoconfiguration Response 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 프로세스를 통해 등록자(nA)와 MAC 컨트롤러(C)는 AL MAC 주소를 획득할 수 있다. AL MAC 주소를 획득한 등록자(nA)와 MAC 컨트롤러(C)는 AP-autoconfiguraiton WSC 메시지를 통해 M1 메시지 및 M2 메시지를 교환할 수 있다. 이를 통해 MAP 컨트롤러(C)는 등록자(nA)에게 MAP 설정에 필요한 정보를 전달 수 있다. MAP 설정에 필요한 정보는 프론트홀 BSS에 설정(setting) 정보를 포함할 수 있다.
앞서 설명한 PBC 기반 온보딩은 등록자(enrollee)와 MAP 네트워크 내의 MAP 장치에 PBC 이벤트가 트리거 되어야 한다. 따라서 PBC 기반 온보딩이 사용되는 경우, PBC 이벤트를 트리거하기 위한 사용자의 동작이 필요할 수 있다. 또한, WSC 및 1905 AP-autoconfiguration은 WSC 및 1905 AP-autoconfiguration이 수행되는 링크에서 정의된 보안 프로토콜이 이용된다. 따라서 별도의 보안 프로토콜이 적용되는 경우보다 보안에 취약점이 발생할 수 있다. 따라서 새로운 MAP 장치의 온보딩 방법이 필요하다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 아웃 오브 밴드(out-of-band) 방식을 이용한 온보딩 방법을 나타낸다.
종래의 PBC 방식을 이용한 온보딩 방법은, 기존의 무선랜 기기들의 접속을 위해 널리 사용되는 방법이지만 사용자가 접속을 위한 기기의 PBC 이벤트를 물리적 또는 논리적 방법으로 발생시켜야 한다는 점에서 비효율적이었다. 또한 PBC 이벤트를 진행하는 과정에서 양쪽 기기(예: eA, nA)를 서로 인증할 수 있는 방법이 없기 때문에, 만약 양쪽 기기가 PBC 이벤트를 트리거 하는 도중에 제3의 기기가 PBC 이벤트를 트리거 할 경우, 도 7의 eA와 같이 레지스터(registrar) 역할을 하는 기기는 동시에 복수 개의 기기가 동시에 PBC 이벤트로 접속을 시도할 경우 에러 케이스로 간주하여 연결을 취소한다. 따라서 로그 에이전트가 의도적으로 PBC 이벤트를 지속적으로 트리거 할 경우, 해당 지역에서 PBC를 통한 연결이 불가능할 수 있다는 문제가 있다.
이하에서는, 기존 PBC 방식의 상술한 문제점들을 해소하기 위한 온보딩 방법을 제안한다.
MAP 네트워크를 소유하는 사용자는, 스마트폰과 같은 개인 단말에 MAP 네트워크를 관리하는 응용 프로그램을 설치할 수 있다. 상기 응용프로그램은 안드로이드, ios, 윈도우, 리눅스 등의 OS를 기반으로 동작할 수 있으며 웹 기반으로 작성될 수도 있다. 이러한 응용 프로그램은 MAP 컨트롤러(Controller, C)와 응용 계층의 메시지를 주고받을 수 있으며, 기 설정/저장된 로그인 정보에 기초하여 사용자를 인증할 수 있다. 사용자가 응용 프로그램을 이용하여 MAP 네트워크에 로그인하면, 응용 프로그램을 통해 MAP 네트워크의 메인 서버 또는 web GUI(graphical user interface)에 접속할 수 있으며, 응용 계층 메시지를 통해 컨트롤러에게 정보를 전달할 수 있다.
응용 프로그램을 통해 사용자는, MAP 네트워크의 컨트롤러(C)가 최초로 동작을 시작할 때 컨트롤러(C)가 관리하는 또는 컨트롤러(C)가 포함되어 있는 AP가 제공하는 초기 무선랜 SSID에 접속하고, 해당 네트워크 내에서 초기 설정된 로그인 정보를 이용하여 컨트롤러(C)와 상호 인증을 진행할 수 있다. 또한 초기 접속 시에 사용자는 상기 응용 프로그램을 통해 MAP 네트워크의 메인 서버 접속을 위한 로그인 정보를 수정할 수 있으며, 메인 서버 초기 접속 후에는 상기 서버로 접속하기 위한 접속 정보(예: IP 주소 또는 (AL) MAC 정보)등을 저장할 수 있다.
또한 응용 프로그램은, 새로운 nA가 MAP 네트워크에 온보딩을 시도할 때, 보안을 위한 nA의 고유 정보를 무선랜 외의 아웃 오브 밴드(out-of-band) 형태로 획득/습득할 수 있고, 획득/습득한 정보를 컨트롤러(C)에게 전달할 수 있다. 이때, 고유 정보는 단말의 식별 정보를 포함할 수 있으며, 구체적으로, MAC 주소나 단말의 고유 시리얼 넘버 등이 포함될 수 있다. 또한 상기 고유 정보는 단말의 고유 암호 정보 또는 그 일부를 포함할 수 있다. 이때 단말은, 상술한 응용 프로그램이 설치된 사용자의 개인 단말과는 다른 것으로, MAP 네트워크에 온보딩하기 위한 단말(기기, 제품)으로 nA로 표현될 수 있다. 상기 고유 암호 정보는, 기존의 Device Provision Protocol (DPP) 규격에서 이용하는 Base64 기반의 암호로 생성될 수 있으며 다른 암호생성기가 사용될 수도 있다. 또한 상기 암호는, 각 단말의 생산 시에 단말의 비휘발성 메모리에 저장되며 바뀌지 않는 값으로 설정될 수 있다. 상기 암호 및 식별 정보는 기타 프로토콜 정보, 단말 기능 정보들과 함께 패키지 형태로 구성되며 응용 프로그램은 상기 패키지 정보를 얻을 수 있다. 이때, 단말의 고유 암호 정보가 패키지 정보에 포함될 때, 원본 암호를 가지고 있는 단말만이 이해/해석할 수 있는 형태로 재구성되어 패키지 정보에 포함될 수 있는데, 단말의 고유 암호 정보가 유출될 시에는 악용될 가능성이 크기 때문이다. 예를 들어, SHA256과 같은 널리 쓰이는 해시 함수(Hash Function) 등이 원본 암호에 적용되어 패키지 정보에 포함될 수 있다. 또한 패키지 정보는 응용 프로그램 또는 컨트롤러(C)가 복호할 수 있는 형태로 기 설정된 방법을 따라 재 암호화될 수도 있다. 또한 암호 또는 해싱(hashing)된 암호 정보를 생성할 시에는 아무 정보가 없음을 나타내는 예약된(reserved) 값(예: 동일한 크기의 필드에 모두 0으로 설정되는 값)을 피해 생성되도록 하는 규칙이 적용될 수 있다.
이때, 상기 패키지 정보는 물리적으로 다양한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 기 설정된 포맷의 QR 코드(code)로 생성되어 단말의 포장 및 단말에 부착될 수 있고, 응용 프로그램은 QR 코드(code)를 스캔하는 기능을 탑재하고 있으며, QR 코드(code) 스캔을 통해 단말과 관련된 정보를 획득할 수 있다. 또는, QR 코드(code) 스캔 이외 다른 방법(예: NFC, 블루투스 등을 이용한 방법)으로 응용 프로그램이 단말 관련 정보를 요청하는 경우, 단말 관련 정보가 제공될 수 있다. 예를 들어, 새롭게 MAP 네트워크에 온보딩하고자 하는 단말(nA)의 전원을 연결하고, 사용자가 응용 프로그램을 통해 기 설정된 블루투스 또는 NFC 신호를 이용하여 단말의 패키지 정보를 요청하면 단말은 동일한 전송 방식(블루투스 또는 NFC 신호를 이용)으로 단말 정보를 전달할 수 있다.
상술한 방법을 이용하여 단말 정보를 획득한 응용 프로그램은, 컨트롤러(C) 또는 MAP 네트워크 메인 서버에 상기 단말 정보를 전달할 수 있다. 이러한 단말 정보는, 응용 계층에서 기 설정된 규격으로 전송되며, 상기 단말 정보가 단말의 온보딩을 유도하는 정보임을 지시하는 지시자가 포함될 수도 있다. 또한 패키지 정보에는 응용 계층에서의 암호화가 수행될 수도 있다. 상기 응용 프로그램을 통해 다수의 MAP 네트워크를 관리할 수 있는 경우, 사용자는 응용 프로그램을 통해 어떠한 MAP 네트워크에 상기 단말 정보를 전달할 것인지 선택할 수도 있다.
한편 응용 프로그램이 컨트롤러(C) 또는 MAP 메인 서버에 연결될 수 없는 상황인 경우, 응용 프로그램은 상기 단말 정보를 보관/저장하고 있다가 컨트롤러(C) 또는 MAP 메인 서버에 연결이 가능해지는 시점에 상기 단말 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, 단말과 MAP 네트워크와의 연결이 컨트롤러(C)가 존재하는 MAP 네트워크의 SSID를 통해서만 가능할 때, 응용 프로그램이 SSID에 접속 전 nA의 QR 코드(code)를 스캔했다면 이후 해당 무선랜 SSID에 접속한 후 컨트롤러(C)에게 패키지 정보를 전송한다.
상술한 방법으로 메시지(패키지 정보, 단말 정보)를 전달받은 컨트롤러(C)는 응용 계층 메시지 또는 패키지 정보에 적용된 암호를 복호 한 후 패키지 정보를 획득하여 저장한다. 이때 컨트롤러(C)는 단말 정보를 보관/저장하는 최대 시간을 나타내는 기 설정된 값의 타이머를 설정할 수 있으며, 상기 타이머가 만료될 시에는 획득/저장한 패키지 정보(단말 정보)를 파기할 수도 있다.
본 명세서에서 제안하는 실시 예에 따르면 온보딩 방식을 지원하는 에이전트들, 즉 MAP 네트워크에 온보딩하기 위한 기기들이 전송/수신하는 프로브 요청/응답(Probe Request/Response) 메시지는, 벤더 특정(vendor specific) 형태의 정보 요소(Information Element(IE, 도 9의 WILUS IE))를 포함하고 있으며, 상기 에이전트들은 IE를 해석할 수 있다. 상기 IE에는 에이전트의 암호 정보가 삽입되는 필드가 포함될 수 있으며, PBC 요청 및 확인 상태를 나타내는 필드가 포함될 수 있다. 또한 에이전트들은 기존의 PBC 방식의 MAP 온보딩을 지원하기 위하여 WSC IE를 포함할 수 있다.
구체적으로, 사용자가 nA를 원하는 곳에 위치시키고 전원을 연결하게 되면 nA는 기존 무선랜의 동작에 따라 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 전송하며 주변의 AP를 검색하게 된다. 이때 프로브 요청(Probe Request) 메시지에 포함되는 WILUS IE의 필드들은 예약된(reserved) 상태로 전송된다.
이때, nA로부터 WILUS IE가 포함된 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 eA는, 컨트롤러(C)에게 1905 메시지를 전송할 수 있다. 이때, 1905 메시지에는 프로브 요청(Probe Request)메시지를 전송한 단말(nA)의 MAC 주소 등의 식별자 정보가 포함될 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 1905 메시지는, IEEE 1905.1에서 사용/정의되는 메시지를 의미할 수 있다.
이때, 1905 메시지는 1905 링크 메트릭 리포트(Link Metric Report) 와 같이 주기적으로 전달되는 메시지에 벤더 특정(vendor specific) TLV(Type, Length, Value) 형태로 식별자를 삽입하여 전달되는 메시지이거나 온보딩을 위하여 새로 정의된 1905 메시지일 수도 있다. 상기 1905 메시지에는 새로운 nA가 온보딩을 시도함을 알리는 지시자가 포함될 수 있다. 또한 1905 메시지에는, nA가 전송한 프로브 요청(Probe Request) 메시지의 프레임 바디(Frame Body) 부분이 함께 전송될 수 있으며, 프로브 요청(Probe Request) 메시지의 수신 신호 세기 정보가 함께 전송될 수 있다.
상기 WILUS IE가 포함된 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 eA는 WILUS IE가 포함된 프로브 응답(Probe Response) 메시지로 응답할 수 있지만, 컨트롤러(C)로부터 별도의 지시를 받기 전까지는 별도의 정보를 삽입하지 않은 형태의 WILUS IE만을 포함하여 전송할 수 있다.
컨트롤러(C)는 다수의 eA로부터 nA의 접속을 알리는 1905 메시지를 수신할 수 있으며, 이때, 상기 1905 메시지에 포함된 nA의 MAC 주소가 사용자의 응용 프로그램으로부터 전송된 패키지 정보에 포함된 MAC 주소 중 어느 하나와 일치하는 경우에는 상기 nA의 온보딩을 진행하기 위하여 다수의 eA 중 특정한 하나를 선택할 수 있다. 이때, eA가 컨트롤러(C)로 전송하는 1905 메시지 내에 eA가 nA로 부터 수신한 프로브 요청(Probe Request) 메시지의 수신 신호 세기 및 컨트롤러(C)와 eA간 백홀 링크 상태 등이 고려될 수 있다. 이 후, 컨트롤러(C)는 선택된 특정한 하나의 eA에게 1905 응답 메시지를 전송한다. 이때 상기 응답 메시지에는 온보딩 허용을 지시하는 결과 비트와 nA의 암호 관련 정보가 포함될 수 있다. 이때, nA의 MAC 주소가 다시 포함될 수도 있다. 상기 암호 관련 정보에서 nA의 원본 암호가 유출되는 경우, 악용될 여지가 있다. 따라서, 컨트롤러(C)가 암호 관련 정보의 원본을 가지고 있을 경우, 컨트롤러(C)는 SHA 함수 등을 이용해서 암호 관련 정보를 해싱(hasing)한 후에 eA에게 전송할 수 있다. 한편 컨트롤러(C)가 해싱된 암호 관련 정보만을 가지고 있을 경우에는 컨트롤러(C)는 해싱된 암호 관련 정보를 eA에게 전달한다. 또한 컨트롤러(C)는 선택되지 않은 eA들에게 온보딩을 허용하지 않는 것을 지시하는 1905 응답 메시지(프레임)를 전송할 수도 있다. 이때 응답 메시지에는 nA의 온보딩을 허용하지 않음을 지시하는 지시자와 nA의 MAC 주소가 포함될 수 있다. 상기 응답 메시지를 수신한 eA들은 상기 MAC 주소로부터 전송되는 프로브 요청(Probe Request) 메시지에 응답하지 않을 수 있다.
컨트롤러(C)로부터 온보딩을 허용하는 응답 메시지를 받은 eA는 이후 nA에게 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 전송할 때 nA로부터 수신한 프로브 요청(Probe Request) 메시지에 포함된 WILUS IE에 암호 정보를 삽입하여 전송할 수 있다. 이 후, 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 수신한 nA는 자신의 암호 관련 정보 원본에 컨트롤러(C)가 적용한 해싱 방식과 동일한 해싱 방식을 적용하여 해싱 값을 구하고 그 값을 WILUS IE에 포함된 암호 정보 값과 비교하여 일치하는 경우, nA가 접속하기를 원하는 MAP 네트워크로부터 응답 메시지를 수신하였음을 인증할 수 있다. 즉, nA는 프로브 응답(Probe Response) 메시지의 해싱 방식이 적용된 암호 관련 정보와 nA 자신의 암호 관련 정보를 비교하기 위해, 컨트롤러(C)가 사용한 해싱 방식과 동일한 해싱 방식을 이용하여 nA 자신의 암호 관련 정보를 해싱하여 해싱 값을 구한다. 이 후, 상기 해싱 값을 프로브 응답(Probe Response) 메시지에 포함된 암호 관련 정보와 비교하여, 일치하는 경우, nA가 접속하기 원하는 MAP 네트워크로부터 응답 메시지가 전송되었음을 확인할 수 있는 것이다.
이 후, nA는 사용자로부터 별도의 트리거 명령/지시가 없더라도 PBC 이벤트 트리거임을 나타내는 비트를 포함하는 유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 eA에게 전송할 수 있다. 이때, 상기 PBC 이벤트 트리거임을 나타내는 비트는 종래 WSC IE에서 이용되는 비트와 동일한 비트일 수 있고, 별도로 정의되어 WILUS IE에 포함되는 새로운 비트일 수 있으며, 두 비트가 동시에 사용될 수도 있다.
상기 유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 eA는 이에 대한 응답으로 PBC 이벤트와 관련된 설정 정보들을 포함하는 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 nA로 전송할 수 있다. 마찬가지로, 상기 프로브 응답(Probe Response) 메시지는 WILUS IE를 포함할 수 있다. 다시 말하면, 상기 유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 eA는 이에 대한 응답으로 PBC 이벤트 트리거임을 나타내는 비트를 포함하는 유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 nA로 전송할 수 있다. 이때, PBC 이벤트 트리거임을 나타내는 비트는 종래 WSC IE에서 이용되는 동일한 비트일 수 있고, 별도로 정의되어 WILUS IE에 포함되는 새로운 비트일 수 있으며, 두 비트가 동시에 사용될 수도 있다.
유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 통해 PBC 이벤트를 트리거한 eA는 nA와의 PBC가 종료 또는 취소되는 시점까지 다른 MAC 주소를 가진 단말(또 다른 nA)과 PBC 이벤트를 진행하지 않는다.
상술한 동작 즉, PBC 이벤트 트리거와 관련된 프로브 요청/응답(Probe Request/Response) 메시지를 송/수신 한 nA는 이 후 도 7에서 설명한 프론트 홀 인증(Fronthaul Authentication) 요청/응답(Request/Response) 메시지를 송/수신하고, 이후의 과정을 수행할 수 있다.
본 실시예를 따르는 단말은 기본적으로 PBC 절차(procedure)를 구현하고 있기 때문에 일반적인 방식의 물리적으로 PBC 이벤트를 트리거 시키는 경우에도 기존의 PBC 이벤트를 이용하여 온보딩을 진행하는 것이 가능하다. 또한 PBC 절차는, 차세대 MAP 기기들이 따르는 DPP 절차와 동일한 규격의 암호 방식과 동일한 사용자 동작을 요구하므로 사용자 경험 측면에서 차세대 단말로 전환 시 발생할 수 있는 불편함을 최소화할 수 있다는 효과가 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 아웃 오브 밴드(out-of-band) 방식을 이용한 온보딩 방법을 나타낸다.
즉, 도 10은 도 9에서 설명한 응용 프로그램이 패키지 정보를 컨트롤러(C)에게 전송한 후 단말이 온보딩을 진행하는 또 다른 실시 예에 대한 도면이다.
도 9에서 설명한 온보딩 절차는, 컨트롤러(C)가 패키지 정보를 단독으로 관리하는 것으로, 컨트롤러(C)가 MAP 네트워크 관리 주체로서 중앙화 된 결정을 내려 온보딩을 진행할 eA를 선택할 수 있다는 장점이 있지만, eA들이 첫 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 뒤 컨트롤러(C)로부터 온보딩을 실행하는 1905 응답 메시지를 받기까지 지연이 발생할 수 있다는 문제가 있다. 따라서, 온보딩 지연을 줄이기 위해서는 nA와 eA 사이에서 온보딩을 완료하는 절차가 필요하고, 이하 구체적인 동작 과정에 대해 설명한다.
도 10을 살펴보면, 컨트롤러(C)는 패키지 정보를 습득한 이후에 상기 패키지 정보를 동일 MAP 네트워크 내의 모든 eA들에게 전송하며, 이를 수신한 eA들은 상기 패키지 정보를 화이트리스트(whitelist) 형태로 저장한다. 이때 패키지 정보를 포함하여 전송되는 메시지는 1905 메시지 포맷을 따르는 벤더 특정(vendor specific) 형태의 메시지이거나, 주기적으로 전송되는 1905 메시지에 벤더 특정(vendor specific) TLV가 추가된 메시지 일 수 있다.
이 후 도 9에서 설명한 것과 마찬가지로 nA의 전원이 연결된 후 nA가 eA로 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 전송하면 이를 수신한 eA들은 WILUS IE를 포함한 프로브 응답(Probe Response) 메시지로 응답할 수 있다. 이때, eA들은 컨트롤러(C)에게 별도로 nA가 온보딩을 시도하는 것을 나타내는 1905 메시지를 전송하지 않을 수 있다.
이하, 다수의 eA가 PBC 이벤트를 트리거하는 것을 방지하기 위하여 nA가 접속할 특정 eA를 선택하는 구체적인 방법에 대해 설명한다. nA는 스캐닝을 시도하는 채널들에서 브로드캐스트 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 전송한 후 수신하는 프로브 응답(Probe Response) 메시지들 중 WILUS IE를 포함하는 MAC 주소 및 채널을 기록한 뒤 기 설정된 방법에 따라 접속하고자 하는 eA를 선택한다. 상기 기 설정된 방법은 nA가 프로브 응답(Probe Response) 메시지를 수신할 때 기록된 신호 세기, AP 능력(capability) 등을 고려하여 설정되는 것일 수 있다.
온보딩을 시도하기 위한 eA를 선택한 nA는 nA의 채널로 스위칭한 후 유니캐스트 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 전송한다. 상기 선택된 eA는 nA로부터 유니캐스트 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 수신한 경우, nA의 MAC 주소가 화이트리스트에 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 그리고 화이트리스트에 포함된 MAC 주소와 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 전송하는 nA의 MAC 주소가 일치하는 경우, eA는 프로브 요청(Probe Request) 메시지에 대한 응답메시지인 프로브 응답(Probe Response) 메시지에 포함되는 WILUS IE에 암호 정보를 포함하여 전송한다.
이 후 전술한 방법을 이용하여 nA는 암호 원본에 동일한 해싱 방식을 이용하여 해싱 값을 구하고 그 값을 WILUS IE에 포함된 암호 정보 값과 비교하여 일치하는 경우, nA가 접속하고자 하는 MAP 네트워크로부터 응답을 수신하였음을 인증할 수 있다. 이 후 nA는 사용자의 인위적인 트리거가 없더라도 PBC 이벤트 트리거임을 나타내는 비트가 설정된 유니캐스트 방식으로 전송되는 프로브 요청(Probe Request) 메시지를 상기 선택된 eA에게 전송하며, 전술한 방법을 이용하여 온보딩을 진행한다.
컨트롤러(C)를 포함하는 AP와 하나 이상의 에이전트를 포함하는 AP들은 nA의 온보딩이 완료되면 도 5에 도시된 바와 같이, MAP 네트워크 시스템 내 AP 간 데이터를 분배하기 위해서 백홀 링크 (backhaul link)를 통해 연결될 수 있다. AP의 특정 RF는 백홀 링크로 예약될 수 있다. 상기 특정 RF를 제외한 다른 RF는 클라이언트가 네트워크에 참여하기 위한 프론트 홀 BSS로 예약될 수 있다. 또한, 백홀 링크와 프론트 홀 BSS는 동일한 RF에서 구현될 수 있다. AP 장치는 동시에 두 개 이상의 BSS를 동작할 수 있다. 클라이언트가 물리적으로 이동할 시에 채널 변화 및 BSS 로드 등을 고려하여 현재 연결된 BSS가 아닌 MAP 네트워크 내의 다른 BSS로 로밍이 유도될 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 로밍은 스티어링(steering)과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
한편, 클라이언트 로밍은 MAP 네트워크 시스템뿐 아니라, MAP 네트워크 이외의 시스템에서도 논의가 있었고, 이때 클라이언트 로밍 대상은 클라이언트에서 결정된다. RRM (Radio Resource Management)에 대한 IEEE 802.11k 표준에서는 로밍 결정을 내리기 위해 클라이언트에게 제한된 정보만을 제공한다. MAP 네트워크 시스템을 사용하면 MAP 컨트롤러에서 더 많은 정보를 수집할 수 있으므로 클라이언트는 추가 정보를 이용하여 결정된 다른 BSS로 로밍 할 수 있다.
동일한 MAP 네트워크를 구성하는 AP들은 동일한 SSID를 사용하고 동일한 접속 보안 방식을 이용하기 때문에 클라이언트 입장에서는 전체 MAP 네트워크가 하나의 무선랜 프로파일로 인식될 수 있지만 실제 연결은, 동일한 SSID를 가지는 MAP 장치들 중 하나의 BSS와 이루어진다.
클라이언트 로밍은, 클라이언트가 가장 좋은 품질을 가지는 네트워크에 접속하게 하기 위한 것을 목적으로 한다. 클라이언트가 물리적으로 이동하는 경우, 필요에 따라 컨트롤러(C)는 가지고 있는 정보를 활용하여 해당 클라이언트에게 가장 좋은 성능을 제공할 수 있는 BSS를 결정할 수 있다. 예를 들어, MAP 네트워크에 연결되어 있는 클라이언트가 IEEE 802.11v 표준의 BTM (BSS Transition Management)를 지원하는 경우, 컨트롤러(C)는 가장 좋은 성능을 제공할 수 있는 BSS를 선택하여 클라이언트에게 로밍을 요청할 수 있다. 한편, 클라이언트가 BTM를 지원하지 않는 경우 네트워크에서 사용 가능한 다른 BSS로부터 상기 클라이언트 접속은 차단되고, 컨트롤러(C)가 권장하는(가장 좋은 성능을 제공할 수 있는) BSS에서만 접속을 허용하게 함으로써 클라이언트가 가장 좋은 성능을 제공할 수 있는 BSS로 로밍하도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따른 서로 다른 능력을 갖는 엑세스 포인트들과 상기 엑세스 포인트들에 연결된 클라이언트들을 나타낸다.
도 11(a)는, 클라이언트(예: STA) 쓰루풋(throughtput)을 추정하는 과정을 설명한다. 구체적으로 컨트롤러(C)는 AP와 클라이언트의 능력(capability) 중 낮은 능력(capability)을 획득한다. 그리고 컨트롤러(C)는, 링크 컨디션 매트릭들(link condition metrics)과 획득한 능력(capability)에 기초하여 STA 쓰루풋을 추정한다.
도 11(b)는 서로 다른 능력(capability)을 가지는 기기들로 구성된 다중 AP 네트워크를 나타낸 도이다. 컨트롤러(C)는 클라이언트의 로밍 대상이 되는 BSS를 선택하기 위해 AP와 클라이언트의 능력(capability)을 모두 고려해야 한다. 예를 들어, 가장 높은 능력(capability)을 가지는 MAP 장치가 WAN과 연결되고, 상대적으로 낮은 능력(capability)을 가지는 MAP 장치가 백홀을 통해 높은 능력(capability)의 MAP 장치와 연결되어 코스트(cost)를 절약할 수 있다.
도 11(b)를 살펴보면, 802.11n 표준을 지원하는 기기는 40MHz 채널 대역폭(channel bandwidth)을 지원하고 802.11ac 표준을 지원하는 기기는 80MHz 채널 대역폭을 지원할 수 있다. 따라서 802.11n을 지원하는 클라이언트(STA)는 802.11ac를 지원하는 MAP 장치와 연결(L4)되던지 802.11n을 지원하는 MAP 장치와 연결(L3)되던지 상관없이 동일한 성능의 서비스를 제공받을 수 있다. MAP 장치의 능력(capability)만을 고려하여 클라이언트 로밍을 위한 BSS가 선택되는 경우, 실제 로밍 되는 클라이언트가 제공받는 성능이 향상되지 않더라도, 더 높은 능력(capability)을 갖는 MAP 장치의 BSS가 클라이언트 로밍을 위한 BSS로 선택될 수 있다. 다시 말하면 클라이언트의 능력(capability)과 무관하게 상대적으로 높은 능력(capability)을 가지는 BSS가 클라이언트 로밍을 위한 BSS로 선택될 수 있는 것이다. 한편, 802.11ac를 지원하는 클라이언트는 802.11ac를 지원하는 MAP 장치에 연결(L2) 되는 것이 802.11n을 지원하는 MAP 장치에 연결(L1) 되었을 때보다 좋은 성능의 서비스를 제공받을 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 엑세스 포인트 네트워크 내에서 클라이언트와 WAN과 연결된 MAP 장치 사이의 쓰루풋(troughput)을 추정하는데 사용되는 매개 변수(파라미터)들을 나타낸다.
컨트롤러(C)는 MAP를 구성하는 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 클라이언트 능력(capability)및 AP의 능력(capability)을 수집할 수 있다. 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 능력(capability)은 각각 쓰루풋을 추정하는데 있어 서로 다른 영향을 줄 수 있다. 본 명세서에서 제안하는 쓰루풋을 추정하기 위한 방법의 일 예로 상기 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 능력(capability)을 입력으로 하는 순방향 신경망을 활용할 수 있다. 구체적으로 도 12를 살펴보면, 순방향 신경망은 8개의 입력 매개 변수를 통해 쓰루풋을 추정한다. 이때, 8개의 입력 매개 변수는 크게 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 관련된 변수, 능력(capability)과 관련된 변수 2가지로 구분될 수 있다. 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)은 시간에 따라 변할 수 있는 동적 변수를 의미하며 능력(capability)은 시간에 따라 변하지 않는 정적 변수를 의미한다. 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 관련된 변수에는, Received Channel Power Indicator(RCPI), 채널 이용(Channel Utilization), 백홀 레이트(Backhaul Rate)가 포함될 수 있고, 능력(capability)과 관련된 변수에는, 공간 스트림(Spatial streams), 채널 대역폭(Channel bandwidth), BSS-STA Max. MCS(Modulation and Coding Scheme) rate 및 Hop to WAN이 포함될 수 있다.
이하 각 매개 변수에 대해 구체적으로 살펴본다.
RCPI는, Received Signal Strength Indicator (RSSI)와 같이 신호 강도를 상대적으로 측정하는 것이 아닌 BSS 내의 AP와 클라이언트 간의 수신 신호 강도를 나타내는 변수로써, RCPI는 클라이언트가 AP와 가까이 있을 때가 클라이언트가 AP에서 멀리 떨어져 있을 때보다 더 높으며, RCPI는 AP와 클라이언트 사이의 장애물에 영향을 받을 수 있다. 즉, RCPI는 AP와 클라이언트 사이의 거리와 장애물 유무에 따라 값이 결정될 수 있다.
채널 이용(channel utilization)은 채널이 사용되고 있는 정도, 즉 채널의 사용률과 관련된 변수이다. 구체적으로 무선 통신 시스템은 RF를 통해 데이터를 전달하기 때문에 특정 단말이 패킷을 전송하는 동안 해당 채널이 사용되며(busy), 다른 단말은 같은 시간에 같은 채널(상기 패킷 전송을 위해 사용 중인 채널)을 사용하지 못한다. 채널 이용(channel utilization) 값은 해당 채널의 총 사용(busy) 시간을 측정한 값에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 채널 이용(channel utilization) 값이 큰 경우는, 클라이언트가 해당 채널로 전송 가능한 타임 슬롯(time slot)이 제한적임을 의미하여 추정 쓰루풋이 낮을 것으로 예상될 수 있다. 추정 쓰루풋이란, 상술한 매개 변수들을 이용하여 예상되는 쓰루풋을 의미한다.
백홀 레이트(backhaul rate)는 백홀 링크(backhaul link)의 수신 측의 추정 MAC 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 변수이다. MAP 네트워크는 AP간 통신을 위해 백홀 링크를 사용한다. 백홀 링크로 선택된 채널이 busy한 경우(사용 중인 경우) 백홀 링크를 이용한 데이터 통신이 제한적일 수 있고, 따라서 추정 쓰루풋에 부정적인 영향을 줄 수 있다.
능력(capability)과 관련된 변수인, 공간 스트림(Spatial streams), 채널 대역폭(Channel bandwidth), BSS-STA Max. MCS rate 및 Hop to WAN은 최대 쓰루풋에 직접적인 영향을 주는 변수들이다.
BSS-STA MAX. MCS Rate는 BSS와 STA간 MCS 별 데이터 레이트(data rate)의 최대값을 나타내고, 이론적인 최대 쓰루풋으로 고려되는 변수이다.
밴드 주파수(Band frequency)는 추정 쓰루풋을 예측하는데 사용되는 변수이다. 2.4GHz 주파수 대역을 이용한 데이터 전송은 장에물에 영향을 적게 받으며, 보다 넓은 커버리지를 가진다. 반면에, 5GHz 주파수 대역을 이용한 데이터 전송은 보다 높은 쓰루풋을 가지지만 협소한 커버리지를 가진다.
Hop to WAN은, BSS와 WAN 간의 연결 상태를 나타내는 변수이다.
구체적으로, BSS와 WAN과 연결된 AP까지의 (백홀) 연결이, 유선으로 연결되었는지 무선으로 연결되었는지에 따라 결정될 수 있다. 또한, 이 때의 연결이 무선 연결이라면 상기 무선 연결이 백홀 전용 연결인지, 프론트 홀을 공유하고 있는 연결인지에 따라 결정될 수도 있다. 또한 Hop to WAN은, WAN과 연결된 MAP 장치와 BSS간 사이의 거리에 기초하여 결정되는 변수일 수도 있다.
상술한 8개의 매개 변수를 사용하는 신경망 시스템(neural network system)을 통해 추정 쓰루풋이 예측될 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 쓰루풋을 추정하는데 사용되는 데이터 셋을 수집하는 방법을 나타낸다.
AP와 클라이언트에 대해 가능한 모든 시나리오를 고려하여 데이터 셋은 수집/획득되어야 한다.
도 13을 살펴보면, AP의 위치는 고정되어 있으며, 클라이언트의 위치가 변경되면서 도 12에서 설명한 매개 변수가 수집된다. 동시에 클라이언트와 결합된(associated) BSS 간의 쓰루풋도 같이 측정되어 수집/획득되어야 한다. 이때의 결합된(associated) BSS는 클라이언트가 결합된 AP를 포함하는 BSS를 의미한다. 쓰루풋을 측정함에 따라 생성된 트래픽은 서버 부하(server load), 서버 지연(server latency)등과 같은 외부 요인에 영향을 받지 않아야 한다. 이때 트래픽은 컨트롤러(C)를 포함하는 MAP 장치와 클라이언트 사이의 트래픽을 의미할 수 있다. 상기 트래픽은 최대 쓰루풋 달성이 가능해야 한다.
또한 데이터의 측정은 여러 위치에서 수행되어야 한다. 즉, 도 13과 같이 클라이언트의 위치를 변경함에 따라 클라이언트와 MAP 장치 간의 거리(d1, d2, … , dn)가 달라질 수 있고, 각각의 변경된 위치에서의 데이터 측정이 수행되어야 한다. 여기서 측정 및 수집된 쓰루풋은 신경망 모델의 학습을 위해 도 12에서 설명한 매개 변수와 매핑되어 단일 항목으로 구성될 수 있다. 상술한 순방향 신경망 모델은 이러한 데이터를 통해 학습된다.
본 명세서에서 설명하는 BSS 식별 방법은 일반적인 AP 내에서 구현되어 수행되기 때문에, 구현측면에서 효율적인 간단한 모델로서 회귀(regression)를 위한 신경망 네트워크가 사용될 수 있다. 한편 AP 내의 메모리 및 계산의 복잡성으로 인해 사전 훈련 (pre-trained)된 모델이 사용될 수도 있다.
도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 쓰루풋을 추정하기 위한 순방향 신경망의 구조를 나타낸다.
상기 순방향 신경망의 입력 매개 변수는 도 12에서 설명한 8가지의 매개 변수와 같다. 상기 매개 변수는 각각 다른 단위와 범위를 갖을 수 있다. 매개 변수 단위 및 범위에 따라 상대적으로 큰 값을 갖는 특정 매개 변수가 미치는 영향력의 균형을 위해 표준화 (normalization)가 적용될 수 있다. 매개 변수의 표준화는 표준 점수 (Z-score)로 이루어질 수 있다.
각 입력 매개 변수는 추정 쓰루풋에 각각 다른 선형성 또는 비선형성 영향을 줄 수 있다. 선형/비선형적 성격의 영향을 모두 처리하기 위해 신경망 시스템은 비선형 상관(non-linear relation)이 적용되어야 한다. 첫번째 fully connected (FC) layer에서 leaky rectified linear unit (LeakyReLU) 활성 함수 (activation function)가 적용된다. 상기 활성 함수는 0 미만의 입력에 대해서 기울기가 0보다 크고 1보다 작은 1차 함수를 제공하고 0 이상의 입력에 대해서 기울기가 1인 1차 함수를 제공한다. 오버피팅 (overfitting)을 방지하기 위해 FC 층 이후 Dropout layer가 적용된다. 상기 순방향 신경망 모델은 다중 히든 층 (multiple hidden layers)을 사용하여, 입력 매개 변수로부터 더 많은 특징을 추출 및 학습할 수 있다.
마지막 FC layer에서는 ReLU 활성 함수가 적용된다. 상기 신경망에서 계산된 쓰루풋이 음수 값을 갖지 않도록 하는데 이용될 수 있다. Out layer에서는 단일 뉴런을 이용하여 이전 마지막 FC layer로부터 탐색된 feature들을 단일 출력으로 결합한다.
상기 신경망 모델은 TensorFlow framework, Keras framework, PyTorch framework등과 같은 머신러닝 프레임워크로 구현될 수 있고, AP로 동작하는 시스템 내에서 구현될 수 있으며, WLAN 모티터링 및 관리 시스템의 backend 구성 요소로 구현될 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시 예에 따른 신경망을 통해 각 BSS에 클라이언트가 포함되었을 때의 추정 쓰루풋을 계산하는 과정을 나타낸다.
클라이언트는 순방향 신경망 네트워크를 이용하여 추정 쓰루풋을 예측하는데 이때, 도 12에서 설명한 매개 변수가 입력 값으로 이용될 수 있다. MAP 컨트롤러는 클라이언트 로밍을 위한 BSS를 선택하기 위해 MAP 네트워크 내의 모든 BSS에 대한 정보를 수집하고, 수집된 정보를 이용한다. 컨트롤러(C)는 결합된(associated) BSS와 비결합된(unassociated) BSS에 대한 정보를 수집한다. 결합된(associated) BSS는 클라이언트가 결합된 BSS를 의미하며, 비결합된(unassociated) BSS는 MAP 네트워크 내의 로밍을 위한 클라이언트와 결합되어 있지 않은 BSS를 의미한다. 컨트롤러(C)가 MAP 네트워크를 구성하는 모든 AP/BSS의 능력(capability)과 클라이언트 로밍을 위한 BSS를 운영하는 AP와 클라이언트 간의 메트릭(metric)들을 수집하면 수집된 정보는 순방향 신경망의 입력 값으로 입력된다. 컨트롤러(C)는 MAP 네트워크 내의 각 BSS에서 클라이언트에 대한 AP의 최대 달성 가능한 처리량을 추정한다. 이때, 각 BSS는 서로 다른 위치에 존재하거나 서로 다른 능력(capability)을 가질 수 있는데, 이러한 차이는 입력되는 매개 변수에서 고려되며 추정 쓰루풋은 이러한 차이가 모두 반영된 값일 수 있다.
다시 말하면, 컨트롤러(C)는 MAP 네트워크를 구성하는 각각의 BSS로부터 각각의 BSS의 AP와 클라이언트 간 링크 컨디션 메트릭(link condition metric)과 관련된 매개 변수 및 AP/BSS의 능력(capability)과 관련된 매개 변수를 획득하고, 획득한 매개 변수들을 순방향 신경망 네트워크의 입력 값으로 입력하여 각각의 BSS에 클라이언트가 로밍되었을 때 추정 쓰루풋을 계산/획득한다. 이때 추정 쓰루풋은 BSS를 운영하는 AP의 하향링크(downlink) 쓰루풋 또는 상향링크(uplink) 쓰루풋 일 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍을 위한 BSS를 선택하는 방법을 나타낸다.
도 15에서 설명한 바와 같이, 신경망 시스템을 이용하여 컨트롤러(C)는 MAP 네트워크를 구성하는 이용가능한 모든 BSS에 클라이언트가 결합되었을 때 BSS의 추정 쓰루풋을 계산하여 데이터 어레이(data array)에 저장할 수 있다. 이 후 컨트롤러(C)는 하나 이상의 BSS를 클라이언트 로밍을 위한 BSS로 선택할 수 있는데, 이때 선택된 BSS(candidate BSS)는 추정 쓰루풋이 가장 높은 BSS일 수 있다.
MAP 네트워크에서는 WAN과의 연결 링크가 하나밖에 존재하지 않기 때문에, 다수의 AP들 각각은 복수의 홉(hop)을 통해 WAN에 연결될 수 있다. 다시 말하면 홉은, WAN에서 AP까지의 거리를 의미할 수 있다. 따라서 컨트롤러(C)는 추정 쓰루풋을 예측하기 위해 홉 수를 별도로 고려할 수 있다.
도 17는 본 발명의 실시 예에 따른 다중 엑세스 포인트와 클라이언트 구성 토폴로지를 나타낸다.
클라이언트와 결합 가능한 모든 BSS 각각에 대한 쓰루풋이 계산되고, 각 BSS를 운영하는 AP 와 WAN이 연결된 MAP(100A) 장치 사이의 거리(홉 수)에 따라서 추정 쓰루풋은 예측될 수 있다. 다시 말하면, 홉 수를 제외한 나머지 매개 변수를 이용하여 BSS에 클라이언트가 결합되었을 때의 쓰루풋을 먼저 예측하고, 이 예측된 쓰루풋에 홉 수를 추가적으로 고려하여 추정 쓰루풋을 예측할 수 있다. 즉, 추정 쓰루풋을 예측하기 위해 2단계 과정이 수행될 수 있는데, Hop to WAN 변수를 제외한 나머지 변수를 이용하여 쓰루풋을 예측하고(1단계), 예측된 쓰루풋에 Hop to WAN 변수를 고려하여 추정 쓰루풋을 예측(2단계)하는 것이다.
MAP 네트워크를 구성하는 각 MAP 장치 간에는 백홀 링크를 통해 연결된다. 상기 백홀 링크는 무선으로 연결될 수 있으며. AP의 무선 인터페이스의 수는 제한적이기 때문에 백홀 링크와 프론트홀 링크는 같은 RF를 통해 구성될 수 있다. 이러한 경우 같은 RF 채널을 사용하기 때문에 성능이 저하될 수 있다. 성능 저하에 따른 추정 쓰루풋을 조정하기 위해 클라이언트와 MAP(100A) 장치 간 사용된 모든 채널 정보가 고려되어야 한다. 구체적으로, 링크 연결에 사용된 채널이 중복되는 경우, 추정 쓰루풋은 (N-1)/N 만큼의 패널티를 적용하여 계산될 수 있다. 여기서 N은 중복된 채널의 수를 의미한다. 예를 들어, 도 17에서 클라이언트 SB는 MAP(100A) 장치와 프론트홀 링크(FL3) 1개, 백홀 링크(BL3) 1개를 통해 연결된다. 이때 FL3과 BL3이 서로 다른 채널을 이용하여 연결되는 경우, 추정 쓰루풋을 예측할 때 패널티가 적용되지 않는다. SA는 프론트홀 링크 1개(FL1), 백홀 링크 2개(BL1, BL2)를 통해 MAP(100A) 장치와 연결된다. 한편, MAP 네트워크 토폴리지에서 백홀 STA로 사용되는 무선 인터페이스가 다른 백홀 STA에 대한 백홀 AP로 사용될 수 있다. 다시 말하면 도 17에서 BL1과 BL2는 서로 동일한 채널이고 이를 통해 SA와 MAP(100A) 장치가 연결될 수 있는 것이다. 도 17에서는 로밍 대상을 STA로 표현하였으나 이는 클라이언트와 동일한 의미일 수 있다.
예를 들어, BL1과 BL2는 동일한 채널을 사용하고, FL1은 다른 채널을 사용하는 경우, FL1을 통한 추정 쓰루풋 예측 시 (2-1)/2의 패널티 즉, 1/2(50%) 만큼의 패널티가 적용되어야 하고, BL1과 BL2, FL1이 모두 동일한 채널을 사용한다면 (3-1)/3의 패널티 즉, 2/3(66.7%) 만큼의 패널티가 적용되어야 한다.
도 18은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 신경망을 통한 BSS에 클라이언트가 로밍되었을 때 추정 쓰루풋을 계산하는 과정을 나타낸다.
Hop to WAN 변수를 포함하여 상술한 8개의 매개 변수를 모두 한번에 신경망 모델의 입력 값으로 사용하여 추정 쓰루풋을 예측하는 경우, 듀얼 밴드를 제공하는 AP와 트라이 밴드를 제공하는 AP의 능력(capability)이 적절하게 고려되지 않을 수 있다. 예를 들어, 트라이 밴드를 제공하는 AP는 특정 대역을 이용하여 백홀 전용 링크로 사용하고, 다른 두개의 대역을 프론트홀로 사용할 수 있다. 반면, 듀얼 밴드를 제공하는 AP의 경우 두개의 대역을 프론트홀로 사용하는 경우 적어도 하나의 대역은 백홀 링크와 프론트홀 링크를 공유하게 된다. 따라서 같은 Hop to WAN 을 갖더라도 다른 성능을 보일 수 있다. 따라서, Hop to WAN 변수를 제외한 나머지 매개 변수를 입력 값으로 하여 추정 쓰루풋을 예측한 후, Hop to WAN을 추가적으로 입력 값으로 사용하여 조정된 추정 쓰루풋을 예측할 필요가 있다. 따라서 이하 도 18을 이용하여 조정된 추정 쓰루풋을 예측하는 과정을 설명한다.
한편, MAP 네트워크를 구성하는 AP가 1개인 경우, WAN과 연결된 MAP 장치는 상기 1개의 AP이기 때문에, 홉 수(Hop to WAN)은 고려되지 않을 수 있다.
도 18은 상술한 신경망 네트워크를 이용하여 예측된 각 BSS에 대한 추정 쓰루풋에 WAN과 연결된 MAP 장치와 클라이언트 사이의 홉 수(Hop to WAN 변수)를 고려하여 다시 한번 추정 쓰루풋이 조정될 수 있음을 나타낸다.
즉, 클라이언트와 결합 가능한 모든 BSS에 클라이언트가 로밍되었을 때에 대한 AP의 다운링크 쓰루풋이 계산되고, 각 BSS를 운영하는 AP와 WAN이 연결된 AP 사이의 거리(홉 수)에 따라서 조정된 추정 쓰루풋은 예측될 수 있다. 다시 말하면, 컨트롤러(C)는 상술한 8가지의 매개 변수들 중 WAN과의 연결 상태를 나타내는 변수(Hop to WAN)를제외한 나머지 매개 변수를 이용하여 BSS 내의 클라이언트에 대한 AP의 다운링크 쓰루풋을 먼저 예측하고, 이 예측된 쓰루풋에 WAN과의 연결 상태를 나타내는 변수를 추가적으로 고려하여 조정된 추정 쓰루풋을 예측할 수 있다. 즉, 컨트롤러(C)에서는 추정 쓰루풋을 예측하기 위해 2단계 과정이 수행될 수 있는데, Hop to WAN 변수를 제외한 나머지 변수를 이용하여 클라이언트와 결합 가능한 모든 BSS의 쓰루풋을 예측하고(1단계), 예측된 쓰루풋에 Hop to WAN 변수를 고려하여 조정된 추정 쓰루풋을 예측(2단계)하는 것이다. 이때, 1단계 및 2단계에서 쓰루풋을 예측하기 위해 상술한 신경망 시스템(모델)이 이용될 수 있는데, 1단계에서 사용되는 신경망 시스템과 2단계에서 사용되는 신경망 시스템은 각각 상이한 시스템일 수 있다.
이때 (조정된)추정 쓰루풋은 BSS를 운영하는 AP의 하향링크(downlink) 쓰루풋 또는 상향링크(uplink) 쓰루풋 일 수 있다.
상기 MAP 장치와 클라이언트 간의 홉 수를 고려하기 전 추정 쓰루풋(1단계)은 높게 예측될 수 있으나, 홉 수를 고려하여 조정된 추정 쓰루풋(2단계) 값은 1단계에서 계산된 추정 쓰루풋 보다 낮을 수 있다. 컨트롤러(C)는 조정된 추정 쓰루풋(2단계) 중 가장 높은 값을 가지는 BSS를 클라이언트 로밍을 위한 BSS로 선택한다.
이때, 선택된 BSS(candidate BSS)가 클라이언트와 연결되어 있는 BSS 일 수 있는데, 이때에는 클라이언트 로밍 요청은 발생하지 않을 수 있다. 그러나 선택된 BSS(candidate BSS)가 클라이언트와 연결되어 있는 BSS임에도 불구하고, 클라이언트 로밍 요청이 발생하는 경우(802.11v 표준을 지원하는 클라이언트에게 BTM 요청 프레임이 전송되는 경우) 클라이언트는 로밍 요청에 의해 현재 결합된 BSS (parent BSS)와의 결합을 끊고 다시 현재 결합된 BSS(parent BSS)와 결합되는 경우가 발생할 수 있다. 이로 인해 실질적인 로밍이 이루어지지 않지만 데이터 트래픽만 중단되는 상황이 발생할 수 있다. 또한, 빈번한 로밍을 방지하기 위해 현재 클라이언트와 결합된 BSS의 추정 쓰루풋과 상기 선택된 BSS(candidate BSS)의 추정 쓰루풋 간 차이가 일정 수준 이하인 경우에 컨트롤러(C)는, 클라이언트 로밍 요청을 하지 않을 수 있다. 다시 말하면, 현재 클라이언트와 결합된 BSS의 쓰루풋과 선택된 BSS(candidate BSS)의 추정 쓰루풋 간의 차이가 기 설정된 기준 이상인 경우에만 클라이언트 로밍이 이루어지는 것이다.
도 19은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍 발생 상황을 나타낸다. 즉, 도 19는 클라이언트의 빈번한 로밍이 발생될 수 있는 상황을 나타낸 것이다.
상술한 홉 수를 고려하여 예측된 조정된 쓰루풋에 기초하여 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 추정 쓰루풋은 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋과 유사할 수 있다. 측정 노이즈 및 기타의 이유로 인해 메트릭(metric)(즉, 조정된 추정 쓰루풋 예측을 위한 입력 값(변수))이 미세하게 변동될 수 있고, 이에 따라 조정된 추정 쓰루풋 또한 미세하게 변동될 수 있다. 이러한 경우 성능 이득 대한 임계 값 (performance gain threshold)이 고려되지 않는다면, 성능(품질)의 개선이 크지 않음에도 빈번한 로밍으로 인해 데이터 트래픽이 끊어지는 등의 성능 저하가 발생할 수 있다.
예를 들어, 도 19와 같이 클라이언트가 두 개의 MAP(200A, 200B) 장치로부터 동일한 거리만큼 떨어진 곳에 위치하고, 상기 두 MAP(200A, 200B) 장치는 동일한 능력(capability)을 가진다면, 상기 두 MAP(200A, 200B) 장치의 조정된 추정 쓰루풋은 서로 비슷하게(또는 동일하게) 예측될 수 있다. 이때, 클라이언트가 MAP(200A) 장치와 연결되어 있는 상황에서 D2 방향으로 이동한다면, MAP(200B) 장치에 의한 조정된 추정 쓰루풋이 좀 더 높게 예측될 수 있고, 클라이언트는 MAP(200B) 장치의 BSS로 로밍을 시도할 수 있다. 이때 로밍을 위한 연결 해제 및 재 연결 과정에서 트래픽이 잠시 중단될 수 있다.
한편, 클라이언트 로밍을 위한 BSS가 간섭이 심한 BSS일 수 있다. 이러한 경우 클라이언트는 현재 BSS와의 결합을 끓고 간섭이 심한 BSS로의 결합을 시도하지만, 심한 간섭때문에, 새로운 BSS와의 결합이 계속해서 실패할 수 있고, 결국 결합을 끊었던 BSS(즉, parent BSS)와 다시 연결될 수 있다.
클라이언트 로밍은 클라이언트에게 가장 좋은 성능(품질)을 제공하기 위해 이루어지는 것이지만, 너무 빈번한 로밍 요청은 오히려 성능을 저하시킬 수 있다. 다시 말하면, 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 추정 쓰루풋과 선택된 BSS(candidate BSS)의 추정 쓰루풋 간 큰 차이가 없어 성능 개선이 작음에도 불구하고, 빈번한 로밍을 통해 데이터 트래픽의 중단이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 로밍 요청 전에 성능 이득(performance gain)이 고려될 수 있다. 즉, 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 성능 이득을 고려한 성능 이득 임계 값을 만족하지 못한다면 로밍 요청이 수행되지 않을 수 있다. 이때 성능 이득 값은 적응적(adaptive)이어야 한다. 현재 결합된 BSS(parent BSS(의 조정된 추정 쓰루풋이 높은 경우 성능 이득 값은 증가되고, 따라서 성능 이득 임계 값은 증가되어야 한다. 예를 들어, 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 쓰루풋이 높은 경우(AP가 높은 능력(capability)을 가지는 경우), 성능 이득 값이 낮은 상수 값으로 설정된다면, 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 쓰루풋이 성능 이득 임계 값을 쉽게 초과할 수 있고, 로밍 요청이 수행될 수 있다. 반면에, 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 쓰루풋이 낮은 경우(AP가 낮은 능력(capability)을 가지는 경우), 상기 성능 이득 값이 높은 상수 값으로 설정된다면, 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 쓰루풋은 성능 이득 임계 값을 초과하지 못하여 로밍 요청이 수행되지 않을 수 있다. 따라서, 성능 이득 값은 쓰루풋의 상황(추정 쓰루풋 예측 값)을 고려하여 설정되어야 한다. 이때 (조정된)추정 쓰루풋은 BSS를 운영하는 AP의 하향링크(downlink) 쓰루풋 또는 상향링크(uplink) 쓰루풋 일 수 있다.
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 로밍 방법을 나타낸다.
도 20을 살펴보면, MAP 네트워크 내에서 클라이언트가 접속 가능한 BSS의 쓰루풋을 추정하고 클라이언트와 현재 접속되어 있는 BSS의 조정된 추정 쓰루풋(홉 수 고려)을 저장한다. 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋의 예측 값(즉, 쓰루풋이 높고 낮은 정도)에 기초하여 클라이언트 로밍을 위한 성능 이득(performance gain)은 달라질 수 있다. 성능 이득 값은 적응적이여야 하며, 백분율이 적용될 수도 있다. 이때, 백분율 값은 사용자가 특별히 지정할 수도 있다. 예를 들어, 백분율 값이 50%로 지정되고, 클라이언트에 대한 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 쓰루풋을 100 Mbps로 가정하면, 성능 이득 값은 100 Mbps의 50%인 50 Mbps이 될 수 있다. 따라서 클라이언트가 이용가능한 BSS들 중 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 150 Mbps 이상인 경우(즉, 100 Mbps + 50 Mbps)에만 클라이언트 로밍이 고려될 수 있다. 다시 말하면 MAP 네트워크 상에서 추정 쓰루풋이 150 Mbps 이상인 이용 가능한 BSS가 없는 경우(150 Mbps 이상인 BSS를 운영하는 AP가 없는 경우), 클라이언트 로밍은 요청되지 않는다. 즉, 클라이언트의 로밍을 위한 임계 값(성능 이득 임계 값)은 150 Mbps가 될 수 있는 것이다.
성능 이득 값이 백분율 값을 이용하여 계산되면, 성능 이득 임계 값 또한 낮은 값으로 계산된다. 따라서, 낮은 성능 이득 임계 값은 빈번한 클라이언트의 로밍을 야기할 수 있다.
이에, MAP 네트워크가 낮은 능력(capability)을 가지는 AP들로 구성되는 경우 성능 이득 값은 상수(constant) 값으로 고려될 수 있다.
또한, 클라이언트가 MAP 네트워크를 구성하는 AP들 모두와 멀리 떨어진 곳에 위치하는 경우, 조정된 추정 쓰루풋은 낮은 값으로 예측될 수 있다. 이 경우 컨트롤러(C)로부터 로밍 요청이 있으면, 클라이언트가 대상 BSS의 AP와 가까이 위치하는 경우보다 연결 해제 및 재연결에 더 많은 시간이 소요될 수 있다. 또한 백분율 값을 이용하여 성능 이득 임계 값을 계산하게 되면, 로밍을 통한 성능 이득이 크지 않은 경우에도 클라이언트 로밍 요청이 수행될 수 있다. 예를 들어 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 20 Mbps이고, 성능 이득 백분율 값이 50%로 설정되면, 성능 이득 값은 20 Mbps의 50%인 10 Mbps가 된다. 따라서, 성능 이득 임계 값은 30 Mbps(20 Mbps + 20 Mbps*50%)가 되므로, 선택된 BSS(candidate BSS)의 추정 쓰루풋이 30 Mbps 이상인 경우 로밍 요청이 수행될 수 있다. 클라이언트 로밍을 위한 해제 및 재연결을 위해 다소 긴 시간이 필요한 것에 대비해서, 10 Mbps의 성능 이득을 얻기 위해 클라이언트 로밍이 수행되는 것은 비효율적일 수 있다. 따라서, 백분율을 이용하여 성능 이득 임계 값을 설정하는 것보다 특정 상수 값을 성능 임계 값으로 설정하는 것이 클라이언트 로밍을 통한 성능 이득을 향상시키는데 보다 효율적인 경우가 있을 수 있다. 예를 들어, 성능 이득 값이 특정 상수 값(예:25 Mbps)으로 설정되면 경우 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 45 Mbps(20 Mbps + 25 Mbps) 이상일 때만 클라이언트 로밍 요청이 수행될 수 있다.
클라이언트 로밍을 위해서는 사용자에 의해 조정 가능한 세 가지의 매개 변수가 필요할 수 있다.
구체적으로 첫 번째 매개 변수는 클라이언트와 연결되어 있는 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 AP로부터 예측된 조정된 추정 쓰루풋이 기 설정된 특정 기준 이하인지 판단하는 값이 될 수 있다. 예를 들어, 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 기 설정된 특정 기준 값 이하인 것으로 예측된 경우, 성능 이득 값은 특정 상수에 기초하여 결정되어야 한다. 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 낮게 예측된다면, 백분율을 이용한 것보다 특정 상수를 이용하여 성능 이득 임계 값을 결정하는 것이 보다 효율적이기 때문이다. 다시 말하면 첫 번째 매개 변수는 성능 이득 값을 백분율에 기초하여 결정할 것인지, 특정 상수 값으로 결정할 것인지 결정하는 매개 변수를 의미한다.
두 번째 매개 변수는 사용자가 조정 가능한 특정 상수 값으로 설정된 성능 이득 값이 될 수 있다. 이때, 현재 결합된 BSS(parent BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 첫 번째 매개 변수 이하가 아닌 경우, 성능 이득 임계 값은 적응적이여야 하며, 이때의 성능 이득 값은 백분율을 이용할 수 있다.
즉, 세 번째 매개 변수는 성능 이득 값 설정을 위한 백분율 값이 될 수 있다. 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 추정 쓰루풋이 설정된 성능 이득 임계 값 보다 높다면 클라이언트 로밍 요청은 전송될 수 있다. 또한, 선택된 BSS(candidate BSS)는 BTM 요청 프레임(request frame) 내에 정의되어야 한다.
따라서, 상술한 세 가지의 매개 변수를 이용하여 기 설정된 특정 값보다 선택된 BSS(candidate BSS)의 조정된 쓰루풋이 큰 경우 즉, 요구되는 성능 이득을 만족하는 경우에만 클라이언트 로밍 요청이 수행되므로, 클라이언트가 두 AP 사이의 중간 지점에 있더라도 빈번한 로밍 요청이 수행되는 것을 방지하여, 클라이언트 로밍으로 인한 데이터 트래픽이 중단되는 것을 줄일 수 있다는 효과가 있다.
성능 이득 임계 값은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure pct00001
클라이언트 로밍 과정을 일반화하여 설명하면, 컨트롤러(C)는 상술한 쓰루풋 추정을 위한 매개 변수들을 수집하고, 수집된 매개 변수들에 기초하여 예측된 (조정된) 추정 쓰루풋을 첫 번째 매개 변수와 비교한다. 이때 (조정된) 추정 쓰루풋은 현재 클라이언트가 접속되어 있는 BSS의 쓰루풋이다. 그리고 비교 결과에 따라 성능 이득 값은 특정 상수 값(두 번째 매개변수) 또는 백분율 값(세 번째 매개변수)에 기초하여 결정/설정되고, 결정/설정된 성능 이득 값에 따라 성능 이득 임계 값이 결정된다. 이 후, 컨트롤러(C)는 기 수집된 쓰루풋 추정을 위한 매개 변수들에 기초하여 MAP 네트워크를 구성하는 다수의 BSS 각각에 대한 (조정된) 쓰루풋 값을 예측한다. 그리고, 다수의 BSS에 대한 (조정된) 쓰루풋 값을 상기 결정된 성능 이득 임계 값과 비교하여, 성능 이득 임계 값보다 큰 경우 클라이언트 로밍이 요청될 수 있다.
도 11 내지 도 20에서 설명한 쓰루풋은, 클라이언트가 BSS에 포함되었을 때, 상기 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값을 의미할 수 있다.
도 21은 본 발명의 실시 예에 따른 클라이언트의 스티어링(steering) 방법을 수행하는 컨트롤러에서의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
즉, 도 21은 도 11 내지 도 20을 통해 상술한 방법들을 수행하는 컨트롤러에서의 동작 과정을 나타낸다.
도 21을 살펴보면, 먼저 컨트롤러는 하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신한다(S2101).
이때, 상기 하나 이상의 AP는 복수 개의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 운영하고, 상기 정보들은, 상기 복수 개의 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 파라미터들을 포함하는 제1 정보 및 상기 복수 개의 BSS 능력(Capability)과 관련된 파라미터 및 상기 클라이언트 능력과 관련된 파라미터들을 포함하는 제2 정보를 포함할 수 있다.
그리고 컨트롤러는, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정한다(S2102).
컨트롤러는, 상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송한다(S2103).
이때, 상기 컨트롤러는, 상기 다중 AP 네트워크에 포함되는 논리적 엔티티(logical entity)일 수 있다.
컨트롤러는 S2102 단계 이전에 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS에 대한 쓰루풋(throughput)들을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 쓰루풋들은 신경망 네트워크 시스템(Neural Network System)을 이용하여 계산될 수 있다.
상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들 중 가장 높은 쓰루풋을 가지는 BSS 일 수 있다.
이때, 상기 제1 정보는, 채널 이용률을 나타내는 파라미터, 신호 세기를 나타내는 파라미터, 및 전송 속도를 나타내는 파라미터를 포함하고, 상기 제2 정보는 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, MCS(Modulation and Coding Scheme) 별 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 파라미터, 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 밴드 주파수를 나타내는 파라미터, 및 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 포함할 수 있다.
상기 쓰루풋들은, 상기 제1 정보 및 상기 제2 정보의 상기 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, 상기 MCS 별 데이터 레이트를 나타내는 파라미터, 상기 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 및 상기 밴드 주파수를 나타내는 파라미터에 기초하여 제1 쓰루풋 정보를 계산하고, 상기 제1 쓰루풋 정보에 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 추가적으로 고려하여 계산될 수 있다.
상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는, 상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 유선 연결인지 무선 연결인지에 따라 결정될 수 있다.
한편, 상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 무선 연결인 경우, 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는, 상기 무선 연결이 백홀 전용 연결인지, 백홀 및 프론트홀을 공유하는 연결인지에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 제1 쓰루풋 정보와 상기 쓰루풋들은, 각각 상이한 신경망 네트워크 시스템을 이용하여 계산될 수 있다.
상기 요청 메시지는, 상기 가장 높은 쓰루풋이 기 설정된 제1 임계 값 이상인 경우에 전송될 수 있다.
상기 클라이언트는 상기 복수 개의 BSS 중 제1 BSS에 포함되고, 상기 요청 메시지는, 상기 가장 높은 쓰루풋과 상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋 간의 차이가 기 설정된 제2 임계 값을 초과하는 경우에 전송될 수 있다.
상기 제2 임계 값은, 특정 상수(constant)일 수 있고, 상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋을 이용한 백분율 값에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 쓰루풋들 각각은 상기 복수 개의 BSS 중 어느 하나의 BSS에 상기 클라이언트가 포함되는 경우, 상기 클라이언트와 상기 어느 하나의 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값일 수 있다.
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 실시 예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명의 구성 요소, 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍처를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 다중 액세스 포인트(Access Point, AP) 네트워크에서 클라이언트의 스티어링(steering) 방법에 있어서, 컨트롤러에 의해 수행되는 방법은,
    하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신하는 단계,
    상기 하나 이상의 AP는 복수 개의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 운영하고,
    상기 정보들은, 상기 복수 개의 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 파라미터들을 포함하는 제1 정보 및 상기 복수 개의 BSS 능력(Capability)과 관련된 파라미터 및 상기 클라이언트 능력과 관련된 파라미터들을 포함하는 제2 정보를 포함하고;
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정하는 단계; 및
    상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 다중 AP 네트워크에 포함되는 논리적 엔티티(logical entity)인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS에 대한 쓰루풋(throughput)들을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 쓰루풋들은 신경망 네트워크 시스템(Neural Network System)을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들 중 가장 높은 쓰루풋을 가지는 BSS 인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 정보는, 채널 이용률을 나타내는 파라미터, 신호 세기를 나타내는 파라미터, 및 전송 속도를 나타내는 파라미터를 포함하고,
    상기 제2 정보는 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, MCS(Modulation and Coding Scheme) 별 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 파라미터, 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 밴드 주파수를 나타내는 파라미터, 및 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 쓰루풋들을 계산하는 단계는,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보의 상기 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, 상기 MCS 별 데이터 레이트를 나타내는 파라미터, 상기 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 및 상기 밴드 주파수를 나타내는 파라미터에 기초하여 제1 쓰루풋 정보를 계산하는 단계;
    상기 제1 쓰루풋 정보에 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 추가적으로 고려하여 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는,
    상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 유선 연결인지 무선 연결인지에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 AP에서 상기 WAN까지의 연결이 무선 연결인 경우, 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터는,
    상기 무선 연결이 백홀 전용 연결인지, 백홀 및 프론트홀을 공유하는 연결인지에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 쓰루풋 정보와 상기 쓰루풋들은,
    각각 상이한 신경망 네트워크 시스템을 이용하여 계산되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 4항에 있어서,
    상기 요청 메시지는,
    상기 가장 높은 쓰루풋이 기 설정된 제1 임계 값 이상인 경우에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 클라이언트는 상기 복수 개의 BSS 중 제1 BSS에 포함되고,
    상기 요청 메시지는, 상기 가장 높은 쓰루풋과 상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋 간의 차이가 기 설정된 제2 임계 값을 초과하는 경우에 전송되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 임계 값은,
    특정 상수(constant)인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제2 임계 값은,
    상기 제1 BSS에 대한 쓰루풋을 이용한 백분율 값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 쓰루풋들 각각은 상기 복수 개의 BSS 중 어느 하나의 BSS에 상기 클라이언트가 포함되는 경우,
    상기 클라이언트와 상기 어느 하나의 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값인 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 다중 액세스 포인트(Access Point, AP) 네트워크에서 클라이언트의 스티어링(steering) 방법을 수행하는 장치에 있어서, 상기 장치는,
    송수신기;
    컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러에 의해 실행되는 동작들에 대한 지시(instruction)들을 저장하고, 상기 컨트롤러와 연결되는 메모리를 포함하며,
    상기 동작들은,
    하나 이상의 AP로부터, 클라이언트의 스티어링을 위한 관련 정보들을 수신하는 단계,
    상기 하나 이상의 AP는 복수 개의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 운영하고,
    상기 정보들은, 상기 복수 개의 BSS 각각이 사용 중인 채널의 연결 상태와 관련된 파라미터들을 포함하는 제1 정보 및 상기 복수 개의 BSS 능력(Capability)과 관련된 파라미터 및 상기 클라이언트 능력과 관련된 파라미터들을 포함하는 제2 정보를 포함하고;
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS 중 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 특정한 후보(candidate) BSS를 결정하는 단계; 및
    상기 특정한 후보 BSS를 운영하는 AP로, 상기 클라이언트의 스티어링을 위한 요청 메시지를 전송하는 단계를 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 다중 AP 네트워크에 포함되는 논리적 엔티티(logical entity)인 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보에 기초하여, 상기 복수 개의 BSS에 대한 쓰루풋(throughput)들을 계산하는 단계를 더 포함하고,
    상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 특정한 후보 BSS는, 상기 쓰루풋들 중 가장 높은 쓰루풋을 가지는 BSS인 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 제1 정보는, 채널 이용률을 나타내는 파라미터, 신호 세기를 나타내는 파라미터, 및 전송 속도를 나타내는 파라미터를 포함하고,
    상기 제2 정보는 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, MCS(Modulation and Coding Scheme) 별 데이터 레이트(data rate)를 나타내는 파라미터, 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 밴드 주파수를 나타내는 파라미터, 및 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 쓰루풋들을 계산하는 단계는,
    상기 제1 정보 및 상기 제2 정보의 상기 공간 스트림(Spatial Stream)을 나타내는 파라미터, 상기 MCS 별 데이터 레이트를 나타내는 파라미터, 상기 채널 대역폭을 나타내는 파라미터, 및 상기 밴드 주파수를 나타내는 파라미터에 기초하여 제1 쓰루풋 정보를 계산하는 단계;
    상기 제1 쓰루풋 정보에 상기 WAN과의 연결 상태를 나타내는 파라미터를 추가적으로 고려하여 상기 쓰루풋들을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 쓰루풋들 각각은 상기 복수 개의 BSS 중 어느 하나의 BSS에 상기 클라이언트가 포함되는 경우,
    상기 클라이언트와 상기 어느 하나의 BSS를 운영하는 AP와의 연결 상태를 나타내는 값인 것을 특징으로 하는 장치.
KR1020217033864A 2019-04-24 2020-04-24 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치 KR20210145774A (ko)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190047656 2019-04-24
KR1020190047656 2019-04-24
KR20190124131 2019-10-07
KR1020190124131 2019-10-07
KR20200041171 2020-04-03
KR1020200041171 2020-04-03
PCT/KR2020/005481 WO2020218897A1 (ko) 2019-04-24 2020-04-24 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210145774A true KR20210145774A (ko) 2021-12-02

Family

ID=72941681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217033864A KR20210145774A (ko) 2019-04-24 2020-04-24 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220150721A1 (ko)
KR (1) KR20210145774A (ko)
WO (1) WO2020218897A1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210060509A (ko) * 2018-10-17 2021-05-26 주식회사 윌러스표준기술연구소 다중 액세스 포인트 네트워크에서의 온보딩 방법 및 이를 사용하는 액세스 포인트
WO2022046189A1 (en) * 2020-08-28 2022-03-03 Arris Enterprises Llc Method and control of hop limitation in wi-fi multi-access point device network
CN114745718A (zh) * 2021-01-07 2022-07-12 华为技术有限公司 一种局域网内的漫游控制方法及其相关装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7948953B2 (en) * 2005-12-19 2011-05-24 Aruba Networks, Inc. System and method for advertising the same service set identifier for different basic service sets
WO2010039906A1 (en) * 2008-09-30 2010-04-08 Spidercloud Wireless Dynamic topological adaptation
US9826451B2 (en) * 2012-12-19 2017-11-21 Lg Electronics Inc. Method for communicating in wireless communication system supporting multiple access network and apparatus supporting same
US9955403B2 (en) * 2012-12-20 2018-04-24 Lg Electronics Inc. Method for communicating in wireless communication system supporting multiple access network and apparatus supporting same
US20180302832A1 (en) * 2017-04-17 2018-10-18 Qualcomm Incorporated Enhanced serving access point selection in a network having multiple access points

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020218897A1 (ko) 2020-10-29
US20220150721A1 (en) 2022-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3571812B1 (en) Setting mesh networks with a generic gateway node
US10674558B2 (en) Mesh topology radio
CN111052781B (zh) 用于协商安全性算法和完整性算法的方法和设备
US9661515B2 (en) Cloud-based management platform for heterogeneous wireless devices
US9888432B2 (en) Method and apparatus for scanning access point in wireless LAN system
US11665662B2 (en) Method for onboarding in multiple access point network and access point using same
KR20210145774A (ko) 다중 액세스 포인트 네트워크에서 클라이언트 스티어링 방법 및 이를 위한 장치
US20170170946A1 (en) Selective participation on full-duplex communications
WO2014176503A1 (en) Cloud-based management platform for heterogeneous wireless devices
CN114828115B (zh) 用于引导站的方法、接入点和系统
CA3033071A1 (en) Discovery and security in lwa communication
KR20150054626A (ko) 스테이션 및 액세스 포인트와 스테이션 간의 접속 설정 방법
KR20180028668A (ko) 무선랜에서의 다중 사용자 상향링크 송신 파워 제어 기법
WO2016090635A1 (en) An adaptive block ack mechanism for a-mdpu
US20180176921A1 (en) Report for inter-bss interference avoidance
US11012141B1 (en) Systems and methods for selecting a donor for a relay wireless device
KR102521545B1 (ko) 무선랜에서 동적 연결 변경 방법 및 장치
Gawłowicz et al. Nxwlan: Neighborhood extensible wlan
Gawłowicz et al. NxWLAN: Towards transparent and secure usage of neighbors' access points in residential WLANs
US20170026347A1 (en) Ultra Dense Network Security Architecture and Method
KR20210036634A (ko) 다중 기지국 무선랜 환경에서 채널 이용률에 기반한 단말 스티어링 방법
KR20210036637A (ko) 다중 기지국 무선랜 환경에서 단말 스티어링 방법
KR20220020947A (ko) 다중 액세스포인트 보조 전송 방법, 장치, 저장 매체 및 전자 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination