WO2009088262A2 - 메쉬 네트워크에서 채널 스위치를 수행하는 방법 - Google Patents

메쉬 네트워크에서 채널 스위치를 수행하는 방법 Download PDF

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WO2009088262A2
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Yong Ho Seok
Alexander A. Safonov
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Lg Electronics Inc.
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    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Definitions

  • the present invention relates to a mesh network, and more particularly, to a procedure for switching a channel and a regulatory class of a mesh point (MP) in a mesh network.
  • MP mesh point
  • WLAN is based on radio frequency technology to provide home, business, or specific service area using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs).
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • BSS basic service set
  • IBSS Independent BSS
  • IFSS Infrastructure BSS
  • DS Distribution System
  • APs Access Points
  • WLAN is prescribed as a special type of network for the mesh network.
  • the mesh network may be referred to as a network that supports a plurality of wireless devices having a relay function to communicate directly without passing through an AP.
  • the AP's Distribution System (DS) may be replaced with a multi-hop path between multiple wireless devices.
  • DS Distribution System
  • the mesh network has a unique mesh identifier, which is used as an abbreviation for identifying a group of MPs constituting the mesh network. There is no limit on how to assign a mesh identifier.
  • a mesh network includes one or more STAs 131, 132, 133, and 134 and one or more wireless devices, that is, MPs 110, 121, 122, and 123.
  • MPs 110, 121, 122, and 123 are the MPs 110, 121, 122, and 123.
  • reference numerals 121 and 122 exist as the STAs 131, 132, 133, and 134 coupled with the MPs, ie, MAPs, which simultaneously perform functions of the AP.
  • the MP of reference numeral 121 is an MP connected to an external network by wire or wirelessly, which is called a mesh portal.
  • the STAs 131 to 134 are arbitrary functional media including medium access control (MAC) conforming to the IEEE 802.11 standard and a physical layer interface to a wireless medium.
  • MAC medium access control
  • Such a STA may also be called a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), or a mobile subscriber unit (Mobile Subscriber Unit) in addition to a radio station.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • MS mobile station
  • Mobile Subscriber Unit Mobile Subscriber Unit
  • MP (110, 121, 122, 123) is an entity constituting a wireless mesh network, and is one of the functional entities of IEEE 802.11 including a medium access control and a physical layer interface in accordance with the IEEE 802.11 standard.
  • the MPs 110, 121, 122, and 123 are wireless devices that support mesh services.
  • the mesh services include various services that enable direct communication between MPs constituting the mesh network. Communication between two MPs for providing a mesh service, for example the MP at 121 and the MP at 123, is via a mesh link or a peer link, which is a direct link established between the two MPs. Is done.
  • the MAPs 121 and 122 also perform functions as APs for a radio station (Associated STA) connected to the MAP.
  • the AP relays frames for the STA in the infrastructure BSS and performs various functions for BSS management.
  • the AP may be called a centralized controller, a base station (BS), a node-B, or a site controller in addition to an access point.
  • a regulation class is defined in relation to a frequency use bandwidth.
  • the regulatory class is the index in the set of values for the rule of wireless device sets.
  • One regulatory class contains all the necessary regulations for communication in a given frequency use bandwidth. For example, Channel Starting Frequency, Channel Spacing, Channel Set, Transmit Power Limit, Emission Limits Set, and Operation Limit Set Depending on the combination of (Behavior Limits Set) and the like, the regulatory class may vary. Therefore, in order for an MP to establish a peer link and communicate with another MP, the regulation class must be the same, and the channel used for communication among a plurality of channel sets defined in the same regulation class must be the same.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a procedure that can support the MP to switch the regulatory class and channel in the mesh network.
  • a method of performing a channel switch by a first MP in a mesh network includes establishing a peer link between the first MP and a second MP, and from the first MP to the second MP.
  • the peer link may be established by exchanging a peer link open frame and a peer link response frame between the first MP and the second MP.
  • the peer link open frame may include supported regulatory classes in which an MP for transmitting the peer link open frame is operable.
  • the method includes setting a channel switch count field included in the mesh channel switch alarm frame to a specific value when the first MP initiates the channel switch, and setting a mesh channel switch timer to the channel switch count field. And initializing to the specific value included, wherein the first MP may switch to the new channel when the mesh channel switch timer reaches zero.
  • the method may further include setting a new channel priority indicator field included in the mesh channel switch alarm frame to a channel priority value, wherein the second MP is a current channel priority value of the second MP. If it is higher than the priority value, the received channel switch alarm can be ignored.
  • the method includes setting a channel switch mode field included in the mesh channel switch alarm frame to 1 when the first MP requests neighbor MPs not to transmit a data frame to the current channel until a channel switch is scheduled. It may further include.
  • a method of performing a channel switch in a mesh network generates a mesh channel switch alarm frame, wherein the mesh channel switch alarm frame is a new regulatory class field which is the number of a new regulatory class after the channel switch and a new one to which the MP moves. And including a new channel number field, which is the number of a channel, and transmitting the mesh channel switch alarm frame.
  • the mesh point to switch to a regulation class different from the regulation class currently set can switch to a new regulation class and channel.
  • the mesh point informs the peer mesh points of the switch of the regulatory class so that the peer mesh points may also have the opportunity to change the regulatory class together.
  • 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a mesh network.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a format of a mesh configuration information element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a format of a mesh capability field included in the mesh configuration information element of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a message flow diagram illustrating a mesh link establishment procedure according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are tables showing information included in a body part of a peer link open frame and specific items for each information according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a format of a mesh channel switch notification frame as an example of a switch notification frame according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a format of a mesh channel switch notification element of the mesh channel switch notification frame of FIG. 7.
  • the mesh discovery process may be referred to as a process of finding a candidate MP or a neighbor MP which may be a peer MP.
  • the MP that sets up the mesh network has a predetermined mesh profile.
  • the mesh discovery process is a process of finding an MP whose mesh profile matches or can match the mesh profile.
  • the mesh profile includes a mesh identifier, a path selection protocol identifier, a path selection metric identifier, a congestion control mode identifier, and the like.
  • the first method uses a mesh beacon frame transmitted from another MP, which is called a passive scan method. That is, the MP wishing to participate in the mesh network receives a mesh beacon frame transmitted periodically from another MP to find a candidate MP to peer.
  • the second method is an active scan method, whereby an MP wishing to participate in a mesh network first transmits a mesh probe request frame. The MP having received the mesh probe request frame transmits a mesh probe response frame to the transmitting MP when there is a desire to establish a peer link with the transmitting MP.
  • the mesh beacon frame or the mesh probe request / response frame includes mesh ID information.
  • the mesh beacon frame or the mesh probe response frame includes mesh configuration information.
  • the MP wishing to establish a peer link may use the mesh ID information and the mesh configuration information to know mesh profile information of another MP (an MP transmitting a mesh beacon frame or an MP transmitting a mesh response frame).
  • the mesh configuration information is used to determine other information except for the mesh ID among the information constituting the mesh profile.
  • the mesh configuration information element 100 includes an element ID field (Element ID, 110), a length field (Length, 120), a version field (Version, 130), and an active path selection protocol identifier field.
  • Protocol Identifier 140
  • Active Path Selection Metric Identifier 150
  • Congestion Control Mode Identifier 160
  • Channel Priority 170
  • Mesh Capabilities Field 180
  • the mesh capability field 180 may include a peering link subfield (Accepting Peer Links 181), a power save support subfield (Power Save Support Enabled) 182, a synchronization subfield (Synchronization Enabled 183), A synchronization active subfield (Synchronization Active, 184), a synchronization support request subfield (Synchronization Support Required from Peer, 185), a mesh determination connection subfield (MDA Enabled, 186), and a forwarding subfield (Forwarding, 187).
  • a peering link subfield (Accepting Peer Links 181)
  • a power save support subfield Power Save Support Enabled
  • Synchronitization Enabled synchronization subfield
  • a synchronization active subfield Synchronet Control Active
  • a synchronization support request subfield Synchronet Control Agent
  • MDA Enabled Meshronization Support Required from Peer
  • MDA Enabled mesh determination connection subfield
  • Forwarding Forwarding
  • the MP attempts a mesh link establishment procedure with the found neighbor MP.
  • the mesh link establishment procedure refers to establishing a logical link between MPs, also called peering.
  • mesh data frames may be transmitted and received only between MPs which have established a peer link through this peering procedure.
  • the MP exchanges a peer link open frame and a peer link confirm frame with the candidate MP.
  • FIG. 4 is a message flow diagram illustrating a mesh link establishment procedure according to an embodiment of the present invention.
  • the first MP 10 transmits a first peer link open frame to the second MP 20, and in response, first peer link confirm. ) Frame is received from the second MP (20).
  • the second MP 20 also transmits a second peer link open frame to the first MP 10 and, in response, sends a second peer link confirm frame to the first MP 10. It receives from the MP 10.
  • the order in which the first peer link open / verify frame and the second peer link open / verify frame are exchanged is not limited.
  • the first MP 10 may transmit the first peer link open frame before or after receiving the second peer link open frame from the second MP 20, and may also receive the received first agent.
  • the second peer link open frame may be sent before or after the second peer link response frame, which is a response to the two peer link open frame, to the second MP 20.
  • the peer link open frame and the peer link confirmation frame that the first MP 10 and the second MP 20 exchange with each other are supported channels and supported regulatory classes, respectively.
  • MP information related to Regulatory Class is included. That is, the peer link open frame and the peer link acknowledgment frame include information on channels and regulatory classes supported by the MP. Information about these channels and regulatory classes may be included independently or in conjunction with one another (eg, types of channels supported by a particular regulatory class).
  • 5 and 6 are tables showing information included in the body portion of a peer link open frame and Notes for each information according to an embodiment of the present invention. 5 and 6 are cases in which regulatory class information and channel information are independently included, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
  • the body portion of the peer link open frame includes category information, action value information, capability information, and supported rate information. If a predetermined condition is satisfied, Extended Support Rate Information, Power Capability Information, Supported Channel Information, RSN (Robust Security Network) Information, and Quality of Service Capability Information (QoS Capability) ), Mesh identifier information (Mesh ID), mesh configuration information (Mesh Configration), peer link management information, mesh security capability information element (MSCIE) information, mesh security association handshake information element (MSAIE) information and MIC (Message Integration Code) information may be included.
  • MSCIE mesh security capability information element
  • MSAIE mesh security association handshake information element
  • MIC Message Integration Code
  • the body part of the peer link open frame includes supported regulatory class information.
  • the support regulatory class information is for informing the counterpart MP about information on the regulatory class supported by the MP.
  • the support regulatory class information may be information that must be included in a peer link open frame in order to use a regulatory class switching service in a mesh network.
  • supported channel information may not be included in the body part of the peer link open frame. .
  • the peer link confirmation frame transmitted in response thereto also includes support channel information and support regulatory class information. do. Since the details of the support channel information and the support regulatory class information included in the peer link confirmation frame are the same as those of the above-described peer link open frame, a detailed description thereof will be omitted.
  • All MPs participating in one mesh network must operate in the same regulatory class and must also operate in the same channel.
  • Different mesh networks may have the same regulatory class and / or channel for each mesh network, but may be different.
  • the MP eg, the first MP
  • the MP eg, the second MP
  • the regulatory class and / or channel of the first mesh network and the regulatory class and / or channel of the second mesh network must match to one.
  • interference with other networks e.g., BSS, IBSS or other mesh networks
  • BSS, IBSS or other mesh networks is severe and needs to be allowed to change the regulatory class and / or channel being used in the mesh network. Accordingly, there is a need for a protocol for each of the MPs forming or attempting to form a peer link to change from the current regulatory class and / or channel to another regulatory class and / or channel.
  • a channel priority field included in a mesh configuration element is used.
  • the channel priority field may have a predetermined size (eg, 4 octets) and may be set to a predetermined integer value.
  • the channel priority is initialized to an arbitrary value according to the physical interface.
  • the value set in the channel priority field is not set corresponding to the channel number alone, but set in correspondence with the regulation class number and the set of the channel number. That is, the value of the channel priority field included in the mesh configuration element such as the beacon frame or the probe response frame is set in consideration of both the regulatory class being used and the channel (which channel of which regulatory class is used).
  • the MP discovering a candidate MP having the same mesh profile and operating in different regulatory classes and / or channels in the mesh discovery procedure is the value of the channel priority field currently set by the candidate MP and the frame transmitted by the candidate MP. Compare the value of the channel priority field included in the beacon frame or probe response frame). If the value of its own channel priority is less than the value of the channel priority of the candidate MP which is the other party, the MP changes from the currently used regulatory class and / or channel to the regulatory class and / or channel being used by the other party. . In this case, the channel priority value of the MP is also changed.
  • the MP wants to change the regulatory class and / or channel in the mesh network, it needs to inform the peer MP. Because communication over a peer link is only possible between MPs with the same regulatory class and channel, if the MP wishing to change the regulatory class and / or channel does not inform the peer MP that the peer MP is unilaterally from the MP. This is because the peer link is released. Therefore, when the MP is going to change the regulatory class and / or channel, it is advisable to first inform the peer MP, giving them the opportunity to determine whether the peer MP will continue to maintain or release the peer link. Do.
  • the MP which attempts to change the regulatory class and / or channel, sends a switch notification frame of the regulatory class and channel to the peer MP as a method for notifying the fact.
  • the switch notification frame of the regulatory class and channel may use a mesh channel switch announcement frame, but embodiments of the present invention are not limited thereto.
  • the mesh channel switch notification frame may be transmitted using a PIFS (Point Inter-Frame Space) instead of DIFS (Distributed Inter-Frame Space).
  • DIFS Distributed Inter-Frame Space
  • PIFS Point Inter-Frame Space
  • DIFS Distributed Inter-Frame Space
  • the MP may transmit the mesh channel switch notification frame after determining that the wireless medium is not in use during one PIFS period and performing a backoff.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a format of a mesh channel switch notification frame as an example of a switch notification frame according to an embodiment of the present invention.
  • the mesh channel switch notification frame 200 includes a category field (Category, 210), an action value field (Action Value, 220), and a mesh channel switch announcement element field (Mesh Channel Switch Announcement Element, 230). Include.
  • the category field 210 may include a value indicating a category, for example, a management category, to which the mesh channel switching notification frame belongs.
  • the action value field 220 may include a value indicating the specific action content by the mesh channel switch notification frame 200.
  • the mesh channel switch notification element field 230 is used by the MP in the mesh network, so that when other MPs change to the new regulatory class and / or channel, they also change the regulatory class number of the new regulatory class and / or channel. It tells you the channel number, and the priority value determined by the new regulatory class and channel combination.
  • the mesh channel switch notification element 230 may include an element ID field (Element ID) 231, a length field (Length, 232), a channel switch mode field (Channel Switch Mode) 233, and a new regulatory class field ( New Regulatory Class (234), New Channel Number Field (235), New Channel Priority Indicator Field (New Channel Precedence Indicator, 236), Channel Switch Count Field (237), and Source Address Field (Source Address, 238).
  • element ID field Element ID
  • Length 232
  • Channel Switch Mode Channel Switch Mode
  • New Regulatory Class New Regulatory Class
  • New Channel Number Field 235
  • New Channel Priority Indicator Field New Channel Precedence Indicator
  • Channel Switch Count Field 237
  • Source Address Field Source Address
  • the element ID field 231 is set to a value indicating that the information element is a mesh channel switch notification element.
  • the length field 232 may be set to a value indicating the length of subsequent information, for example 14 octets.
  • the channel switch mode field 233 describes the restrictions on the transmission of the MP receiving the mesh channel switch notification frame up to the channel switch.
  • the MP transmitting the mesh channel notification frame may set a value of '0' or '1' in the field 233 for transmission. If the channel switch mode field 233 is set to '1', the MP having received the mesh channel switch notification frame until the time set in the channel switch count field 237 becomes the present time of the current regulatory class. No data frame is sent on the channel. That is, the channel switch mode field is set to '1' when requesting peripheral MPs not to transmit a data frame to the current channel until the channel switch is scheduled. When the channel switch mode field 233 is set to '0', no restriction is imposed on the MP that receives the mesh channel switch notification frame 200.
  • the new regulatory class field 234 is set to a value indicating the number of the new regulatory class that the MP wishes to change. As such, in the embodiment of the present invention, by including the new regulatory class field 234 in the mesh channel switch notification element, the peer MP is informed about the new regulatory class to be moved.
  • the new channel field 235 is set to a value indicating the number of the new channel that the MP wants to change.
  • the new channel priority indicator field 236 is set to a value of priority that is determined according to the combination of the regulatory class and channel to be changed by the MP.
  • the channel switch count field 237 is represented by the time of the TU and indicates the time when the MP that transmitted the mesh channel switch notification frame changes to a new regulatory class and / or channel.
  • the source address field 238 is set to a value indicating a medium access control (MAC) address of the first MP that generated the mesh channel switch notification frame.
  • MAC medium access control
  • the MP After receiving the mesh channel switch notification frame 200 as illustrated in FIGS. 7 and 8, the MP compares the channel priority indication field set in the received frame with the channel priority value currently set by the MP. do. If the channel priority value that is currently set is smaller than the channel priority value included in the mesh channel switch notification element, the received MP also changes the regulation class and / or channel. To this end, the receiving MP sets its mesh channel switch (MCS) timer to the time set in the channel switch count field of the received mesh channel switch notification frame. The receiving MP generates and transmits a mesh channel switch notification frame to notify the peer MP of this fact. When the set mesh channel switch timer expires, the receiving MP changes to a new regulatory class and / or channel. And while the mesh channel switch timer is set, no new mesh channel switch notification frame is generated.
  • MCS mesh channel switch
  • the protocol introduces a Mesh Channel Switch (MCS) timer to resolve such conflicts. It includes a mechanism.
  • MCS Mesh Channel Switch
  • the MP which determines that the regulatory class and / or channel needs to be switched, sends a frame to inform this intent (eg, the mesh channel switch notification frame described above).
  • MP selects the mesh channel switch wait time in the range of 0-255 (unit is TU).
  • the mesh channel switch wait time represents the time until switching to a new channel or a new channel in a new regulatory class.
  • the MP sets the wait time to the MCS timer, and then transmits a mesh channel switch notification frame to each peer MP configuring the mesh network.
  • values of a new candidate regulatory class, a new candidate channel, and a new candidate channel priority indicator are written, and a selected wait time is set in the channel switch count field.
  • the MP receives a mesh channel switch notification frame in which a channel priority value is set that is greater than the current channel priority value of the physical layer (PHY) in which the mesh channel switch notification frame is received, the MP receives the received mesh channel switch notification frame.
  • Set the MCS timer to the value of the channel switch count field.
  • the MP transmits a mesh channel switch notification frame to each of the peer MPs forming the mesh network, and informs the newly set MCS timer value (that is, the channel switch count field of the transmitting mesh channel switch notification frame is changed to a new MCS). Set to the value of the timer).
  • One or more MPs forming the mesh network may need to switch regulatory classes and / or channels independently, so that each may transmit a mesh channel switch announcement frame. If the MP receives one or more mesh channel switch notification frames, the MP is assigned to a mesh channel switch notification frame having a channel priority value greater than the channel priority value of a previously received mesh channel switch notification frame. React only to That is, the MP receiving the mesh channel switch alarm frame ignores the received channel switch alarm if its current channel priority value is greater than the channel priority value in the new channel priority indicator field. If the channel priority value of the newly received notification frame is the same as the priority value of the previously received notification frame, the MP responds only if the source address is smaller than the source address of the previously received notification frame.
  • the MP If the MP makes a predetermined response to the newly received notification frame, the MP updates the values of the candidate regulatory class, the candidate channel, and the candidate channel priority indicator, and the MCS with the channel switch count value of the received notification frame. Set a timer.
  • the MP transmits a mesh channel switch notification frame including new information to each peer MPs configuring the mesh network.
  • the MP cannot initiate a new mesh channel switch announcement frame for the duration of the MCS timer.
  • the MP switches its physical layer (PHY) to a new channel or a new channel of a new regulatory class.
  • PHY physical layer
  • the invention can be implemented in hardware, software or a combination thereof.
  • an application specific integrated circuit ASIC
  • DSP digital signal processing
  • PLD programmable logic device
  • FPGA field programmable gate array
  • the module may be implemented as a module that performs the above-described function.
  • the software may be stored in a memory unit and executed by a processor.
  • the memory unit or processor may employ various means well known to those skilled in the art.
  • preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but those skilled in the art to which the present invention pertains should understand the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined in the appended claims. It will be appreciated that various modifications or changes can be made. Accordingly, modifications to future embodiments of the present invention will not depart from the technology of the present invention.

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Abstract

메쉬 네트워크에서 제1 MP(Mesh Point)가 채널 스위치를 수행하는 방법은 상기 제1 MP와 제2 MP 간에 피어 링크를 설정하는 단계, 및 상기 제1 MP로부터 상기 제2 MP로 메쉬 채널 스위치 알람 프레임을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 후에 새로운 규제 클래스의 번호인 새로운 규제 클래스 필드와 상기 제1 MP가 이동하는 새로운 채널의 번호인 새로운 채널 번호 필드를 포함한다.

Description

메쉬 네트워크에서 채널 스위치를 수행하는 방법
본 발명은 메쉬 네트워크에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 메쉬 네트워크에서 메쉬 포인트(Mesh Point, MP)의 채널 및 규제 클래스(Regulatory Class)를 스위칭하는 절차에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신기술이 개발되고 있다. 이 중에서 WLAN은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 초고속 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN에서의 통신은 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)라고 불리는 영역 안에서 이루어지는 것을 전제로 한다. BSS 영역은 무선 매체의 전파 특성에 따라서 달라질 수 있기 때문에 경계가 다소 불명확하다. 이러한 BSS는 기본적으로 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)와 인프라스트락쳐 BSS(Infrastructured BSS)의 두 가지 구성으로 분류할 수 있는데, 전자는 자기 자신이 포함된(self-contained) 네트워크를 형성하는 것으로서 분산 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속이 허용되지 않는 BSS를 말하고, 후자는 하나 이상의 엑세스 포인트(Access Point, AP)와 분산 시스템 등을 포함하는 것으로서 일반적으로 스테이션들 사이의 통신을 포함한 모든 통신 과정에서 AP가 이용되는 BSS를 말한다.
한편, WLAN에서 특별한 유형의 네트워크로써 메쉬 네트워크에 관하여 규정하고 있다. 메쉬 네트워크는 중계 기능을 가진 다수의 무선기기가 AP를 경유하지 않고 직접 통신하는 것을 지원하는 네트워크라고 할 수 있다. 기능적으로 볼 때, AP의 분배 시스템(Distribution System, DS)은 다수의 무선 기기들 사이의 멀티-홉(Multi-hop) 경로로 대체될 수 있다. 이러한 메쉬 네트워크에 의하면, 어느 하나의 무선기기는 이웃하는 다른 무선기기와 피어-투-피어 무선 링크(피어 링크 또는 메쉬 링크)를 설정할 수 있고, 이러한 피어 링크는 멀티-홉으로 동작될 수 있기 때문에, 보다 유연한 무선 연결이 가능한 장점이 있다.
도 1은 이러한 메쉬 네트워크의 구성의 일례를 보여 주는 도면이다. 상기 메쉬 네트워크는 고유의 메쉬 아이디(Mesh Identifier)를 가지는데, 메쉬 아이디는 메쉬 네트워크를 구성하는 MP들의 그룹을 식별하기 위한 약칭으로 사용된다. 메쉬 식별자를 어떻게 부여할지는 아무런 제한이 없다.
도 1을 참조하면, 메쉬 네트워크는 하나 또는 다수의 STA(131, 132, 133, 134)과 하나 또는 그 이상의 무선기기, 즉 MP들(110, 121, 122, 123)을 포함한다. 상기 MP들 중에서 참조 번호 121과 122는 자신과 결합되어 있는 STA(131, 132, 133, 134)이 존재하므로, AP의 기능을 동시에 수행하는 MP, 즉 MAP가 된다. 그리고 참조 번호 121의 MP는 유선 또는 무선으로 외부 네트워크와 연결되는 MP인데, 이를 메쉬 포털(Mesh Portal)이라 한다.
STA(131 내지 134)은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 비AP 스테이션(Non-AP Station)이다. 이러한 STA은 무선국이라는 명칭 외에 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등으로도 불릴 수 있다.
MP(110, 121, 122, 123)는 무선 메쉬 네트워크를 구성하는 개체로서, IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어와 물리층 인터페이스를 포함하는 IEEE 802.11의 기능 개체의 하나이다. MP(110, 121, 122, 123)는 메쉬 서비스(mesh services)를 지원하는 무선기기인데, 메쉬 서비스는 메쉬 네트워크를 구성하는 MP들간에 직접 통신을 가능하게 해주는 제반 서비스를 포함한다. 메쉬 서비스를 제공하기 위한 두 개의 MP들, 예컨데 참조 번호 121의 MP와 참조 번호 123의 MP들 사이에서의 통신은, 상기 두 개의 MP들 사이에 설정되어 있는 직접 링크인 메쉬 링크 또는 피어 링크를 통해서 이루어진다.
MAP(121, 122)는 전술한 MP의 기능 외에도 자신에게 연결 설정된 무선국(Associated STA)을 위하여 AP로서의 기능도 수행한다. AP는 인프라스트럭쳐 BSS에서 STA을 위하여 프레임을 중계하고 BSS 관리를 위한 제반 기능을 수행한다. AP는 엑세스 포인트라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), 노드-B, 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
한편, 무선랜에서는 주파수 사용 대역폭 등과 관련하여 규제 클래스(Regulatory Class)에 관하여 규정하고 있다. 규제 클래스는 무선 장치 집합들의 규칙을 위한 값들의 집합에서의 인덱스이다. 하나의 규제 클래스는 소정의 주파수 사용 대역폭에서의 통신에 필요한 제반 규제 사항을 포함한다. 예를 들어, 채널 시작 주파수(Channel Starting Frequency), 채널 간격(Channel Spacing), 채널 세트(Channel Set), 전송 파워 리미트(Transmit Power Limit), 이미션 리미트 세트(Emission Limits Set), 및 동작 리미트 세트(Behavior Limits Set) 등의 조합에 따라서 규제 클래스는 달라질 수 있다. 따라서 MP가 다른 MP와 피어 링크를 설정하고 통신을 하기 위해서는 규제 클래스가 같아야 하며, 또한 같은 규제 클래스에 규정되어 있는 복수의 채널 세트 중에서 통신에 사용하는 채널도 같아야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 메쉬 네트워크에서 MP가 규제 클래스 및채널을 스위치하는 것을 지원할 수 있는 절차를 제공하는 것이다.
일 양태에 있어서, 메쉬 네트워크에서 제1 MP(Mesh Point)가 채널 스위치를 수행하는 방법은 상기 제1 MP와 제2 MP 간에 피어 링크를 설정하는 단계, 및 상기 제1 MP로부터 상기 제2 MP로 메쉬 채널 스위치 알람 프레임(mesh channel switch announcement frame)을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 후에 새로운 규제 클래스의 번호인 새로운 규제 클래스 필드와 상기 제1 MP가 이동하는 새로운 채널의 번호인 새로운 채널 번호 필드를 포함한다.
몇몇 실시예에 있어서, 상기 피어 링크는 상기 제1 MP와 상기 제2 MP간에 피어 링크 오픈 프레임과 피어 링크 응답 프레임을 교환함으로써 설정될 수 있다. 상기 피어 링크 오픈 프레임은 상기 피어 링크 오픈 프레임을 전송하는 MP가 동작가능한 지원되는 규제 클래스들을 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 MP가 상기 채널 스위치를 개시할 때 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 채널 스위치 카운드 필드를 특정값으로 셋팅하는 단계, 및 메쉬 채널 스위치 타이머를 상기 채널 스위치 카운드 필드에 포함되는 상기 특정값으로 초기화하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 MP는 상기 메쉬 채널 스위치 타이머가 0에 도달한 때 상기 새로운 채널로 스위치할 수 있다.
상기 방법은 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 새로운 채널 우선순위 지시자 필드를 채널 우선순위 값으로 셋팅하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 MP는 상기 제2 MP의 현재 채널 우선순위 값이 상기 채널 우선순위 값보다 크면 수신한 채널 스위치 알람을 무시할 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 MP가 주변 MP들에게 채널 스위치가 스케줄링될 때까지 현재 채널로 데이터 프레임의 전송하지 말 것을 요청할 때 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 채널 스위치 모드 필드를 1로 셋팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 메쉬 네트워크에서 채널 스위치를 수행하는 방법은 메쉬 채널 스위치 알람 프레임을 생성하되, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 후에 새로운 규제 클래스의 번호인 새로운 규제 클래스 필드와 MP가 이동하는 새로운 채널의 번호인 새로운 채널 번호 필드를 포함하는 단계, 및 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 현재 설정하고 있는 규제 클래스와는 다른 규제 클래스로 스위치하고자 하는 메쉬 포인트가 새로운 규제 클래스 및 채널로 스위치할 수가 있다. 특히, 본 발명의 실시예에 의하면, 메쉬 포인트는 이러한 규제 클래스의 스위치를 피어 메쉬 포인트들에 알려줌으로써, 피어 메쉬 포인트들도 규제 클래스를 같이 변경할 수 있는 기회를 가질 수가 있다.
도 1은 메쉬 네트워크의 구성의 일례를 보여 주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 컨피규레이션 정보 요소의 포맷을 보여 주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 메쉬 컨피규레이션 정보 요소에 포함되는 메쉬 능력치 필드의 포맷의 일례를 보여 주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 링크 설정 절차를 보여주는 메시지 흐름도이다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피어 링크 오픈 프레임의 바디부에 포함되는 정보들과 각 정보들에 대한 특이 사항를 보여 주는 테이블이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스위치 알림 프레임의 일례로써 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 포맷을 보여 주는 블록도이다.
도 8은 도 7의 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 메쉬 채널 스위치 알림 요소의 포맷을 보여 주는 블록도이다.
무선 메쉬 네트워크에서 설정되어 있는 메쉬 네트워크에 새로운 MP가 참여하거나 또는 어느 하나의 MP가 다른 MP와 피어 링크를 형성하기 위해서는 메쉬 발견(Mesh Discovery) 과정을 거친다. 메쉬 발견 과정은 다른 MP와 피어 링크를 설정하고자 하는 MP가 피어 MP가 될 수 있는 후보 MP 또는 이웃(Neighbor) MP를 찾는 과정이라고 할 수 있다.
메쉬 네트워크를 설정하고 있는 MP는 소정의 메쉬 프로파일을 갖는데, 메쉬 발견 과정은 메쉬 프로파일이 일치하거나 메쉬 프로파일을 일치시킬 수 있는 MP를 찾는 과정이다. 메쉬 프로파일은 메쉬 식별자(Mesh Identifier), 경로 선택 프로토콜 식별자(Path Selection Protocol Identifier), 경로 선택 메트릭 식별자(Path Selection Metric Identifier), 혼잡 제어 모드 식별자(Congestion Control Mode Identifier) 등으로 구성된다.
메쉬 발견 과정은 2가지 방식이 있다. 첫 번째는 방식은 다른 MP로부터 전송되는 메쉬 비이콘 프레임(Mesh Beacon Frame)을 이용하는 것으로서, 이를 수동 스캔(Passive Scan) 방법이라고 한다. 즉, 메쉬 네트워크에 참여하고자 하는 MP는 다른 MP로부터 주기적으로 전송되는 메쉬 비이콘 프레임을 수신하여, 피어링을 하고자 하는 후보 MP를 찾는다. 두 번째 방식은 능동 스캔(Active Scan) 방식으로서, 이에 의하면 메쉬 네트워크에 참여하고자 하는 MP가 먼저 메쉬 프로브 요청 프레임(Mesh Probe Request Frame)을 전송한다. 그리고 메쉬 프로브 요청 프레임을 수신한 MP는 송신 MP와 피어 링크를 설정할 의사가 있는 경우에는 메쉬 프로브 응답 프레임(Mesh Probe Response Frame)을 상기 송신 MP로 전송한다.
메쉬 비이콘 프레임이나 메쉬 프로브 요청/응답 프레임에는 메쉬 아이디 정보(Mesh ID Information)가 포함된다. 그리고 메쉬 비이콘 프레임이나 메쉬 프로브 응답 프레임에는 메쉬 컨피규레이션 정보(Mesh Configuration Information)가 포함된다. 피어 링크를 설정하고자 하는 MP는 이러한 메쉬 아이디 정보와 메쉬 컨피규레이션 정보를 이용하여, 다른 MP(메쉬 비이콘 프레임을 전송한 MP나 메쉬 응답 프레임을 전송한 MP)의 메쉬 프로파일 정보를 알 수 있다. 특히, 메쉬 컨피규레이션 정보는 메쉬 프로파일을 구성하는 정보들 중에서 메쉬 아이디를 제외한 다른 정보를 파악하는데 이용된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 컨피규레이션 정보 요소의 포맷을 보여 주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 메쉬 컨피규레이션 정보 요소(100)는 요소 아이디 필드(Element ID, 110), 길이 필드(Length, 120), 버전 필드(Version, 130), 액티브 경로 선택 프로토콜 식별자 필드(Active Path Selection Protocol Identifier, 140), 액티브 경로 선택 메트릭 식별자 필드(Active Path Selection Metric Identifier, 150), 혼잡 제어 모드 식별자 필드(Congestion Control Mode Identifier, 160), 채널 우선순위 필드(Channel Precedence, 170), 및 메쉬 능력치 필드(Mesh Capability, 180)를 포함한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 메쉬 능력치 필드(180)의 포맷의 일례를 보여 주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 메쉬 능력치 필드(180)는 피어 링크 수용 서브필드(Accepting Peer Links, 181), 파워 세이브 지원 서브필드(Power Save Support Enabled, 182), 동기화 서브필드(Synchronization Enabled, 183), 동기화 액티브 서브필드(Synchronization Active, 184), 동기화 지원 요청 서브필드(Synchronization Support Required from Peer, 185), 메쉬 판정 접속 서브필드(MDA Enabled, 186), 및 전달 서브필드(Forwarding, 187)를 포함한다.
전술한 메쉬 발견 절차 중의 한 가지를 이용하여 이웃 MP들을 발견하게 되면, MP는 발견된 이웃 MP와 메쉬 링크 설정 절차를 시도하게 된다. 메쉬 링크 설정 절차는 MP들 사이에서 논리적인 링크를 설정하는 것을 말하는데, 피어링(Peering)이라고도 한다. 메쉬 네트워크에서는 이러한 피어링 절차를 통하여 피어 링크를 설정한 MP들 사이에서만 메쉬 데이터 프레임을 송수신할 수 있다. 메쉬 발견 절차를 통해서 발견한 후보 MP와 메쉬 링크를 설정하기 위하여, MP는 후보 MP와 피어 링크 오픈 프레임(Peer Link Open Frame)과 피어 링크 확인 프레임(Peer Link Confirm Frame)을 주고 받는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 링크 설정 절차를 보여주는 메시지 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 제1 MP(10)는 제2 MP(20)에게 제1 피어 링크 오픈(First Peer Link Open) 프레임을 전송하고, 이에 대한 응답으로 제1 피어 링크 확인(First Peer Link Confirm) 프레임을 제2 MP(20)로부터 수신한다. 그리고 제2 MP(20)도 제1 MP(10)에게 제2 피어 링크 오픈(Second Peer Link Open) 프레임을 전송하고, 이에 대한 응답으로 제2 피어 링크 확인(Second Peer Link confirm) 프레임을 제1 MP(10)로부터 수신한다.
제1 피어 링크 오픈/확인 프레임과 제2 피어 링크 오픈/확인 프레임을 주고 받는 순서는 아무런 제한이 없다. 예를 들어, 제1 MP(10)는 제2 MP(20)로부터 제2 피어 링크 오픈 프레임을 수신하기 이전이나 또는 이를 수신한 이후에 제1 피어 링크 오픈 프레임을 전송할 수 있으며, 또한 수신된 제2 피어 링크 오픈 프레임에 대한 응답인 제2 피어 링크 응답 프레임을 제2 MP(20)에게 전송하기 이전이나 또는 그 이후에 제2 피어 링크 오픈 프레임을 전송할 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 제1 MP(10)와 제2 MP(20)가 서로 주고 받는 피어 링크 오픈 프레임과 피어 링크 확인 프레임에는 각각 지원되는 채널 (Supported Channel)과 지원되는 규제 클래스(Supported Regulatory Class)에 관련된 MP의 정보가 포함된다. 즉, 피어 링크 오픈 프레임과 피어 링크 확인 프레임에는 MP가 지원하는 채널과 규제 클래스에 관한 정보가 포함된다. 이러한 채널과 규제 클래스에 관한 정보는 독립적으로 포함되거나 또는 서로 연계하여(예컨대, 특정 규제 클래스에서 지원하는 채널의 종류) 포함될 수 있다.
도 5 및 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 피어 링크 오픈 프레임의 바디부에 포함되는 정보들과 각 정보들에 대한 특이 사항(Notes)를 보여 주는 테이블이다. 도 5와 6는 규제 클래스 정보와 채널 정보가 독립적으로 포함되는 경우이나, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다.
도 5 및 6을 참조하면, 피어 링크 오픈 프레임의 바디부에는 카테고리(Category) 정보, 액션값 정보(Action Value), 능력치 정보(Capability), 지원 레이트 정보(Supported Rate)가 포함된다. 그리고 소정의 조건을 만족할 경우에는, 확장 지원 레이트 정보(Extended Support Rate), 전원 능력치 정보(Power Capability), 지원 채널 정보(Supported Channel), RSN(Robust Security Network) 정보, 서비스 품질 능력치 정보(QoS Capability), 메쉬 식별자 정보(Mesh ID), 메쉬 컨피그레이션 정보(Mesh Configration), 피어 링크 관리 정보(Peer Link Management), MSCIE(Mesh Security Capability Information Element) 정보, MSAIE(Mesh Security Association handshake Information Element) 정보와 MIC(Message Integration Code) 정보를 포함할 수 있다.
또한, 피어 링크 오픈 프레임을 전송하는 MP가 확장 채널 스위칭(Entended Channel Switch)를 지원하는 경우에는, 피어 링크 오픈 프레임의 바디부에는 지원 규제 클래스(Supported Regulatory Class) 정보가 포함된다. 지원 규제 클래스 정보는 MP가 지원하는 규제 클래스에 관한 정보를 상대방 MP에게 알려 주기 위한 것이다. 본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 지원 규제 클래스 정보는 메쉬 네트워크에서 규제 클래스 스위칭 서비스를 이용하기 위해서 피어 링크 오픈 프레임에 반드시 포함시켜야 하는 정보일 수 있다. 다만, 도 5를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, MP가 확장 채널 스위칭(Entended Channel Switch)를 지원하는 경우에는, 피어 링크 오픈 프레임의 바디부에는 지원 채널 정보(Supported Channels)가 포함되지 않을 수도 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 피어 링크 오픈 프레임에 지원 채널 정보와 지원 규제 클래스 정보가 포함되는 경우에, 이에 대한 응답으로 전송하는 피어 링크 확인 프레임에도 역시 지원 채널 정보와 지원 규제 클래스 정보가 더 포함된다. 피어 링크 확인 프레임에 포함되는 지원 채널 정보 및 지원 규제 클래스 정보의 구체적인 내용은 전술한 피어 링크 오픈 프레임의 그것과 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
하나의 메쉬 네트워크에 참여하는 모든 MP들은 동일한 규제 클래스에서 동작해야 하고, 또한 동일한 채널에서 동작해야 한다. 메쉬 네트워크가 다르면 각 메쉬 네트워크가 동작하는 규제 클래스 및/또는 채널은 같을 수도 있지만 서로 다를 수도 있다. 그런데, 제1 메쉬 네트워크와 제2 메쉬 네트워크가 동일한 메쉬 프로파일을 가지는 경우에, 제1 메쉬 네트워크의 MP(예컨대, 제1 MP)와 제2 메쉬 네트워크의 MP(예컨대, 제2 MP)는 각각 다른 규제 클래스 및/또는 다른 채널에서 동작할 수도 있다.
이와 같은 경우에, 만일 제1 MP와 제2 MP가 피어 링크를 설정하려고 한다면, 제1 메쉬 네트워크의 규제 클래스 및/또는 채널과 제2 메쉬 네트워크의 규제 클래스 및/또는 채널을 하나로 일치시켜야 한다. 또한, 다른 네트워크(예를 들어, BSS, IBSS 또는 다른 메쉬 네트워크)와의 간섭(Interference)이 심하여, 메쉬 네트워크에서 사용중인 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하는 것을 허용할 필요가 있다. 따라서 피어 링크를 형성하고 있거나 또는 형성하려고 하는 MP들 각각이 현재의 규제 클래 및/또는 채널에서 다른 규제 클래스 및/또는 채널로 변경하기 위한 프로토콜이 필요하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 네트워크에서의 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하기 위한 프로토콜에 의하면, 메쉬 컨피규레이션 요소(Mesh Configuration Element)에 포함되는 채널 우선순위(Channel Precedence) 필드를 이용한다. 채널 우선순위 필드는 소정의 크기(예컨대, 4옥테트)를 가질 수 있으며, 또한 소정의 정수값으로 설정될 수 있다. 그리고 채널 우선순위는 물리 인터페이스(Physical Interface)에 따라 임의의 값으로 초기화된다.
본 발명의 실시예에 의하면, 상기 채널 우선순위 필드에 설정되는 값은 채널 번호만에 대응하여 설정되는 것이 아니라 규제 클래스의 번호와 채널 번호의 집합에 대응하여 설정된다. 즉, 비이콘 프레임이나 프로브 응답 프레임 등의 메쉬 컨피규레이션 요소에 포함되는 채널 우선순위 필드의 값은 사용 중인 규제 클래스와 채널 모두(어떤 규제 클래스의 어떤 채널을 사용하는지)를 고려하여 설정된다.
메쉬 발견 절차에서 동일한 메쉬 프로파일을 가지면서 다른 규제 클래스 및/또는 채널에서 동작하는 후보 MP를 발견한 MP는, 자신이 현재 설정하고 있는 채널 우선순위 필드의 값과 상기 후보 MP가 전송한 프레임(비이콘(beacon) 프레임 또는 프로브 응답 프레임 등)에 포함되어 있는 채널 우선순위 필드의 값을 비교한다. 만약, 자신의 채널 우선순위의 값이 상대방인 후보 MP의 채널 우선순위의 값보다 작을 경우에, MP는 현재 사용 중인 규제 클래스 및/또는 채널에서 상대방이 사용 중인 규제 클래스 및/또는 채널로 변경한다. 이 경우에, 상기 MP의 채널 우선순위의 값도 같이 변경된다.
한편, 메쉬 네트워크에서 MP가 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하려고 하는 경우에는 그 사실을 피어 MP에게 알릴 필요가 있다. 왜냐하면, 피어 링크를 통한 통신은 규제 클래스와 채널이 동일한 MP들 사이에서만 가능한데, 만일 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하고자 하는 MP가 피어 MP에게 그 사실을 알리지 않는다면, 피어 MP는 상기 MP로부터 일방적으로 피어 링크를 해제 당하기 때문이다. 따라서 MP가 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하려고 하는 경우에는, 우선 그 사실을 피어 MP에게 알림으로써, 상기 피어 MP도 계속 피어 링크를 유지하도록 하거나 또는 해제를 할지를 판단할 수 있는 기회를 주는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 의하면, 규제 클래스 및/또는 채널을 변경하려고 하는 MP가 그 사실을 알리기 위한 방법으로서 규제 클래스와 채널의 스위치 알림 프레임을 피어 MP에게 전송한다. 상기 규제 클래스와 채널의 스위치 알림 프레임은 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(Mesh Channel Switch Announcement Frame)을 사용할 수 있는데, 본 발명의 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다.
그리고 본 발명의 실시예에 의하면, 메쉬 채널 스위치 알림 프레임은 DIFS(Distributed Inter-Frame Space) 대신에 PIFS(Point Inter-Frame Space)를 사용하여 전송할 수도 있다. DIFS 대신에 PIFS를 사용하면, 채널 접속 확률을 높여 줄 수가 있다. 즉, 규제 클래스 및/또는 채널의 스위치가 있기 이전에, 모든 이웃 피어 MP들(파워 세이브 모드로 동작하고 있는 MP를 포함한다)이 적어도 하나의 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 수신할 기회를 가질 수 있도록, 규제 클래스 및/또는 채널의 스위치 절차가 스케쥴되는 것이 바람직하다. 따라서 MP는 하나의 PIFS 기간(Period) 동안에 무선 매체가 사용되고 있지 않다(idle)는 것을 판정하고 또한 백오프(backoff)를 수행한 이후에, 상기 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 전송할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 스위치 알림 프레임의 일례로써 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 포맷을 보여 주는 블록도이다.
도 7을 참조하면, 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(200)은 카테고리 필드(Category, 210), 액션값 필드(Action Value, 220), 및 메쉬 채널 스위치 알림 요소 필드(Mesh Channel Switch Announcement Element, 230)를 포함한다. 카테고리 필드(210)에는 메쉬 채널 스위칭 알림 프레임이 속하는 카테고리, 예컨대 관리(Management) 카테고리를 지시하는 값이 포함될 수 있다. 그리고 액션값 필드(220)는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(200)에 의한 구체적인 액션 내용을 지시하는 값이 포함될 수 있다. 또한, 메쉬 채널 스위치 알림 요소 필드(230)는 메쉬 네트워크에서 MP에 의하여 사용되는 것으로써, 다른 MP에게 언제 새로운 규제 클래스 및/또는 채널로 변경되고 또한 새로운 규제 클래스 및/또는 채널의 규제 클래스 번호와 채널 번호, 그리고 새로운 규제 클래스와 채널의 조합에 의하여 정해지는 우선순위값 등을 알려준다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 채널 스위치 알림 요소(230)의 포맷을 보여 주는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 메쉬 채널 스위치 알림 요소(230)는 요소 아이디 필드(Element ID, 231), 길이 필드(Length, 232), 채널 스위치 모드 필드(Channel Switch Mode, 233), 새로운 규제 클래스 필드(New Regulatory Class, 234), 새로운 채널 번호 필드(New Channel Number, 235), 새로운 채널 우선순위 지시자 필드(New Channel Precedence Indicator, 236), 채널 스위치 카운트 필드(Channel Switch Count, 237), 및 소스 어드레스 필드(Source Address, 238)를 포함한다.
요소 아이디 필드(231)는 상기 정보 요소가 메쉬 채널 스위치 알림 요소라는 것을 지시하는 값으로 설정된다. 길이 필드(232)는 후속되는 정보의 길이, 예컨대 14옥테트를 가리키는 값으로 설정될 수 있다.
채널 스위치 모드 필드(233)는 채널 스위치까지의 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 수신한 MP의 전송에 대한 제한 사항을 기술한다. 메쉬 채널 알림 프레임을 전송하는 MP는 전송에 대하여 상기 필드(233)에 '0' 또는 '1'의 값을 설정할 수 있다. 만약, 채널 스위치 모드 필드(233)가 '1'로 설정되었을 경우에, 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 수신한 MP는 채널 스위치 카운트 필드(237)에 설정된 시간이 될 때까지 현재의 규제 클래스의 현재의 채널에서 어떠한 데이터 프레임도 전송하지 않는다. 즉 주변 MP들에게 채널 스위치가 스케줄링될 때까지 현재 채널로 데이터 프레임을 전송하지 말 것을 요청할 때 상기 채널 스위치 모드 필드는 1로 셋팅된다. 그리고 채널 스위치 모드 필드(233)가 '0'으로 설정되었을 경우에는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(200)을 수신한 MP에게 어떠한 제한 사항도 부과하지 않는다.
새로운 규제 클래스 필드(234)는 MP가 변경하고자 하는 새로운 규제 클래스의 번호를 지시하는 값으로 설정된다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 메쉬 채널 스위치 알림 요소에 새로운 규제 클래스 필드(234)를 포함시킴으로써, 피어 MP에게 이동하고자 하는 새로운 규제 클래스에 대하여 알려 준다.
새로운 채널 필드(235)는 MP가 변경하고자 하는 새로운 채널의 번호를 지시하는 값으로 설정된다. 새로운 채널 우선순위 지시자 필드(236)는 MP가 새로 변경할 규제 클래스와 채널의 조합에 따라서 결정되는 우선순위의 값으로 설정된다. 채널 스위치 카운트 필드(237)는 TU의 시간으로 표시되며, 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 송신한 MP가 새로운 규제 클래스 및/또는 채널로 변경하는 시간을 나타낸다. 그리고 소스 어드레스 필드(238)는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 생성한 최초 MP의 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC) 어드레스를 나타내는 값으로 설정된다.
도 7 및 도 8에 도시된 것과 같은 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(200)을 수신한 MP는 수신된 프레임에 설정되어 있는 채널 우선순위 지시 필드의 값과 자신이 현재 설정하고 있는 채널 우선순위값을 비교한다. 만약, 자신이 현재 설정하고 있는 채널 우선순위값이 메쉬 채널 스위치 알림 요소에 포함되어 있는 채널 우선순위값보다 작으면, 상기 수신 MP도 규제 클래스 및/또는 채널을 변경한다. 이를 위하여, 상기 수신 MP는 자신의 메쉬 채널 스위치(Mesh Channel Switch, MCS) 타이머를 수신된 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 채널 스위치 카운트 필드에 설정된 시간으로 설정한다. 그리고 상기 수신 MP는 자신의 피어 MP에게 이러한 사실을 알리기 위하여 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 생성하여 전송한다. 설정된 메쉬 채널 스위치 타이머가 종료되면, 상기 수신 MP는 새로운 규제 클래스 및/또는 채널로 변경한다. 그리고 메쉬 채널 스위치 타이머가 설정되어 있는 동안에는 새로운 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 생성하지 않는다.
다음으로, 도 7 및 도 8에 도시된 메쉬 채널 스위치 알림 프레임(200)을 사용하여 하나 이상의 피어 MP와 메쉬 네트워크를 설정하고 있는 MP가 규제 클래스 및/또는 채널을 스위치하기 위한 프로토콜에 대하여 상세히 설명한다.
현실적으로 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 하나 이상의 MP가 동시에 규제 클래스 및/또는 채널을 스위치하려고 할 수가 있기 때문에, 상기 프로토콜은 메쉬 채널 스위치(Mesh Channel Switch, MCS) 타이머를 도입함으로써, 이러한 충돌을 해결하기 위한 메커니즘을 포함한다.
규제 클래스 및/또는 채널을 스위치할 필요가 있는 것으로 판정한 MP는 이러한 의도를 알리기 위한 프레임(예컨대, 전술한 메쉬 채널 스위치 알림 프레임)을 전송한다. 우선, MP는 0-255의 범위(단위는 TU)에서 메쉬 채널 스위치 기다림 시간을 선택한다. 메쉬 채널 스위치 기다림 시간은 새로운 채널 또는 새로운 규제 클래스에서의 새로운 채널로 스위치할 때까지의 시간을 나타낸다. 상기 MP는 기다림 시간을 MCS 타이머로 설정한 다음, 메쉬 네트워크를 설정하고 있는 각 피어 MP에게 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 전송한다. 이 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 메쉬 채널 스위치 알림 요소에는 새로운 후보 규제 클래스, 새로운 후보 채널, 새로운 후보 채널 우선순위 지시자의 값이 기입되며, 채널 스위치 카운트 필드에는 선택된 기다림 시간이 설정된다.
만일 MP가 메쉬 채널 스위치 알림 프레임이 수신된 물리층(PHY)의 현재 채널 우선순위값보다 더 큰 채널 우선순위값이 설정되어 있는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 수신하면, MP는 수신된 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 채널 스위치 카운트 필드의 값으로 MCS 타이머를 설정한다. 그리고 상기 MP는 메쉬 네트워크를 형성하고 있는 피어 MP들 각각에게 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 전송하여, 새롭게 설정된 MCS 타이머의 값을 알려준다(즉, 전송하는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 채널 스위치 카운트 필드를 새로운 MCS 타이머의 값으로 설정한다).
메쉬 네트워크를 형성하고 있는 하나 이상의 MP가 독립적으로 규제 클래스 및/또는 채널을 스위치할 필요가 있어서, 각각 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 전송할 수도 있다. 만일, MP가 하나 이상의 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 수신한 경우에, 상기 MP는 이전에 수신된 메쉬 채널 스위치 알림 프레임의 채널 우선순위값보다 큰 값의 채널 우선순위값을 갖는 메쉬 채널 스위치 알림 프레임에 대해서만 반응한다. 즉, 메쉬 채널 스위치 알람 프레임를 수신한 MP는 자신의 현재 채널 우선순위 값이 상기 새로운 채널 우선순위 지시자 필드내의 채널 우선순위 값보다 크면 상기 수신한 채널 스위치 알람을 무시한다. 새롭게 수신된 알림 프레임의 채널 우선순위값이 이전에 수신된 알림 프레임의 우선순위값과 같은 경우에는, 소스 어드레스가 이전에 수신된 알림 프레임의 소스 어드레스보다 작은 경우에만, 상기 MP는 반응을 한다. 만일, MP가 새롭게 수신된 알림 프레임에 소정의 반응을 하는 경우에는, MP는 후보 규제 클래스, 후보 채널, 및 후보 채널 우선순위 지시자의 값을 업데이트하고, 수신된 알림 프레임의 채널 스위치 카운트값으로 MCS 타이머를 설정한다. 그리고 MP는 메쉬 네트워크를 설정하고 있는 각 피어 MP들에게 새로운 정보가 포함된 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 전송한다.
MCS 타이머가 MP에게 설정되면, 상기 MP는 상기 MCS 타이머의 지속시간 동안에는 새로운 메쉬 채널 스위치 알림 프레임을 개시할 수가 없다. MCS 타이머가 만료되면, MP는 자신의 물리층(PHY)을 새로운 채널 또는 새로운 규제 클래스의 새로운 채널로 스위치한다. 그리고 MP는 자신의 채널 우선순위 지시자를 후보 채널 우선순위 지시자로 업데이트한다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 제어기, 마이크로 프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다.
소프트웨어는 메모리 유닛에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리 유닛이나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다. 이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형 또는, 변경하여 실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

Claims (10)

  1. 메쉬 네트워크에서 제1 MP(Mesh Point)가 채널 스위치를 수행하는 방법에 있어서,
    상기 제1 MP와 제2 MP 간에 피어 링크를 설정하는 단계; 및
    상기 제1 MP로부터 상기 제2 MP로 메쉬 채널 스위치 알람 프레임(mesh channel switch announcement frame)을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 후에 새로운 규제 클래스의 번호인 새로운 규제 클래스 필드와 상기 제1 MP가 이동하는 새로운 채널의 번호인 새로운 채널 번호 필드를 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 피어 링크는 상기 제1 MP와 상기 제2 MP간에 피어 링크 오픈 프레임과 피어 링크 응답 프레임을 교환함으로써 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 피어 링크 오픈 프레임은 상기 피어 링크 오픈 프레임을 전송하는 MP가 동작가능한 지원되는 규제 클래스들을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 MP가 상기 채널 스위치를 개시할 때 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 채널 스위치 카운드 필드를 특정값으로 셋팅하는 단계; 및
    메쉬 채널 스위치 타이머를 상기 채널 스위치 카운드 필드에 포함되는 상기 특정값으로 초기화하는 단계를 더 포함하되, 상기 제1 MP는 상기 메쉬 채널 스위치 타이머가 0에 도달한 때 상기 새로운 채널로 스위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 새로운 채널 우선순위 지시자 필드를 채널 우선순위 값으로 셋팅하는 단계를 더 포함하되, 상기 제2 MP는 상기 제2 MP의 현재 채널 우선순위 값이 상기 채널 우선순위 값보다 크면 수신한 채널 스위치 알람을 무시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 MP가 주변 MP들에게 채널 스위치가 스케줄링될 때까지 현재 채널로 데이터 프레임의 전송하지 말 것을 요청할 때 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임에 포함되는 채널 스위치 모드 필드를 1로 셋팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 메쉬 네트워크에서 채널 스위치를 수행하는 방법에 있어서,
    메쉬 채널 스위치 알람 프레임을 생성하되, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 후에 새로운 규제 클래스의 번호인 새로운 규제 클래스 필드와 MP가 이동하는 새로운 채널의 번호인 새로운 채널 번호 필드를 포함하는 단계; 및
    상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 카운드 필드를 더 포함하고, 메쉬 채널 스위치 타이머는 상기 채널 스위치 카운드 필드에 포함되는 특정값으로 초기화되고, 상기 MP는 상기 메쉬 채널 스위치 타이머가 0에 도달한 때 상기 새로운 채널로 스위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 새로운 채널 우선순위 지시자 필드를 더 포함하고, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임를 수신한 MP는 자신의 현재 채널 우선순위 값이 상기 새로운 채널 우선순위 지시자 필드내의 채널 우선순위 값보다 크면 상기 수신한 채널 스위치 알람을 무시하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 메쉬 채널 스위치 알람 프레임은 채널 스위치 모드 필드를 더 포함하고, 주변 MP들에게 채널 스위치가 스케줄링될 때까지 현재 채널로 데이터 프레임을 전송하지 말 것을 요청할 때 상기 채널 스위치 모드 필드는 1로 셋팅되는 것을 특징으로 하는 방법.
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