WO2010120040A2 - Ｉｅｅｅ 802.11 무선랜 환경에서의 통신 방법 - Google Patents

Ｉｅｅｅ 802.11 무선랜 환경에서의 통신 방법 Download PDF

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WO2010120040A2
WO2010120040A2 PCT/KR2010/001202 KR2010001202W WO2010120040A2 WO 2010120040 A2 WO2010120040 A2 WO 2010120040A2 KR 2010001202 W KR2010001202 W KR 2010001202W WO 2010120040 A2 WO2010120040 A2 WO 2010120040A2
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channel
direct link
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bss
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김종원
윤하영
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광주과학기술원
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    • H04W80/00—Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/04—Network layer protocols, e.g. mobile IP [Internet Protocol]

Definitions

  • the present invention relates to an IEEE 802.11 WLAN, and more particularly, to a communication method and a WLAN station between stations in an IEEE 802.11 WLAN environment.
  • Basic IEEE 802.11 standard [IEEE 802.11 WG, Part 11: Wireless LAN MAC and PHY specification, IEEE Standard, Aug. 1999.] assumes that all stations belonging to a BSS are set to a single channel (BSS channel) for communication with an access point (AP), and all traffic originating from a station (STA) is passed through the AP to its destination. do.
  • BSS basic service set
  • a station means a device capable of wireless communication as a member of one BSS.
  • the IEEE 802.11 standard in case of station-to-station traffic generated within the BSS, two transmissions from a transmitting station to an AP and an AP to a receiving station are made twice even though the distance between the two is close enough. It causes waste.
  • the DLS defined here allows the QAP (QoS-enabled AP) to be the principal to establish a direct link call between two stations, and subsequently to directly transmit and receive traffic between stations for a certain period of time, thereby improving the efficiency of radio channel resources. Double it up.
  • the present invention provides a communication method between stations using multiple channels in an IEEE 802.11 WLAN environment.
  • the present invention provides a direct link establishment method and a WLAN station for communicating between a station and an AP and establishing a direct link between stations using multiple channels in an IEEE 802.11 WLAN environment.
  • the present invention provides a multicast method in an IEEE 802.11 WLAN environment.
  • a direct link setting method in a station of an IEEE 802.11 wireless LAN environment includes: (a) an access point (AP) when traffic destined for another station from the station occurs; Negotiating with the other station to establish a direct link to a secondary channel, which is a wireless channel other than a basic service set (BSS) channel used for communication; (b) switching the operating channel of the station from the BSS channel to the secondary channel if the negotiation succeeds in establishing a direct link to the secondary channel as a result of the negotiation; And (c) transmitting data of the generated traffic to the other station through the secondary channel.
  • AP access point
  • BSS basic service set
  • the step (a) may include: transmitting a direct link establishment request containing information of the secondary channel to the other station via the AP; And when receiving a direct link establishment response from the other station via the AP, transmitting an ACK to the other station via the AP.
  • the direct link setting method may further include transmitting data of the generated traffic to the other station through the BSS channel when the negotiation succeeds in establishing a direct link to the BSS channel as a result of the negotiation. .
  • the direct link establishment method may include: (d) releasing direct link establishment with another station when traffic destined for the AP is generated at the station after step (c); (e) switching an operating channel of the station from the secondary channel to the BSS channel; And (f) transmitting data of the generated traffic to the AP via the BSS channel.
  • step (d) comprises: transmitting a direct link release request to the other station; And receiving an ACK from the other station.
  • the direct link setting method sets a direct link only to the BSS channel when traffic destined for the other station occurs when a predetermined time has not elapsed since the last transmission and reception of data with the AP after step (e).
  • the method may further include performing negotiation with the other station.
  • the direct link setting method further comprises performing a direct link to the secondary channel when traffic destined for the other station occurs after a predetermined time has elapsed since the last transmission and reception of data with the AP after step (e).
  • the method may further include performing negotiation with the other station to establish.
  • the method for establishing a direct link in an IEEE 802.11 wireless LAN environment may include: (a) the first station or the second station, when traffic destined for the other party is generated; And a second station negotiating for establishing a direct link to a secondary channel, which is a wireless channel other than a basic service set (BSS) channel used for communicating with an access point (AP); (b) the first station and the second station switching an operation channel from the BSS channel to the secondary channel when the negotiation succeeds in establishing a direct link to the secondary channel as a result of the negotiation; And (c) the first station or the second station transmitting data of the generated traffic to the other party through the secondary channel.
  • BSS basic service set
  • the direct link setting method may include: (d) when the traffic destined for the AP is generated at the first station or the second station after the step (c), the first station and the second station communicate with each other. Disabling the direct link setting; (e) switching, from the secondary channel to the BSS channel, an operating channel of the first station and the second station having traffic destined for the AP; And (f) the station generating traffic destined for the AP transmitting data of the generated traffic to the AP through the BSS channel.
  • the method may further include performing negotiation with a counterpart station to establish a direct link only to the BSS channel.
  • the method may further include performing negotiation with a counterpart station for establishing a direct link to the secondary channel.
  • FIG. 1 and 2 are conceptual diagrams of wireless network systems according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 3 is an operation procedure diagram illustrating a combining process for data transmission in the WLAN system of FIG.
  • FIG. 6 is a reference diagram for explaining an operation of establishing a direct link between two stations in the iDLS.
  • FIG. 7 is a reference diagram for explaining the efficiency of radio channel resources using a direct link establishment method according to a conventional DLS or the iDLS.
  • FIG. 8 is a reference diagram for explaining a concept in which the use efficiency of radio channel resources is further increased when a direct link is established using a channel other than the BSS channel.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a structure of a station for an IEEE 802.11 wireless LAN environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a signal flow between stations and an AP or between stations according to DLS or iDLS in a WLAN environment as shown in FIG. 7.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a signal flow between stations and an AP or between stations according to an embodiment of the present invention in a WLAN environment as shown in FIG. 8.
  • FIG. 12 is a flowchart of a method for establishing a direct link in an IEEE 802.11 WLAN environment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of signal flow that may occur at two stations and an AP through the processes of steps 710 to 740 of FIG. 12.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a signal flow that may occur in a BSS by a direct link establishment method according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a diagram illustrating an example in which a direct link is established and occupied by each channel according to a T_staying time by a direct link setting method according to an embodiment of the present invention
  • 17 is a flowchart illustrating a multicast session according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 and 2 are conceptual diagrams of wireless network systems according to embodiments of the present invention.
  • the same components in FIGS. 1 and 2 use the same reference numerals.
  • a wireless network system for example, a wireless LAN system 10 includes a plurality of stations or terminals 12, an access point or a wireless base station 14, a backbone network or a distribution system ( 16).
  • the plurality of stations 14 may be equipped with a network interface card for a wireless LAN to perform operations of a physical layer and a MAC layer based on the IEEE 802.11 standard.
  • a plurality of stations 12 are coupled to an access point 14 to transmit data frames.
  • the access point 14 performs a wired / wireless interworking bridge function of relaying a frame transmitted from one station to another station. This access point 14 performs the same function as a bridge or switch of Ethernet.
  • the access point 14 since the access point includes basically the same physical layer and MAC layer as the station 12 described above, the access point 14 may basically perform the same operation as the station 12. Thus, the access point 14 may be considered the same as the station 12 as needed.
  • the distribution system 16 is a backbone network connecting several access points 14.
  • the distribution system 16 generally uses Ethernet, but can also wirelessly connect multiple access points.
  • the distribution system 16 may include routers or switches connected to Ethernet and servers connected to wired and wireless Internet networks.
  • a wireless network system for example, a wireless LAN system 10 includes a plurality of stations or terminals 12.
  • the WLAN system 10 is directly connected point-to-point between a plurality of stations 12.
  • a separate access point 14 or a distribution system 16 does not exist, and a plurality of stations 12 may replace their roles, Some roles or functions may be omitted.
  • a wireless network system including a WLAN system 10 according to an embodiment of the present invention is not limited thereto and a combination thereof or none at all. It can be implemented in other systems.
  • the wireless network system according to an embodiment of the present invention may exist alone, but may interwork with another wireless network system, a mobile communication network, or a wired / wireless internet network.
  • the WLAN system may provide roaming service by interworking with a mobile communication network.
  • a dual band dual mode (DBDM) terminal supporting both WLAN and WCDMA performs a voice call using a mobile communication network, and then supports the WLAN system.
  • DBDM dual band dual mode
  • the wireless LAN system can be automatically roaming seamlessly.
  • the wireless LAN system 10 shown in FIG. 1 or the wireless LAN system 10 shown in FIG. 2 is connected between the stations 12 or between the station 12 and the access point 14, data must be transmitted. Can transmit
  • FIG. 3 is an operation procedure diagram illustrating a combining process for data transmission in the WLAN system of FIG. 2.
  • the wireless LAN system of FIG. 2 and the various wireless network systems described above are partially different from those of FIG. 3, detailed descriptions are omitted since they include a coupling process for transmitting substantially the same data.
  • the combining process 20 for data transmission between the station 12 and the access point 14 in the WLAN system 10 includes a scanning process (S30) and an authentication process (Authentication). , S32), Association (S34).
  • the station 12 and the access point 14 perform a data transmission process (Data Transmission, S36) via the above processes (S30, S32, S34).
  • the searching process S30 is a process of finding a neighboring access point 14 using a beacon or a probe message.
  • the discovery process S30 may include passive scanning to find the access point 14 from a beacon message periodically transmitted by the access point 14, and the station 12 may request a probe. ), And receives an probe response containing its SSID (Service Set ID) and operation speed from the access point 14 to select the corresponding access point 14.
  • the beacon message stores various capabilities (speed, encryption, etc.) that the access point 14 can support, and an SSID (Service Set ID) which is a service group name to which the access point 14 belongs.
  • the authentication process (S32) is a process in which the station 12 that selects the appropriate access point 14 by the discovery process S30 proves that it is a valid terminal for the access point 14. That is, the authentication process S32 is a process of negotiating the authentication procedure and the encryption method with the access point 14. In most cases, since the Open System authentication method is used, the access point 14 authenticates the authentication request from the station unconditionally.
  • Enhanced authentication methods include IEEE 802.1x-based EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-FAST, and PEAP.
  • S34 is a process in which the station 12 accesses the access point 14 after successful authentication.
  • the connection process S34 means establishing an identifiable connection between the station 12 and the access point 14.
  • the station 12 may communicate with another station 14 via the access point 14.
  • step S34 when the station 12 transmits an association request to the access point 14, the connection response in which the access point 14 stores an association ID (AID) that can be distinguished from other stations. (Association Response).
  • AID association ID
  • the station 12 and the access point 14 perform a data transmission process (S36) via the above processes (S30, S32, S34).
  • the reconnection process is a process in which the station 12 connects with the access point 14 connected to another access point.
  • the reconnection process is a process of establishing a new association with another new access point 14 when the signal weakens from the access point 14 to which the station 12 is connected.
  • the stations 12 are not allowed to transmit frames directly to other stations 12 in the wireless network system 10 (BSS) shown in FIG. 1 and always access point 14 for transmission of frames. You must rely on).
  • BSS wireless network system 10
  • QSTA stations with QoS capability
  • DLS Direct Link Setup
  • the QoS facility refers to the enhanced functions used to provide QoS defined in a wireless network system, for example IEEE 802.11e, channel access rules, frame formats, frame exchange sequences, management object. It is a set.
  • QSTA supports QoS but is a station, not an access point. This QSTA does not have a hybrid coordinator and uses QAP for distribution system services (DSSs). QSTA functions as non-QSTA (nQSTA) when connected to a non-QoS basic service set (nQBSS).
  • DSSs distribution system services
  • nQSTA non-QSTA
  • nQBSS non-QoS basic service set
  • Direct link is a bidirectional link between one QSTA and another QSTA that operates on the same infrastructure QoS Basic Service Set (QBSS) without going through a QoS access point (QAP). Once the direct link is set up, all frames between the two QSTAs are exchanged directly.
  • QBSS QoS Basic Service Set
  • QAP QoS access point
  • QAP quality of service access point
  • the functions of QAP are a superset of the functions of nQAP and thus may function as nQSTA.
  • DLS Direct Link Setup
  • step a1 one station (QSTA-1) wishing to exchange frames directly with another non-access point station (QSTA-2) starts DLS and a DLS request frame (DLS) in QAP.
  • DLS DLS request frame
  • Request frame or DLS.request message is sent.
  • This DLS Request includes the rate set, the capability of QSTA-1, and the MAC addresses of QSTA-1 and QSTA-2.
  • step 1b of FIG. 4 if QSTA-2 is connected to the BSS, direct streams are allowed within the BSS's policy, QSTA-2 is an indeed QSTA, and QAP sends a DLS request frame to the recipient QSTA-2. Forward it.
  • step 2a of FIG. 4 when QSTA-2 accepts the direct stream, QSTA-2 sends a DLS response frame (DLS Response frame or DLS response message) to QAP, and this response frame includes the rate set, QSTA-2 ( Extended) capabilities, including the MAC addresses of QSTA-1 and QSTA-2.
  • DLS Response frame DLS Response frame or DLS response message
  • QSTA-2 Extended capabilities
  • step 2b of FIG. 4 QAP forwards this DLS request frame to QSTA-1, and then the direct link is activated and frames can be sent from QSTA-1 to QSTA-2 and from QSTA-2 to QSTA-1.
  • step 3 of FIG. 4 if a direct link is successfully established through the DLS response of the QSTA1 (Initiating QSTA), the data frame is between QSTA-1 and QSTA-2. It is delivered using the direct link of.
  • DLS-related management frames are configured to exchange between QSTA and QAP. Therefore, a function for relaying a management frame is required in QAP.
  • FIG. 6 is a reference diagram for explaining an operation of establishing a direct link between two stations in the iDLS.
  • STA-1 and STA-2 are associated with AP-1, SSID-1, AP-2, and SSID-2, respectively.
  • a service set identifier (SSID) is a unique identifier appended to each header of packets transmitted through a WLAN, and is used as a cipher when wireless devices access a basic service set (BSS).
  • BSS basic service set
  • AP-1 and AP-2 are connected by a distribution system.
  • STA-1 and STA-2 belong to different BSSs and two APs, but STA-1 and STA-2 may belong to the same BSS, and one AP may be one.
  • the start station STA-1 sends a direct link establishment request encapsulated like a normal data frame to AP-2 via AP-1 (1a).
  • the direct link establishment request contains a rate set, capability of STA-1, and MAC addresses of STA-1 and STA-2.
  • a trigger for initiating direct link establishment occurs at an upper layer.
  • the encapsulation method used to send a direct link establishment request as a data frame is described in Wentink et. al., New DLS (nDLS), IEEE 802.11 DLS SG, document 802.11-07 / 0478r0, 2007. can be used.
  • the STA-2 If the STA-2 approves the direct link establishment request, the STA-2 transmits a direct link establishment response to the STA-1 via the AP-2 and the AP-1 (1b).
  • the direct link establishment response contains the capability of the rate set, STA-2. If the STA-1 approves the direct link establishment response from the STA-2, it transmits an acknowledgment (ACK) to the STA-2 (1c).
  • ACK acknowledgment
  • the direct link is activated and data frames may be directly transmitted from STA-1 to STA-2 or vice versa.
  • Each station with such a direct link maintains a table containing information about the direct link pair.
  • This table contains information about the direct link, for example, the MAC address of the other station, the communication status, and the like, and each station is indexed by a unique identifier.
  • a station can distinguish frames designated from or associated with an AP that is designated as a direct link or from a direct link.
  • FIG. 7 is a reference diagram for explaining the efficiency of radio channel resources using a direct link establishment method according to a conventional DLS or the iDLS.
  • the BSS is composed of an AP and four stations (STA1 to 4), STA-1 and STA-2 communicate with the AP, respectively, and STA-3 and STA-4 have a sufficiently good channel environment.
  • the link is established to send and receive data frames without going through the AP.
  • the radio channel resources are shared by five devices, and the number of transmissions is reduced compared to the case where no DLS or iDLS is used, thereby increasing the use efficiency of the radio channel resources.
  • wireless channel 1 a channel other than the BSS channel (wireless channel 1) used for communicating with the AP between stations
  • the use efficiency of radio channel resources can be further increased.
  • a direct link is temporarily established with a destination station through a channel other than the BSS channel, and a data frame is transmitted and received through the channel.
  • a channel other than the BSS channel will be referred to as a secondary channel.
  • the secondary channel is preferably a channel orthogonal to the BSS channel, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a structure of a station for an IEEE 802.11 wireless LAN environment according to an embodiment of the present invention.
  • a plurality of applications APP (1) to APP (N) are internally installed in a station, and each of the applications generates traffic.
  • This traffic may be destined for the AP associated with the station, or may be destined for a station other than the AP.
  • the traffic classifier 10 receives the traffic generated from the applications APP (1) to APP (N), and the traffic classifier 10 receives the traffic generated from the applications APP (1) to APP (N) and targets a station different from the traffic (STA-to-AP). Classify as traffic (STA-to-STA).
  • the traffic classifying unit 91 stores the classified traffic in different buffers according to its destination. For example, as shown in the figure, traffic destined for the AP is stored in the STA-to-AP traffic buffer 92, and traffic destined for another station is stored in the STA-to-STA traffic buffer 93.
  • Each of the buffers 92 and 93 is connected to a MAC / PHY layer unit 94 that supports multiple channels, and switches an operation channel from a BSS channel to a secondary channel according to a command of the channel switching unit 50 to be described later. Switch from secondary channel to BSS channel. Traffic transmitted from each of the buffers 92 and 93 is transmitted through the BSS channel or the secondary channel.
  • the channel switching unit 95 decides which of the buffers 92 and 93 to transfer traffic stored in the MAC / PHY layer unit 94 and the operating channel of the MAC / PHY layer unit 94, that is, the operating channel of the station. Determine. For this determination, the channel switching unit 95 has a channel switching policy and measures the channel environment and observes internal traffic. That is, the channel switching unit 95 periodically measures the states of available channels other than the BSS channel and the BSS channel and maintains the measured result information. The STA-to-AP traffic buffer 92 and the STA-to-STA Observe the traffic buffer 93. The channel switching unit 95 determines the operation channel of the MAC / PHY layer unit 94 according to a predetermined channel switching policy based on the result of measuring the channel environment and observing the internal traffic.
  • the channel switching policy may be set as follows, for example.
  • the channel switching policy may determine the operating channel of the MAC / PHY layer 94 so that the traffic is sent on a secondary channel having the bandwidth required for that. Can be.
  • STA-to-AP traffic is generated in the STA-to-AP traffic buffer 91 while establishing and communicating with another station in the current secondary channel, the direct link in the secondary channel is released and the BSS channel You can negotiate with other stations to establish a direct link. Then, STA-to-AP traffic is transmitted to the AP through the BSS channel.
  • the data frame is finally transmitted to the AP, or the BSS channel is operated without channel switching for a predetermined time (T_staying) from the time point received from the AP. That is, it negotiates to set the BSS channel when establishing a direct link within the T_staying time, and negotiates with another station so that it can be set on the secondary channel instead of the BSS channel when there is no transmission / reception with the AP even after the T_staying time elapses.
  • the T_staying value is the minimum threshold time not to switch from the BSS channel to the secondary channel, and may be set to any suitable value.
  • Most of the traffic between stations and APs is interactive traffic, such as web browsing or instant messaging.
  • traffic destined for the AP is generated, and when the AP receives it, the AP sends an HTTP-Request to the station. Therefore, it is preferable that channel switching is not performed for smooth communication with the AP.
  • the TSS stays in the BSS channel for an appropriately set T_staying time and switches to the secondary channel if there is no transmission / reception with the AP even after the T_staying time elapses.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a signal flow between stations and an AP or between stations according to DLS or iDLS in a WLAN environment as shown in FIG. 7, and FIG. 11 is a WLAN environment as shown in FIG. 8.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a signal flow between stations and an AP or between stations.
  • the stations STA-1 to 4 belonging to the BSS and the AP use a single radio channel, the respective data frames are transmitted at different timings in a multiplexing scheme such as CSMA / CA, for example. . That is, STA-1 and STA-2 communicate with the AP through channel 1, respectively, and STA-3 and STA-4 also establish a direct link through channel 1 to directly transmit and receive to each other, and each of the stations at different timings. Send a data frame to the destination.
  • a multiplexing scheme such as CSMA / CA
  • STA-1, STA-2, and AP communicate using channel 1, and STA-3 and STA-4 establish a direct link through channel 2 to directly transmit and receive data with each other. Accordingly, as illustrated, transmission and reception through a direct link between STA-3 and STA-4 and transmission and reception between STA-1 or STA-2 and the AP may occur simultaneously.
  • the direct link setting method according to the present embodiment consists of the steps processed in the WLAN station described in FIG. 9. Thus, even if omitted below, the above descriptions of the WLAN station according to the present embodiment will be described. The same applies to the direct link establishment method.
  • the station operates in channel 1 (BSS channel) as an initial state, and is in a state of communicating with the AP or a state in which data transmission and reception with the AP and other stations do not occur.
  • BSS channel BSS channel
  • step 1220 it is determined whether traffic destined for another station occurs. This can be seen by observing the STA-to-STA traffic buffer 93. If traffic destined for another station occurs, the process proceeds to step 1215 to negotiate a direct link establishment with the corresponding station.
  • the station will be referred to as a counterpart station for convenience.
  • Negotiation for direct link establishment sends a direct link establishment request via the AP to the counterpart station, receives a direct link establishment response from the counterpart station via the AP, and sends an ACK for it to the counterpart station via the AP as well. It means a series of processes.
  • the channel for the direct link setup includes not only the BSS channel but also a secondary channel other than the BSS channel.
  • negotiation may be made to establish a direct link to the BSS channel, negotiation may be made to establish a direct link to the secondary channel, or negotiation may fail. If the negotiation for establishing the direct link fails, for example, it may not receive a direct link establishment response from the other station, or the other station may be communicating with the AP and thus refuse the direct link setting. have.
  • step 1210 If the negotiation for the direct link fails, the process returns to step 1210. If there is still traffic destined for another station, the process returns to step 1215 and attempts to negotiate the direct link again.
  • step 1215 If the negotiation is made to establish a direct link with the counterpart station to the secondary channel in step 1215, the process proceeds to step 1220 and the station switches the operation channel to the secondary channel. That is, the MAC / PHY layer unit 94 to operate in the secondary channel. Now, since the direct link is established with the counterpart station through the secondary channel, in step 725, data of the traffic is directly transmitted and received through the counterpart channel with the counterpart station.
  • step 1230 if transmission / reception with the counterpart station is completed or traffic destined for the AP occurs (step 1230), the process proceeds to step 1235 to release the direct link setting on the secondary channel.
  • the release of the direct link setting is performed by transmitting a direct link release request to another station without passing through the AP and receiving an ACK from the counterpart station.
  • step 1240 the process proceeds to step 1240 to switch back to the BSS channel.
  • the data of the traffic destined for the AP is transmitted to the AP through the BSS channel.
  • step 1215 If it is negotiated to establish a direct link to the counterpart station and the BSS channel in step 1215, the direct link is established to the BSS channel, and in step 1245, data is directly transmitted and received with the counterpart station through the BSS channel. In this case, the station may also transmit and receive data with the AP through the BSS channel.
  • step 1250 If data transmission and reception with the counterpart station is completed in step 1250, the procedure proceeds to step 1255 to release the direct link setting.
  • the release of the direct link setting is performed by sending a direct link release request to another station via the AP and receiving an ACK from the counterpart station via the AP.
  • the station After switching to the BSS channel in step 1240, the station observes whether the transmission and reception with the AP for at least T_staying time from the time of the last transmission and reception of data with the AP.
  • step 1260 when the T_staying time has not elapsed, and traffic destined for another station occurs, the process proceeds to step 1265 to negotiate with the corresponding station so that direct link establishment is performed using only the BSS channel. This may include only the BSS channel as a channel available for the direct link establishment request to be described later with reference to FIG. 13. If the negotiation is successful, a direct link is established through the BSS channel, and the flow proceeds to step 1245 to directly transmit and receive data with the counterpart station through the BSS channel.
  • T_staying time has elapsed since the last time data was transmitted and received with the AP in step 1270, and if there is traffic destined for another station, the process proceeds to step 1215 again and performs negotiation for establishing a direct link with the corresponding station.
  • the AP establishes a direct link only through the BSS channel for a predetermined time after the data transmission and reception with the AP, and stays in the BSS channel.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of signal flow that may occur at two stations and an AP through the processes of steps 1210 to 1240 of FIG. 12.
  • CH1 corresponds to a BSS channel
  • CH2 and 3 belong to a selectable secondary channel.
  • the left side represents an STA-to-AP traffic buffer and the right side represents an STA-to-STA traffic buffer.
  • the STA-3 transmits and receives data through the AP and CH1 (1, 2). Then, traffic destined for STA-4 occurs, and the traffic is stored in the STA-to-STA traffic buffer (a). Then, the STA-3 attempts to negotiate direct link establishment with the STA-4.
  • STA-3 transmits a link establishment request directly to STA-4 via the AP (3-1, 3-2).
  • the direct link establishment request includes information on channels available for direct link establishment.
  • the available channels can be determined according to the state of each channel and the channel switching policy measured at the station. In the example shown in FIG. 13, the STA-3 selects CH 1, 2, and 3 as available channels.
  • the STA-4 Upon receiving the direct link establishment request, the STA-4 transmits a direct link establishment response to the STA-3 via the AP (4-1, 4-2). At this time, the STA-4 selects a channel available to itself among the available channels included in the direct link establishment request and includes the information in the direct link establishment response. In the example shown in FIG. 13, the STA-4 selects CH 2 and 3 as available channels.
  • the STA-3 transmits an ACK to the STA-4 via the AP (5-1, 5-2).
  • the STA-3 selects a channel for establishing a direct link among available channels included in the direct link establishment response, and includes the result information in the ACK.
  • the selection of the channel can of course be made according to the state of the measured channel. In the example shown in FIG. 13, the STA-3 selects CH 2 as a channel for establishing a direct link.
  • CH 2 is selected as a channel for establishing a direct link, rather than a previously operated BSS channel
  • STA-3 and STA-4 perform channel switching to CH 2, respectively.
  • a direct link is established through CH 2
  • STA-3 and STA-4 directly transmit and receive data through CH 2 (6).
  • CH 1 is determined to be a channel for direct link establishment, channel switching does not occur, and a direct link is established through CH 1 and STA-3 and STA -4 will send and receive data directly over CH 1.
  • negotiation for the direct link establishment of the STA-3 and the STA-4 fails, the negotiation will be retried or the data will be transmitted and received via the AP.
  • STA-3 transmits a direct link release request to the STA-4 (7), and the STA-4 responds to the STA-4 by transmitting an ACK to the STA-3 (8), thereby releasing the direct link setting.
  • STA-3 performs channel switching to return to CH 1 again for communication with the AP, and transmits data to the AP through CH 1.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a signal flow that may occur in a BSS by a direct link establishment method according to an embodiment of the present invention.
  • the left side shows an STA-to-AP traffic buffer and the right side shows an STA-to-STA traffic buffer.
  • STA-1 and STA-2 communicate with an AP through CH 1, which is respectively a BSS channel, or STA-1 and STA-2 establish a direct link through CH 1 with each other, and directly through CH 1. Send and receive data.
  • STA-3 and STA-4 establish a direct link through the secondary channel CH 2 and directly transmit and receive data through CH 2 (1). Then, when traffic destined for the AP occurs in the STA-to-AP traffic buffer of the STA-3 (a), the STA-3 releases the direct link through the STA-4 and the CH 2 (2), and Switch the operating channel to CH 1 for communication. The STA-3 then transmits and receives data with the AP through CH 1 (3).
  • the STA-3 observes whether transmission / reception with the AP occurs during the T_staying time from the time of the last transmission / reception with the AP.
  • the direct link is established to CH 1 and data is directly transmitted and received (4).
  • CH 1 transmission and reception with the AP, transmission and reception with the STA-4, and communication between the STA-1, STA-2, and AP are performed at different timings.
  • This resource allocation is determined according to a priority defined internally between applications within STA-3, and is determined by a multiplexing scheme such as CSMA / CA between each station and AP.
  • the direct link with the STA-4 is released, as shown, if no T / Staying time has elapsed and there is no data transceiving with the AP, and there is data to transmit and receive between the STA-3 and the STA-4, the direct link including the secondary channel Negotiate the configuration (5).
  • CH 2 is again determined to be a channel for direct link establishment
  • STA-3 and STA-4 switch to CH 2.
  • data is transmitted and received directly through CH 2 (6).
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example in which a direct link is established and occupied in each channel according to T_staying time by the direct link setting method according to an embodiment of the present invention described above.
  • box BSS (AP-S #) represents a section in which station S # communicates with an AP
  • box direct n is a section in which a direct connection is established.
  • direct 1 S2-S3 is a station S2. This is a section in which the station S3 is directly connected and established.
  • the direct connection between the stations S2 and S3 (direct 1) is performed in the BSS channel (Channel 1) during the T_staying time after the station S2 has communicated with the AP just before, and after the T_staying time has elapsed.
  • Direct connection setup may be made in channel 2.
  • the PMC combines unicast and optional mode switching of stations or terminals to improve the communication performance between a single multicast sender and a plurality of multicast receivers.
  • This protocol implements efficient wireless multicast without replacing the hardware of the existing WLAN terminal.
  • IEEE 802.11 handles multicast in the same way as broadcast at the data link layer. Therefore, multicast packets can be transmitted only at the basic rate in the physical layer and cannot be retransmitted in case of transmission failure. For example, multicast communication using IEEE 802.11a devices can only transmit at rates of 6, 12, and 24 Mbps, and retransmission is impossible after one transmission, reducing wireless channel utilization and transmission reliability.
  • Pseudo multicast capability (PMC) proposed by the present invention is a protocol for efficient multicast communication between IEEE 802.11 based devices.
  • the PMC terminal 1610 illustrates a PMC terminal according to an embodiment of the present invention.
  • the PMC terminal 1610 may be a PMC station.
  • the PMC terminal 1610 includes a PMC-WiFi unit 1611 and a PMC-APP (Pseudo multicast capability-application) unit 1613, which is a higher layer controlling the PMC-WiFi unit 1611.
  • the PMC-WiFi unit 1611 includes a MAC and a PHY layer and is responsible for the actual packet transmission and reception.
  • the PMC-APP unit 1613 includes an upper layer of the PMC-WiFi unit 1611 and is responsible for the operation of the PMC protocol.
  • the operation mode of the PMC-WiFi unit 1611 includes a basic communication mode and a promiscuous mode.
  • the basic communication mode the PMC-WiFi unit 1611 does not transmit a packet to a higher layer if the destination address of the packet transmitted to the PMC-WiFi unit 1611 is different from its own address.
  • the full packet reception mode the PMC-WiFi unit 1611 transmits all packets successfully received from the channel to a higher layer.
  • the PMC-APP unit 1613 may continuously update the channel quality between terminals in cooperation with the PMC-APP unit in another PMC terminal on 1-hop.
  • a multicast session includes one PMC-initiator and a plurality of PMC-members.
  • the PMC-APP unit of the MC-initiator 1620 may initiate a multicast session by a request (a) of a higher application or by itself (b).
  • the length of a multicast session is determined by the amount of data to be sent (number or size of packets) and time or a combination of both.
  • the PMC terminal initiating the multicast session becomes the PMC-initiator 1620.
  • the PMC terminals receiving the PMC-request message determine whether they are PMC-leaders or PMC members. Specifically, the PMC terminal determines itself as a PMC member unless it is a PMC-reader.
  • the method of determining the PMC-reader depends on the type of application.
  • the PMC-member having the highest channel quality compared to the PMC-initiator is called the PMC-leader. Therefore, it has a high transmission success rate for the maximum supportable transmission rate R max .
  • the PMC member with the lowest channel quality compared to the PMC initiator is selected as the PMC leader. This is to provide a high success rate through multiple retransmissions to PMC-members having a relatively low transmission success rate.
  • the PMC-reader 1640 cooperates with the PMC-initiator 1620 to initiate and terminate the multicast session (a, f).
  • the PMC-member 1660 is a passive participant in the multicast session, and sets its PMC-WiFi unit to the full packet reception mode during the multicast session (c).
  • the PMC-reader 1640 initially selected in a single multicast session can also be changed to PMC-members before the end of a single multicast session.
  • the PMC-initiator 1620 transmits the packet in unicast form to the PMC-reader 1640 during the multicast session (d).
  • the PMC-members 1660 operating in the all-packet reception mode may receive the communication between the PMC-initiator 1620 and the PMC-reader 1640 in an overhead manner (e).
  • the PMC-WiFi unit of the PMC-initiator 1620 performs rate-adaptation to increase channel resource utilization when transmitting and receiving unicast packets.
  • the PMC-initiator 1620 selects the maximum multicast rate based on the channel status information with the PMC-member 1660. For example, the lowest channel quality between the PMC-member 1660 and the PMC-initiator 1620 is calculated and the maximum supportable data rate R max for the lowest channel quality is calculated.
  • the PMC-initiator 1620 prevents its PMC-WiFi unit from communicating with the PMC-reader 1640 and above R max when initiating a multicast session.
  • the above-described embodiments of the present invention can be written as a program that can be executed in a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the computer-readable recording medium may be a magnetic storage medium (for example, a ROM, a floppy disk, a hard disk, etc.), an optical reading medium (for example, a CD-ROM, DVD, etc.) and a carrier wave (for example, the Internet). Storage medium).

Abstract

IEEE 802.11 무선랜 환경에서의 통신 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경의 스테이션에서의 통신 방법은, 상기 스테이션에서 다른 스테 이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우, AP(access point)와 통신하기 위해 사용되는 BSS(basic service set) 채널 외의 무선 채널인 세컨더리 채널로 직접 링 크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션과 수행하는 단계; 상기 협상 수행 결과 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 성공하면 상기 스테이 션의 동작 채널을 상기 BSS 채널에서 상기 세컨더리 채널로 스위칭하는 단계; 및 상기 세컨더리 채널을 통하여 상기 다른 스테이션으로 상기 발생된 트래픽의 데이 터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 의하면, IEEE 802.11 무선랜 환경에서 다중 채널을 이용하여 스테이션과 AP 간에 통신하고 스테이션들 간에 직접 링크를 설정할 수 있다.

Description

ＩＥＥＥ 802.11 무선랜 환경에서의 통신 방법
본 발명은 IEEE 802.11 무선랜에 관한 것으로, 보다 상세하게는 IEEE 802.11 무선랜 환경에서 스테이션들 간에 통신 방법 및 무선랜 스테이션에 관한 것이다.
통신 기술이 발달하고, 통신 시 항상 선이 필요한 유선통신의 불편함을 극복하고자 다양한 무선통신의 방법이 사용되고 있다. IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 계열의 무선 랜은 그 중 한 가지로 근래에 들어 크게 부각되고 있다.
기본 IEEE 802.11 표준 [IEEE 802.11 WG, Part 11: Wireless LAN MAC and PHY specification, IEEE Standard, Aug. 1999.]에서 BSS에 속한 모든 스테이션은 AP(Access point)와 통신하기 위한 단일 채널(BSS 채널)로 설정되어 있음을 가정하며, 스테이션(STA)으로부터 발생되는 모든 트래픽은 AP를 거쳐 목적지로 전달이 된다. 여기서, BSS(Basic Service Set, 기본 서비스 셋)란 어느 하나의 채널을 통해 통신하는 스테이션(Station)들의 집합을 의미하고, 무선랜은 하나의 BSS 단위로 통신이 이루어진다. 스테이션(Station)이란 하나의 BSS의 구성원으로 무선 통신이 가능한 장치를 의미한다. 상기 IEEE 802.11 표준에서는 BSS 내부에서 발생하는 스테이션 간 트래픽의 경우에 둘 사이의 거리가 충분히 가까움에도 불구하고 송신 스테이션으로부터 AP, 그리고 AP로부터 수신 스테이션으로 향하는 두 번의 전송을 하게 하므로 2배의 무선 채널 자원의 낭비를 초래한다.
이러한 비효율성을 극복하고 BSS 내에서 스테이션 간 트래픽의 전송을 직접적으로 하게 하기 위하여 IEEE 802.11e 표준 [IEEE 802.11e WG, Part 11: IEEE Standard for Information technology Telecommunications and information exchange between systems Local and metropolitan area networks Specific requirements Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) specifications Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements.]은 DLS(Direct link setup)를 정의한다. 여기서 정의되는 DLS는 QAP(QoS-enabled AP)가 주체가 되어 두 스테이션 간 직접 링크 호 설정을 하게 하고, 이후로 일정 시간 동안 발생하는 트래픽을 스테이션 간에 직접 송수신할 수 있게 하여 무선 채널 자원의 효율성을 두 배로 높여준다.
그러나 IEEE 802.11e 표준에서 정의된 DLS는 AP에 새로운 기능의 추가를 필요로 하므로 기존에 보급된 AP들의 교체를 필요로 한다. 이는 시장에서 환영받지 못하였으며, 결과적으로 표준이 제정된 지 수년이 지났으나 무선랜 장비 제조사들은 DLS를 적용하지 않고 있는 실정이다. 이에 따라 종래에 QAP가 주체가 되어 스테이션 간 직접 링크를 설정하는 방식에서 탈피하여 최종 스테이션들이 주체가 되는 직접 링크 설정 방법이 제안되었는데 그 중 하나가 발명자의 기존 연구인 iDLS [H. Yoon, JW Kim and R. Hsieh, "iDLS: Inter-BSS direct link setup in IEEE 802.11 WLANs," Communications and Information Technologies, 2007. ISCIT '07. International Symposium on , vol., no., pp.1015-1020, 17-19 Oct. 2007.]이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 IEEE 802.11 무선랜 환경에서 다중 채널을 이용하여 스테이션간의 통신 방법을 제공한다.
또한, IEEE 802.11 무선랜 환경에서 다중 채널을 이용하여 스테이션과 AP 간에 통신하고 스테이션들 간에 직접 링크를 설정할 수 있도록 하는 직접 링크 설정 방법 및 무선랜 스테이션을 제공하는 데 있다.
*그리고, IEEE 802.11 무선랜 환경에서 멀티캐스트 방법을 제공한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경의 스테이션에서의 직접 링크 설정 방법은, (a) 상기 스테이션에서 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우, AP(access point)와 통신하기 위해 사용되는 BSS(basic service set) 채널 외의 무선 채널인 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션과 수행하는 단계; (b) 상기 협상 수행 결과 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 성공하면 상기 스테이션의 동작 채널을 상기 BSS 채널에서 상기 세컨더리 채널로 스위칭하는 단계; 및 (c) 상기 세컨더리 채널을 통하여 상기 다른 스테이션으로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계는, 상기 세컨더리 채널의 정보가 함유된 직접 링크 설정 요청을 상기 AP를 경유하여 상기 다른 스테이션으로 송신하는 단계; 및 상기 다른 스테이션으로부터 직접 링크 설정 응답을 상기 AP를 경유하여 수신하면, ACK를 상기 AP를 경유하여 상기 다른 스테이션으로 송신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 직접 링크 설정 방법은, 상기 협상 수행 결과 상기 BSS 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 성공하면 상기 BSS 채널을 통하여 상기 다른 스테이션으로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 직접 링크 설정 방법은, (d) 상기 (c) 단계 이후에 상기 스테이션에서 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 다른 스테이션과 직접 링크 설정을 해제하는 단계; (e) 상기 스테이션의 동작 채널을 상기 세컨더리 채널에서 상기 BSS 채널로 스위칭하는 단계; 및 (f) 상기 BSS 채널을 통하여 상기 AP로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 (d) 단계는, 상기 다른 스테이션으로 직접 링크 해제 요청을 송신하는 단계; 및 상기 다른 스테이션으로부터 ACK를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 직접 링크 설정 방법은 상기 (e) 단계 이후 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과하지 않았을 때 상기 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 BSS 채널로만 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 직접 링크 설정 방법은 상기 (e) 단계 이후 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과한 후에 상기 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경에서의 직접 링크 설정 방법은, (a) 제1 스테이션 또는 제2 스테이션에서 상대방을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우, 상기 제1 스테이션과 상기 제2 스테이션이 AP(access point)와 통신하기 위해 사용되는 BSS(basic service set) 채널 외의 무선 채널인 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 수행하는 단계; (b) 상기 협상 수행 결과 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 성공하면 상기 제1 스테이션 및 상기 제2 스테이션이 동작 채널을 상기 BSS 채널에서 상기 세컨더리 채널로 스위칭하는 단계; 및 (c) 상기 제1 스테이션 또는 상기 제2 스테이션이 상기 세컨더리 채널을 통하여 상대방으로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 직접 링크 설정 방법은, (d) 상기 (c) 단계 이후에 상기 제1 스테이션 또는 상기 제2 스테이션에서 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 제1 스테이션과 상기 제2 스테이션이 상대방과의 직접 링크 설정을 해제하는 단계; (e) 상기 제1 스테이션 및 상기 제2 스테이션 중 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션이 동작 채널을 상기 세컨더리 채널에서 상기 BSS 채널로 스위칭하는 단계; 및 (f) 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션이 상기 BSS 채널을 통하여 상기 AP로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 직접 링크 설정 방법은, 상기 (e) 단계 이후 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션에서 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과하지 않았을 때 상대방 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 BSS 채널로만 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상대방 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 직접 링크 설정 방법은, 상기 (e) 단계 이후 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션에서 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과한 후에 상대방 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상대방 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기된 본 발명에 의하면, IEEE 802.11 무선랜 환경에서 다중 채널을 이용하여 스테이션과 AP 간에 통신하고 스테이션들 간에 직접 링크를 설정할 수 있고 멀티캐스트할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 무선 네트워크 시스템들의 개념도,
도 3은 도 2의 무선랜 시스템에서 데이터 전송을 위한 결합과정을 도시한 동작 절차도,
도 4 및 도 5는 DLS(direct link setup)을 위한 절차흐름도,
도 6은 상기 iDLS에서 두 스테이션 간에 직접 링크를 설정하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 7은 종래의 DLS 또는 상기 iDLS에 따른 직접 링크 설정 방식에 의한 무선 채널 자원의 효율성을 설명하기 위한 참고도이다.
도 8은 BSS 채널 외의 다른 채널을 사용하여 직접 링크를 설정하는 경우 무선 채널 자원의 사용 효율성이 더 증대되는 개념을 설명하기 위한 참고도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경을 위한 스테이션의 구조를 나타낸 도면이다.
도 10는 도 7에 도시된 바와 같은 무선랜 환경에서 DLS 또는 iDLS에 따라 스테이션들과 AP 간에 또는 스테이션들 간의 시그널의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 11은 도 8에 도시된 바와 같은 무선랜 환경에서 본 발명의 일 실시예에 따라 스테이션들과 AP 간에 또는 스테이션들 간의 시그널의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경에서의 직접 링크 설정 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 13은 도 12의 710 내지 740단계의 과정을 통해 두 스테이션과 AP에서 발생할 수 있는 시그널 흐름의 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법에 의하여 BSS에서 발생할 수 있는 시그널 흐름의 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법에 의하여 T_staying 시간에 따라 각 채널에서 직접 링크가 설정되고 점유되는 형태의 예를 도식화한 도면,
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMC 단말을 도시한 도면, 그리고,
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스트 세션을 설명하는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 무선 네트워크 시스템들의 개념도이다. 도 1및 도 2의 동일한 구성요소들은 동일한 도면번호를 사용한다.
도 1를 참조하면, 무선 네트워크 시스템, 예를 들어 무선랜 시스템(10)은 다수의 스테이션 또는 단말(station, 12)과, 액세스 포인트 또는 무선 기지국(Access Point, 14), 백본망 또는 분배시스템(16)을 포함한다.
다수의 스테이션(14)은 무선랜용 네트워크 인터페이스 카드(Network Interface Card)를 장착하여 IEEE 802.11 표준에 기반한 물리계층 및 MAC 계층의 동작을 수행한다. 도 1에 도시한 무선랜 시스템(10)에서, 다수의 스테이션(12)은 액세스 포인트(14)에 결합되어 데이터 프레임을 전송한다.
액세스 포인트(14)는 하나의 스테이션으로부터 전달된 프레임을 다른 스테이션에게 중계하는 유무선 연동 브리지 기능을 수행한다. 이 액세스 포인트(14)는 이더넷의 브리지 또는 스위치와 동일한 기능을 수행한다.
또한, 액세스 포인트는 위에서 설명한 스테이션(12)과 기본적으로 동일한 물리계층 및 MAC 계층을 포함하고 있기 때문에, 액세스 포인트(14)는 기본적으로 스테이션(12)과 동일한 동작을 수행할 수 있다. 따라서 액세스 포인트(14)는 필요에 따라서 스테이션(12)과 동일한 것으로 간주할 수도 있다.
분배시스템(Distribution system, 16)은 여러 개의 액세스 포인트(14)를 연결하는 백본망이다. 분배시스템(16)은 일반적으로 이더넷이 사용되지만, 여러 개의 액세스 포인트를 무선으로 연결할 수도 있다. 광의로 분배시스템(16)은 이더넷과 연결된 라우터 또는 스위치, 유무선 인터넷망과 연결된 서버들을 포함할 수도 있다.
도 2를 참조하면, 무선 네트워크 시스템, 예를 들어 무선랜 시스템(10)은 다수의 스테이션 또는 단말(station,12)을 포함한다. 이 무선랜 시스템(10)은 다수의 스테이션(12) 간 직접 점 대 점으로 연결되어 있다. 따라서, 도 1과 달리 도 2에 도시한 무선랜 시스템(10)은 별도의 액세스 포인트(14)나 분배시스템(16)이 존재하지 않고, 다수의 스테이션(12)이 이들의 역할을 대신하거나, 일부 역할이나 기능이 생략될 수 있다.
* 도 1 및 도 2를 참조하여 무선랜 시스템(10)을 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선랜 시스템(10)을 포함하는 무선 네트워크 시스템은 이들에 제한되지 않고 이들의 조합 또는 전혀 다른 시스템으로 구현될수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템은 단독으로 존재할 수도 있지만, 다른 무선네트워크 시스템이나 이동통신망, 유무선 인터넷망과 인터워킹(interworking)할 수 있다.
예를 들어, 무선랜 시스템은 이동통신망과 인터워킹하여 로밍서비스를 제공할 수도 있다. 구체적으로 무선랜 시스템이 음성 서비스를 제공하는 경우 무선랜과 WCDMA를 모두 지원하는 듀얼밴드 듀얼모드(DBDM, Dual Band Dual Mode) 단말은 이동통신망을 이용하여 음성통화를 하다가 무선랜 시스템이 지원되는 지역에서는 무선랜 시스템을 이용하여 끊김없이 자동로밍할 수 있다.
도 1에 도시한 무선랜 시스템(10)이든 도 2에 도시한 무선랜 시스템(10)이든 스테이션들(12) 사이 또는 스테이션(12)과 액세스 포인트(14) 사이의 결합과정을 경유하여야 데이터를 전송할 수 있다.
도 3은 도 2의 무선랜 시스템에서 데이터 전송을 위한 결합과정을 도시한 동작 절차도이다. 도 2의 무선랜 시스템이나 위에서 설명한 다양한 무선 네트워크 시스템들도 도 3과 일부 차이가 있으나, 실질적으로 동일한 데이터 전송을 위한 결합과정을 포함하고 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
도 1 및 도 3를 참조하면, 무선랜 시스템(10)에서 스테이션(12)과 액세스 포인트(14) 사이의 데이터 전송을 위한 결합과정(20)은 탐색과정(Scanning, S30)과 인증과정(Authentication, S32), 연결과정(Association, S34)을 포함한다. 스테이션(12)과 액세스 포인트(14)는 위 과정들(S30, S32, S34)을 경유하여 데이터 전송 과정(Data Transmission, S36)을 수행한다.
* 탐색과정(S30)은 비컨(Beacon)이나 프로브(Probe) 메시지를 사용하여 주변의 액세스 포인트(14)를 찾는 과정이다.
탐색과정(S30)은, 액세스 포인트(14)가 주기적으로 전송하는 비컨 메시지(Beacon message)로부터 액세스 포인트(14)를 찾는 수동탐색과정(Passive Scaning)과, 스테이션(12)이 프로브 요청(Probe Request)을 전송하고, 액세스 포인트(14)로부터 자신의 SSID(Service Set ID)와 동작 속도 등이 수납된 프로브 응답을 수신하여 해당 액세스 포인트(14)를 선택하는 능동탐색과정을 포함한다. 비컨 메시지는 액세스 포인트(14)가 지원할 수 있는 여러 가지 능력(속도, 암호화 등)과 자신이 속한 서비스 그룹명인 SSID(Service Set ID) 등이 수납되어 있다.
인증과정(Authentication, S32)은 탐색과정(S30)에 의해 적절한 액세스 포인트(14)를 선택한 스테이션(12)은 해당 액세스 포인트(14)에 대하여 자신이 유효한 단말임을 증명하는 과정이다. 즉, 인증과정(Authentication, S32)은 액세스 포인트(14)와 인증절차와 암호 방식을 협상하는 과정이다. 대부분의 경우, 오픈 시스템(Open System) 인증방식을 사용하기 때문에, 액세스 포인트(14)는 스테이션으로부터의 인증요구에 무조건 인증한다.
보다 강화된 인증방식으로 IEEE 802.1x 기반 EAP-TLS, EAP-TTLS, EAP-FAST, PEAP 등이 있다.
연결과정(Association, S34)은, 인증에 성공한 후 스테이션(12)이 액세스 포인트(14)에 접속하는 과정이다. 연결과정(S34)은 스테이션(12)과 액세스 포인트(14) 간 식별가능한 연결을 설정하는 것을 의미한다. 연결과정(S34)이 완료되면, 스테이션(12)은 액세스 포인트(14)를 경유하여 다른 스테이션(14)과 통신할 수 있다.
연결과정(S34)은 스테이션(12)이 연결 요청(Association Request)을 액세스 포인트(14)에게 전송하면, 액세스 포인트(14)가 다른 스테이션과 구분될 수 있는 AID(Association ID)를 수납한 연결 응답(Association Response)을 송신함으로써 수행된다.
스테이션(12)과 액세스 포인트(14)는 위 과정들(S30, S32, S34)을 경유하여 데이터 전송과정(Data Transmission, S36)을 수행한다.
연결과정(S34)과 유사한 과정으로 재연결 과정(Reassociation)이 있다. 재연결 과정은 스테이션(12)이 연결된 액세스 포인트(14)와 다른 액세스 포인트와 연결하는 과정이다. 재연결 과정은 스테이션(12)이 연결된 액세스 포인트(14)로부터 신호가 약해지면, 다른 새로운 액세스 포인트(14)와 새로운 결합을 설정하는 과정이다.
일반적으로, 스테이션들(12)은 도 1에 도시한 무선 네트워크 시스템(10, BSS)에서 다른 스테이션들(12)에 직접 프레임들을 전송하는 것이 허락되지 않았고, 항상 프레임들의 전송을 위해 액세스 포인트(14)에 의존해야 한다.
그러나, QoS 능력을 가진 스테이션(이하 "QSTA"라 함)들은 DLS(Direct Link Setup)를 사용하여 데이터 전송을 세팅함으로써 다른 QSTA들에게 직접 프레임들을 전송할 수 있다.
여기서, QoS 능력(QoS facility)이란 무선 네트워크 시스템, 예를 들어 IEEE 802.11e에 정의된 QoS를 제공하기 위해 사용되는 향상된 기능들과, 채널 액세스 규칙들, 프레임 포맷들, 프레임 교환 시퀀스, 관리 객체의 세트이다.
QSTA는 QoS를 지원하나 액세스 포인트가 아닌 스테이션이다. 이 QSTA는 하이브리드 코디네이터를 갖지 않고 분배시스템 서비스(DSSs)를 위해 QAP를 사용한다. QSTA는 nQBSS(a non-QoS basic service set)에 연결된 경우 non-QSTA (nQSTA)로 기능한다.
직접 링크(Direct Link)란, QAP(QoS access point)를 통하지 않고 동일한 인프라스트럭쳐(infrastructure) QoS 기초 서비스 세트(QBSS)에서 작동하는 하나의 QSTA과 다른 QSTA 사이의 양방향 링크이다. 일단 다이렉트 링크가 셋업되면, 두 QSTA들 사이의 모든 프레임들은 직접 교환된다.
QAP(quality of service (QoS) access point, 이하 "QAP"라 함)는 QoS를 지원하는 액세스 포인트이다. QAP의 기능들은, nQAP의 기능의 상위 세트이고, 따라서 nQSTA로 기능할 수 있다.
한편, DLS(Direct Link Setup)는, 도 1에 도시된 무선 네트워크의 인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)에서 동작하는 QSTA 들 간에 직접 링크 설정(direct link setup)을 정의하고 있다. DLS는 프레임들이 항상 하나의 스테이션에서 다른 스테이션으로 직접 보내지는 QIBSS에는 적용되지 않는다.
도 4 및 도 5는 DLS(direct link setup)을 위한 절차흐름도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, a1 단계에서, 다른 비액세스 포인트 스테이션(QSTA-2)과 직접 프레임들을 교환하고자 하는 하나의 스테이션(QSTA-1)은 DLS를 시작하고 QAP에 DLS 요청 프레임(DLS Request frame 또는 DLS.request message)을 보낸다. 이 요청(DLS Request)은 QSTA-1의 레이트 세트, 케이퍼빌리티, QSTA-1과 QSTA-2의 MAC 주소들을 포함한다.
도 4의 1b 단계에서, QSTA-2가 BSS에 연결되어 있으면, 다이렉트 스트림들은 BSS의 정책 내에서 허용되며, QSTA-2는 진정한(indeed) QSTA이며, QAP는 수령자 QSTA-2에 DLS 요청 프레임을 포워딩한다.
도 4의 2a 단계에서, QSTA-2는 다이렉트 스트림을 수락하면, QSTA-2는 QAP에 DLS 응답 프레임(DLS Response frame 또는 DLS response message)을 보내고, 이 응답 프레임은 레이트 세트, QSTA-2의 (확장된) 케이퍼빌리티(capabilities), QSTA-1과 QSTA-2의 MAC 주소들을 포함한다.
도 4의 2b 단계에서, QAP는 이 DLS 요청 프레임을 QSTA-1에 포워딩하고, 이후 다이렉트 링크가 활성화되며 프레임들이 QSTA-1로부터 QSTA-2으로, QSTA-2로부터 QSTA-1으로 보내질 수 있다.
도 4의 3 단계에서, QSTA1(Initiating QSTA)이 DLS 응답(DLS response)을 통해, 성공적으로 다이렉트 링크(direct link)가 설정되게 되면, 데이터 프레임(data frame)은 QSTA-1과 QSTA-2 사이의 다이렉트 링크(direct link)를 사용해서 전달 되게 된다.
도 4 및 도5에 도시한 무선네트워크 시스템(10)은 QSTA 간에 다이렉트 링크(Direct link)를 사용하게 되면, QSTA 간 통신이 효율적으로 이루어진다. 다만, 액세스 포인트가 QAP가 아닌 경우 QSTA 일지라도 DLS 설정이 불가능하다.
위에서 설명한 무선네트워크 시스템, 예를 들어 무선랜(IEEE 802.11e) DLS 프로토콜에서 DLS 관련 관리 프레임들이, QSTA 과 QAP 사이에 주고 받도록 되어 있다. 따라서, QAP에서 관리 프레임(management frame)을 릴레이(relay)하는 기능이 필요하다.
이하에서는 또 다른 실시예인 두 스테이션 간의 직접 링크를 설정하는 방법을 설명한다. 먼저 이해를 돕기 위해 발명자의 기존 연구인 iDLS에 관하여 간략하게 설명하기로 한다.
도 6은 상기 iDLS에서 두 스테이션 간에 직접 링크를 설정하는 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도 6에서 STA-1과 STA-2는 각각 AP-1, SSID-1 및 AP-2, SSID-2와 연관(associate)된다. SSID(service set identifier)는 무선 랜을 통해 전송되는 패킷들의 각 헤더에 덧붙여지는 고유 식별자로서, 무선 장치들이 BSS(basic service set)에 접속할 때 마치 암호처럼 사용된다. AP-1과 AP-2는 분산 시스템(distribution system)으로 연결되어 있다. 도 6에서 STA-1과 STA-2가 각각 다른 BSS에 속하고 AP가 둘인 것으로 설명하나, STA-1과 STA-2가 동일한 BSS에 속하고 AP가 하나일 수 있음은 물론이다.
시작 스테이션(STA-1)이 일반 데이터 프레임처럼 캡슐화되어 있는 직접 링크 설정 요청을 AP-1을 경유하여 AP-2로 송신한다(1a). 직접 링크 설정 요청은 레이트 세트(rate set), STA-1의 능력(capability), STA-1과 STA-2의 MAC 어드레스를 함유하고 있다. STA-1에서, 직접 링크 설정을 시작하기 위한 트리거(trigger)는 상위 계층(upper layer)에서 발생한다. 직접 링크 설정 요청을 데이터 프레임처럼 전송하기 위해 사용되는 캡슐화(encapsulation) 방법은 문헌 [Wentink et. al., New DLS (nDLS), IEEE 802.11 DLS SG, document 802.11-07/0478r0, 2007.]에서 제시한 방법을 사용할 수 있다.
STA-2가 직접 링크 설정 요청을 승인하면, 직접 링크 설정 응답을 AP-2와 AP-1을 경유하여 STA-1으로 송신한다(1b). 직접 링크 설정 응답은 레이트 세트, STA-2의 능력을 함유한다. STA-1이 STA-2로부터의 직접 링크 설정 응답을 승인하면, ACK(acknowledgement)를 STA-2로 송신한다(1c).
상기 과정(1a~1c)이 완료되면 직접 링크가 활성화되고 데이터 프레임들이 STA-1으로부터 STA-2로 또는 그 반대로 직접 전송될 수 있다. 이렇게 직접 링크가 설정된 각 스테이션에는 직접 링크 설정 쌍에 관한 정보를 포함하는 테이블이 유지된다. 이 테이블은 직접 링크에 관한 정보, 예를 들면 상대 스테이션의 MAC 어드레서, 통신 상태 등의 정보를 가지고 있으며, 각 스테이션은 고유한 식별자에 의해 인덱스된다. 이 테이블을 참조함으로써 스테이션은 직접 링크로부터 또는 직접 링크로 지정되는 프레임과 연관된 AP로부터 또는 연관된 AP로 지정되는 프레임을 구별할 수 있다.
도 7는 종래의 DLS 또는 상기 iDLS에 따른 직접 링크 설정 방식에 의한 무선 채널 자원의 효율성을 설명하기 위한 참고도이다. 도 7에서 BSS는 AP와 네 개의 스테이션(STA1~4)으로 구성되며, STA-1과 STA-2는 각각 AP와 통신하며, STA-3와 STA-4는 충분히 좋은 채널 환경을 가지고 있어서 서로 직접 링크가 설정되어 AP를 통하지 않고 데이터 프레임을 주고받는다. 무선 채널 자원은 5개의 장치에서 공유되며, DLS 또는 iDLS를 사용하지 않는 경우에 비해 전송횟수가 감소되어 무선 채널 자원의 사용 효율성이 증대된다. 예컨대, 도시된 바에 의하면 실제 전송할 데이터 프레임의 수는 6개가 되고 데이터 프레임의 전송 횟수는 STA-1->AP, AP->STA-1, STA-2->AP, AP->STA-2, STA-3->STA-4, STA-4->STA-3으로 6회가 된다. 따라서 "전송될 데이터 프레임의 수 / 전송 횟수"로 나타내어지는 정규화된 스루풋(normalized throughput)은 6/6=1이 된다. 만일 DLS 또는 iDLS를 사용하지 않고 STA-3과 STA-4가 AP를 경유하여 데이터 프레임을 주고 받는다면 전송 횟수가 8회가 되어 정규화된 스루풋은 6/8=0.75가 될 것이다.
그러나 만일 스테이션들 간에 AP와 통신하기 위해 사용되는 BSS 채널(무선채널 1) 외의 다른 채널을 사용하여 직접 링크를 설정한다면 무선 채널 자원의 사용 효율성이 더 증대될 수 있다. 도 8은 이러한 개념을 설명하기 위한 참고도이다. 만일 STA-3과 STA-4가 서로 송수신하고자 하는 경우 STA-3과 STA-4 간에 BSS 채널 외의 가용한 다른 채널(무선채널 2)로 직접 링크를 설정하고 이 채널을 통하여 송수신하도록 하는 것이다. 그러면 무선채널 1에서는 실제 전송할 데이터 프레임의 수 및 전송 횟수가 각각 4 및 4가 되어 스루풋이 4/4가 되고, 무선채널 2에서는 실제 전송할 데이터 프레임의 수 및 전송 횟수가 각각 2 및 2가 되어 스루풋이 2/2가 된다. 따라서 BSS 내부의 총 스루풋은 4/4+2/2=1이 되어 무선 채널 자원의 사용 효율성이 더 증대될 수 있음을 확인할 수 있다.
따라서 본 발명에서는 스테이션에서 발생되는 트래픽이 다른 스테이션을 목적지로 하는 경우 BSS 채널 외의 다른 채널을 통하여 일시적으로 목적지 스테이션과 직접 링크를 설정하고 그 채널을 통하여 데이터 프레임을 송수신한다. 이하에서는 편의상 BSS 채널 외의 다른 채널을 세컨더리 채널이라 지칭하기로 한다. BSS 채널과의 간섭을 적게 하기 위해 세컨더리 채널은 BSS 채널과 직교(orthogonal)하는 채널인 것이 바람직하나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경을 위한 스테이션의 구조를 나타낸 도면이다. 도 9를 참조하면, 스테이션에는 내부적으로 복수 개의 어플리케이션들 APP(1)~APP(N)이 설치되어 있으며, 어플리케이션들 각각은 트래픽을 발생시킨다. 이 트래픽은 스테이션과 연관된 AP를 목적지로 할 수도 있고, AP가 아닌 다른 스테이션을 목적지로 할 수도 있다. 링크 계층에서 트래픽 분류부(10)는 어플리케이션들 APP(1)~APP(N)로부터 발생되는 트래픽을 전달받아서, 이들을 AP를 목적지로 하는 트래픽(STA-to-AP)과 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽(STA-to-STA)으로 분류한다. 그리고 트래픽 분류부(91)는 분류된 트래픽을 그 목적지에 따라 서로 다른 버퍼에 저장한다. 예컨대, 도시된 바와 같이 AP를 목적지로 하는 트래픽을 STA-to-AP 트래픽 버퍼(92)에, 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽을 STA-to-STA 트래픽 버퍼(93)에 저장한다.
각 버퍼(92, 93)는 다중 채널을 지원하는 MAC/PHY 계층부(94)와 연결되어 있으며, 후술하는 채널 스위칭부(50)의 명령에 따라서 동작 채널을 BSS 채널에서 세컨더리 채널로 스위칭하거나, 세컨더리 채널에서 BSS 채널로 스위칭한다. 그리고 각 버퍼(92, 93)로부터 전달되는 트래픽을 BSS 채널을 통하여 전송하거나 또는 세컨더리 채널을 통하여 전송한다.
채널 스위칭부(95)는 각 버퍼(92, 93) 중 어느 버퍼에 저장된 트래픽을 MAC/PHY 계층부(94)에 전달할 것인지와 MAC/PHY 계층부(94)의 동작 채널, 즉 스테이션의 동작 채널을 결정한다. 이러한 결정을 위하여 채널 스위칭부(95)는 채널 스위칭 정책을 가지고 있으며, 채널 환경을 측정하고 내부 트래픽을 관찰한다. 즉, 채널 스위칭부(95)는 BSS 채널과 BSS 채널 이외의 가용한 채널들의 상태를 주기적으로 측정하고 측정된 결과 정보를 유지하며, STA-to-AP 트래픽 버퍼(92)와 STA-to-STA 트래픽 버퍼(93)를 관찰한다. 채널 스위칭부(95)는 이렇게 채널 환경을 측정하고 내부 트래픽을 관찰한 결과를 토대로 미리 정하여진 채널 스위칭 정책에 따라서 MAC/PHY 계층부(94)의 동작 채널을 결정한다.
채널 스위칭 정책은 예를 들어 다음과 같이 설정될 수 있다.
일 예로, 동작하는 어플리케이션의 QoS 요구에 따라서 설정될 수 있다. 예를 들어, 어떤 비디오 스트리밍이 직접 링크를 통하여 20Mbps를 요구한다면, 채널 스위칭 정책은 해당 트래픽을 그 요구하는 만큼의 대역폭을 가지는 세컨더리 채널로 전송되도록 MAC/PHY 계층부(94)의 동작 채널을 결정할 수 있다.
다른 예로, 현재 세컨더리 채널에서 다른 스테이션과 직접 링크를 설정하고 통신하다가 STA-to-AP 트래픽 버퍼(91)에 STA-to-AP 트래픽이 발생하는 경우 세컨더리 채널에서의 직접 링크를 해제하고 BSS 채널에서 직접 링크를 설정할 것을 다른 스테이션과 협상하도록 할 수 있다. 그러면 BSS 채널을 통하여 STA-to-AP 트래픽이 AP로 송신된다.
또 다른 예로, 데이터 프레임을 마지막으로 AP로 전송하거나, AP로부터 수신한 시점으로부터 일정 시간(T_staying) 동안은 채널 스위칭을 하지 않고 BSS 채널로 동작한다. 즉, T_staying 시간 내에서는 직접 링크를 설정할 경우에 BSS 채널로 설정하도록 협상을 하고, T_staying 시간이 경과하여도 AP와 송수신이 없는 경우에 BSS 채널이 아닌 세컨더리 채널에서 설정될 수 있도록 다른 스테이션과 협상한다. 상기 T_staying 값은 BSS 채널에서 세컨더리 채널로 스위칭하지 않을 최소의 임계 시간이며, 임의의 적절한 값으로 설정될 수 있다.
스테이션과 AP 간의 대부분의 트래픽은 웹 브라우징이나 인스턴스 메시징과 같이 인터랙티브한 트래픽이다. 예를 들어 HTTP-Request가 한 스테이션의 어플리케이션으로부터 발생하면 AP로 향하는 트래픽이 만들어지고, 이를 AP가 수신하면, AP는 스테이션으로 HTTP-Request를 전송한다. 따라서 AP와의 순조로운 통신을 위해서는 채널 스위칭이 수행되지 않는 것이 바람직하다. 그러나 AP와 송수신이 일어난 뒤 일정 시간이 지나도록 AP로부터 또는 AP로 아무런 데이터가 전송되지 않았다면 애초에 응답을 기대하지 않는 요청이었거나 응답이 네트워크에서 손실되었음을 의미한다. 따라서 적절하게 설정된 T_staying 시간 동안은 BSS 채널에 머물고 T_staying 시간이 경과하여도 AP와 송수신이 없으면 세컨더리 채널로 스위칭한다.
도 10은 도 7에 도시된 바와 같은 무선랜 환경에서 DLS 또는 iDLS에 따라 스테이션들과 AP 간에 또는 스테이션들 간의 시그널의 흐름을 나타내는 도면이며, 도 11은 도 8에 도시된 바와 같은 무선랜 환경에서 본 발명의 일 실시예에 따라 스테이션들과 AP 간에 또는 스테이션들 간의 시그널의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 10를 참조하면, BSS에 속한 스테이션들(STA-1~4)과 AP는 단일 무선 채널을 사용하므로, 예를 들어 CSMA/CA와 같은 다중화 방식으로 서로 다른 타이밍에 각자의 데이터 프레임을 전송한다. 즉, STA-1과 STA-2는 각각 채널 1을 통하여 AP와 통신하고, STA-3과 STA-4는 역시 채널 1를 통하여 직접 링크를 설정하여 서로 직접 송수신하며, 각 스테이션들은 서로 다른 타이밍에 데이터 프레임을 목적지로 송신한다.
도 11를 참조하면, STA-1, STA-2, 그리고 AP는 채널 1을 사용하여 통신하고, STA-3과 STA-4는 채널 2를 통하여 직접 링크를 설정하여 서로 직접 데이터를 송수신한다. 따라서, 도시된 바와 같이 STA-3 및 STA-4 간의 직접 링크를 통한 송수신과 STA-1 또는 STA-2와 AP 간의 송수신은 동시에 일어날 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 IEEE 802.11 무선랜 환경에서의 직접 링크 설정 방법의 흐름도를 나타낸다. 본 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법은 도 9에서 설명된 무선랜 스테이션에서 처리되는 단계들로 이루어지며, 따라서 이하 생략된 내용이라 하더라도 무선랜 스테이션에 관하여 이상에서 기술된 내용은 본 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법에도 적용된다.
본 실시예에서, 스테이션은 초기 상태로 채널 1(BSS 채널)로 동작하고 있으며, AP와 통신하고 있는 상태 또는 AP 및 다른 스테이션과 데이터 송수신이 일어나지 않는 상태 중 하나인 것으로 가정하기로 한다.
1220단계에서는 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는지 판단한다. 이는 STA-to-STA 트래픽 버퍼(93)를 관찰함으로써 알 수 있다. 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하면, 1215단계로 진행하여 해당 스테이션과 직접 링크 설정을 위한 협상을 수행한다. 이하에서는 해당 스테이션을 편의상 상대 스테이션이라 칭하기로 한다. 직접 링크 설정을 위한 협상은 AP를 경유하여 상대 스테이션으로 직접 링크 설정 요청을 송신하고, 상대 스테이션으로부터 AP를 경유하여 직접 링크 설정 응답을 수신하고, 그에 대한 ACK를 역시 AP를 경유하여 상대 스테이션으로 송신하는 일련의 과정을 의미한다. 본 실시예에서 직접 링크 설정을 위한 채널은 BSS 채널 뿐만 아니라 BSS 채널 외의 세컨더리 채널이 포함된다. 따라서 1215단계의 협상 결과 BSS 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 이루어지거나, 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 이루어지거나, 또는 협상이 실패하는 경우가 있을 수 있다. 직접 링크를 설정하기 위한 협상이 실패하는 경우는, 예를 들어 상대 스테이션으로부터 직접 링크 설정 응답을 수신하지 못하거나, 상대 스테이션이 AP와 통신하고 있는 중이어서 직접 링크 설정을 거부하는 경우 등이 될 수 있다.
직접 링크 설정을 위한 협상이 실패하면, 다시 1210단계로 돌아가고, 여전히 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 있으면, 다시 1215단계로 와서 다시 직접 링크 설정을 위한 협상을 시도한다.
1215단계에서 상대 스테이션과 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 이루어지면, 1220단계로 진행하여 스테이션은 동작 채널을 세컨더리 채널로 스위칭한다. 즉, MAC/PHY 계층부(94)가 세컨더리 채널로 동작하도록 한다. 이제 세컨더리 채널을 통해 상대 스테이션과 직접 링크가 설정되었으므로, 725단계에서 상대 스테이션과 세컨더리 채널을 통해 직접 상기 트래픽의 데이터를 송수신한다.
그 후 상대 스테이션과의 송수신이 완료되거나 또는 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하면(1230단계), 1235단계로 진행하여 세컨더리 채널에서의 직접 링크 설정을 해제한다. 이 경우 스테이션은 세컨더리 채널로 동작하고 있으므로, 직접 링크 설정의 해제는 AP를 경유하지 않고 다른 스테이션으로 직접 링크 해제 요청을 송신하고, 상대 스테이션으로부터 ACK를 수신함으로써 이루어진다.
직접 링크 설정이 해제되면, 1240단계로 진행하여 다시 BSS 채널로 스위칭한다. 그리고 AP를 목적지로 하는 트래픽의 데이터를 BSS 채널을 통해 AP로 송신한다.
다시 1215단계를 참조한다. 만약 1215단계에서 상대 스테이션과 BSS 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 이루어지면 BSS 채널로 직접 링크가 설정되고, 1245단계에서 BSS 채널을 통해 상대 스테이션과 직접 데이터를 송수신한다. 이 경우 스테이션은 BSS 채널을 통해 AP와도 데이터를 송수신할 수 있다.
1250단계에서 상대 스테이션과 데이터 송수신이 완료되면 1255단계로 진행하여 직접 링크 설정을 해제한다. 이 경우 스테이션은 BSS 채널로 동작하고 있으므로, 직접 링크 설정의 해제는 AP를 경유하여 다른 스테이션으로 직접 링크 해제 요청을 송신하고, 상대 스테이션으로부터 AP를 경유하여 ACK를 수신함으로써 이루어진다.
다시 1240단계를 참조하자. 1240단계에서 BSS 채널로 스위칭 한 뒤, 스테이션은 AP와 최후로 데이터를 송수신한 시점으로부터 적어도 T_staying 시간 동안 AP와의 송수신이 일어나는지 관찰한다.
1260단계에서, T_staying 시간이 경과하지 않았는데, 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우, 1265단계로 진행하여 BSS 채널만으로 직접 링크 설정이 이루어지도록 해당 스테이션과 협상한다. 이는 후술할 도 13에서 설명할 직접 링크 설정 요청에 가용한 채널로 BSS 채널만을 포함시키면 된다. 협상이 성공하면 BSS 채널을 통하여 직접 링크가 설정되고, 1245단계로 진행하여 BSS 채널을 통해 상대 스테이션과 직접 데이터를 송수신한다.
1270단계에서 AP와 최후로 데이터를 송수신한 시점으로부터 T_staying 시간이 경과하고, 이때 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 있다면, 다시 1215단계로 진행하여 해당 스테이션과 직접 링크 설정을 위한 협상을 수행한다.
AP와 데이터를 송수신한 후 일정 시간 기다리지 않고 곧바로 세컨더리 채널로 스위칭한다면, BSS 채널을 통하여 AP로부터 송신되는 데이터를 수신하지 못하게 되는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서 본 실시예와 같이 AP와 데이터 송수신이 일어난 후에 일정 시간 동안은 BSS 채널을 통해서만 직접 링크를 설정함으로써 BSS 채널에 머물고, 더 이상 AP와 데이터 송수신이 일어나지 않는 것을 확인한 후에 비로소 세컨더리 채널을 포함하여 직접 링크 설정을 위한 협상을 수행함으로써, 곧바로 세컨더리 채널로 스위칭함으로 인해 발생할 수 있는 위와 같은 문제점을 해결할 수 있다.
도 13은 도 12의 1210 내지 1240단계의 과정을 통해 두 스테이션과 AP에서 발생할 수 있는 시그널 흐름의 예를 나타낸 도면이다. 도 13에서 CH1은 BSS 채널에 해당하며, CH2, 3은 선택 가능한 세컨더리 채널에 속한다. 그리고 도시된 버퍼에서 좌측은 STA-to-AP 트래픽 버퍼를, 우측은 STA-to-STA 트래픽 버퍼를 나타낸다.
도 13을 참조하면, STA-3은 AP와 CH1을 통하여 데이터를 송수신하고 있다(①, ②). 그러다가 STA-4를 목적지로 하는 트래픽이 발생하고, 이 트래픽은 STA-to-STA 트래픽 버퍼에 저장된다(ⓐ). 그러면, STA-3은 STA-4와 직접 링크 설정을 위한 협상을 시도한다.
협상을 위해 STA-3은 AP를 경유하여 STA-4로 직접 링크 설정 요청을 송신한다(③-1, ③-2). 이때 직접 링크 설정 요청에는 직접 링크 설정에 가용한 채널의 정보가 함유된다. 가용한 채널은 스테이션에서 측정된 각 채널의 상태와 채널 스위칭 정책에 따라서 정해질 수 있다. 도 13에 도시된 예에서는 STA-3이 가용한 채널로 CH 1, 2, 3을 선택한 경우를 나타내고 있다.
직접 링크 설정 요청을 수신한 STA-4는 이에 응답하여 직접 링크 설정 응답을 AP를 경유하여 STA-3으로 송신한다(④-1, ④-2). 이때 STA-4은 직접 링크 설정 요청에 함유된 가용한 채널 중 자신에게 가용한 채널을 선택하고 그 결과 정보를 직접 링크 설정 응답에 함유시킨다. 도 13에 도시된 예에서는 STA-4가 가용한 채널로 CH 2, 3을 선택한 경우를 나타내고 있다.
직접 링크 설정 응답을 수신한 STA-3은 이에 응답하여 ACK를 AP를 경유하여 STA-4로 송신한다(⑤-1, ⑤-2). 이때 STA-3은 직접 링크 설정 응답에 함유된 가용한 채널 중 직접 링크를 설정할 채널을 선택하여 그 결과 정보를 ACK에 함유시킨다. 채널의 선택은 물론 측정된 채널의 상태에 따라서 이루어질 수 있다. 도 13에 도시된 예에서는 STA-3이 직접 링크를 설정할 채널로 CH 2를 선택한 경우를 나타내고 있다.
따라서 이전까지 동작하던 BSS 채널이 아닌 CH 2가 직접 링크를 설정할 채널로 선택되었으므로, STA-3과 STA-4는 각각 CH 2로 채널 스위칭을 수행한다. 이제 CH 2를 통하여 직접 링크가 설정되고, STA-3과 STA-4는 CH 2를 통하여 직접 데이터를 송수신한다(⑥).
만일, STA-3과 STA-4의 직접 링크 설정을 위한 협상 결과 CH 1이 직접 링크 설정을 위한 채널로 결정되었다면, 채널 스위칭은 일어나지 않고, CH 1을 통하여 직접 링크가 설정되고 STA-3과 STA-4는 CH 1을 통하여 직접 데이터를 송수신할 것이다.
또한, 만일, STA-3과 STA-4의 직접 링크 설정을 위한 협상이 실패한다면, 협상을 재시도하거나, AP를 경유하여 데이터를 송수신하게 될 것이다.
이제, AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하고, 이 트래픽은 STA-to-AP 트래픽 버퍼에 저장된다(ⓑ). 그러면, STA-3은 STA-4로 직접 링크 해제 요청을 송신하고(⑦), STA-4는 이에 응답하여 STA-4가 ACK를 STA-3으로 송신(⑧)함으로써 직접 링크 설정이 해제된다. 그리고 STA-3은 AP와의 통신을 위해 다시 CH 1으로 돌아가도록 채널 스위칭을 수행하고, CH 1을 통하여 AP로 데이터를 송신한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법에 의하여 BSS에서 발생할 수 있는 시그널 흐름의 예를 나타낸 도면이다. 도 14에서도 도 13에서와 마찬가지로, 도시된 버퍼에서 좌측은 STA-to-AP 트래픽 버퍼를, 우측은 STA-to-STA 트래픽 버퍼를 나타낸다.
도 14를 참조하면, STA-1과 STA-2는 각각 BSS 채널인 CH 1을 통하여 AP와 통신하거나, STA-1과 STA-2가 서로 CH 1을 통한 직접 링크를 설정하고 CH 1을 통하여 직접 데이터를 송수신한다.
한편, STA-3과 STA-4는 세컨더리 채널인 CH 2를 통한 직접 링크를 설정하고 CH 2를 통하여 직접 데이터를 송수신한다(①). 그러다가, STA-3의 STA-to-AP 트래픽 버퍼에 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하면(ⓐ), STA-3은 STA-4과 CH 2를 통한 직접 링크를 해제하고(②), AP와의 통신을 위해 CH 1으로 동작 채널을 스위칭한다. 그러면 STA-3은 CH 1을 통하여 AP와 데이터를 송수신한다(③).
STA-3은 최후로 AP와 데이터를 송수신한 시점으로부터 T_staying 시간 동안 AP와 송수신이 일어나는지 관찰한다. 한편, 최후로 AP와 데이터를 송수신한 시점으로부터 적어도 T_staying 시간 내에 STA-4와 직접 링크 설정을 협상하는 경우 CH 1으로 직접 링크를 설정하고 데이터를 직접 송수신한다(④). CH 1에서 AP와의 송수신과 STA-4와의 송수신, 나아가 STA-1, STA-2, AP 간의 통신은 서로 다른 타이밍에 수행된다. 이러한 자원 배분은 STA-3 내부적으로는 어플리케이션들 간에 정의되는 우선순위에 따라서 결정되고, 각 스테이션과 AP 간에는 CSMA/CA와 같은 다중화 방식에 의해 결정된다.
STA-4와의 직접 링크가 해제된 후, 도시된 바와 같이 T_staying 시간이 경과하도록 AP와의 데이터 송수신이 발생하지 않았으며 STA-3과 STA-4 간에 송수신할 데이터가 있으면, 세컨더리 채널을 포함하여 직접 링크 설정을 위한 협상을 수행한다(⑤). 협상 결과 CH 2가 다시 직접 링크 설정을 위한 채널로 결정되면, STA-3과 STA-4는 CH 2로 스위칭한다. 그리고 CH 2를 통하여 직접 데이터를 송수신한다(⑥).
도 15는 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 직접 링크 설정 방법에 의하여 T_staying 시간에 따라 각 채널에서 직접 링크가 설정되고 점유되는 형태의 예를 도식화한 것이다. 도 10에서, 박스 BSS(AP-S#)은 스테이션 S#이 AP와 통신하는 구간을 나타내고, 박스 direct n 은 직접 연결이 설정된 구간으로서, 예를 들어 direct 1(S2-S3)은 스테이션 S2와 스테이션 S3이 직접 연결 설정되는 구간을 나타낸다. 도 10을 참조하면, 스테이션 S2와 S3 간의 직접 연결(direct 1)은 바로 이전에 스테이션 S2가 AP와 통신하였으므로 그 후 T_staying 시간 동안에는 BSS 채널(Channel 1)에서 이루어지며, T_staying 시간이 경과한 후에 다른 채널(Channel 2)에서 직접 연결 설정이 이루어질 수 있다.
이하에서는 IEEE 802.11 기반 장치간 멀티캐스트 통신을 효율적으로 하기위한 PMC(Pseudo multicast capability) 프로토콜을 제안한다. PMC는 단일 멀티캐스트 송신자와 복수의 멀티캐스트 수신자 들간의 통신 성능을 개선하기 위해 유니캐스트와 스테이션 또는 단말의 선택적 동작모드 변환 을 조합한다. 본 프로토콜을 기존에 보급된 무선랜 단말의 하드웨어 교체 없이 효율적인 무선 멀티캐스트를 구현한다.
현재 IEEE 802.11은 데이터링크 계층에서 멀티캐스트를 브로드캐스트와 같은 방법으로 처리한다. 그러므로 멀티캐스트 패킷들은 물리계층에서 기본 전송률로만 전송이 가능하며 전송실패시 재전송이 불가능하다. 예를들어 IEEE 802.11a 장치를 이용한 멀티캐스트 통신은 6, 12, 24Mbps 의 전송률로만 전송이 가능하며 1회 전송이후 재전송을 불가능하게하여 무선채널 활용성과 전송 신뢰도를 감소시킨다. 본 발명에서 제안하는 PMC(Pseudo multicast capability) 는 IEEE 802.11 기반 장치간 멀티캐스트 통신을 효율적으로 하기위한 프로토콜이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMC 단말을 도시한 도면이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 도 16에서 PMC 단말(1610)은 PMC 스테이션일 수도 있다. 그러나, 설명의 편의를 위해 PMC 단말(1610)로 한정하여 설명한다. PMC 단말(1610)은 PMC-WiFi부(1611)과 PMC-WiFi부(1611)을 제어하는 상위 계층인 PMC-APP(Pseudo multicast capability-application)부(1613)을 포함한다. PMC-WiFi부(1611)은 MAC과 PHY계층을 포함하며 실질적인 패킷 송수신을 담당한다. PMC-APP부(1613)은 PMC-WiFi부(1611)의 상위계층을 포함하며 PMC 프로토콜의 동작을 담당한다.
한편, PMC-WiFi부(1611)의 동작 모드는 기본 통신모드와 전패킷 수신 모드(Promiscuous mode)가 있다. 기본통신 모드상에서 PMC-WiFi부(1611)는 자신에게 전달된 패킷의 목적지 주소가 자신의 주소와 다를 경우 패킷을 상위계층으로 전달하지 않는다. 전패킷 수신 모드상에서 PMC-WiFi부(1611)는 채널로부터 성공적으로 수신한 모든 패킷을 상위계층으로 전송한다. PMC-APP부(1613)는 1-홉상의 다른 PMC 단말내에 있는 PMC-APP부와 협조하여 단말간 채널품질을 지속적으로 업데이트할 수도 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티캐스트 세션을 설명하는 흐름도이다. 도 17에 도시된 바와 같이 멀티캐스트 세션은 하나의 PMC-시작자(PMC-initiator)와 복수의 PMC-멤버(PMC-member)를 포함한다.
MC-시작자(1620)의 PMC-APP부는 상위 응용의 요청(ⓐ) 또는 스스로 멀티캐스트 세션(Multicast session)을 시작할 수 있다(ⓑ). 멀티캐스트 세션의 길이는 전송될 데이터의 양 (패킷의 갯수 또는 사이즈) 및 시간 또는 둘의 조합에 의해 정해진다.
멀티캐스트 세션을 시작하는 PMC 단말이 PMC-시작자(1620)가 된다. PMC-시작자(1620)가 PMC-요청 메시지를 브로드캐스팅하면(ⓑ), PMC-요청 메시지를 수신받은 PMC 단말들은 자신이 PMC-리더인지 PMC 멤버인지 결정한다. 구체적으로 PMC 단말은 자신이 PMC-리더가 아니면 자신을 PMC 멤버로 결정한다.
PMC-리더를 결정하는 방법은 어플리케이션의 종류에 따라 다르다.
구체적으로,지연에 민감한 어플리케이션을 수행하기 위해, 링크 계층의 재전송시 지연을 최소화할 필요가 있다. 따라서, PMC-시작자에 비해 최고 채널품질을 가지는 PMC-멤버가 PMC-리더라 된다. 그러므로 설정된 최대 지원가능 전송률 Rmax에 대하여 높은 전송성공률을 가진다.
반면에 손실에 민감한 어플리케이션을 수행하기 위해서는 링크 계층의 재전송을 충분히 활용할 필요가 있다. 그리하여 PMC-시작자에 비해 최저 채널품질을 가지는 PMC-멤버를 PMC-리더로 선정된다. 이는 상대적으로 낮은 전송 성공률을 가지는 PMC-멤버에게 여러 번의 재전송을 통해 높은 성공률을 제공하기 위함이다.
PMC-리더(1640)는 PMC-시작자(1620)와 협조하여 멀티캐스트 세션을 초기화하고 종료한다(ⓐ, ⓕ).
한편, PMC-멤버(1660)는 멀티캐스트 세션의 수동적 참가자로서, 멀티캐스트 세션이 진행되는 동안 자신의 PMC-WiFi부를 전패킷 수신 모드로 설정한다(ⓒ). 단일 멀티캐스트 세션에서 초기에 선정된 PMC-리더(1640)는 단일 멀티캐스트 세션 종료시점 이전에 PMC-멤버들로 변경이 가능함도 물론이다.
PMC-시작자(1620)는 멀티캐스트 세션 동안 PMC-리더(1640)에게 유니캐스트 형태로 패킷을 전송하게 된다(ⓓ). 전패킷 수신 모드로 동작하고 있는 PMC-멤버(1660)들은 PMC-시작자(1620)와 PMC-리더(1640)의 통신을 오버헤드(Overhear) 하는 방식으로 수신할 수 있다(ⓔ).
한편, PMC-시작자(1620)의 PMC-WiFi부는 유니캐스트 패킷 송수신시 채널자원 활용도를 높이기 위하여 레이트 적응(Rate-adaptation)을 수행한다. PMC-시작자(1620)는 PMC-멤버(1660)와의 채널상황정보를 바탕으로 최대 멀티캐스트 전송률을 선택한다. 예를들어 PMC-멤버(1660)와 PMC-시작자(1620)들간의 최저 채널품질을 계산하고 최저 채널 품질에 대한 최대 지원가능 전송률 Rmax을 계산한다. PMC-시작자(1620)는 멀티케스트 세션을 초기화시 자신의 PMC-WiFi부가 PMC-리더(1640)와 Rmax이상으로 통신할 수 없게 한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
[부호의 설명]
10: 무선랜 시스템
12: 스테이션 또는 단말
14: 기지국
16: 백본망 또는 분배시스템

Claims (11)

  1. IEEE 802.11 무선랜 환경의 스테이션에서의 직접 링크 설정 방법에 있어서,
    (a) 상기 스테이션에서 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는
    경우, AP(access point)와 통신하기 위해 사용되는 BSS(basic service set) 채널
    외의 무선 채널인 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른
    스테이션과 수행하는 단계;
    (b) 상기 협상 수행 결과 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협
    상이 성공하면 상기 스테이션의 동작 채널을 상기 BSS 채널에서 상기 세컨더리 채
    널로 스위칭하는 단계; 및
    (c) 상기 세컨더리 채널을 통하여 상기 다른 스테이션으로 상기 발생된 트래
    픽의 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의
    통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    상기 세컨더리 채널의 정보가 함유된 직접 링크 설정 요청을 상기 AP를 경유
    하여 상기 다른 스테이션으로 송신하는 단계; 및
    상기 다른 스테이션으로부터 직접 링크 설정 응답을 상기 AP를 경유하여 수
    신하면, ACK를 상기 AP를 경유하여 상기 다른 스테이션으로 송신하는 단계를 포함
    하는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 협상 수행 결과 상기 BSS 채널로 직접 링크를 설정하기로 협상이 성공
    하면 상기 BSS 채널을 통하여 상기 다른 스테이션으로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 단계 이후에 상기 스테이션에서 상기 AP를 목적지로 하는 트래
    픽이 발생하는 경우 상기 다른 스테이션과 직접 링크 설정을 해제하는 단계;
    (e) 상기 스테이션의 동작 채널을 상기 세컨더리 채널에서 상기 BSS 채널로
    스위칭하는 단계; 및
    (f) 상기 BSS 채널을 통하여 상기 AP로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신
    하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 다른 스테이션으로 직접 링크 해제 요청을 송신하는 단계; 및
    상기 다른 스테이션으로부터 ACK를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로
    하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정
    시간이 경과하지 않았을 때 상기 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하
    는 경우 상기 BSS 채널로만 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션
    과 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징을 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후 상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정
    시간이 경과한 후에 상기 다른 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우
    상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상기 다른 스테이션과 수
    행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  8. IEEE 802.11 무선랜 환경에서의 통신 방법에 있어서,
    (a) 제1 스테이션 또는 제2 스테이션에서 상대방을 목적지로 하는 트래픽이
    발생하는 경우, 상기 제1 스테이션과 상기 제2 스테이션이 AP(access point)와 통
    신하기 위해 사용되는 BSS(basic service set) 채널 외의 무선 채널인 세컨더리 채
    널로 직접 링크를 설정하기 위한 협상을 수행하는 단계;
    (b) 상기 협상 수행 결과 상기 세컨더리 채널로 직접 링크를 설정하기로 협
    상이 성공하면 상기 제1 스테이션 및 상기 제2 스테이션이 동작 채널을 상기 BSS
    채널에서 상기 세컨더리 채널로 스위칭하는 단계; 및
    (c) 상기 제1 스테이션 또는 상기 제2 스테이션이 상기 세컨더리 채널을 통
    하여 상대방으로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 포함하는 것을
    특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    (d) 상기 (c) 단계 이후에 상기 제1 스테이션 또는 상기 제2 스테이션에서
    상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 제1 스테이션과 상기 제2
    스테이션이 상대방과의 직접 링크 설정을 해제하는 단계;
    (e) 상기 제1 스테이션 및 상기 제2 스테이션 중 상기 AP를 목적지로 하는
    트래픽이 발생한 스테이션이 동작 채널을 상기 세컨더리 채널에서 상기 BSS 채널로
    스위칭하는 단계; 및
    (f) 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션이 상기 BSS 채널을
    통하여 상기 AP로 상기 발생된 트래픽의 데이터를 송신하는 단계를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션에서
    상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과하지 않았을
    때 상대방 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 BSS 채널로만
    직접 링크를 설정하기 위한 협상을 상대방 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함하
    는 것을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (e) 단계 이후 상기 AP를 목적지로 하는 트래픽이 발생한 스테이션에서
    상기 AP와 데이터를 최후로 송수신한 시점으로부터 일정 시간이 경과한 후에 상대
    방 스테이션을 목적지로 하는 트래픽이 발생하는 경우 상기 세컨더리 채널로 직접
    링크를 설정하기 위한 협상을 상대방 스테이션과 수행하는 단계를 더 포함하는 것
    을 특징으로 하는 무선랜 환경에서의 통신 방법.
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