WO2014092468A1

WO2014092468A1 - 백홀(backhaul) 링크 정보 전송 방법 및 장치

Info

Publication number: WO2014092468A1
Application number: PCT/KR2013/011506
Authority: WO
Inventors: 박기원; 류기선; 조한규
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-12-12
Filing date: 2013-12-12
Publication date: 2014-06-19
Also published as: US9609580B2; US20150237568A1; KR20150097457A

Abstract

백홀(backhaul) 링크 정보 전송 방법 및 장치를 개시한다STA(station)의 백홀(backhaul) 링크 상태 정보를 획득하는 방법은 STA이 AP(access point)의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS(generic advertisement service) 요청 프레임을 AP로 전송하는 단계, STA이 GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있되, GAS 요청 프레임은 STA이 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고, 백홀 링크 상태 정보는 AP와 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함할 수 있다.

Description

백홀(BACKHAUL) 링크 정보 전송 방법 및 장치

본 발명은 무선랜에 관한 것으로 보다 상세하게는 백홀(backhaul) 링크에 대한 정보를 전송하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

최근의 무선랜(wireless LAN) 기술의 진화 방향은 크게 3가지 방향으로 진행되고 있다. 기존 무선랜 진화 방향의 연장 선상에서 전송 속도를 더욱 높이기 위한 노력으로 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11ac와 IEEE 802.11ad가 있다. IEEE 802.11ad는 60GHz 밴드를 사용하는 무선랜 기술이다. 또한, 기존의 무선랜보다 거리적으로 광역 전송을 가능하게 하기 위해 1GHz 미만의 주파수 밴드를 활용하는 광역 무선랜이 최근에 대두되고 있는데, 이에는 TVWS(TV white space) 대역을 활용하는 IEEE 802.11af와 900MHz 대역을 활용하는 IEEE 802.11ah가 있다. 이들은 스마트 그리드(smart grid), 광역 센서 네트워크뿐만 아니라, 확장 범위 Wi-Fi(extended range Wi-Fi) 서비스의 확장을 주목적으로 한다. 또한 기존의 무선랜 MAC(medium access control) 기술은 초기 링크 셋 업 시간이 경우에 따라 매우 길어지는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 문제점을 해결하여 STA이 AP로 신속한 접속이 수행 가능하도록 하기 위하여 IEEE 802.11ai 표준화 활동이 최근에 활발하게 이루어지고 있다.

IEEE 802.11ai는 무선랜의 초기 셋-업(set-up) 및 결합(association) 시간을 획기적으로 절감하기 위하여 신속한 인증 절차를 다루는 MAC 기술로서, 2011년 1월에 정식 태스크 그룹으로 표준화 활동이 시작되었다. 신속 접속 절차를 가능하게 하기 위하여 IEEE 802.11ai는 AP 탐색(AP discovery), 네트워크 탐색(network discovery), TSF 동기화(time synchronization function synchronization), 인증 ＆ 결합(Authentication ＆ Association,) 상위 계층(higher layer)과의 절차 병합 등의 영역에서 절차 간소화에 대한 논의를 진행하고 있다. 그 중에서, DHCP(dynamic host configuration protocol)의 피기백(piggyback)을 활용한 절차 병합, 병행 IP(concurrent IP)를 이용한 전체 EAP(full EAP(extensible authentication protocol))의 최적화, 효율적인 선별적 AP(access point) 스캐닝 등의 아이디어가 활발하게 논의 중이다.

본 발명의 목적은 백홀(backhaul) 링크 정보 전송 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 백홀 링크 정보 전송을 수행하는 장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 STA(station)의 백홀(backhaul) 링크 상태 정보를 획득하는 방법은, 상기 STA이 AP(access point)의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS(generic advertisement service) 요청 프레임을 상기 AP로 전송하는 단계와 상기 STA이 상기 GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 상기 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있되, 상기 GAS 요청 프레임은 상기 STA이 상기 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 상기 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고, 상기 백홀 링크 상태 정보는 상기 AP와 상기 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함할 수 있다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 무선랜 네트워크에서 동작하는 STA(station)에 있어서, 상기 STA은 무선 신호를 송신 및 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부와 상기 RF부와 선택적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는 AP(access point)의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS(generic advertisement service) 요청 프레임을 상기 AP로 전송하고, 상기 GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 상기 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하도록 구현될 수 있되, 상기 GAS 요청 프레임은 상기 STA이 상기 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 상기 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고, 상기 백홀 링크 상태 정보는 상기 AP와 상기 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함할 수 있다.

STA이 데이터를 송신 및 수신하기 위해 추가적으로 AP와 다른 외부 통신 장치 사이의 백홀(backhaul) 링크의 통신 네트워크에 대한 정보를 수신함으로써 STA이 백홀 링크에 대한 정보를 기반으로 액세스할 AP를 결정할 수 있다. STA이 백홀 링크 정보를 기반으로 AP에 액세스함으로써 무선 자원의 효율을 높일 수 있다.

도 1은 무선랜(wireless local area network, WLAN)의 구조를 나타낸 개념도이다.

도 2는 IEEE 802.11에 의해 지원되는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처를 나타낸 도면이다.

도 3은 무선랜에서 스캐닝 방법을 나타낸 개념도이다.

도 4는 AP와 STA의 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이다.

도 5는 액티브 스캐닝 절차(active scanning procedure)에 대한 개념도이다.

도 6은 프로브 요청 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.

도 7은 GAS 프로토콜을 나타낸 개념도이다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 STA과 AP 사이의 동작에 대한 개념도이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 백홀 링크 상태 정보 요소를 나타낸 개념도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 백홀 링크 상태 정보 요소를 나타낸 개념도이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 프로브 요청 프레임/프로브 응답 프레임을 나타낸 개념도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따른 백홀 링크 상태 정보를 기반으로 AP에 액세스하는 방법을 나타낸 개념도이다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 GAS 요청 프레임과 GAS 응답 프레임을 나타낸 개념도이다.

도 14는 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.

도 1의 상단은 IEEE(institute of electrical and electronic engineers) 802.11의 인프라스트럭쳐 네트워크(infrastructure network)의 구조를 나타낸다.

도 1의 상단을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS, 100, 105)를 포함할 수 있다. BSS(100, 105)는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 AP(access point, 125) 및 STA1(Station, 100-1)과 같은 AP와 STA의 집합으로서, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다. BSS(105)는 하나의 AP(130)에 하나 이상의 결합 가능한 STA(105-1, 105-2)을 포함할 수도 있다.

인프라스트럭쳐 BSS는 적어도 하나의 STA, 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(125, 130) 및 다수의 AP를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS, 110)을 포함할 수 있다.

분산 시스템(110)는 여러 BSS(100, 105)를 연결하여 확장된 서비스 셋인 ESS(extended service set, 140)를 구현할 수 있다. ESS(140)는 하나 또는 여러 개의 AP(125, 230)가 분산 시스템(110)을 통해 연결되어 이루어진 하나의 네트워크를 지시하는 용어로 사용될 수 있다. 하나의 ESS(140)에 포함되는 AP는 동일한 SSID(service set identification)를 가질 수 있다.

포털(portal, 120)은 무선랜 네트워크(IEEE 802.11)와 다른 네트워크(예를 들어, 802.X)와의 연결을 수행하는 브리지 역할을 수행할 수 있다.

도 1의 상단과 같은 인프라스트럭쳐 네트워크에서는 AP(125, 130) 사이의 네트워크 및 AP(125, 130)와 STA(100-1, 105-1, 105-2) 사이의 네트워크가 구현될 수 있다. 하지만, AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 것도 가능할 수 있다. AP(125, 130)가 없이 STA 사이에서도 네트워크를 설정하여 통신을 수행하는 네트워크를 애드-혹 네트워크(Ad-Hoc network) 또는 독립 BSS(independent basic service set)라고 정의한다.

도 1의 하단은 독립 BSS를 나타낸 개념도이다.

도 1의 하단을 참조하면, 독립 BSS(independent BSS, IBSS)는 애드-혹 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP를 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA(150-1, 150-2, 150-3, 155-1, 155-2)이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, 분산 시스템으로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비-AP STA(Non-AP Station)을 모두 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 기기(wireless device), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit; WTRU), 사용자 장비(User Equipment; UE), 이동국(Mobile Station; MS), 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 또는 단순히 유저(user) 등의 다양한 명칭으로도 불릴 수 있다.

도 2에서는 무선랜 시스템의 계층 아키텍처(PHY architecture)를 개념적으로 도시하였다.

무선랜 시스템의 계층 아키텍처는 MAC(medium access control) 부계층 (sublayer)(220)과 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 부계층(210) 및 PMD(Physical Medium Dependent) 부계층(200)을 포함할 수 있다. PLCP 부계층(210)은 MAC 부계층(220)이 PMD 부계층(200)에 최소한의 종속성을 가지고 동작할 수 있도록 구현된다. PMD 부계층(200)는 복수의 STA 사이에서 데이터를 송수신하기 위한 전송 인터페이스 역할을 수행할 수 있다.

MAC 부계층(220)과 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)은 개념적으로 관리부(management entity)를 포함할 수 있다.

MAC 부계층(220)의 관리부는 MLME(MAC Layer Management Entity, 225), 물리 계층의 관리부는 PLME(PHY Layer Management Entity, 215)라고 한다. 이러한 관리부들은 계층 관리 동작이 수행되는 인터페이스를 제공할 수 있다. PLME(215)는 MLME(225)와 연결되어 PLCP 부계층(210) 및 PMD 부계층(200)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있고 MLME(225)도 PLME(215)와 연결되어 MAC 부계층(220)의 관리 동작(management operation)을 수행할 수 있다.

올바른 MAC 계층 동작이 수행되기 위해서 SME(STA management entity, 250)가 존재할 수 있다. SME(250)는 계층에 독립적인 구성부로 운용될 수 있다. MLME, PLME 및 SME는 프리미티브(primitive)를 기반으로 상호 구성부 간에 정보를 송신 및 수신할 수 있다.

각 부계층에서의 동작을 간략하게 설명하면 아래와 같다. PLCP 부계층(110)은 MAC 부계층(220)과 PMD 부계층(200) 사이에서 MAC 계층의 지시에 따라 MAC 부계층(220)으로부터 받은 MPDU(MAC Protocol Data Unit)를 PMD 부계층(200)에 전달하거나, PMD 부계층(200)으로부터 오는 프레임을 MAC 부계층(220)에 전달한다. PMD 부계층(200)은 PLCP 하위 계층으로서 무선 매체를 통한 복수의 STA 사이에서의 데이터 송신 및 수신을 수행할 수 있다. MAC 부계층(220)이 전달한 MPDU(MAC protocol data unit)는 PLCP 부계층(210)에서 PSDU(Physical Service Data Unit)이라 칭한다. MPDU는 PSDU와 유사하나 복수의 MPDU를 어그리게이션(aggregation)한 A-MPDU(aggregated MPDU)가 전달된 경우 개개의 MPDU와 PSDU는 서로 상이할 수 있다.

PLCP 부계층(210)은 PSDU를 MAC 부계층(220)으로부터 받아 PMD 부계층(200)으로 전달하는 과정에서 물리 계층 송수신기에 의해 필요한 정보를 포함하는 부가필드를 덧붙인다. 이때 부가되는 필드는 PSDU에 PLCP 프리앰블(preamble), PLCP 헤더(header), 컨볼루션 인코더를 영상태(zero state)로 되돌리는데 필요한 꼬리 비트(Tail Bits) 등이 될 수 있다. PLCP 프리앰블은 PSDU이 전송되기 전에 수신기로 하여금 동기화 기능과 안테나 다이버시티를 준비하도록 하는 역할을 할 수 있다. 데이터 필드는 PSDU에 패딩 비트들, 스크랩블러를 초기화 하기 위한 비트 시퀀스를 포함하는 서비스 필드 및 꼬리 비트들이 덧붙여진 비트 시퀀스가 인코딩된 코드화 시퀀스(coded sequence)를 포함할 수 있다. 이 때, 인코딩 방식은 PPDU를 수신하는 STA에서 지원되는 인코딩 방식에 따라 BCC(Binary Convolutional Coding) 인코딩 또는 LDPC(Low Density Parity Check) 인코딩 중 하나로 선택될 수 있다. PLCP 헤더에는 전송할 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)에 대한 정보를 포함하는 필드가 포함될 수 있다.

PLCP 부계층(210)에서는 PSDU에 상술한 필드를 부가하여 PPDU(PLCP Protocol Data Unit)를 생성하여 PMD 부계층(200)을 거쳐 수신 스테이션으로 전송하고, 수신 스테이션은 PPDU를 수신하여 PLCP 프리앰블, PLCP 헤더로부터 데이터 복원에 필요한 정보를 얻어 복원한다.

도 3은 무선랜에서 스캐닝 방법을 나타낸 개념도이다.

도 3을 참조하면, 스캐닝 방법은 패시브 스캐닝(passive scanning, 300)과 액티브 스캐닝(active scanning, 350)으로 구분될 수 있다.

도 3의 좌측을 참조하면, 패시브 스캐닝(300)은 AP(300)가 주기적으로 브로드캐스트하는 비콘 프레임(330)에 의해 수행될 수 있다. 무선랜의 AP(300)는 비콘 프레임(330)을 특정 주기(예를 들어, 100msec)마다 non-AP STA(340)으로 브로드캐스트 한다. 비콘 프레임(330)에는 현재의 네트워크에 대한 정보가 포함될 수 있다. non-AP STA(340)은 주기적으로 브로드캐스트되는 비콘 프레임(330)을 수신함으로서 네트워크 정보를 수신하여 인증/결합(authentication/association) 과정을 수행할 AP(310)와 채널에 대한 스캐닝을 수행할 수 있다.

패시브 스캐닝 방법(300)은 non-AP STA(340)이 프레임을 전송할 필요가 없이 AP(310)에서 전송되는 비콘 프레임(330)을 수신만 하면 된다. 따라서, 패시브 스캐닝 (300)은 네트워크에서 데이터 송신/수신에 의해 발생되는 전체적인 오버헤드가 작다는 장점이 있다. 하지만, 비콘 프레임(330)의 주기에 비례하여 수동적으로 스캐닝을 수행할 수 밖에 없기 때문에 스캐닝을 수행하는데 걸리는 시간이 늘어난다는 단점이 있다. 비콘 프레임에 대한 구체적인 설명은 2011년 11월에 개시된 IEEE Draft P802.11-REVmb™/D12, November 2011 ‘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(이하, IEEE 802.11)’의 8.3.3.2 beacon frame에 개시되어 있다. IEEE 802.11 ai에서는 추가적으로 다른 포맷의 비콘 프레임을 사용할 수도 있고 이러한 비콘 프레임을 FILS(fast initial link setup) 비콘 프레임이라고 할 수 있다. 또한, 측정 파일롯 프레임(measurement pilot frame)은 비콘 프레임의 일부 정보만을 포함하는 프레임으로 스캐닝 절차에서 사용할 수 있다. 측정 파일롯 프레임은 IEEE 802.11 8.5.8.3 measurement pilot format에 개시되어 있다.

도 3의 우측을 참조하면, 액티브 스캐닝(350)은 non-AP STA(390)에서 프로브 요청 프레임(370)을 AP(360)로 전송하여 주도적으로 스캐닝을 수행하는 방법을 말한다.

AP(360)에서는 non-AP STA(390)으로부터 프로브 요청 프레임(370)을 수신한 후 프레임 충돌(frame collision)을 방지하기 위해 랜덤 시간 동안 기다린 후 프로브 응답 프레임(380)에 네트워크 정보를 포함하여 non-AP STA(390)으로 전송할 수 있다. non-AP STA(390)은 수신한 프로브 응답 프레임(380)을 기초로 네트워크 정보를 얻고 스캐닝 과정을 중지할 수 있다.

액티브 스캐닝(350)의 경우 non-AP STA(390)이 주도적으로 스캐닝을 수행하므로 스캐닝에 사용되는 시간이 짧다는 장점이 있다. 하지만, non-AP STA(390)에서 프로브 요청 프레임(370)을 전송해야 하므로 프레임 송신 및 수신을 위한 네트워크 오버헤드가 증가한다는 단점이 있다. 프로브 요청 프레임(370)은 IEEE 802.11 8.3.3.9 절에 개시되어 있고 프로브 응답 프레임(380)은 IEEE 802.11 8.3.3.10에 개시되어 있다.

스캐닝이 끝난 후 AP와 STA은 인증(authentication)과 결합(association) 과정을 수행할 수 있다.

도 4를 참조하면, 패시브/액티브 스캐닝을 수행한 후 스캐닝이 된 AP 중 하나의 AP와 인증 및 결합을 수행할 수 있다.

인증(authentication) 및 결합(association) 과정은 예를 들어, 2-방향 핸드쉐이킹(2-way handshaking)을 통해 수행될 수 있다. 도 4의 좌측은 패시브 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이고 도 4의 우측은 액티브 스캐닝 후 인증 및 결합 과정을 나타낸 개념도이다.

인증 및 결합 과정은 액티브 스캐닝 방법 또는 패시브 스캐닝을 사용하였는지 여부와 상관없이 인증 요청 프레임(authentication request frame, 410)/인증 응답 프레임(authentication response frame, 420) 및 결합 요청 프레임(association request frame, 330)/결합 응답 프레임(association response frame, 440)을 AP(400, 450)와 non-AP STA(405, 455) 사이에서 교환함으로서 동일하게 수행될 수 있다.

인증 과정은 non-AP STA(405, 455)에서 인증 요청 프레임(410)을 AP(400, 450)로 전송하여 수행될 수 있다. 인증 요청 프레임(410)에 대한 응답으로 인증 응답 프레임(420)을 AP(400, 450)에서 non-AP STA(405, 455)으로 전송할 수 있다. 인증 프레임 포맷(authentication frame format)에 대해서는 IEEE 802.11 8.3.3.11에 개시되어 있다.

결합 과정(association)은 non-AP STA(405, 455)에서 결합 요청 프레임(association request frame, 430)을 AP(400, 405)로 전송하여 수행될 수 있다. 결합 요청 프레임(430)에 대한 응답으로 결합 응답 프레임(440)을 AP(405, 455)에서 non-AP STA(400, 450)으로 전송할 수 있다. 전송된 결합 요청 프레임(430)에는 non-AP STA(405, 455)의 성능(capability)에 관한 정보가 포함되어 있다. non-AP STA(405, 455)의 성능 정보를 기초로 AP(400, 350)는 non-AP STA(405, 355)에 대해 지원이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 지원이 가능한 경우 AP(300, 450)는 결합 응답 프레임(440)에 결합 요청 프레임(440)에 대한 수락 여부와 그 이유, 자신이 지원 가능한 성능 정보(capability information)을 담아서 non-AP STA(405, 455)에 전송할 수 있다. 결합 프레임 포맷(association frame format)에 대해서는 IEEE 802.11 8.3.3.5/8.3.3.6에 개시되어 있다.

만약 결합 단계까지 수행된 경우 이후에 정상적인 데이터의 송신 및 수신이 수행되게 된다. 결합이 수행되지 않은 경우, 결합이 수행되지 않은 이유를 기반으로 다시 결합이 수행되거나 다른 AP로 결합이 수행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 액티브 스캐닝 절차는 아래와 같은 단계로 수행될 수 있다.

(1) STA(500)이 스캐닝 절차를 수행할 준비가 되었는지를 판단한다.

STA(500)은 예를 들어, 프로브 딜레이 시간(probe delay time)이 만료(expire)되거나 특정한 시그널링 정보(예를 들어, PHY-RXSTART.indication primitive)가 수신될 때까지 기다려서 액티브 스캐닝을 수행할 수 있다.

프로브 딜레이 시간은 STA(500)이 액티브 스캐닝을 수행 시 프로브 요청 프레임(510)을 전송하기 전에 발생되는 딜레이다. PHY-RXSTART.indication primitive는 물리(PHY) 계층에서 로컬 MAC(medium access control) 계층으로 전송되는 신호이다. PHY-RXSTART.indication primitive는 PLCP(physical layer convergence protocol)에서 유효한 PLCP 헤더를 포함하는 PPDU(PLCP protocol data unit)를 수신하였다는 정보를 MAC 계층으로 시그널링할 수 있다.

(2) 기본 접속(basic access)을 수행한다.

802.11 MAC 계층에서는 예를 들어, 경쟁 기반 함수인 분산 조정 함수(distributed coordination function, DCF)를 사용하여 여러 STA이 무선 매체를 공유할 수 있다. DCF는 접속 프로토콜로 (carrier sense multiple access/collision avoidance, CSMA/CA)를 사용하여 백-오프(back-off) 방식을 통해 STA 간의 출동을 방지할 수 있다. STA(500)은 기본 접속 방법을 사용하여 프로브 요청 프레임(510)을 AP(560, 570)로 전송할 수 있다.

(3) MLME-SCAN.request primitive에 포함된 AP(560, 570)를 특정하기 위한 정보(예를 들어, SSID(service set identification) 및 BSSID(basic service set identification) 정보)를 프로브 요청 프레임(510)에 포함하여 전송할 수 있다.

BSSID는 AP를 특정하기 위한 지시자로서 AP의 MAC 주소에 해당하는 값을 가질 수 있다. SSID(service set identification)는 STA을 운용하는 사람이 읽을 수 있는 AP를 특정하기 위한 네트워크 명칭이다. BSSID 및/또는 SSID는 AP를 특정하기 위해 사용될 수 있다.

STA(500)은 MLME-SCAN.request primitive에 의해 포함된 AP(560, 570)를 특정하기 위한 정보를 기초로 AP를 특정할 수 있다. 특정된 AP(560, 570)는 프로브 응답 프레임(550, 550)을 STA(500)으로 전송할 수 있다. STA(500)은 프로브 요청 프레임(510)에 SSID 및 BSSID 정보를 포함하여 전송함으로서 프로브 요청 프레임(510)을 유니캐스트, 멀티캐스트 또는 브로드캐스트할 수 있다. SSID 및 BSSID 정보를 사용하여 프로브 요청 프레임(510)을 유니캐스트, 멀티캐스트 또는 브로드캐스트하는 방법에 대해서는 도 5에서 추가적으로 상술한다.

예를 들어, MLME-SCAN.request primitive에 SSID 리스트가 포함되는 경우, STA(500)은 프로브 요청 프레임(510)에 SSID 리스트를 포함하여 전송할 수 있다. AP(560, 570)는 프로브 요청 프레임(510)을 수신하고 수신된 프로브 요청 프레임(510)에 포함된 SSID 리스트에 포함된 SSID를 판단하여 STA(200)으로 프로브 응답 프레임(550, 550)을 전송할지 여부를 결정할 수 있다.

(4) 프로브 타이머를 0으로 초기화한 후 타이머를 동작시킨다.

프로브 타이머는 최소 채널 시간(MinChanneltime, 520) 및 최대 채널 시간(MaxChanneltime, 530)을 체크하기 위해 사용될 수 있다. 최소 채널 시간(520) 및 최대 채널 시간(530)은 STA(500)의 액티브 스캐닝 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다.

최소 채널 시간(520)은 STA(500)이 액티브 스캐닝을 수행하는 채널을 변경하기 위한 동작을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, STA(500)이 최소 채널 시간(520)까지 프로브 응답 프레임(550, 550)을 수신하지 못한 경우, STA(500)은 스캐닝 채널을 옮겨서 다른 채널에서 스캐닝을 수행할 수 있다. STA(500)이 최소 채널 시간(520)까지 프로브 응답 프레임(550)을 수신한 경우, 최대 채널 시간(530)까지 기다려 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)을 처리할 수 있다.

STA(500)은 프로브 타이머가 최소 채널 시간(520)에 도달하기 전까지 PHY-CCA.indication primitive를 탐지하여 최소 채널 시간(520) 전까지 다른 프레임(예를 들어, 프로브 응답 프레임(550, 550)이 STA(500)으로 수신되었는지 여부를 판단할 수 있다.

PHY-CCA.indication primitive는 물리 계층에서 MAC 계층으로 매체(medium)의 상태에 대한 정보를 전송할 수 있다. PHY-CCA.indication primitive는 채널이 가용하지 않은 경우 비지(busy), 채널이 가용한 경우 아이들(idle) 이라는 채널 상태 파라메터를 사용하여 현재 채널의 상태를 알려줄 수 있다. STA(500)은 PHY-CCA.indication이 비지(busy)로 탐지되는 경우는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재한다고 판단하고 PHY-CCA.indication이 아이들(idle)로 탐지되는 경우는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재하지 않는다고 판단할 수 있다.

PHY-CCA.indication이 아이들(idle)로 탐지되는 경우, STA(500)은 NAV(net allocation vector)를 0으로 설정하고 다음 채널을 스캐닝할 수 있다. STA(500)은 PHY-CCA.indication이 비지(busy)로 탐지되는 경우는 프로브 타이머가 최대 채널 시간(530)에 도달한 후 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)에 대한 처리를 수행할 수 있다. 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)에 대한 처리 후 NAV(net allocation vector)를 0으로 설정하고 STA(500)은 다음 채널을 스캐닝할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 STA(500)으로 수신된 프로브 응답 프레임(550, 550)이 존재하는지 여부를 판단한다는 것은 PHY-CCA.indication primitive를 사용하여 채널 상태를 판단한다는 의미를 포함할 수 있다.

(5) 채널리스트(ChannelList)에 포함된 모든 채널이 스캐닝되는 경우 MLME는 MLME-SCAN.confirm primitive를 시그널링할 수 있다. MLME-SCAN.confirm primitive는 스캐닝 과정에서 획득한 모든 정보를 포함하는 BSSDescriptionSet를 포함할 수 있다.

STA(500)이 액티브 스캐닝 방법을 사용하는 경우, 프로브 타이머가 최소 채널 시간에 도달할 때까지 PHY-CCA.indication의 파라메터가 비지(busy)인지 여부를 판단하는 모니터링을 수행해야 한다.

전술한 MLME-SCAN.request primitive에 포함되는 구체적인 정보는 아래와 같다. STA이 스캐닝을 수행하기 위해서는 MLME에서 MLME-SCAN.request primitive를 수신할 수 있다. MLME-SCAN.request primitive는 SME에 의해 생성된 프리미티브이다. MLME-SCAN.request primitive는 STA이 결합할 다른 BSS가 존재하는지 여부를 판단하기 위해 사용될 수 있다.

MLME-SCAN.request primitive는 구체적으로 BSSType, BSSID, SSID, ScanType, ProbeDelay, ChannelList, MinChannelTime, MaxChannelTime, RequestInformation, SSID List, ChannelUsage, AccessNetworkType, HESSID, MeshID, VendorSpecificInfo와 같은 정보를 포함할 수 있다. MLME-SCAN.request primitive에 대한 구체적인 설명은 2011년 11월에 개시된 IEEE Draft P802.11-REVmb™/D12, November 2011 ‘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’의 6.3.3.2 MLME-SCAN.request에 개시되어 있다.

아래의 표 1은 MLME-SCAN.request primitive가 포함하는 정보를 예시적으로 대해 간략하게 나타낸다.

<표 1>

MLME-SCAN.request.primitive에 포함된 요청 파라메터(request parameter)는 응답 STA이 프로브 응답 프레임을 전송할지 여부를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 요청 파라메터는 다른 BSS의 정보가 프로브 응답 프레임에 포함되기를 요청하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 요청 파라메터는 리포트 요청 필드, 딜레이 기준 필드, 최대 딜레이 한계 필드를 포함할 수 있다.

리포트 요청 필드는 다른 BSS의 정보가 프로브 응답 프레임에 포함되기를 요청하는 정보이고, 딜레이 기준 필드는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 적용되는 딜레이 타입에 대한 정보를 포함하고, 최대 딜레이 한계 필드는 딜레이 기준 필드에 의해 지시된, 딜레이 타입에 대한 최대 접속 딜레이 정보를 포함할 수 있다.

이외에도 요청 파라메터는 최소 데이터 레이트 필드 및/또는 수신된 신호 세기 한계 필드를 포함할 수 있다. 최소 데이터 레이트 필드는 MSDU 또는 A-MSDU를 전송함에 있어서 가장 낮은 전체 데이터 레이트에 대한 정보를 포함한다. 수신된 신호 세기 한계 필드는 프로브 요청 프레임의 수신자가 응답을 하기 위해 필요한 신호의 한계값에 대한 정보를 더 포함할 수 있다.

도 6은 프로브 요청 프레임 전송 방법을 나타낸 개념도이다.

도 6에서는 STA이 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스트, 멀티캐스트, 유니캐스트하는 방법에 대해 개시한다.

도 6의 상단은 STA(600)이 프로브 요청 프레임(610)을 브로드캐스트하는 방법이다.

STA(600)은 프로브 요청 프레임(610)에 와일드카드 SSID(wildcard SSID) 및 와일드카드 BSSID(wildcard BSSID)를 포함하여 프로브 요청 프레임(610)을 브로드캐스트할 수 있다.

와일드 카드 SSID 및 와일드 카드 BSSID는 STA(600)의 전송 범위에 포함되는 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)를 모두 지시하기 위한 식별자로 사용될 수 있다.

STA(600)이 프로브 요청 프레임(610)에 와일드 카드 SSID 및 와일드 카드 BSSID를 포함하여 전송하는 경우, STA(600)이 전송하는 프로브 요청 프레임(610)을 수신한 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)는 수신된 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 STA(600)으로 전송할 수 있다.

브로드캐스트된 프로브 요청 프레임(610)을 수신한 AP(606-1, 606-2, 606-3, 606-4, 606-6)들이 수신한 프로브 요청 프레임(610)에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 STA(600)으로 일정 시간 안에 전송하는 경우, STA(600)은 한꺼번에 너무 많은 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하여 처리해야 하는 문제점이 발생할 수 있다.

도 6의 중단은 STA(620)이 프로브 요청 프레임(630)을 유니캐스트하는 방법이다.

도 6의 중단을 참조하면, STA(620)이 프로브 요청 프레임(630)을 유니캐스트(unicast)하는 경우에는 STA(620)은 AP의 특정한 SSID/BSSID 정보를 포함한 프로브 요청 프레임(630)을 전송할 수 있다. 프로브 요청 프레임(630)을 수신한 AP 중 STA(620)이 특정한 SSID/BSSID에 해당하는 AP(626)만이 STA(620)으로 프로브 응답 프레임을 전송할 수 있다.

도 6의 하단은 STA(640)이 프로브 요청 프레임(660)을 멀티캐스트하는 방법이다.

도 6의 하단을 참조하면, STA(640)은 프로브 요청 프레임(660)에 SSID 리스트와 와일드카드 BSSID를 포함하여 전송할 수 있다. 프로브 요청 프레임(660)을 수신한 AP 중 프로브 요청 프레임에 포함된 SSID 리스트에 포함된 SSID에 해당하는 AP(660-1, 660-2)는 프로브 응답 프레임을 STA(640)으로 전송할 수 있다.

도 7은 GAS 프로토콜을 나타낸 개념도이다.

STA이 AP와 연관을 맺기 전에 적절한 네트워크를 발견 및 선택할 수 있도록 예를 들어, IEEE 802.11u 표준에 따른 시스템에서는 액세스 네트워크 타입(예를 들어, 사설 네트워크, 무료 공용 네트워크, 유료 공용 네트워크 등), 로밍 협정, 위치 정보 등을 어드버타이즈(advertise)하는 방법이 사용되었다.

IEEE 802.11u의 GAS(Generic Advertisement Service) 프로토콜은 STA의 인증 전에 네트워크의 서버와 STA 간의 어드버타이즈먼트 프로토콜 프레임(advertisement frame, 예를 들어, 제 2계층(Layer 2) 또는 MAC 프레임)을 송신 및 수신하기 위해서 사용될 수 있다. GAS 프로토콜은 AP가 STA의 쿼리(query)를 네트워크의 서버(예를 들어, 광고 서버(Advertisement Server; AS)로 중계(relay)하고, 네트워크 서버로부터의 응답을 STA에게 전달하는 역할을 수행할 수 있다. GAS에서는 STA이 원하는 네트워크의 다양한 정보를 획득하기 위해서 ANQP(Access Network Query Protocol)가 이용될 수 있다.

구체적으로, STA은 GAS 쿼리 프레임에 ANQP임을 지시(indicate)하여 STA이 원하는 액세스 네트워크에 대한 정보를 네트워크 서버로 요청할 수 있다. STA은 GAS 쿼리 프레임에 대한 응답으로 비콘 프레임이나 프로브 응답 프레임에서 제공되지 않는 네트워크 서비스 정보(예를 들어, IBSS에서 제공하는 서비스 정보, 로컬 액세스 서비스, 가용 가입 서비스 제공자, 외부 네트워크 정보 등)을 획득할 수 있다.

도 7을 참조하면, GAS를 이용한 정보 획득 절차가 개시되어 있다. STA(700)은 비콘 프레임을 수신하는 수동적 스캐닝을 수행하거나, 또는 프로브 요청 프레임을 전송하고 프레임 응답 프레임을 수신하는 능동적 스캐닝을 통해서 AP(750)를 검출(detection)할 수 있다. 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임에는 상호동작 요소(interworking element), 로밍 협정 요소(roaming consortium element) 등의 정보가 포함될 수 있다.

AP(750) 검출 후에 원하는 네트워크의 추가적인 정보를 획득하기 위해서, STA(700)은 AP(750)에게 GAS 초기 요청(initial request) 프레임(710)을 전송할 수 있다. GAS 초기 요청 프레임(710)에는 다이얼로그 토큰(dialog token), 요청 IE(information element) 등이 포함될 수 있다. GAS 초기 요청 프레임(710)에 포함된 요청 IE는 STA(700)이 AP(750)로 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 다이얼로그 토큰은 STA(700)이 요청한 요청 정보와 AP(750)가 응답하는 응답 정보를 매칭하기 위해 사용될 수 있다.

GAS 초기 요청 프레임(710)을 수신한 AP(750)는 GAS 초기 요청 프레임(710)을 기반으로 AS(advertisement server)로 GAS 쿼리 요청을 전달할 수 있다. 만약 AP(750)가 AS로부터 소정의 시간 동안 GAS 쿼리 응답을 수신하지 못하는 경우, AP(750)는 STA(700)에게 GAS 초기 응답(initial response) 프레임(720)을 전송할 때에, 다이얼로그 토큰, 컴백 지연(comeback delay) 정보 등을 포함시킬 수 있다. 이에 따라, STA(700)은 컴백 지연 정보를 기반으로 컴백 지연 동안 대기한 후에 AP(750)에게 다이얼로그 토큰을 포함하는 GAS 컴백 요청 프레임(730)을 전송할 수 있다. 한편, STA(700)이 컴백 지연만큼 대기하는 동안에 AP(750)는 AS로부터 GAS 쿼리 응답을 수신할 수 있다. 이에 따라, AP(750)는 STA(700)의 GAS 컴백 요청 요청 프레임(730)에 응답하여, GAS 컴백 응답 프레임(750)을 전송할 때에, 다이얼로그 토큰, GAS 쿼리 정보 등을 포함시킬 수 있다. GAS 쿼리 동작을 통해서 네트워크의 정보를 획득한 STA(700)은 네트워크의 정보를 기반으로 AP(750)와 연관을 맺을 수 있다.

기존에 AP와 STA 사이의 동작의 경우, AP에서 AP의 능력(capability)에 대한 정보는 비콘 프레임 또는 프로브 응답 프레임을 통해 전송할 수 있다. AP 능력에 대한 정보는 예를 들어, BSS 부하 요소(BSS load element), BSS 평균 액세스 딜레이(BSS average access delay), BSS 허용 능력(BSS availability admission capacity) 등과 같은 AP의 트래픽 처리 능력, 현재 AP의 부하 등과 관련된 정보일 수 있다.

STA은 AP로부터 AP의 능력에 대한 정보를 수신함으로써 현재 AP의 부하에 대한 정보를 획득할 수 있다. STA은 AP의 능력에 대한 정보를 기반으로 통신 트래픽으로 인해 높은 부하를 가지는 AP가 아닌 낮은 부하를 가지는 AP를 선택할 수 있다.

STA이 데이터 송신 및 수신을 효과적으로 수행하기 위해서 STA과 AP 사이의 통신 네트워크의 상태도 중요하나 추가적으로 AP와 다른 외부 통신 장치 사이의 백홀 링크에 대한 통신 네트워크에 대한 정보 역시 고려될 필요가 있다. 왜냐하면, STA과 AP가 낮은 부하를 가진 경우에도 AP와 다른 외부 통신 장치 사이의 백홀(backhaul) 링크의 통신 네트워크가 높은 통신 트래픽 부하를 가진 경우, 결국 AP와 STA의 통신 상태에 상관없이 STA은 원하는 응답을 빠르게 수신할 수 없기 때문이다. 여기서, 백홀 링크는 BSS/AP와 연결된 외부 네트워크를 지시할 수 있다.

현재 무선랜에서는 AP의 능력에 대한 정보만을 전송하고 백홀 링크에 대한 정보를 전송하는 절차가 정의되지 않고 있다. 이하 본 발명의 실시예에서는 GAS를 기반으로 STA이 AP와 연결된 다른 외부 통신 장치 사이의 백홀 링크에 대한 정보를 획득하기 위한 방법에 대해 개시한다.

도 8을 참조하면, STA은 스캐닝 절차 이후에 행해지는 GAS(generic advertisement service) 프로토콜에 사용되는 ANQP(access network query protocol) 절차를 기반으로 백홀 링크에 대한 정보를 요청하고 AP로부터 백홀 링크에 대한 정보를 획득할 수 있다.

전술한 바와 같이 GAS는 AP에서 STA에 제공할 수 있는 서비스에 대한 정보를 STA이 네트워크에 접속되기 전에 미리 STA으로 제공하기 위해 사용될 수 있다. 또한, GAS는 GAS 요청 프레임 또는 GAS 응답 프레임과 같은 프레임 교환 프로세스를 통해 STA으로 네트워크에 대한 정보를 전송할 수 있다. GAS를 기반으로 한 네트워크 선택은 STA과 AP 사이에서 인증 및 결합 절차가 진행되기 전에 수행될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, STA은 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS 요청 프레임(800)을 AP로 전송할 수 있다. GAS 요청 프레임(800)을 수신한 AP는 어드버타이즈먼트 서버(advertisement server)로부터 백홀 링크 상태 정보를 획득할 수 있다. AP는 획득한 백홀 링크 상태 정보를 GAS 응답 프레임(850)에 포함하여 STA으로 전송할 수 있다. GAS 응답 프레임(850)을 수신한 STA은 수신한 GAS 응답 프레임(850)에 포함된 백홀 링크 정보를 기반으로 AP를 선택할 수 있다.

GAS 요청 프레임(800)은 2011년 11월에 개시된 IEEE Draft P802.11-REVmb™/D12, November 2011(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)(이하, IEEE 802.11 표준 문서)의 8.5.8.12에 개시되어 있다. GAS 응답 프레임(850)은 IEEE 802.11 표준 문서의 8.5.8.13에 개시되어 있다.

백홀 링크 상태 정보는 예를 들어, 백홀 링크의 가용성에 대한 정보, 현재 포함된 백홀 링크 상태가 다운링크 백홀 링크에 대한 정보인지 업링크 백홀 링크에 대한 정보인지 여부를 지시하는 정보, 다운링크 백홀 링크 및/또는 업링크 백홀 링크의 데이터 레이트에 대한 정보, 다운링크 백홀 링크 및/또는 업링크 백홀 링크의 부하에 대한 정보 등을 포함할 수 있다. 여기서, 다운링크 백홀 링크는 외부 네트워크에서 BSS/AP로 전송되는 방향의 링크를 지시하고 업링크 백홀 링크는 BSS/AP에서 외부 네트워크로 전송되는 방향의 링크를 지시한다. 이러한 백홀 링크 상태 정보는 하나의 예시로서 다양한 포맷을 가지고 백홀 링크에 대한 정보를 STA으로 전송할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 백홀 링크 상태 정보를 요청하고 전송하는 방법에 대해 개시한다.

아래의 표 2는 GAS 응답 프레임에 포함되는 백홀 링크 상태 정보를 나타낸다.

GAS 응답 프레임에는 복수개의 ANQP 요소(element)가 정의되어 포함될 수 있다. ANQP 요소는 IEEE 802.11 표준 문서의 8.4.4 Access Network Query Protocol (ANQP) elements의 테이블 8-184에 정의되어 있다.

백홀 링크 상태 정보는 기존의 GAS 응답 프레임에 포함된 복수개의 ANQP 요소 중 하나로 정의될 수 있다.

<표 2>

표 2를 참조하면, 백홀 링크 상태 정보 요소를 새롭게 정의하여 STA이 요청한 백홀 링크 상태 정보를 하나의 ANQP 요소로써 STA으로 전송할 수 있다.

또는 아래와 같이 GAS 요청 프레임에 쿼리 리스트 ANQP 요소로써 AP로 백홀 링크 상태 정보에 대한 요청을 수행할 수 있다. 쿼리 리스트 ANQP 요소는 STA이 AP로 특정한 정보를 요청하기 위해 사용될 수 있다.

<표 3>

ANQP 쿼리 ID 중 하나를 BSS/백홀 링크 상태 정보를 요청하기 위해 정의할 수 있고 쿼리 리스트에 ANQP 요소에 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 요청 정보에 해당하는 식별자를 포함하여 전송함으로써 STA은 AP로부터 백홀 링크 상태 정보를 수신할 수 있다.

AP는 GAS 요청 프레임의 쿼리 리스트 ANQP 요소로써 포함된 백홀 링크 상태 정보에 대한 요청에 대한 응답으로 아래의 표 4와 같이 능력 리스트 ANQP 요소(capability list ANQP element)를 사용하여 백홀 링크 상태 정보를 요청한 것에 대한 응답을 전송할 수 있다. 능력 리스트 ANQP 요소는 쿼리 리스트 ANQP 요소에 대한 응답을 수행하기 위해 사용될 수 있다. 능력 리스트 ANQP 요소는 GAS 응답 프레임에 포함되어 STA으로 전송될 수 있다.

즉, STA이 GAS 요청 프레임에서 쿼리 리스트 ANQP 요소로 백홀 링크 상태 정보 요소를 요청한 경우, GAS 응답 프레임의 능력 리스트 ANQP 요소에 백홀 링크 상태에 대한 정보 요소를 포함하여 전송할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 백홀 링크 상태 정보 요소의 정보 포맷에 대해 개시한다.

도 9를 참조하면, 백홀 링크 상태 정보 요소는 BSS 상태 정보(900), 백홀 링크 업/다운 지시자(910), 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920), 백홀 링크 부하 지시자(930)를 포함할 수 있다.

BSS 상태 정보(900)는 BSS의 부하 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어 BSS 상태 정보는 BSS로 액세스하는데 걸리는 평균 딜레이에 대한 정보를 포함할 수 있다. 평균 액세스 딜레이는 예를 들어, 아래의 표 4와 같이 4비트의 정보를 기반으로 BSS로 액세스하는데 걸리는 평균 딜레이를 표현할 수 있다.

<표 4>

BSS 상태 정보(900)를 수신한 STA은 액세스 딜레이에 대한 정보를 획득하여 현재 STA이 AP로 접속하기 까지 소요되는 액세스 딜레이에 대한 정보를 알 수 있다.

백홀 링크 업/다운 지시자(910)는 현재 전송되는 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920), 백홀 링크 부하 지시자(930)가 업링크에 관한 것인지 다운링크인지 관한 것인지 여부에 대해 지시할 수 있다.

예를 들어, 백홀 링크 업링크/다운링크 지시자(910)가 0인 경우 백홀 링크 중 다운링크를 지시하고, 반대로 백홀 링크 업링크/다운링크 지시자(910)가 1인 경우 백홀 링크 중 업링크를 지시할 수 있다. 백홀 링크 업링크/다운링크 지시자(910)에 대한 정보를 기반으로 이후 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920) 및 백홀 링크 부하 지시자(930)가 업링크에 관한 것인지 아니면 다운링크에 관한 것인지 여부에 대해 결정할 수 있다.

백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920)는 백홀 링크와 LAN 링크와의 데이터 레이트를 비교한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920)는 백홀 링크가 LAN 링크보다 작은 값일 경우 ‘0’의 값을 지시할 수 있다. 반대로 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920)는 백홀 링크가 LAN 링크보다 크거나 같은 값일 경우 ‘1’의 값을 지시할 수 있다.

백홀 링크 부하 지시자(930)는 백홀 링크 부하에 대한 정보를 지시할 수 있다. 예를 들어, 2비트 정보를 기반으로 현재 백홀 링크의 부하가 최대 처리량과 대비하여 어느 정도의 값을 가지는지 여부를 지시할 수 있다. 아래의 표 5는 2비트 정보를 기반으로 백홀 링크의 부하가 최대 처리량과 대비하여 어느 정도의 값을 가지는지 여부를 나타낸다.

<표 5>

도 9에서 개시하는 백홀 링크 상태 정보 요소는 하나의 예시로써 다른 다양한 정보 포맷을 기반으로 백홀 링크에 대한 정보를 전송할 수 있다.

예를 들어, 백홀 링크 상태 정보 요소는 BSS 부하 정보(900)를 제외한 나머지 정보(백홀 링크 업/다운 지시자(910), 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(920), 백홀 링크 부하 지시자(930))만을 포함할 수 있다.

또 다른 예로 BSS 부하 정보(900)는 STA 개수 정보 및 채널 활용 정보를 추가적으로 포함할 수 있다. STA 개수 정보는 BSS와 결합된 전체 STA의 개수에 대한 정보를 지시할 수 있다. 채널 활용 정보는 특정한 구간을 기준으로 채널이 비지(busy)한 구간에 대한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 채널 활용 정보는 비콘 인터벌 구간 사이에서 채널이 비지 상태로 탐지되는 구간의 비율에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우, STA은 채널 활용 정보에 포함된 채널 활용의 크기에 따라 STA이 채널에 액세스하기 위해 가용한 시간에 대한 정보를 획득할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 백홀 링크의 업링크에 대한 정보 및 백홀 링크의 다운링크에 대한 정보를 각각 포함할 수도 있다.

도 10에서는 백홀 링크 중 업링크에 대한 정보와 백홀 링크 중 다운 링크에 대한 정보를 각각 포함하여 백홀 링크 상태 정보 요소를 전송할 수 있다.

도 10을 참조하면, 백홀 링크 상태 정보 요소는 업링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1000), 다운링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1020), 업링크에 대한 백홀 링크 부하 지시자(1040) 및 다운링크에 대한 백홀 링크 부하 지시자(1060)를 포함하는 백홀 링크 상태 정보 요소를 포함할 수 있다.

업링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1000)는 백홀 링크 중 업링크와 LAN 링크와의 데이터 레이트를 비교한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 업링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1000)는 백홀 링크 중 업링크가 LAN 링크보다 작은 값일 경우 ‘0’의 값을 지시할 수 있다. 반대로 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1000)는 백홀 링크 중 다운링크가 LAN 링크보다 크거나 같은 값일 경우 ‘1’의 값을 지시할 수 있다.

다운링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1020)는 백홀 링크 중 다운링크와 LAN 링크와의 데이터 레이트를 비교한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 다운링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1020)는 백홀 링크 중 다운링크가 LAN 링크보다 작은 값일 경우 ‘0’의 값을 지시할 수 있다. 반대로 다운링크에 대한 백홀 링크 데이터 레이트 지시자(1020)는 백홀 링크 중 다운링크가 LAN 링크보다 크거나 같은 값일 경우 ‘1’의 값을 지시할 수 있다.

업링크에 대한 백홀 링크 부하 지시자(1040)는 업링크에 대한 백홀 링크 부하의 정보를 지시할 수 있다. 예를 들어, 표 5의 2비트 정보를 기반으로 현재 업링크에 대한 백홀 링크의 부하가 최대 처리량과 대비하여 어느 정도의 값을 가지는지 여부를 지시할 수 있다.

다운링크에 대한 백홀 링크 부하 지시자(1060)는 다운링크에 대한 백홀 링크 부하의 정보를 지시할 수 있다. 예를 들어, 표 5의 2비트 정보를 기반으로 현재 다운링크에 대한 백홀 링크의 부하가 최대 처리량과 대비하여 어느 정도의 값을 가지는지 여부를 지시할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프로브 요청 프레임 및 프로브 응답 프레임을 기반으로 STA이 백홀 링크 상태 정보를 AP로 요청하고 AP로부터 백홀 링크 상태 정보를 수신할 수 있다.

프로브 요청 프레임에 GAS 요청 정보 요소(GAS request information element)(1100), 프로브 응답 프레임에 GAS 응답 정보 요소(GAS response information element) (1150)를 포함함으로써 별도의 GAS 요청 프레임 및 GAS 응답 프레임을 전송하는 절차를 사용하지 않을 수 있다. GAS 요청 정보 요소(1100)는 GAS 요청 프레임에 포함되는 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. GAS 응답 정보 요소(1150)는 GAS 응답 프레임에 포함되는 정보 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.

GAS 응답 정보 요소(1150)가 프로브 응답 프레임에 포함될지 여부에 대해서는 추가적인 판단을 수행할 수 있다. 예를 들어, GAS 응답 프레임이 너무 길거나 AP로부터 프로브 요청 프레임에 AP로부터 응답을 받기 위해 GAS 컴백 요청 메커니즘이 사용되는 것으로 표시되는 경우, STA은 GAS 응답 프레임을 별도로 사용하여 AP로부터 응답을 받을 수 있다.

도 11의 상단에서는 프로브 요청 프레임에 포함되는 GAS 요청 정보 요소를 나타낸다.

도 11의 상단을 참조하면, 프로브 요청 프레임의 프레임바디에는 GAS 요청 정보 요소(1100)가 포함될 수 있다.

GAS 요청 정보 요소(1100)는 전술한 GAS 요청 프레임에 포함되는 정보 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, GAS 요청 정보 요소(1100)에는 어드버타이즈먼트 프로토콜 요소(advertisement protocol element), 쿼리 요청 요소(query request element)가 포함될 수 있다.

어드버타이즈먼트 프로토콜 요소는 어떠한 프로토콜을 통해 AP로부터 네트워크 정보를 얻을지에 대한 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 어드버타이즈먼트 프로토콜 요소는 AP로부터 네트워크 정보를 얻기 위한 다양한 프로토콜(예를 들어, ANQP)을 정의할 수 있다. AP로부터 네트워크 정보를 얻기 위한 다양한 프로토콜은 IEEE 802.11 8.4.2.95 Advertisement Protocol element의 Table 8-175—Advertisement protocol ID definitions에 정의되어 있다. 쿼리 요청 요소는 어드버타이즈먼트 프로토콜 요소에서 정의된 프로토콜에 기반하여 STA이 요청하는 네트워크 정보를 포함할 수 있다.

도 11의 하단에서는 프로브 응답 프레임에 포함되는 GAS 응답 정보 요소(1150)를 나타낸다.

도 11의 하단을 참조하면, 프로브 응답 프레임의 프레임바디에는 GAS 응답 정보 요소(1150)가 포함될 수 있다.

GAS 응답 정보 요소(1150)는 전술한 GAS 응답 프레임에 포함되는 정보 중 적어도 하나의 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, GAS 응답 정보 요소(1150)에는 어드버타이즈먼트 프로토콜 요소(advertisement protocol element), 쿼리 응답 요소(query request element)가 포함될 수 있다.

어드버타이즈먼트 프로토콜 요소는 AP로부터 네트워크 정보를 얻기 위해 사용된 프로토콜에 대한 정보를 포함할 수 있다. 쿼리 응답 요소는 어드버타이즈먼트 프로토콜 요소에서 정의된 프로토콜에 기반하여 AP가 응답하는 네트워크 정보를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에서는 STA이 GAS 요청 프레임을 전송하는 방법에 대해 개시한다.

도 7에서 전술한 바와 같이 GAS/ANQP를 기반으로 STA이 네트워크 서비스에 관련된 정보를 획득하는 경우, GAS 초기 요청 프레임을 AP 또는 AS로 전달하여 네트워크에 대한 정보를 요청하고 GAS 초기 응답 프레임 또는 GAS 컴백 응답 프레임을 통해 응답 정보를 획득할 수 있다.

도 12에서는 STA이 GAS 요청 프레임을 전송시 백홀 링크 상태 정보를 수신할 하나의 AP를 특정하여 전송하는 방법에 대해 개시한다.

예를 들어, STA이 백홀 링크 상태 정보를 획득하기 위해 GAS 요청 프레임을 멀티캐스트하는 것으로 가정할 수 있다. 이러한 경우, STA은 개별적인 AP로부터 각각의 AP의 백홀 링크 상태 정보를 수신하고 이를 기반으로 액세스를 수행할 AP를 결정하기 때문에 각각의 AP로부터 GAS 응답 프레임을 수신하기까지 지연이 발생할 수 있다. 이러한 수신 지연을 줄이기 위해 본 발명의 실시예에서는 하나의 AP에서 다른 AP의 백홀 링크 상태 정보까지 포함하는 GAS 응답 프레임을 전송함으로써 한번의 GAS 응답 프레임의 수신으로 복수의 AP의 백홀 링크 상태 정보를 획득할 수 있다.

도 12를 참조하면, STA(1200)는 동일한 SSID를 가진 제1 AP(1210), 제2 AP(1220) 및 제3 AP(1230)로 GAS 요청 프레임을 멀티캐스트할 수 있다. 멀티캐스트되는 GAS 요청 프레임은 주소 필드에 와일드카드 BSSID(basic service set identifier)가 포함되고, 프레임바디에 상기 AP의 SSID(service set identifier)에 대한 정보를 포함하여 멀티캐스트될 수 있다.

이러한 경우, GAS 요청 프레임을 수신한 제1 AP(1210), 제2 AP(1220) 및 제3 AP(1230) 중 하나의 AP(1220)에서 제1 AP(1210), 제2 AP(1220) 및 제3 AP(1230)에 대한 백홀 링크 상태 정보를 포함하는 GAS 응답 프레임을 전송할 수 있다.

이러한 방법을 수행하기 위해 제1 AP(1210), 제2 AP(1220) 및 제3 AP(1230) 사이의 인터페이스를 통해 각각의 백홀 링크 상태 정보를 송신 및 수신하고 하나의 대표 AP(1220)가 백홀 링크 상태 정보를 수집하여 STA(1200)으로 전송할 수 있다. GAS 응답 프레임을 전송하는 대표 AP(1220)는 다양한 방법으로 결정될 수 있다. 예를 들어 제1 AP(1210), 제2 AP(1220) 및 제3 AP(1230) 사이의 인터페이스를 통해 각각의 백홀 링크 상태 정보를 교환하고 이중에서 백홀 링크 상태가 가장 좋은 AP가 대표 AP(1220)로 결정되어 GAS 응답 프레임을 전송할 수 있다.

또 다른 예로, STA(1200)이 GAS 요청 프레임을 전송시 백홀 링크 상태 정보를 전송할 대표 AP(1220)에 대한 정보를 특정하여 전송할 수 있다. 이러한 경우, 각각의 AP(1210, 1230)는 대표 AP(1220)로 백홀 링크 상태 정보를 전송할 수 있고, 대표 AP(1220)는 다른 AP(1210, 1230)가 전송한 백홀 링크 상태 정보와 자신의 백홀 링크 상태 정보를 포함한 GAS 응답 프레임을 생성하여 STA(1200)으로 전송할 수 있다.

도 13의 상단을 참조하면, GAS 요청 프레임에는 GAS 응답 프레임을 전송할 대표 AP에 대한 정보가 포함될 수 있다.

GAS 요청 프레임에는 대표 AP에 대한 정보(1300)가 포함될 수 있다. 대표 AP에 대한 정보(1300)는 GAS 응답 프레임을 통해 백홀 링크 정보를 대표로 전송하는 AP를 특정하기 위한 정보를 포함할 수 있다.

도 13의 하단을 참조하면, GAS 응답 프레임에는 AP의 식별자와 백홀 링크 상태 정보가 포함될 수 있다. 예를 들어, 제1 AP 식별자(1310), 제1 AP 백홀 링크 상태 정보(1315), 제2 AP 식별자(1320), 제2 AP 백홀 링크 상태 정보(1325), 제3 AP 식별자(1330), 제3 AP 백홀 링크 상태 정보(1335)가 포함될 수 있다. 만약 대표 AP가 제3 AP인 경우, 제3 AP의 식별자 정보(1330)는 따로 표시되지 않을 수 있다.

도 14를 참조하면, 무선 장치(1400)는 상술한 실시예를 구현할 수 있는 STA로서, AP 또는 비 AP STA(non-AP station)일 수 있다.

무선장치(1400)는 프로세서(1420), 메모리(1440) 및 RF부(radio frequency unit, 1460)를 포함한다.

RF부(1460)는 프로세서(1420)와 연결하여 무선신호를 송신/수신할 수 있다.

프로세서(1420)는 본 발명에서 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 예를 들어, 프로세서(1420)는 전술한 본 발명의 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 수행하도록 구현될 수 있다.

예를 들어, 프로세서(1420)는 AP의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS 요청 프레임을 AP로 전송하고, GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하도록 구현될 수 있다. GAS 요청 프레임은 STA이 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고, 백홀 링크 상태 정보는 AP와 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함할 수 있다.

프로세서(1420)는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 데이터 처리 장치 및/또는 베이스밴드 신호 및 무선 신호를 상호 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. 메모리(1440)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부(1460)는 무선 신호를 전송 및/또는 수신하는 하나 이상의 안테나를 포함할 수 있다.

실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리(1440)에 저장되고, 프로세서(1420)에 의해 실행될 수 있다. 메모리(1440)는 프로세서(1420) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1420)와 연결될 수 있다.

Claims

STA(station)의 백홀(backhaul) 링크 상태 정보를 획득하는 방법에 있어서,
상기 STA이 AP(access point)의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS(generic advertisement service) 요청 프레임을 상기 AP로 전송하는 단계; 및
상기 STA이 상기 GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 상기 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 GAS 요청 프레임은 상기 STA이 상기 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 상기 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고,
상기 백홀 링크 상태 정보는 상기 AP와 상기 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함하는 백홀 링크 상태 정보 획득 방법.
제1항에 있어서, 상기 백홀 링크 상태 정보는,
백홀 링크 업/다운 지시자, 백홀 링크 데이터 레이트 지시자 및 백홀 링크 부하 지시자를 포함하고,
상기 백홀 링크 업/다운 지시자는 상기 백홀 링크 데이터 레이트 지시자 및 백홀 링크 부하 지시자에 포함된 정보가 상기 백홀 링크의 업링크에 대한 것인지 상기 백홀 링크의 다운링크에 대한 것인지를 지시하고,
상기 백홀 링크 데이터 레이트 지시자는 상기 백홀 링크의 데이터 레이트와 LAN(local access network) 링크의 데이터 레이트의 크기를 비교한 정보를 포함하고,
백홀 링크 부하 지시자는 상기 백홀 링크의 처리 가능한 부하량을 기반으로 결정된 상기 백홀 링크의 부하에 대한 정보인 백홀 링크 상태 정보 획득 방법.
제2항에 있어서,
상기 백홀 링크 부하 지시자는 상기 백홀 링크에서 처리가 가능한 최대 부하량을 기준으로 상기 최대 부하량과 상기 백홀 링크의 현재 부하량의 비율에 대한 정보를 포함하는 백홀 링크 상태 정보 획득 방법.
제2항에 있어서, 상기 백홀 링크 상태 정보는,
BSS(basic service set) 부하 정보를 더 포함하고 상기 BSS 부하 정보는 상기 AP로 상기 STA이 액세스하기까지의 액세스 딜레이에 대한 정보 및 상기 STA이 상기 AP로 액세스할 수 없음을 지시하는 정보, 상기 액세스 딜레이를 측정할 수 없음을 지시하는 정보 중 하나의 정보를 포함하는 백홀 링크 상태 정보 획득 방법.
제1항에 있어서,
상기 GAS 요청 프레임은 주소 필드에 와일드카드 BSSID(basic service set identifier)가 포함되고, 프레임 바디에 상기 AP의 SSID(service set identifier)에 대한 정보를 포함하여 멀티캐스트되고,
상기 GAS 요청 프레임은 대표 AP에 대한 정보를 포함하고,
상기 대표 AP에 대한 정보는 상기 SSID에 대응되는 적어도 하나의 AP의 상기 백홀 링크 상태 정보를 포함하여 전송하는 AP를 지시하기 위한 정보이고,
상기 GAS 응답 프레임은 상기 대표 AP로부터만 전송되고, 상기 GAS 응답 프레임은 상기 SSID에 대응되는 상기 적어도 하나의 AP의 상기 백홀 링크 상태 정보를 포함하는 백홀 링크 상태 정보 획득 방법.
무선랜 네트워크에서 동작하는 STA(station)에 있어서, 상기 STA은,
무선 신호를 송신 및 수신하기 위해 구현된 RF(radio frequency)부; 및
상기 RF부와 선택적으로 연결되는 프로세서를 포함하되, 상기 프로세서는,
AP(access point)의 백홀 링크 상태 정보를 요청하는 GAS(generic advertisement service) 요청 프레임을 상기 AP로 전송하고,
상기 GAS 요청 프레임에 대한 응답으로 상기 백홀 링크 상태 정보가 포함된 GAS 응답 프레임을 수신하도록 구현되되,
상기 GAS 요청 프레임은 상기 STA이 상기 AP에 대한 스캐닝 절차 이후, 인증 절차 또는 결합 절차를 수행하기 전에 전송되어 상기 STA이 액세스하고자 하는 네트워크의 가용성에 관련된 정보를 요청하는 프레임이고,
상기 백홀 링크 상태 정보는 상기 AP와 상기 STA을 제외한 다른 네트워크 장치를 연결하는 백홀 링크의 부하에 대한 정보를 포함하는 STA.
제6항에 있어서, 상기 백홀 링크 상태 정보는,
백홀 링크 업/다운 지시자, 백홀 링크 데이터 레이트 지시자 및 백홀 링크 부하 지시자를 포함하고,
상기 백홀 링크 업/다운 지시자는 상기 백홀 링크 데이터 레이트 지시자 및 백홀 링크 부하 지시자에 포함된 정보가 상기 백홀 링크의 업링크에 대한 것인지 상기 백홀 링크의 다운링크에 대한 것인지를 지시하고,
상기 백홀 링크 데이터 레이트 지시자는 상기 백홀 링크의 데이터 레이트와 LAN(local access network) 링크의 데이터 레이트의 크기를 비교한 정보를 포함하고,
백홀 링크 부하 지시자는 상기 백홀 링크의 처리 가능한 부하량을 기반으로 결정된 상기 백홀 링크의 부하에 대한 정보인 STA.
제7항에 있어서,
상기 백홀 링크 부하 지시자는 상기 백홀 링크에서 처리가 가능한 최대 부하량을 기준으로 상기 최대 부하량과 상기 백홀 링크의 현재 부하량의 비율에 대한 정보를 포함하는 STA.
제7항에 있어서, 상기 백홀 링크 상태 정보는,
BSS(basic service set) 부하 정보를 더 포함하고 상기 BSS 부하 정보는 상기 AP로 상기 STA이 액세스하기까지의 액세스 딜레이에 대한 정보 및 상기 STA이 상기 AP로 액세스할 수 없음을 지시하는 정보, 상기 액세스 딜레이를 측정할 수 없음을 지시하는 정보 중 하나의 정보를 포함하는 STA.
제6항에 있어서,
상기 GAS 요청 프레임은 주소 필드에 와일드카드 BSSID(basic service set identifier)가 포함되고, 프레임 바디에 상기 AP의 SSID(service set identifier)에 대한 정보를 포함하여 멀티캐스트되고
상기 GAS 요청 프레임은 대표 AP에 대한 정보를 포함하고,
상기 대표 AP에 대한 정보는 상기 SSID에 대응되는 적어도 하나의 AP의 상기 백홀 링크 상태 정보를 포함하여 전송하는 AP를 지시하기 위한 정보이고,
상기 GAS 응답 프레임은 상기 대표 AP로부터만 전송되고, 상기 GAS 응답 프레임은 상기 SSID에 대응되는 상기 적어도 하나의 AP의 상기 백홀 링크 상태 정보를 포함하는 STA.