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WO2015126220A2 - 무선 통신 시스템에서 nan 클러스터로의 참가 방법 및 이를 위한 장치 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 nan 클러스터로의 참가 방법 및 이를 위한 장치 Download PDF

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WO2015126220A2
WO2015126220A2 PCT/KR2015/001740 KR2015001740W WO2015126220A2 WO 2015126220 A2 WO2015126220 A2 WO 2015126220A2 KR 2015001740 W KR2015001740 W KR 2015001740W WO 2015126220 A2 WO2015126220 A2 WO 2015126220A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
nan
cluster
beacon frame
terminal
value
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/001740
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2015126220A3 (ko
Inventor
김동철
이병주
박기원
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to US15/111,029 priority Critical patent/US10149232B2/en
Publication of WO2015126220A2 publication Critical patent/WO2015126220A2/ko
Publication of WO2015126220A3 publication Critical patent/WO2015126220A3/ko

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/10—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using broadcasted information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
    • H04W84/20—Master-slave selection or change arrangements

Definitions

  • the following description relates to a wireless communication system, and more particularly, to a method and apparatus for joining a NAN cluster.
  • WLAN is based on radio frequency technology, and can be used in homes, businesses, or businesses by using portable terminals such as personal digital assistants (PDAs), laptop computers, and portable multimedia players (PMPs). It is a technology that allows wireless access to the Internet in a specific service area.
  • PDAs personal digital assistants
  • PMPs portable multimedia players
  • An object of the present invention is to provide a method of joining one of a plurality of NAN clusters when a NAN (Neighbor Awareness Networking) terminal discovers a plurality of NAN clusters.
  • an object of the present invention is to provide a method in which all terminals use a common threshold value in a NAN cluster.
  • a method of joining a NAN (Neighbor Awareness Networking) terminal to a NAN cluster in a wireless communication system includes: searching for a NAN cluster; And when a plurality of NAN clusters are discovered, receiving a NAN beacon frame from any one of the plurality of NAN clusters.
  • the NAN terminal may receive the NAN beacon frame from another one of the plurality of NAN clusters.
  • a NAN terminal device for joining a NAN (Neighbor Awareness Networking) cluster in a wireless communication system includes a transmission / reception module; And a processor, wherein the processor is configured to control the transmission / reception module to search for a NAN cluster, and when the plurality of NAN clusters are discovered, the transmission / reception module to receive a NAN beacon frame from any one of the plurality of NAN clusters. Can be controlled. In this case, when the number of hops to the anchor master indicated by the received NAN beacon frame is greater than a threshold value, the transmission / reception module may control to receive the NAN beacon frame from another one of the plurality of NAN clusters.
  • the NAN terminal may receive the NAN Beacon frame in order of cluster class of each of the plurality of NAN clusters.
  • the cluster grade is calculated as "2 ⁇ 64 * A1 + A2"
  • A1 may indicate the master preference of the anchor master
  • A2 may indicate the TSF value of each NAN cluster.
  • the NAN terminal may receive the NAN Beacon frame only for a NAN cluster that provides a service preferred by the NAN terminal among the plurality of NAN clusters.
  • searching for the NAN cluster comprises: transmitting a probe request frame; And receiving a probe response frame in response to the probe request frame.
  • the NAN terminal may wake up in a discovery window calculated based on a time offset field value included in the probe response frame to receive the NAN beacon frame.
  • the searching of the NAN cluster may include receiving a NAN discovery beacon frame.
  • the NAN terminal may wake up in a discovery window calculated based on a time offset field value included in the NAN discovery beacon frame to receive the NAN beacon frame.
  • the NAN terminal may receive the NAN Beacon frame in the order in which each of the plurality of NAN clusters is found.
  • the NAN terminal may generate a new NAN cluster.
  • the NAN beacon frame includes a threshold field, and the NAN terminal can update the threshold to a value indicated by the threshold field.
  • the NAN terminal may update the threshold to a value indicated by the hop number threshold field only when the hop number to the anchor master included in the NAN beacon frame is smaller than the threshold value.
  • the present invention can provide a method of joining to any one of the plurality of NAN clusters.
  • the present invention has the effect of providing a method in which all terminals use a common threshold value in a NAN cluster.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an exemplary structure of an IEEE 802.11 system.
  • 2 to 3 are diagrams illustrating a NAN cluster.
  • FIG. 4 illustrates a structure of a NAN terminal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state transition of a NAN terminal.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a discovery window and the like.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • each component or feature may be considered to be optional unless otherwise stated.
  • Each component or feature may be embodied in a form that is not combined with other components or features.
  • some components and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention.
  • the order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some components or features of one embodiment may be included in another embodiment or may be replaced with corresponding components or features of another embodiment.
  • Embodiments of the present invention may be supported by standard documents disclosed in at least one of the wireless access systems IEEE 802 system, 3GPP system, 3GPP LTE and LTE-A (LTE-Advanced) system and 3GPP2 system. That is, steps or parts which are not described to clearly reveal the technical spirit of the present invention among the embodiments of the present invention may be supported by the above documents. In addition, all terms disclosed in the present document can be described by the above standard document.
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented with a radio technology such as Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with wireless technologies such as Global System for Mobile communications (GSM) / General Packet Radio Service (GPRS) / Enhanced Data Rates for GSM Evolution (EDGE).
  • GSM Global System for Mobile communications
  • GPRS General Packet Radio Service
  • EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution
  • OFDMA may be implemented in a wireless technology such as IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA).
  • Wi-Fi IEEE 802.11
  • WiMAX IEEE 802.16
  • E-UTRA Evolved UTRA
  • FIG. 1 is a diagram showing an exemplary structure of an IEEE 802.11 system to which the present invention can be applied.
  • the IEEE 802.11 architecture may be composed of a plurality of components, and by their interaction, a WLAN may be provided that supports transparent STA mobility for higher layers.
  • the Basic Service Set (BSS) may correspond to a basic building block in an IEEE 802.11 WLAN.
  • FIG. 1 exemplarily shows that two BSSs (BSS1 and BSS2) exist and include two STAs as members of each BSS (STA1 and STA2 are included in BSS1 and STA3 and STA4 are included in BSS2). do.
  • an ellipse representing a BSS may be understood to represent a coverage area where STAs included in the BSS maintain communication. This area may be referred to as a basic service area (BSA).
  • BSA basic service area
  • the most basic type of BSS in an IEEE 802.11 WLAN is an independent BSS (IBSS).
  • the IBSS may have a minimal form consisting of only two STAs.
  • the BSS (BSS1 or BSS2) of FIG. 1, which is the simplest form and other components are omitted, may correspond to a representative example of the IBSS. This configuration is possible when STAs can communicate directly.
  • this type of WLAN is not configured in advance, but may be configured when a WLAN is required, and may be referred to as an ad-hoc network.
  • the membership of the STA in the BSS may be dynamically changed by turning the STA on or off, the STA entering or exiting the BSS region, and the like.
  • the STA may join the BSS using a synchronization process.
  • the STA In order to access all services of the BSS infrastructure, the STA must be associated with the BSS. This association may be set up dynamically and may include the use of a Distribution System Service (DSS).
  • DSS Distribution System Service
  • FIG. 1 illustrates components of a distribution system (DS), a distribution system medium (DSM), an access point (AP), and the like.
  • DS distribution system
  • DSM distribution system medium
  • AP access point
  • the station-to-station distance directly in the WLAN may be limited by PHY performance. In some cases, this distance limit may be sufficient, but in some cases, communication between more distant stations may be necessary.
  • the distribution system DS may be configured to support extended coverage.
  • the DS refers to a structure in which BSSs are interconnected. Specifically, instead of the BSS independently as shown in FIG. 1, the BSS may exist as an extended type component of a network composed of a plurality of BSSs.
  • DS is a logical concept and can be specified by the nature of the distribution system medium (DSM).
  • the IEEE 802.11 standard logically distinguishes between wireless medium (WM) and distribution system media (DSM). Each logical medium is used for a different purpose and is used by different components.
  • the definition of the IEEE 802.11 standard does not limit these media to the same or to different ones. In this way the plurality of media are logically different, the flexibility of the IEEE 802.11 WLAN structure (DS structure or other network structure) can be described. That is, the IEEE 802.11 WLAN structure can be implemented in various ways, the corresponding WLAN structure can be specified independently by the physical characteristics of each implementation.
  • the DS may support the mobile device by providing seamless integration of multiple BSSs and providing logical services for handling addresses to destinations.
  • An AP means an entity that enables access to a DS through WM for associated STAs and has STA functionality. Data movement between the BSS and the DS may be performed through the AP.
  • STA2 and STA3 shown in FIG. 1 have the functionality of a STA, and provide a function to allow associated STAs STA1 and STA4 to access the DS.
  • all APs basically correspond to STAs, all APs are addressable entities. The address used by the AP for communication on the WM and the address used by the AP for communication on the DSM need not necessarily be the same.
  • Data transmitted from one of the STAs associated with an AP to the STA address of that AP may always be received at an uncontrolled port and processed by an IEEE 802.1X port access entity.
  • transmission data (or frame) may be transmitted to the DS.
  • the operation of the STA operating in the WLAN system may be described in terms of a layer structure.
  • the hierarchy may be implemented by a processor.
  • the STA may have a plurality of hierarchical structures.
  • the hierarchical structure covered by the 802.11 standard document is mainly the MAC sublayer and physical (PHY) layer on the DLL (Data Link Layer).
  • the PHY may include a Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) entity, a Physical Medium Dependent (PMD) entity, and the like.
  • PLCP Physical Layer Convergence Procedure
  • PMD Physical Medium Dependent
  • the MAC sublayer and PHY conceptually contain management entities called MAC sublayer management entities (MLMEs) and physical layer management entities (PLMEs), respectively.These entities provide a layer management service interface on which layer management functions operate. .
  • SME Station Management Entity
  • An SME is a layer-independent entity that can appear to be in a separate management plane or appear to be off to the side. While the exact features of the SME are not described in detail in this document, they generally do not include the ability to collect layer-dependent states from various Layer Management Entities (LMEs), and to set similar values for layer-specific parameters. You may seem to be in charge. SMEs can generally perform these functions on behalf of general system management entities and implement standard management protocols.
  • LMEs Layer Management Entities
  • the aforementioned entities interact in a variety of ways.
  • entities can interact by exchanging GET / SET primitives.
  • a primitive means a set of elements or parameters related to a particular purpose.
  • the XX-GET.request primitive is used to request the value of a given MIB attribute (management information based attribute information).
  • the XX-GET.confirm primitive is used to return the appropriate MIB attribute information value if the Status is "Success", otherwise it is used to return an error indication in the Status field.
  • the XX-SET.request primitive is used to request that the indicated MIB attribute be set to a given value. If the MIB attribute means a specific operation, this is to request that the operation be performed.
  • the XX-SET.confirm primitive confirms that the indicated MIB attribute is set to the requested value when status is "success", otherwise it is used to return an error condition in the status field. If the MIB attribute means a specific operation, this confirms that the operation has been performed.
  • the MLME and SME may exchange various MLME_GET / SET primitives through a MLME_SAP (Service Access Point).
  • various PLME_GET / SET primitives may be exchanged between PLME and SME through PLME_SAP and may be exchanged between MLME and PLME through MLME-PLME_SAP.
  • NAN Neighbor Awareness Networking
  • the NAN network may consist of NAN terminals using the same set of NAN parameters (eg, time intervals between successive discovery windows, intervals of discovery windows, beacon intervals or NAN channels, etc.).
  • NAN terminals may configure a NAN cluster, where the NAN cluster uses the same set of NAN parameters and means a set of NAN terminals synchronized to the same discovery window schedule.
  • 2 shows an example of a NAN cluster.
  • a NAN terminal belonging to a NAN cluster may directly transmit a multicast / unicast NAN service discovery frame to another NAN terminal within a range of a discovery window.
  • one or more NAN masters may exist in the NAN cluster, and the NAN master may be changed.
  • the NAN master may transmit both a sync beacon frame, a discovery beacon frame, and a NAN service discovery frame.
  • the NAN terminal is based on a physical layer of 802.11, and includes a NAN discovery engine, a NAN medium access control (MAC), and applications (Application 1, Application 2, ..., Application N).
  • NAN APIs are the main component.
  • the service request and response are processed through the NAN discovery engine, and the NAN MAC processes the NAN Beacon frames and the NAN Service Discovery frame.
  • the NAN beacon frame may include at least one of a NAN sync beacon frame and a NAN search beacon frame.
  • the NAN discovery engine can provide the functionality of subscribe, publish, and follow-up.
  • the publish / subscribe function operates from the service / application through the service interface. When the publish / subscribe command is executed, an instance of the publish / subscribe function is created. Each instance runs independently, and depending on the implementation, several instances can run simultaneously.
  • the follow-up function is a means for a service / application to send and receive service specific information.
  • the NAN terminal may perform a master role and this may be changed. That is, the NAN terminal may transition various roles and states, and an example thereof is illustrated in FIG. 7.
  • the role and state that a NAN terminal may have include a master (hereinafter, master is a master role and sync.State), a non-master sync, a non-master non-sync Sync) and the like.
  • master is a master role and sync.State
  • non-master sync a non-master non-sync Sync
  • Each role and state may determine whether to transmit a discovery beacon frame and / or a sync beacon frame, which may be illustrated in Table 1 below.
  • the state of the NAN terminal may be determined through a master rank (Master Rank, MR).
  • the master rank indicates the will of the NAN terminal to operate as a NAN master. In other words, a large value indicates a large preference for the NAN master.
  • NAN MR may be determined by the following equation (1) by the Master Preference, Random Factor, Device MAC address.
  • the Master Preference, Random Factor, and Device MAC address may be indicated through a master indication attribute included in a NAN Beacon frame.
  • the master indication attribute may be as illustrated in Table 2 below.
  • Attribute ID One 0x00 Identifies the type of NAN attribute.
  • Length 2 2 Length of the following field in the attribute.
  • Master preference One 0-255 Information that is used to indicate a NAN Device's preference to serve as the role of Master, with a larger value indicating a higher preference.
  • Random factor One 0-255 A random number selected by the sending NAN Device.
  • the NAN terminal that activates the NAN service and starts the NAN cluster sets both the Master Preference and the Random Factor to 0, and resets the NANWarmUp. Until the NANWarmUp expires, the NAN terminal should set the Master Preference field value in the master indication attribute to a value greater than 0 and set the Random Factor value in the master indication attribute to a new value.
  • a NAN terminal joining a NAN cluster having an anchor master's Master Preference set to a value greater than 0 may set the Master Preference to a value greater than 0 and set a Random Factor to a new value regardless of whether NANWarmUp expires. .
  • the NAN terminal may be an anchor master of the NAN cluster according to the MR value. That is, all NAN terminals have the capability to operate as an anchor master.
  • the anchor master means a device having the largest MR in the NAN cluster, having a HC (Hop count to the Anchor Master) value of 0 and having the smallest Anchor Master Beacon Transmit Time (AMBTT) value.
  • Two anchor masters may exist temporarily in a NAN cluster, but one anchor master is a principle.
  • the NAN terminal which becomes the anchor master in the already existing NAN cluster uses the time synchronization function (TSF) used in the existing NAN cluster as it is.
  • TSF time synchronization function
  • the NAN terminal may be an anchor master in the following case.
  • a new NAN cluster is started, when a master rank is changed (when the MR value of another NAN terminal is changed or when the anchor master's own MR is changed), or when the beacon frame of the current anchor master is no longer received, the NAN The terminal may be an anchor master.
  • the NAN terminal may lose the status of the anchor master.
  • the anchor master may be determined by an anchor master selection algorithm as described below. That is, the anchor master selection is an algorithm for determining which NAN terminal is the anchor master of the NAN cluster, and each NAN terminal drives the anchor master selection algorithm when participating in the NAN cluster.
  • the NAN terminal When the NAN terminal starts a new NAN cluster, the NAN terminal becomes an anchor master of the new NAN cluster. NAN sync beacon frames with hop counters exceeding the threshold are not used by the NAN terminal. Otherwise NAN sync beacon frame is used to determine the anchor master of the NAN cluster.
  • the NAN terminal Upon receiving a NAN sync beacon frame having a hop counter that does not exceed the threshold, the NAN terminal compares the stored anchor master rank value with the anchor master rank value in the beacon frame. If the stored anchor master rank value is larger than the anchor master value in the beacon frame, the NAN terminal discards the anchor master value in the beacon frame. If the stored anchor master rank value is smaller than the anchor master value in the beacon frame, the NAN terminal stores a new value increased by 1 in the anchor master rank and the hop counter included in the beacon frame and the AMBTT value in the beacon frame. Also, if the stored anchor master rank value is equal to the anchor master value in the beacon frame, the hop counter is compared. If the hop counter value of the beacon frame is larger than the stored value, the NAN terminal ignores the received beacon frame.
  • the NAN terminal When the hop counter value of the beacon frame is equal to (stored value-1) and the AMBTT value is larger than the stored value, the NAN terminal newly stores the AMBTT value of the beacon frame. If the hop counter value of the beacon frame is less than (stored value-1), the NAN terminal increments the hop counter value of the beacon frame by one.
  • the stored AMBTT value is updated according to the following rules. If the received beacon frame is transmitted by the anchor master, the AMBTT value is set to the lowest 4 octet value of the time stamp included in the beacon. If the received beacon frame is received from a device other than the NAN master or master sink, the AMBTT value is set to a value included in the NAN cluster attribute of the received beacon.
  • the NAN terminal may assume itself as an anchor master and update the anchor master record.
  • the NAN terminal other than the anchor master compares the changed MR with the stored value. If the changed MR value of the NAN terminal is larger than the stored value, the NAN terminal may assume itself as an anchor master and update the anchor master record.
  • the NAN terminal sets the anchor master field of the cluster attribute in the NAN sync and discovery beacon frame to the value in the anchor master record, except when the anchor master sets the AMBTT value to the TSF value of the corresponding beacon transmission. Can be.
  • the NAN terminal transmitting the NAN sync or discovery beacon frame may ensure that the TSF of the beacon frame will be derived from the same anchor master included in the cluster attribute.
  • the NAN terminal i) when the NAN beacon indicates an anchor master rank of a value larger than the anchor master record of the NAN terminal, ii) the NAN beacon indicates an anchor master rank of the same value as the anchor master record of the NAN terminal,
  • the TSF timer value in the NAN beacon received with the same cluster ID may be applied.
  • NAN terminals participating in the same NAN cluster may be synchronized to a common clock.
  • TSF of the NAN cluster may be implemented by a distributed algorithm that must be performed in all NAN terminals.
  • Each NAN terminal participating in the NAN cluster may transmit NAN Sync. Beacon frames according to the algorithm.
  • the device may synchronize its clock during the discovery window (DW).
  • the length of the DW is 16 TUs.
  • one or more NAN terminals may transmit synchronization beacon frames to help all NAN terminals in the NAN cluster synchronize their clocks.
  • the transmission time of the NAN beacon frame is a DW section existing every 512 TU. All NAN terminals may participate in NAN beacon generation and transmission according to the role and state of the device. Each NAN terminal must maintain its own TSF timer used for NAN beacon cycle timing.
  • the NAN sync beacon period may be established by the NAN terminal generating the NAN cluster. A series of TBTTs is defined so that the DW section that can transmit a sync beacon frame is exactly 512 TU apart. A time of zero is defined as the first TBTT, and the discovery window starts at each TBTT.
  • Each NAN terminal serving as a master transmits a NAN discovery beacon frame outside the NAN discovery window.
  • the NAN terminal in the master role transmits the NAN discovery beacon every 100 TUs.
  • the time between successive NAN discovery beacons transmitted from the same NAN terminal is 200 TUs or less. If the scheduled transmission time overlaps with the NAN discovery window of the NAN cluster in which the NAN terminal participates, the NAN terminal in the master role may omit transmission of the NAN discovery beacon.
  • the NAN terminal in the master role may use a WMM Access Category-Voice (AC_VO) contention setting.
  • AC_VO WMM Access Category-Voice
  • FIG. 8 illustrates a relationship between the transmission of the NAN discovery beacon frame, the NAN sync / discovery beacon frame, and the discovery window.
  • FIG. 8 (a) shows transmission of a NAN discovery beacon and a sync beacon frame of a NAN terminal operating in a 2.4 GHz band
  • FIG. 8 (b) shows a NAN discovery beacon and synchronization of a NAN terminal operating in a 2.4 GHz and a 5 GHz band. Indicates transmission of a beacon frame.
  • the NAN terminal may search for the NAN cluster through passive scanning or active scanning. Specifically, the NAN terminal receives a NAN beacon frame (eg, a NAN discovery beacon frame) including a cluster discovery attribute (passive scanning) or transmits a probe request frame, and in response thereto, the cluster discovery attribute.
  • the NAN cluster may be searched by receiving a probe response frame including (act scanning).
  • the NAN terminal may join the NAN cluster having the highest cluster grade.
  • the NAN terminal may determine the NAN cluster grade by the following equation (2).
  • A1 may indicate a master preference of the anchor master of the NAN cluster
  • A2 may indicate a TSF value of 8 octets of the NAN cluster.
  • the NAN terminal in order to join the NAN cluster, a discovery window (DW) calculated by a time offset field of a cluster discovery attribute included in a NAN beacon frame (eg, a NAN discovery beacon frame) or a probe response frame. You can wake up.
  • the NAN terminal may receive a NAN beacon frame (eg, a NAN synchronization beacon frame) including a hop number value up to the anchor master through the discovery window.
  • the NAN terminal may discard the received NAN beacon frame (eg, a synchronous beacon frame). Accordingly, the NAN terminal will only join the NAN cluster when the hop number to the anchor master is less than or equal to the threshold.
  • the threshold is an implementation specific value, and a unique value may be set for each manufacturer of the NAN terminal.
  • the present invention is to propose a method for a NAN terminal to join a new NAN cluster when the hop number of the NAN terminal to the anchor master of the NAN cluster is larger than the threshold.
  • the NAN terminal may receive a NAN beacon frame from the found NAN cluster (ie, from the master NAN terminal of the NAN cluster).
  • the NAN terminal may give up participation in the NAN cluster and generate a new NAN cluster.
  • the NAN terminal will operate as an anchor master of the newly created NAN cluster.
  • the NAN terminal may first receive a NAN beacon frame from the NAN cluster having the highest cluster grade. At this time, when the hop number to the anchor master included in the NAN beacon frame is larger than the threshold value, the NAN terminal may give up participation in the corresponding NAN cluster and receive the NAN beacon frame from the NAN cluster having the next highest cluster class. That is, the NAN terminal may attempt to participate in each NAN cluster in ascending cluster class. When the hop number to the anchor master for all NAN clusters is larger than the threshold, the NAN terminal may create a new NAN cluster. In this case, the NAN terminal will operate as an anchor master of the newly created NAN cluster. Unlike the above described, the NAN terminal may attempt to participate in each NAN cluster in the order of low cluster grade.
  • the NAN terminal may select a NAN cluster to receive a NAN beacon frame based on a service provided by the NAN cluster.
  • the NAN terminal may search for services provided by each NAN cluster through a discovery beacon frame received from the NAN cluster.
  • the discovery beacon frame transmitted by each NAN cluster may include attributes related to the service. If a NAN cluster providing a service preferred by the NAN terminal is found, the NAN terminal may receive a NAN beacon frame from any one of the NAN clusters providing the service preferred by the NAN terminal. If the number of hops to the anchor master included in the received NAN beacon frame is greater than the threshold value, the NAN terminal may receive the NAN beacon frame from another NAN cluster providing a service preferred by the NAN terminal. In this case, when there are a plurality of NAN clusters that provide a service preferred by the NAN terminal, the NAN terminal may first receive a NAN beacon frame from the largest cluster class among the plurality of NAN clusters.
  • the NAN terminal when the NAN terminal discovers a plurality of NAN clusters, the NAN terminal preferentially receives a NAN beacon frame from a NAN cluster having the highest CG value among the plurality of NAN clusters or a NAN cluster providing a service preferred by the NAN terminal. As described.
  • the NAN terminal may receive a NAN beacon frame from two or more NAN clusters. In this case, the NAN terminal may participate in more than one NAN cluster at the same time.
  • the NAN terminal may select a predetermined number of NAN clusters in the order of the cluster grade values among the plurality of NAN clusters, and then receive a NAN beacon frame from the selected NAN cluster.
  • the NAN terminal may receive a NAN beacon frame from the selected NAN cluster after selecting a predetermined number of NAN clusters from among NAN clusters that provide services preferred by the NAN terminal.
  • the NAN terminal may select a predetermined number of NAN clusters in order of high cluster grade value among NAN clusters providing services preferred by the NAN terminal.
  • the NAN terminal may receive a NAN beacon frame from all discovered NAN clusters or all NAN clusters that provide services preferred by the NAN terminal among the discovered NAN clusters.
  • the NAN terminal may receive the NAN beacon frame according to the order in which the NAN cluster is found, or may receive the NAN beacon frame in random order.
  • the NAN terminal may ignore the beacon frame (eg, a synchronous beacon frame) (that is, discard the beacon frame).
  • the threshold is an implementation specific value and may be set differently for each manufacturer of the NAN terminal. Accordingly, even in a single cluster, the threshold of each NAN terminal may be different.
  • the present invention intends to propose a method in which all NAN terminals in a cluster have a common threshold value.
  • the threshold value may be determined by the NAN terminal initially generating the cluster.
  • the NAN terminal may include the HC threshold field indicating the threshold value in the anchor master information field of the cluster attribute among the NAN attributes of the NAN information element.
  • the format of the NAN attribute may be as shown in the example of Table 3.
  • NAN attribute identifiers that may be included in the NAN attribute are shown in the example of Table 4.
  • cluster attributes may be included in NAN attributes.
  • the cluster attribute may include information related to the NAN cluster.
  • the format of the cluster attribute is shown in the example of Table 5.
  • Table 5 field Size (octet) value Explanation Property id One 0x01 Identifies the type of NAN attribute Length 2 13 The length of the following field in the attribute Anchor Master Information 13 + x Variable Information about anchor masters in a cluster
  • the cluster attribute may include an anchor master information field.
  • the format of the anchor master information field included in the cluster attribute is shown in the example of Table 6.
  • the anchor master information field may include a hop count threshold up to the anchor master.
  • a NAN terminal that receives a NAN beacon frame eg, a discovery beacon frame or a synchronous beacon frame
  • the threshold and the anchor master indicated by the hop number threshold field to the anchor master By comparing the number of hops of the NAN beacon frame will determine whether to discard.
  • the thresholds of all NAN terminals in the NAN cluster will have a common value.
  • the cluster attribute is illustrated as including the hop count threshold field up to the anchor master.
  • the hop count threshold field up to the anchor master may be included in the master indication attribute among the NAN attributes.
  • all NAN terminals in the NAN cluster that receive the NAN beacon may have a common threshold value.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless device 10 may include a processor 11, a memory 12, and a transceiver 13.
  • the transceiver 13 may transmit / receive a radio signal, for example, may implement a physical layer according to the IEEE 802 system.
  • the processor 11 may be electrically connected to the transceiver 13 to implement a physical layer and / or a MAC layer according to the IEEE 802 system.
  • the processor 11 may be configured to perform one or more operations of an application, service, and ASP layer according to various embodiments of the present invention described above, or may be configured to perform an operation related to an apparatus operating as an AP / STA. .
  • a module for implementing the operation of the wireless device according to various embodiments of the present invention described above may be stored in the memory 12 and executed by the processor 11.
  • the memory 12 may be included in the processor 11 or installed outside the processor 11 and connected to the processor 11 by a known means.
  • Embodiments of the present invention described above may be implemented through various means.
  • embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.
  • a method according to embodiments of the present invention may include one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). It may be implemented by field programmable gate arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • ASICs Application Specific Integrated Circuits
  • DSPs Digital Signal Processors
  • DSPDs Digital Signal Processing Devices
  • PLDs Programmable Logic Devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.
  • the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above.
  • the software code may be stored in a memory unit and driven by a processor.
  • the memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor by various known means.

Landscapes

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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은, NAN 단말이 NAN 클러스터에 참가하는 방법 및 이를 위한 NAN 단말 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 NAN 단말이 NAN 클러스터에 참가하는 방법은, NAN 클러스터를 탐색하는 단계; 및 복수의 NAN 클러스터가 탐색된 경우, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 수신된 NAN 비콘 프레임이 지시하는 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 다른 하나로부터 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.

Description

무선 통신 시스템에서 NAN 클러스터로의 참가 방법 및 이를 위한 장치
이하의 설명은 무선 통신 시스템에 대한 것으로, 보다 구체적으로는 NAN 클러스터 참가 방법 및 이를 위한 장치에 대한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant; PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대용 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player; PMP)등과 같은 휴대용 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 액세스할 수 있도록 하는 기술이다.
본 발명은 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말이 복수의 NAN 클러스터를 발견하였을 때, 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로 참가하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 NAN 클러스터 내에서 모든 단말이 공통된 임계값을 사용하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 예에 따른, 무선통신시스템에서 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말이 NAN 클러스터에 참가하는 방법은, NAN 클러스터를 탐색하는 단계; 및 복수의 NAN 클러스터가 탐색된 경우, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 수신된 NAN 비콘 프레임이 지시하는 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 다른 하나로부터 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른, 무선통신시스템에서 NAN(Neighbor Awareness Networking) 클러스터에 참가하기 위한 NAN 단말 장치는, 송수신 모듈; 및 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 송수신 모듈이 NAN 클러스터를 탐색하도록 제어하고, 복수의 NAN 클러스터가 탐색된 경우, 상기 송수신 모듈이 상기 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신하도록 제어할 수 있다. 이때, 상기 수신된 NAN 비콘 프레임이 지시하는 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, 상기 송수신 모듈이, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 다른 하나로부터 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하도록 제어할 수 있다.
상기 실시예들에는 다음 사항들 하나 이상이 적용될 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 각각의 클러스터 등급 순으로, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 클러스터 등급은 "2^64*A1+A2"으로 연산되고, A1은 앵커 마스터의 마스터 선호도를, A2는 각 NAN 클러스터의 TSF 값을 지시할 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 상기 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터에 한하여 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 클러스터를 탐색하는 단계는, 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계; 및 상기 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 NAN 단말은 상기 프로브 응답 프레임에 포함된 타임 오프셋 필드(Time Offset Field) 값을 기초로 연산되는 디스커버리 윈도우에서 웨이크업 하여, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 클러스터를 탐색하는 단계는, NAN 탐색 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 NAN 단말은 상기 NAN 탐색 비콘 프레임에 포함된, 타임 오프셋 필드(Time Offset Field) 값을 기초로 연산되는 디스커버리 윈도우에서 웨이크업 하여, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 각각이 발견된 순서대로, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
바람직하게, 상기 복수의 NAN 클러스터 모두의 상기 앵커 마스터까지의 홉 수가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 NAN 단말은 새로운 NAN 클러스터를 생성할 수 있다.
바람직하게, 상기 NAN 비콘 프레임은 임계값 필드를 포함하고, 상기 NAN 단말은 상기 임계값 필드가 지시하는 값으로 상기 임계값을 업데이트할 수 있다.
이때, 상기 NAN 단말은, 상기 NAN 비콘 프레임에 포함된 상기 앵커 마스터까지의 홉 수가 상기 임계값보다 작은 경우에 한하여, 상기 홉 수 임계값 필드가 지시하는 값으로 상기 임계값을 업데이트할 수 있다.
본 발명은 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말이 복수의 NAN 클러스터를 발견하였을 때, 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로 참가하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명은 NAN 클러스터 내에서 모든 단말이 공통된 임계값을 사용하는 방법을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 도면은 본 발명에 대한 이해를 제공하기 위한 것으로서 본 발명의 다양한 실시형태들을 나타내고 명세서의 기재와 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위한 것이다.
도 1은 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
도 2 내지 3은 NAN 클러스터를 예시하는 도면이다.
도 4에는 NAN 단말의 구조가 예시되어 있다.
도 5 내지 도 6에는 NAN 컴포넌트들의 관계가 도시되어 있다.
도 7은 NAN 단말은 상태 천이를 나타낸 도면이다.
도 8은 디스커버리 윈도 등을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
이하의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시된다. 또한, 본 명세서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 실시예들은 무선 액세스 시스템들인 IEEE 802 시스템, 3GPP 시스템, 3GPP LTE 및 LTE-A(LTE-Advanced)시스템 및 3GPP2 시스템 중 적어도 하나에 개시된 표준 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예들 중 본 발명의 기술적 사상을 명확히 드러내기 위해 설명하지 않은 단계들 또는 부분들은 상기 문서들에 의해 뒷받침될 수 있다. 또한, 본 문서에서 개시하고 있는 모든 용어들은 상기 표준 문서에 의해 설명될 수 있다.
이하의 기술은 CDMA(Code Division Multiple Access), FDMA(Frequency Division Multiple Access), TDMA(Time Division Multiple Access), OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access), SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 등과 같은 다양한 무선 액세스 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(Universal Terrestrial Radio Access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(Global System for Mobile communications)/GPRS(General Packet Radio Service)/EDGE(Enhanced Data Rates for GSM Evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 명확성을 위하여 이하에서는 IEEE 802.11 시스템을 위주로 설명하지만 본 발명의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
WLAN 시스템의 구조
도 1 은 본 발명이 적용될 수 있는 IEEE 802.11 시스템의 예시적인 구조를 나타내는 도면이다.
IEEE 802.11 구조는 복수개의 구성요소들로 구성될 수 있고, 이들의 상호작용에 의해 상위계층에 대해 트랜스패런트한 STA 이동성을 지원하는 WLAN이 제공될 수 있다. 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)는 IEEE 802.11 WLAN에서의 기본적인 구성 블록에 해당할 수 있다. 도 1 에서는 2 개의 BSS(BSS1 및 BSS2)가 존재하고 각각의 BSS의 멤버로서 2 개의 STA이 포함되는 것(STA1 및 STA2 는 BSS1에 포함되고, STA3 및 STA4는 BSS2에 포함됨)을 예시적으로 도시한다. 도 1 에서 BSS를 나타내는 타원은 해당 BSS에 포함된 STA들이 통신을 유지하는 커버리지 영역을 나타내는 것으로도 이해될 수 있다. 이 영역을 BSA(Basic Service Area)라고 칭할 수 있다. STA이 BSA 밖으로 이동하게 되면 해당 BSA 내의 다른 STA들과 직접적으로 통신할 수 없게 된다.
IEEE 802.11 WLAN에서 가장 기본적인 타입의 BSS는 독립적인 BSS(Independent BSS; IBSS)이다. 예를 들어, IBSS는 2 개의 STA만으로 구성된 최소의 형태를 가질 수 있다. 또한, 가장 단순한 형태이고 다른 구성요소들이 생략되어 있는 도 1 의 BSS(BSS1 또는 BSS2)가 IBSS의 대표적인 예시에 해당할 수 있다. 이러한 구성은 STA들이 직접 통신할 수 있는 경우에 가능하다. 또한, 이러한 형태의 WLAN은 미리 계획되어서 구성되는 것이 아니라 WLAN이 필요한 경우에 구성될 수 있으며, 이를 애드-혹(ad-hoc) 네트워크라고 칭할 수도 있다.
STA의 켜지거나 꺼짐, STA이 BSS 영역에 들어오거나 나감 등에 의해서, BSS에서의 STA의 멤버십이 동적으로 변경될 수 있다. BSS의 멤버가 되기 위해서는, STA은 동기화 과정을 이용하여 BSS에 조인할 수 있다. BSS 기반구조의 모든 서비스에 액세스하기 위해서는, STA은 BSS에 연관(associated)되어야 한다. 이러한 연관(association)은 동적으로 설정될 수 있고, 분배시스템서비스(Distribution System Service; DSS)의 이용을 포함할 수 있다.
추가적으로, 도 1에서는 분배시스템(Distribution System; DS), 분배시스템매체(Distribution System Medium; DSM), 액세스 포인트(Access Point; AP) 등의 구성요소에 대해서 도시한다.
WLAN에서 직접적인 스테이션-대-스테이션의 거리는 PHY 성능에 의해서 제한될 수 있다. 어떠한 경우에는 이러한 거리의 한계가 충분할 수도 있지만, 경우에 따라서는 보다 먼 거리의 스테이션 간의 통신이 필요할 수도 있다. 확장된 커버리지를 지원하기 위해서 분배시스템(DS)이 구성될 수 있다.
DS는 BSS들이 상호연결되는 구조를 의미한다. 구체적으로, 도 1 과 같이 BSS가 독립적으로 존재하는 대신에, 복수개의 BSS들로 구성된 네트워크의 확장된 형태의 구성요소로서 BSS가 존재할 수도 있다.
DS는 논리적인 개념이며 분배시스템매체(DSM)의 특성에 의해서 특정될 수 있다. 이와 관련하여, IEEE 802.11 표준에서는 무선 매체(Wireless Medium; WM)와 분배시스템매체(DSM)을 논리적으로 구분하고 있다. 각각의 논리적 매체는 상이한 목적을 위해서 사용되며, 상이한 구성요소에 의해서 사용된다. IEEE 802.11 표준의 정의에서는 이러한 매체들이 동일한 것으로 제한하지도 않고 상이한 것으로 제한하지도 않는다. 이와 같이 복수개의 매체들이 논리적으로 상이하다는 점에서, IEEE 802.11 WLAN 구조(DS 구조 또는 다른 네트워크 구조)의 유연성이 설명될 수 있다. 즉, IEEE 802.11 WLAN 구조는 다양하게 구현될 수 있으며, 각각의 구현예의 물리적인 특성에 의해서 독립적으로 해당 WLAN 구조가 특정될 수 있다.
DS는 복수개의 BSS들의 끊김 없는(seamless) 통합을 제공하고 목적지로의 어드레스를 다루는 데에 필요한 논리적 서비스들을 제공함으로써 이동 기기를 지원할 수 있다.
AP 는, 연관된 STA들에 대해서 WM을 통해서 DS 로의 액세스를 가능하게 하고 STA 기능성을 가지는 엔티티(entity)를 의미한다. AP를 통해서 BSS 및 DS 간의 데이터 이동이 수행될 수 있다. 예를 들어, 도 1 에서 도시하는 STA2 및 STA3 은 STA의 기능성을 가지면서, 연관된 STA들(STA1 및 STA4)가 DS로 액세스하도록 하는 기능을 제공한다. 또한, 모든 AP는 기본적으로 STA에 해당하므로, 모든 AP는 어드레스 가능한 엔티티이다. WM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스와 DSM 상에서의 통신을 위해 AP 에 의해서 사용되는 어드레스는 반드시 동일할 필요는 없다.
AP에 연관된 STA들 중의 하나로부터 그 AP의 STA 어드레스로 송신되는 데이터는, 항상 비제어 포트(uncontrolled port)에서 수신되고 IEEE 802.1X 포트 액세스 엔티티에 의해서 처리될 수 있다. 또한, 제어 포트(controlled port)가 인증되면 송신 데이터(또는 프레임)는 DS로 전달될 수 있다.
계층 구조
무선랜 시스템에서 동작하는 STA의 동작은 계층(layer) 구조의 관점에서 설명할 수 있다. 장치 구성의 측면에서 계층 구조는 프로세서에 의해서 구현될 수 있다. STA는 복수개의 계층 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 802.11 표준문서에서 다루는 계층 구조는 주로 DLL(Data Link Layer) 상의 MAC 서브계층(sublayer) 및 물리(PHY) 계층이다. PHY은 PLCP(Physical Layer Convergence Procedure) 개체, PMD(Physical Medium Dependent) 개체 등을 포함할 수 있다. MAC 서브계층 및 PHY은 각각 MLME(MAC sublayer Management Entity) 및 PLME((Physical Layer Management Entity)라고 칭하여지는 관리 개체들을 개념적으로 포함한다. 이러한 개체들은 계층 관리 기능이 작동하는 계층 관리 서비스 인터페이스를 제공한다.
정확한 MAC 동작을 제공하기 위해서, SME(Station Management Entity) 가 각각의 STA 내에 존재한다. SME는, 별도의 관리 플레인 내에 존재하거나 또는 따로 떨어져(off to the side) 있는 것으로 보일 수 있는, 계층 독립적인 개체이다. SME의 정확한 기능들은 본 문서에서 구체적으로 설명하지 않지만, 일반적으로는 다양한 계층 관리 개체(LME)들로부터 계층-종속적인 상태를 수집하고, 계층-특정 파라미터들의 값을 유사하게 설정하는 등의 기능을 담당하는 것으로 보일 수 있다. SME는 일반적으로 일반 시스템 관리 개체를 대표하여(on behalf of) 이러한 기능들을 수행하고, 표준 관리 프로토콜을 구현할 수 있다.
전술한 개체들은 다양한 방식으로 상호작용한다. 예를 들어, 개체들 간에는 GET/SET 프리머티브(primitive)들을 교환(exchange)함으로써 상호작용할 수 있다. 프리머티브는 특정 목적에 관련된 요소(element)나 파라미터들의 세트를 의미한다. XX-GET.request 프리머티브는 주어진 MIB attribute(관리 정보 기반 속성 정보)의 값을 요청하기 위해 사용된다. XX-GET.confirm 프리머티브는, Status가 "성공"인 경우에는 적절한 MIB 속성 정보 값을 리턴하고, 그렇지 않으면 Status 필드에서 에러 지시를 리턴하기 위해 사용된다. XX-SET.request 프리머티브는 지시된 MIB 속성이 주어진 값으로 설정되도록 요청하기 위해 사용된다. 상기 MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되는 것을 요청하는 것이다. 그리고, XX-SET.confirm 프리머티브는 status가 "성공"인 경우에 지시된 MIB 속성이 요청된 값으로 설정되었음을 확인하여 주고, 그렇지 않으면 status 필드에 에러 조건을 리턴하기 위해 사용된다. MIB 속성이 특정 동작을 의미하는 경우, 이는 해당 동작이 수행되었음을 확인하여 준다.
또한, MLME 및 SME는 다양한 MLME_GET/SET 프리머티브들을 MLME_SAP(Service Access Point)을 통하여 교환할 수 있다. 또한, 다양한 PLME_GET/SET 프리머티브들이, PLME_SAP을 통해서 PLME와 SME 사이에서 교환될 수 있고, MLME-PLME_SAP을 통해서 MLME와 PLME 사이에서 교환될 수 있다.
NAN (Neighbor Awareness Networking) 토폴로지
NAN 네트워크는 동일한 NAN 파라미터들(예를 들어, 연속된 디스커버리 윈도 사이의 시간 구간, 디스커버리 윈도의 구간, 비콘 인터벌 또는 NAN 채널 등)의 집합을 사용하는 NAN 단말들로 이루어질 수 있다. NAN 단말들은 NAN 클러스터를 구성할 수 있는데, 여기서 NAN 클러스터는 동일한 NAN 파라미터들의 집합을 사용하며, 동일한 디스커버리 윈도 스케줄에 동기화되어 있는 NAN 단말들의 집합을 의미한다. 도 2에는 NAN 클러스터의 예가 도시되어 있다. NAN 클러스터에 속한 NAN 단말은 멀티캐스트/유니캐스트 NAN 서비스 디스커버리 프레임을, 디스커버리 윈도의 범위 내에서, 다른 NAN 단말에게 직접 전송할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, NAN 클러스터에는 하나 이상의 NAN 마스터가 존재할 수 있으며, NAN 마스터는 변경될 수 있다. 또한, NAN 마스터는 동기 비콘 프레임과 디스커버리 비콘 프레임, NAN 서비스 디스커버리 프레임을 모두 전송할 수 있다.
NAN Device Architecture
도 4에는 NAN 단말의 구조가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, NAN 단말은 802.11의 물리 계층을 기반으로 하며, NAN 디스커버리 엔진(NAN Discovery Engine), NAN MAC (Medium Access Control), 각 애플리케이션(Application 1, Application 2, … , Application N )으로의 NAN API들이 주요 컴포넌트이다.
도 5 내지 도 6에는 NAN 컴포넌트들의 관계가 도시되어 있다. 서비스 요청 및 응답은 NAN 디스커버리 엔진을 통해 처리되며, NAN MAC은 NAN 비콘 프레임들과 NAN 서비스 디스커버리 프레임을 처리한다. 여기서, NAN 비콘 프레임은 NAN 동기 비콘 프레임 및 NAN 탐색 비콘 프레임 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. NAN 디스커버리 엔진은 서브스크라이브(Subscribe), 퍼블리시(Publish) 및 팔로우-업(Follow-up)의 기능을 제공할 수 있다. 퍼블리시/서브스크라이브 기능은 서비스/애플리케이션으로부터 서비스 인터페이스를 통해 동작한다. 퍼블리시/서브스크라이브 명령이 실행되면 퍼블리시/서브스크라이브 기능의 인스턴스(instance)가 생성된다. 각 인스턴스는 독립적으로 구동되며 구현에 따라 동시에 여러 개의 인스턴스가 구동될 수도 있다. 팔로우-업 기능은 서비스 특정 정보를 송수신하는 서비스/애플리케이션을 위한 수단이다.
NAN 단말의 역할 및 상태
앞서 잠시 언급된 바와 같이, NAN 단말은 마스터 역할을 수행할 수도 있고 또한 이는 변경될 수 있다. 즉, NAN 단말은 여러 역할 및 상태(Role and State)를 천이할 수 있으며, 도 7에는 그 예시가 도시되어 있다. NAN 단말이 가질 수 있는 역할 및 상태는, 마스터(이하, 마스터는 Master role and sync. State임.), 논-마스터 싱크(Non-Master Sync), 논-마스터 논-싱크(Non-Master Non-Sync) 등이 있을 수 있다. 각 역할과 상태에 따라 디스커버리 비콘 프레임 및/또는 동기 비콘 프레임의 전송 가부가 결정될 수 있으며, 이는 다음 표 1에 예시된 바와 같을 수 있다.
표 1
Role and State Discovery Beacon Synchronization Beacon
Master 전송가능 전송가능
Non-Master Sync 전송불가 전송가능
Non-Master Non-Sync 전송불가 전송불가
NAN 단말의 상태는 마스터 랭크(Master Rank, MR)를 통해 결정될 수 있다. 마스터 랭크는 NAN 마스터로써 동작하려는 NAN 단말의 의지를 나타낸다. 즉, 큰 값은 NAN 마스터에 대한 큰 선호도를 나타낸다. NAN MR는 Master Preference, Random Factor, Device MAC address 에 의해, 다음 수학식 1에 의해 결정될 수 있다.
수학식 1
Figure PCTKR2015001740-appb-M000001
상기 Master Preference, Random Factor, Device MAC address은 NAN 비콘 프레임에 포함된 마스터 인디케이션 어트리뷰트를 통해 지시될 수 있다. 마스터 인디케이션 어트리뷰트는 다음 표 2에 예시된 바와 같을 수 있다.
표 2
Field Name Size (Octets) Value Description
Attribute ID 1 0x00 Identifies the type of NAN attribute.
Length 2 2 Length of the following field in the attribute.
Master Preference 1 0 - 255 Information that is used to indicate a NAN Device’s preference to serve as the role of Master, with a larger value indicating a higher preference.
Random Factor 1 0 - 255 A random number selected by the sending NAN Device.
상기 MR과 관련하여, NAN 서비스를 활성화시키고 NAN 클러스터를 시작하는 NAN 단말은 Master Preference, Random Factor를 모두 0으로 설정하고, NANWarmUp를 리셋한다. NAN 단말은 NANWarmUp가 만료될 때까지, 마스터 인디케이션 어트리뷰트 내 Master Preference 필드 값을 0보다 큰 값으로 설정하여야 하고, 마스터 인디케이션 어트리뷰트 내 Random Factor 값을 새로운 값으로 설정해야 한다. 앵커 마스터의 Master Preference 가 0보다 큰 값으로 설정된 NAN 클러스터에 조인한 NAN 단말은, NANWarmUp가 만료되는지 여부에 관계없이, Master Preference를 0보다 큰 값으로 설정하고, Random Factor를 새로운 값으로 설정할 수 있다.
계속하여, NAN 단말은 MR 값에 따라 NAN 클러스터의 앵커마스터(Anchor Master)가 될 수도 있다. 즉, 모든 NAN 단말은 앵커 마스터로써 동작할 수 있는 능력(capability)가 있다. 앵커마스터는 NAN 클러스터에서 가장 큰 MR을 가지며 HC(Hop count to the Anchor Master)값이 0이며 AMBTT(Anchor Master Beacon Transmit Time)값이 가장 작은 장치를 의미한다. NAN 클러스터에는 일시적으로 두 개의 앵커 마스터가 존재할 수도 있지만, 하나의 앵커 마스터가 있는 것이 원칙이다. 이미 존재하던 NAN 클러스터에서 앵커 마스터가 된 NAN 단말은, 이미 존재하던 NAN 클러스터에서 사용된 TSF(Time Synchronization Function)를 그대로 사용한다.
NAN 단말은 다음 경우, 앵커 마스터가 될 수 있다. 새로운 NAN 클러스터를 시작하거나, 마스터 랭크 변경(다른 NAN 단말의 MR 값이 변경되거나 또는 앵커 마스터 자신의 MR이 변경되는 경우)에 따라, 또는 현재 앵커 마스터의 비콘 프레임이 더 이상 수신되지 않는 경우, NAN 단말은 앵커 마스터가 될 수 있다. 또한, 다른 NAN 단말의 MR 값이 변경되거나 또는 앵커 마스터 자신의 MR이 변경되는 경우, NAN 단말은 앵커 마스터의 지위를 상실할 수 있다. 앵커 마스터는 아래의 설명과 같은 앵커 마스터 선택(Anchor Master Selection) 알고리즘에 의해 결정될 수 있다. 즉, 앵커 마스터 선택은 어떤 NAN 단말이 NAN 클러스터의 앵커 마스터인지를 결정하는 알고리즘이며, 각 NAN 단말은 NAN 클러스터에 참여할 때 앵커 마스터 선택 알고리즘을 구동한다.
NAN 단말이 새로운 NAN 클러스터를 시작하는 경우, 그 NAN 단말은 새로운 NAN 클러스터의 앵커 마스터가 된다. 임계치를 초과하는 홉 카운터를 갖는 NAN 동기 비콘 프레임은 NAN 단말에 의해 사용되지 않는다. 그렇지 않은 NAN 동기 비콘 프레임은, NAN 클러스터의 앵커 마스터를 결정하는데 사용된다.
임계치를 초과하지 않는 홉 카운터를 갖는 NAN 동기 비콘 프레임을 수신하면, NAN 단말은 저장된 앵커 마스터 랭크 값과 비콘 프레임 내 앵커 마스터 랭크 값을 비교한다. 만약 저장된 앵커 마스터 랭크 값이 비콘 프레임 내 앵커 마스터 값보다 큰 경우, NAN 단말은 비콘 프레임 내 앵커 마스터 값을 버린다. 만약 저장된 앵커 마스터 랭크 값이 비콘 프레임 내 앵커 마스터 값보다 작은 경우, NAN 단말은 비콘 프레임에 포함된 앵커 마스터 랭크와 홉 카운터에서 1씩 증가한 값 그리고, 비콘 프레임 내 AMBTT 값을 새로이 저장한다. 또한, 만약 저장된 앵커 마스터 랭크 값이 비콘 프레임 내 앵커 마스터 값과 동일한 경우, 홉 카운터를 비교한다. 비콘 프레임의 홉 카운터 값이 저장된 값보다 큰 경우, NAN 단말은 수신한 비콘 프레임을 무시한다. 비콘 프레임의 홉 카운터 값이 (저장된 값 - 1)과 동일하고, AMBTT 값이 저장된 값보다 큰 경우, NAN 단말은 비콘 프레임의 AMBTT 값을 새로이 저장한다. 비콘 프레임의 홉 카운터 값이 (저장된 값 - 1)보다 작은 경우, NAN 단말은 비콘 프레임의 홉 카운터 값을 1 증가시킨다. 저장된 AMBTT 값은 다음과 규칙에 따라 업데이트된다. 만약, 수신된 비콘 프레임이 앵커 마스터에 의해 전송된 경우, AMBTT 값은 비콘에 포함된 타임 스탬프의 가장 낮은 4 옥텟 값으로 설정된다. 만약, 수신된 비콘 프레임이 NAN 마스터 또는 마스터 싱크가 아닌 장치로부터 수신된 경우, AMBTT 값은 수신된 비콘의 NAN 클러스터 어트리뷰트에 포함된 값으로 설정된다.
한편, NAN 단말의 TSF 타이머가 저장된 AMBTT 값을 16*512 TUs (예를 들어, 16 DW periods) 이상 초과한 경우, NAN 단말은 자신을 앵커 마스터로 가정하고, 앵커 마스터 레코드를 업데이트할 수 있다. 또한, MR에 포함된 요소(Master Preference, Random Factor, MAC Address) 중 어느 하나에라도 변경이 있으면, 앵커 마스터가 아닌 NAN 단말은 변경된 MR을 저장된 값과 비교한다. 만약 NAN 단말의 변경된 MR 값이 저장된 값보다 큰 경우, NAN 단말은 자신을 앵커 마스터로 가정하고 앵커 마스터 레코드를 업데이트할 수 있다.
또한, NAN 단말은, 앵커 마스터가 AMBTT 값을 상응하는 비콘 전송의 TSF 값으로 설정하는 경우를 제외하고는, NAN 동기 및 디스커버리 비콘 프레임 내 클러스터 어트리뷰트의 앵커 마스터 필드를 앵커 마스터 레코드에 있는 값으로 설정할 수 있다. NAN 동기 또는 디스커버리 비콘 프레임을 전송하는 NAN 단말은 비콘 프레임의 TSF가 클러스터 어트리뷰트에 포함된 동일한 앵커 마스터로부터 유도될 것임을 보장할 수 있다.
또한, NAN 단말은 i) NAN 비콘이 NAN 단말의 앵커 마스터 레코드보다 큰 값의 앵커 마스터 랭크를 지시하는 경우, ii) NAN 비콘이 NAN 단말의 앵커 마스터 레코드와 동일한 값의 앵커 마스터 랭크를 지시하고, NAN 비콘 프레임의 홉 카운터 값과 AMBTT 값이 앵커 마스터 레코드보다 큰 값을 지시하는 경우, 동일한 클러스터 ID로 수신된 NAN 비콘 내 TSF 타이머 값을 적용할 수 있다.
NAN 동기 (NAN synchronization)
동일한 NAN 클러스터에 참여하는 NAN 단말은 공통의 클럭에 동기화될 수 있다. NAN 클러스터의 TSF는 모든 NAN 단말에서 수행되어야만 하는 분산 알고리즘에 의해 구현될 수 있다. NAN 클러스터에 참여하는 각 NAN 단말은 상기 알고리즘에 따라 NAN 동기화 비콘 프레임(NAN Sync. Beacon frames)을 전송할 수 있다. 장치는 디스커버리 윈도(DW) 동안 자신의 클럭을 동기화할 수 있다. DW의 길이는 16 TUs이다. DW 동안, 하나 이상의 NAN 단말은 NAN 클러스터 내 모든 NAN 단말이 자신의 클럭을 동기화하는 것을 돕기 위해 동기화 비콘 프레임(Synchronization Beacon frames)을 전송할 수 있다.
비콘 전송은 분산적이다. NAN 비콘 프레임의 전송 시점은 512 TU마다 존재하는 DW구간이 된다. 모든 NAN 단말은 장치의 역할과 상태에 따라 NAN 비콘 생성 및 전송에 참여할 수 있다. 각 NAN 단말은 NAN 비콘 주기 타이밍에 사용되는 자신만의 TSF 타이머를 유지하여야 한다. NAN 동기 비콘 구간은 NAN 클러스터를 생성하는 NAN 단말에 의해 수립될 수 있다. 동기화 비콘 프레임을 전송할 수 있는 DW구간은 정확히 512 TU만큼 떨어지도록 일련의 TBTT가 정의된다. 0인 시간은 첫 번째 TBTT로 정의되며, 디스커버리 윈도는 각 TBTT에서 시작된다.
마스터 역할을 수행하는 각 NAN 단말은 NAN 디스커버리 비콘 프레임을 NAN 디스커버리 윈도 밖에서 전송한다. 평균적으로, 마스터 역할의 NAN 단말은 매 100 TUs 마다 NAN 디스커버리 비콘을 전송한다. 동일한 NAN 단말에서 전송되는 연속된 NAN 디스커버리 비콘 사이의 시간은 200 TUs 이하이다. 예정된 전송 시간이, NAN 단말이 참여하고 있는 NAN 클러스터의 NAN 디스커버리 윈도와 오버랩되는 경우, 마스터 역할의 NAN 단말은 NAN 디스커버리 비콘의 전송을 생략할 수 있다. NAN 디스커버리 비콘 프레임을 전송을 위한 전력을 최소화하기 위해, 마스터 역할의 NAN 단말은 AC_VO (WMM Access Category - Voice) 컨텐션 세팅을 사용할 수 있다. 상술한 NAN 디스커버리 비콘 프레임, NAN 동기/디스커버리 비콘 프레임의 전송과 디스커버리 윈도의 관계가 도 8에 도시되어 있다. 도 8(a)는 2.4 GHz 대역에서 동작하는 NAN 단말의 NAN 디스커버리 비콘 및 동기 비콘 프레임의 전송을 나타내며, 도 8(b)는 2.4 GHz 및 5 GHz 대역에서 동작하는 NAN 단말의 NAN 디스커버리 비콘 및 동기 비콘 프레임의 전송을 나타낸다.
NAN 클러스터의 선택
NAN 기능이 활성화 되면, NAN 단말은 패시브 스캐닝 또는 액티브 스캐닝을 통해 NAN 클러스터를 탐색할 수 있다. 구체적으로, NAN 단말은, 클러스터 탐색 속성(Cluster Discovery Atribute)을 포함하는 NAN 비콘 프레임(예컨대, NAN 탐색 비콘 프레임)을 수신하거나(패시브 스캐닝), 프로브 요청 프레을 전송하고, 이에 대한 응답으로 클러스터 탐색 속성을 포함하는 프로브 응답 프레임을 수신함으로써(액티스 스캐닝), NAN 클러스터를 탐색할 수 있다.
하나 이상의 NAN 클러스터가 탐색되었다면, NAN 단말은 가장 높은 클러스터 등급을 갖는 NAN 클러스터에 참가(join)할 수 있다. 여기서, NAN 단말은 하기 수학식 2에 의해 NAN 클러스터 등급을 결정할 수 있다.
수학식 2
Figure PCTKR2015001740-appb-M000002
상기 수학식 2에서, A1은 NAN 클러스터의 앵커 마스터의 마스터 선호도(Master Preference)를 가리키고, A2는 NAN 클러스터의 8옥텟 크기의 TSF 값을 가리키는 것일 수 있다.
NAN 단말은, NAN 클러스터에 참가하기 위해, NAN 비콘 프레임(예컨대, NAN 탐색 비콘 프레임) 또는 프로브 응답 프레임에 포함된 클러스터 탐색 속성의 타임 오프셋 필드(Time Offset Field)에 의해 연산된 디스커버리 윈도우(DW)에 웨이크 업 할 수 있다. 구체적으로, NAN 단말은 디스커버리 윈도우를 통해, 앵커 마스터까지의 홉 수 값을 포함하는, NAN 비콘 프레임(예를 들어, NAN 동기화 비콘 프레임)을 수신할 수 있다. 이때, 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값(threshold)보다 크면, NAN 단말은 수신된 NAN 비콘 프레임(예를 들어, 동기 비콘 프레임)을 버릴(discard) 수 있다. 이에 따라, NAN 단말은 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값 이하인 경우에만 NAN 클러스터에 참가하게 될 것이다. 여기서, 임계값은 구현상 특정(Implementation Specific) 값으로, NAN 단말의 제조사 별로 고유의 값이 설정될 수도 있다.
상기와 같이, 여러 NAN 클러스터 중 CG 값이 가장 큰 NAN 클러스터로 진입하도록 규정된 경우, NAN 클러스터의 CG 값이 크다 하더라도, 앵커마스터까지의 홉 수가 임계값 보다 큰 경우, NAN 클러스터로의 진입에 실패하는 문제가 발생할 수 있다. 이에, 본 발명은, NAN 클러스터 상에서, NAN 단말의 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, NAN 단말이 새로운 NAN 클러스터에 참가하는 방법에 대해 제안하고자 한다.
먼저, NAN 단말이 발견한 NAN 클러스터가 한개인 경우, NAN 단말은 발견된 NAN 클러스터로부터(즉, NAN 클러스터의 마스터 NAN 단말로부터) NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 이때, NAN 비콘 프레임에 포함된 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, NAN 단말은 NAN 클러스터에 대한 참가를 포기하고, 새로운 NAN 클러스터를 생성할 수 있다. 이 경우, NAN 단말은 새롭게 생성된 NAN 클러스터의 앵커 마스터로서 동작하게 될 것이다.
NAN 단말이 발견한 NAN 클러스터가 두개 이상인 경우, NAN 단말은 우선 클러스터 등급이 가장 높은 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 이때, NAN 비콘 프레임에 포함된 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, NAN 단말은 해당 NAN 클러스터에 대한 참가를 포기하고 차순위 클러스터 등급을 갖는 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 즉, NAN 단말은 클러스터 등급이 큰 순서대로 각각의 NAN 클러스터에 대한 참가를 시도할 수 있다. 모든 NAN 클러스터에 대한 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, NAN 단말은 새로운 NAN 클러스터를 생성할 수 있다. 이 경우, NAN 단말은 새롭게 생성된 NAN 클러스터의 앵커 마스터로서 동작하게 될 것이다. 설명한 에와 달리, NAN 단말은 클러스터 등급이 낮은 순서대로 각각의 NAN 클러스터에 대한 참가를 시도할 수도 있다 할 것이다.
다른 예로, NAN 단말은 NAN 클러스터가 제공하는 서비스를 기준으로 NAN 비콘 프레임을 수신할 NAN 클러스터를 선택할 수도 있다. 구체적으로, NAN 단말은 NAN 클러스터로부터 수신하는 탐색 비콘 프레임을 통해, 각 NAN 클러스터들이제공하는서비스를탐색할수있다. 이때, 각 NAN 클러스터들이 전송하는 탐색 비콘 프레임에는 서비스와 관련된 속성이 포함될 수 있을 것이다. NAN 단말이 선호하는(또는 원하는) 서비스를 제공하는 NAN 클러스터가 발견되면, NAN 단말은 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다. 만약, 수신된 NAN 비콘 프레임에 포함된 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 크다면, NAN 단말은 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 다른 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있을 것이다. 이때, NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터가 복수개인 경우, NAN 단말은 복수의 NAN 클러스터 중 클러스터 등급이 가장 큰 것으로부터 우선적으로 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있다.
복수의 NAN 비콘 프레임 수신
앞선 예에서, NAN 단말은, 복수개의 NAN 클러스터를 발견한 경우, 복수개의 NAN 클러스터 중 CG 값이 가장 높은 NAN 클러스터 또는 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 우선적으로 수신하는 것으로 설명하였다.
다른 예로, NAN 단말은, 복수개의 NAN 클러스터를 발견한 경우, 둘 이상의 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있다. 이 경우, NAN 단말은 둘 이상의 NAN 클러스터에 동시에 참가하게 될 수도 있다 할 것이다.
구체적으로, NAN 단말은 복수개의 NAN 클러스터 중 클러스터 등급 값이 높은 순서로 소정 개수의 NAN 클러스터를 선택한 뒤, 선택된 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수 있다.
다른 예로, NAN 단말은 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터 중 소정 개수의 NAN 클러스터를 선택한 뒤, 선택된 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있다. 이때, NAN 단말은 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터 중 클러스터 등급 값이 높은 순서로 소정 개수의 NAN 클러스터를 선택할 수도 있다 할 것이다.
NAN 단말은 탐색된 모든 NAN 클러스터 또는, 탐색된 NAN 클러스터 중 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 모든 NAN 클러스터로부터 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있다.
다른 예로, NAN 단말은 NAN 클러스터가 발견된 순서에 따라 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있고, 임의(random)의 순서대로 NAN 비콘 프레임을 수신할 수도 있다.
임계값 설정
앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값 이상인 경우, NAN 단말은 비콘 프레임(예를 들어, 동기 비콘 프레임)을 무시할 수 있다(즉, 비콘 프레임을 버림). 이때, 임계값은 구현상 특정(Implementation Specific) 값으로, NAN 단말의 제조사 별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 이에 따라, 단일 클러스터에서도 각 NAN 단말의 임계값은 서로 다를 수도 있다.
그러나, 단일 클러스터 내 NAN 단말의 임계값이 서로 다를 경우, 앵커 마스터 선택 과정에서 문제점이 발생할 수 있다. 예컨대, 앵커 마스터 선택에 의해 일시적으로 하나의 클러스터에 복수개의 앵커 마스터가 존재하는 경우, NAN 단말은 복수의 앵커 마스터 중 홉 수가 임계값을 초과하는 앵커 마스터가 방송하는 동기 비콘 프레임을 무시하게 된다. 이로 인해, 복수의 앵커 마스터들이 하나의 앵커 마스터로 머징되는데 많은 시간이 소요되고, 클러스터 내에서 시간 동기를 맞추는 것이 어렵게 된다. 이에 따라, 클러스터의 복잡도를 증가시키는 문제점을 발생할 수 있다. 이에, 본 발명에서는 클러스터 내 모든 NAN 단말이 공통된 임계값을 갖는 방법을 제안하고자 한다.
먼저, 임계값은 클러스터를 처음 생성하는 NAN 단말에 의해 결정될 수 있다. 이 경우, NAN 단말은, NAN 정보 요소의 NAN 속성 중 클러스터 속성의 앵커 마스터 정보 필드에는 임계값을 가리키는 HC 임계값 필드를 포함시킬 수 있다. 일 예로, NAN 속성의 포맷은 표 3의 예와 같을 수 있다.
표 3
필드 크기(옥텟) 값(Hex) 설명
속성 ID 1 Variable 표 4에 정의된 NAN 속성을 식별
길이 2 Varibale 속성에서 뒤따르는(following) 필드의 길이
속성 바디 필드 Variable Varibale NAN 속성 특정 정보 필드들
NAN 속성에 포함될 수 있는 NAN 속성 식별자들은 표 4의 예와 같다.
표 4
속성 ID 필수(M)/선택(O) 설명
0 M 마스터 지시 속성
1 M 클러스터 속성
2 O 서비스 ID 속성
3 O NAN 연결 능력 속성
4 O WLAN 인프라스트럭처 속성
5 O P2P 동작 속성
6 O IBSS 속성
7 O 메시 속성
표 4에 예시된 것과 같이, 클러스터 속성은 NAN 속성에 필수적으로 포함될 수 있다. 클러스터 속성은 NAN 클러스터와 관련된 정보를 포함할 수 있다. 클러스터 속성의 형식은 표 5의 예와 같다.
표 5
필드 크기(옥텟) 값 설명
속성 ID 1 0x01 NAN 속성의 타입을 식별
길이 2 13 속성에서 뒤따르는(following) 필드의 길이
앵커 마스터 정보 13+x Variable 클러스터의 앵커 마스터에 대한 정보
표 5에 도시된 예에서와 같이, 클러스터 속성에는 앵커 마스터 정보 필드가 포함될 수 있다. 클러스터 속성에 포함되는 앵커 마스터 정보 필드의 형식은 표 6의 예와 같다.
표 6
필드 크기(옥텟) 값 설명
앵커 마스터 랭크 8 Variable 마스터 랭크
앵커 마스터까지의 홉 수 1 Variable 앵커 마스터까지의 홉 수
앵커 마스터 비콘 전송 시간(AMBTT) 4 Variable - 앵커 마스터가 아닌 단말이 전송할때, 앵커 마스터에 의해 전송되는 비콘의 전송 시간의 TSF의 가장 작은 4옥텟의 값을 취함- 앵커 마스터에 의해 전송될 때, 0x00000000으로 설정됨
앵커 마스터까지의 홉 수 임계값 x Predetermined NAN 클러스터의 홉 수 임계값
표 6의 예시와 같이, 앵커 마스터 정보 필드에는 앵커 마스터까지의 홉 수 임계값이 포함될 수 있다. 이에 따라, NAN 속성을 포함하는 NAN 비콘 프레임(예를 들어, 탐색 비콘 프레임 또는 동기 비콘 프레임)을 수신하게 되는 NAN 단말은, 앵커 마스터까지의 홉 수 임계값 필드가 지시하는 임계값 및 앵커 마스터까지의 홉 수를 비교하여, NAN 비콘 프레임을 버릴 것인지를 결정하게 될 것이다. NAN 비콘 프레임에 포함되는 앵커 마스터까지의 홉 수 임계값 필드가 지시하는 임계값을 채택함에 따라, NAN 클러스터 내 모든 NAN 단말의 임계값은 공통의 값을 갖게 될 것이다.
상술한 예에서는 클러스터 속성에 앵커 마스터까지의 홉 수 임계값 필드가 포함되는 것으로 예시되었다. 이와 달리, 앵커 마스터까지의 홉 수 임계값 필드는 NAN 속성 중 마스터 지시 속성에 포함될 수도 있다. 앞서, 표 4를 통해 예시한 바와 같이, 클러스터 속성 및 마스터 지시 속성은 NAN 속성에 필수적으로 포함되므로, NAN 비콘을 수신하는 NAN 클러스터 내 모든 NAN 단말이 공통의 임계값을 갖게 될 수 있을 것이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
무선 장치(10)는 프로세서(11), 메모리(12), 송수신기(13)를 포함할 수 있다. 송수신기(13)는 무선 신호를 송신/수신할 수 있고, 예를 들어, IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층을 구현할 수 있다. 프로세서(11)는 송수신기(13)와 전기적으로 연결되어 IEEE 802 시스템에 따른 물리 계층 및/또는 MAC 계층을 구현할 수 있다. 또한, 프로세서(11)는 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 애플리케이션, 서비스, ASP 계층 중의 하나 이상의 동작을 수행하도록 구성되거나 또는 AP/STA로 동작하는 장치에 관련된 동작을 수행하도록 구성될 수 있다. 또한, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에 따른 무선 장치의 동작을 구현하는 모듈이 메모리(12)에 저장되고, 프로세서(11)에 의하여 실행될 수도 있다. 메모리(12)는 프로세서(11)의 내부에 포함되거나 또는 프로세서(11)의 외부에 설치되어 프로세서(11)와 공지의 수단에 의해 연결될 수 있다.
도 9의 무선 장치(10)의 구체적인 구성은, 전술한 본 발명의 다양한 실시예에서 설명한 사항들이 독립적으로 적용되거나 또는 2 이상의 실시예가 동시에 적용되도록 구현될 수 있으며, 중복되는 내용은 명확성을 위하여 설명을 생략한다.
상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다.
하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 다양한 실시형태들은 IEEE 802.11 시스템을 중심으로 설명하였으나, 다양한 이동통신 시스템에 동일한 방식으로 적용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 무선통신시스템에서 NAN(Neighbor Awareness Networking) 단말이 NAN 클러스터에 참가하는 방법에 있어서,
    NAN 클러스터를 탐색하는 단계; 및
    복수의 NAN 클러스터가 탐색된 경우, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 수신된 NAN 비콘 프레임이 지시하는 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, 상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 다른 하나로부터 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 각각의 클러스터 등급 순으로, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 클러스터 등급은 "2^64*A1+A2"으로 연산되고,
    A1은 앵커 마스터의 마스터 선호도를, A2는 각 NAN 클러스터의 TSF 값을 지시하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 상기 NAN 단말이 선호하는 서비스를 제공하는 NAN 클러스터에 한하여 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 클러스터를 탐색하는 단계는,
    프로브 요청 프레임을 전송하는 단계; 및
    상기 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 NAN 단말은 상기 프로브 응답 프레임에 포함된 타임 오프셋 필드(Time Offset Field) 값을 기초로 연산되는 디스커버리 윈도우에서 웨이크업 하여, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 클러스터를 탐색하는 단계는,
    NAN 탐색 비콘 프레임을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 NAN 단말은 상기 NAN 탐색 비콘 프레임에 포함된, 타임 오프셋 필드(Time Offset Field) 값을 기초로 연산되는 디스커버리 윈도우에서 웨이크업 하여, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 단말은, 상기 복수의 NAN 클러스터 각각이 발견된 순서대로, 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 NAN 클러스터 모두의 상기 앵커 마스터까지의 홉 수가 상기 임계값보다 큰 경우, 상기 NAN 단말은 새로운 NAN 클러스터를 생성하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 비콘 프레임은 임계값 필드를 포함하고,
    상기 NAN 단말은 상기 임계값 필드가 지시하는 값으로 상기 임계값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 NAN 단말은, 상기 NAN 비콘 프레임에 포함된 상기 앵커 마스터까지의 홉 수가 상기 임계값보다 작은 경우에 한하여, 상기 홉 수 임계값 필드가 지시하는 값으로 상기 임계값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  11. 무선통신시스템에서 NAN(Neighbor Awareness Networking) 클러스터에 참가하기 위한 NAN 단말 장치에 있어서,
    송수신 모듈; 및
    프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는, 상기 송수신 모듈이 NAN 클러스터를 탐색하도록 제어하고, 복수의 NAN 클러스터가 탐색된 경우, 상기 송수신 모듈이 상기 복수의 NAN 클러스터 중 어느 하나로부터 NAN 비콘 프레임을 수신하도록 제어하되,
    상기 수신된 NAN 비콘 프레임이 지시하는 앵커 마스터까지의 홉 수가 임계값보다 큰 경우, 상기 송수신 모듈이, 상기 복수의 NAN 클러스터 중 다른 하나로부터 상기 NAN 비콘 프레임을 수신하도록 제어하는 것을 특징으로 하는, 장치.
PCT/KR2015/001740 2014-02-24 2015-02-24 무선 통신 시스템에서 nan 클러스터로의 참가 방법 및 이를 위한 장치 WO2015126220A2 (ko)

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