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JP5042367B2 - トンネルダイレクトリンク設定無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順及びこれをサポートするステーション - Google Patents

トンネルダイレクトリンク設定無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順及びこれをサポートするステーション Download PDF

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Description

本発明は、無線LAN(Wireless Local Area Network、WLAN)に関し、より詳しくは、トンネルダイレクトリンク設定(Tunneled Direct Link Setup、TDLS)無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順及びこれをサポートするステーションに関する。
情報通信技術の発展とともに多様な無線通信技術が開発されている。このうち、無線LAN(Wireless Local Area Network、WLAN)は、ラジオ周波数技術に基づいて個人携帯用情報端末機(Personal digital assistant、PDA)、ラップトップコンピュータ(Laptop Computer)、携帯型マルチメディアプレイヤ(Portable Multimedia Player、PMP)などのような携帯型端末機を介して家庭、企業または航空機などのような特定サービス提供地域で無線でインターネットに接続できるようにする技術である。
無線LANの増加された活用に応じて、現在、ラップトップコンピュータユーザのような携帯端末ユーザは、増加された移動性で作業をすることができる。例えば、ユーザは、データを受信するために自分のローカルネットワークに接続した状態でラップトップコンピュータを自分の机から会議に参加するために会議室に持っていくことができ、有線接続に拘らずローカルネットワーク上のモデムやゲートウェイを介してインターネットに接続できる。同様に、業務出張者もイメールを受信または送信したり、イメールを確認するために彼らのイメールアカウントに接続するように携帯端末を使用することができる。
初期の無線LAN技術は、IEEE802.11を介して2.4GHz周波数を使用して周波数ホッピング、帯域拡散、赤外線通信などによって1〜2Mbpsの速度をサポートした。最近には無線通信技術の発展に応じて直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplex、OFDM)技術などを無線LANに適用して最大54Mbpsの速度をサポートすることができるようにしている。その他、IEEE802.11ではサービス品質(Quality of Service、QoS)の向上、アクセスポイント(Access Point、AP)プロトコル互換、セキュリティ強化(Security Enhancement)、無線リソース測定(Wireless Resource Measurement)、車両環境のための無線接続(Wireless Access in Vehicular Environment)、迅速なローミング(Fast Roaming)、メッシュネットワーク(Mesh Network)、外部ネットワークとの相互作用(Inter−Working with External Network)、無線ネットワーク管理(Wireless Network Management)などのための無線通信技術を開発して実用化し、現在にも開発中である。
IEEE802.11において、基本サービスセット(Basic Service Set、BSS)は、成功裏に同期したお互いに通信できるステーション(Station、STA)の集合である。基本サービス地域(Basic Service Area、BSA)は、前記BSSの構成員を含む地域である。前記BSAは、無線媒体の伝達特性に応じて異なることができるため、他のBSSの構成員を含むこともできる。
BBSは、基本的に独立BBS(Independent BBS、IBBS)インフラストラクチャBBS(Infra−structured BBS)の二つの種類に分類されることができる。前記前者は。独立的な(Self−Contained)ネットワークで構成されるため、分配システム(Distribution System、DS)への接近が許容されない。前記後者は、一つまたはその以上のアクセスポイント(Access Point、AP)及び分配システムを含み、non−AP STA間通信を含む全ての通信過程中に前記APを使用する。
初期無線LAN通信手順において、インフラストラクチャBBS上でAPを介してDATAの送信が要求されたため、インフラストラクチャBSS上でnon−AP STA間データのダイレクト送信(Direct Transmission)は許容されなかった。最近、無線通信の効率性を改善させるために、サービス品質(Quality of Service、QoS)をサポートするnon−AP STA間ダイレクトリンク設定(Direct Link Setup、DLS)が紹介された。従って、QoSをサポートするBBS上では、換言すると、サービス品質STA(QoS STA、QSTA)及びサービス品質AP(Quality of Service AP、QAP)を含むQBSS上では、non−AP STA間ダイレクトリンクの設定をすることができ、ダイレクトリンクを介して相互直接通信が可能である。
前述した通り、既存のDLS設定手順は、BSSがQoSをサポートするQBSSという前提とする。QBSS上で、non−AP STAだけでなく、APもQoSをサポートするQAPに該当する。現在、使われている大部分の無線LAN環境(Environment)において(例えば、IEEE802.11a/b/gの標準規格に従う無線LAN環境)、non−AP STAは、QoSをサポートするQSTAであるが、APは、QoSをサポートしないレガシ(Legacy)APである。結果的に、現在使用中である無線LAN環境において、QSTAがDLSサービスを活用することができないという制限が存在する。
トンネルダイレクトリンク設定(Tunneled Direct Link Setup、TDLS)は、既存のDLSサービスにおいて、前記のような制約を克服するために新たに提案された無線通信プロトコルである。TDLSは、現在、使われているIEEE802.11a/b/gの標準規格に従う無線LAN環境においても、QSTAがダイレクトリンクを設定することができるようにする。従って、TDLSは、レガシAPによって管理されるBSS上でも、QSTAがダイレクトリンクを設定することを許容する手順を定義する。以下、TDLS手順をサポートする無線ネットワークをTDLS無線ネットワーク(TDLS Wireless Network)と呼ぶ。
TDLS無線ネットワークにおいて、まず、二つのnon−AP QSTA間ダイレクトリンクの設定手順を細部的に定義することが必要である。特に、TDLS無線ネットワークにおいて、APは、ダイレクトリンク設定手順をサポートしないため、ダイレクトリンクの設定手順を直接実行しない。従って、ダイレクトリンク設定手順を効率的且つ確実にすることが必要である。
また、設定されたダイレクトリンクを介してnon−AP QSTA間通信においてnon−AP QSTAのQoS機能(Facility)が適切に実行されるように許容することが必要である。さらに、non−AP QSTAがIEEE802.11nの高処理率(High Throughput、HT)能力をサポートする場合、non−AP QSTAの高処理率能力が適切に実行されるように許容した方が良い。
従って、本発明の目的は、TDLS無線ネットワークにおいて、高い信頼度(Reliablility)をもつダイレクトリンク設定手順及び前記手順をサポートするステーションを提供することである。
本発明の他の目的は、TDLS無線ネットワークにおいて、相互ダイレクトリンクを設定しようとする二つのnon−AP QSTAがダイレクトリンク設定の完了状態を持続することを許容する無線ネットワークダイレクトリンク設定手順及び前記手順をサポートするステーションを提供することである。
本発明の他の目的は、TDLS無線ネットワークにおいて、相互間ダイレクトリンクを設定したnon−AP QSTA間の通信が適切に行われるようにするためにQoS能力(capability)及び/またはHT能力を許容するダイレクトリンク設定手順及び前記手順をサポートするステーションを提供することである。
本発明の一態様によると、TDLS(Tunneled Direct Link Setup)イニシエータ(Initiator)のTDLS樹立手順が提供される。前記手順は、対象ピアステーション(Peer Station)にAP(Access Point)を経由してTDLS設定要求フレーム(TDLS Setup Request Frame)を送信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記対象ピアステーションから前記APを経由してTDLS設定応答フレーム(Response Frame)を受信して、及び前記TDLS設定応答フレームに応えて前記対象ピアステーションに前記APを経由してTDLS設定確認フレーム(Confirm Frame)を送信することを含む。
本発明の他の態様によると、TDLS(Tunneled Direct Link Setup)無線ネットワークにおけるダイレクトリンク(Direct Link)を設定するための手順が提供される。前記手順は、前記ダイレクトリンクの樹立手順を指示する第1のステーションは、第2のステーションから受信した前記TDLS設定応答フレームに応えてAPを経由して前記第2のステーションにTDLS確認フレームを送信して、及び前記TDLS確認フレームは、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット情報要素及び/またはHT作動情報要素を含む。
また、本発明の他の態様によると、TDLS(Tunneled Direct Link Setup)イニシエータの対象ピアステーションに対するTDLS樹立手順が提供される。前記手順は、前記TDLSイニシエータからAPを経由してTDLS設定要求フレームを受信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記TDLSイニシエータに前記APを経由してTDLS設定応答フレームを送信して、及び前記TDLS設定応答フレームに応えて前記TDLSイニシエータから前記APを経由してTDLS設定確認フレームを受信することを含む。
本発明の他の態様によると、無線LAN(Wireless Local Access Network)におけるTDLS(Tunneled Direct Link Setup)をサポートするためのステーションが提供される。前記ステーションは、フレームを生成して処理するプロセッサ、及び前記プロセッサと連結されて、前記プロセッサのために前記フレームを送信及び受信する送受信機を含み、前記ステーションは、APを経由して対象ピアステーションにTDLS設定要求フレームを送信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記対象ピアステーションから前記APを経由してTDLS設定応答フレームを受信して、前記TDLS設定応答フレームに応えて前記対象ピアステーションに前記APを経由してTDLS設定確認フレームを送信する。
本発明の他の態様によると、無線LANにおけるTDLS(Tunneled Direct Link Setup)をサポートするステーションが提供される。前記ステーションは、フレームを生成して処理するプロセッサ、及び前記プロセッサと連結されて、前記プロセッサのために前記フレームを送信及び受信する送受信機を含み、前記ステーションは、TDLSイニシエータからAPを経由してTDLS設定要求フレームを受信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記TDLSイニシエータに前記APを経由してTDLS設定応答フレームを送信して、前記TDLS設定応答フレームに応えて前記TDLSイニシエータから前記APを経由してTDLS設定確認フレームを受信する。
例えば、本発明は以下の項目を提供する。
(項目1)
TDLS(Tunneled Direct Link Setup)イニシエータ(Initiator)のTDLS樹立手順において、
対象ピアステーション(Peer Station)にAP(Access Point)を経由してTDLS設定要求フレーム(TDLS Setup Request Frame)を送信して、
前記TDLS設定要求フレームに応えて前記対象ピアステーションから前記APを経由してTDLS設定応答フレーム(Response Frame)を受信して、及び
前記TDLS設定応答フレームに応えて前記対象ピアステーションに前記APを経由してTDLS設定確認フレーム(Confirm Frame)を送信することを含むTDLS樹立手順。
(項目2)
前記TDLS設定確認フレームは、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット情報要素(Parameter Set Information Element)を含むことを特徴とする項目1に記載のTDLS樹立手順。
(項目3)
前記TDLS設定要求フレーム及び前記TDLS設定応答フレームの両方ともQoS(Quality of Service)能力値(Capability)情報要素を含むことを特徴とする項目2に記載のTDLS樹立手順。
(項目4)
前記TDLS設定確認フレームは、HT(High Throughput)作動情報要素(Operation Information Element)を含むことを特徴とする項目1に記載のTDLS樹立手順。
(項目5)
前記TDLS設定要求フレーム及び前記TDLS設定応答フレームの両方ともHT能力値情報要素を含むことを特徴とする項目4に記載のTDLS樹立手順。
(項目6)
前記HT作動情報要素は、副チャネルオフセット要素(Secondary Channel Offset Element)を含むことを特徴とする項目4に記載のTDLS樹立手順
(項目7)
前記TDLSイニシエータ及び前記対象ピアステーションは、前記同じAPに連結されていることを特徴とする項目1に記載のTDLS樹立手順。
(項目8)
前記TDLS設定応答フレームは、‘成功(Successful)’を指示する値に設定された状態コードフィールド(Status Code Field)を含むことを特徴とする項目1に記載のTDLS樹立手順。
(項目9)
TDLS(Tunneled Direct Link Setup)無線ネットワークにおけるダイレクトリンク(Direct Link)を設定するための手順において、
前記ダイレクトリンクの樹立手順を指示する第1のステーションは、第2のステーションから受信した前記TDLS設定応答フレームに応えてAPを経由して前記第2のステーションにTDLS確認フレームを送信して、及び
前記TDLS確認フレームは、EDCA(Enhanced Distributed
Channel Access)パラメータセット情報要素を含むことを特徴とする手順。
(項目10)
前記EDCAパラメータセット情報要素は、主チャネル及び/または副チャネルに使われるQoSパラメータを含むことを特徴とする項目9に記載の手順。
(項目11)
TDLS(Tunneled Direct Link Setup)無線ネットワークにおけるダイレクトリンク(Direct Link)を設定するための手順において、
前記ダイレクトリンクの樹立手順を指示する第1のステーションは、第2のステーションから受信したTDLS設定応答フレームに応えてTDLS確認フレームをAPを経由して前記第2のステーションに送信して、
前記TDLS設定応答フレームは、TDLS設定要求フレームに応えて前記第2のステーションによって前記第1のステーションに送信されて、
前記TDLS確認フレームは、HT作動情報要素を含むことを特徴とする手順。
(項目12)
前記HT動作情報要素は、副チャネルオフセット要素を含むことを特徴とする項目11に記載の手順。
(項目13)
TDLS(Tunneled Direct Link Setup)イニシエータの対象ピアステーションに対するTDLS樹立手順において、
前記TDLSイニシエータからAPを経由してTDLS設定要求フレームを受信して、
前記TDLS設定要求フレームに応えて前記TDLSイニシエータに前記APを経由してTDLS設定応答フレームを送信して、及び
前記TDLS設定応答フレームに応えて前記TDLSイニシエータから前記APを経由してTDLS設定確認フレームを受信することを含むTDLS樹立手順。
(項目14)
前記TDLS設定確認フレームは、EDCAパラメータセット情報要素を含み、
前記EDCAパラメータセット情報要素は、主チャネル及び/または副チャネルで使われるQoSパラメータを含むことを特徴とする項目13に記載のTDLS樹立手順。
(項目15)
前記TDLSイニシエータ及び前記対象ピアステーションは、前記同じAPに連結されていることを特徴とする項目13に記載のTDLS樹立手順。
(項目16)
前記TDLS設定確認フレームは、HT作動情報要素を含み、
前記HT作動情報要素は、副チャネルオフセット要素を含むことを特徴とする項目13に記載のTDLS樹立手順。
(項目17)
前記対象ピアステーションが前記ダイレクトリンクを許容する場合、前記TDLS設定応答フレームに含まれたTDLS状態コードフィールドに‘成功’を示す値が設定されることを特徴とする項目13に記載のTDLS樹立手順。
(項目18)
無線LAN(Wireless Local Access Network)におけるTDLS(Tunneled Direct Link Setup)をサポートするためのステーションにおいて、
フレームを生成して処理するプロセッサ;及び
前記プロセッサと連結されて、前記プロセッサのために前記フレームを送信及び受信する送受信機を含み、
前記ステーションは、APを経由して対象ピアステーションにTDLS設定要求フレームを送信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記対象ピアステーションから前記APを経由してTDLS設定応答フレームを受信して、前記TDLS設定応答フレームに応えて前記対象ピアステーションに前記APを経由してTDLS設定確認フレームを送信することを特徴とするステーション。
(項目19)
前記TDLS設定確認フレームは、EDCAパラメータセット情報要素及び/またはHT作動情報要素を含むことを特徴とする項目18に記載のステーション。
(項目20)
無線LANにおけるTDLS(Tunneled Direct Link Setup)をサポートするステーションにおいて、
フレームを生成して処理するプロセッサ;及び
前記プロセッサと連結されて、前記プロセッサのために前記フレームを送信及び受信する送受信機を含み、
前記ステーションは、TDLSイニシエータからAPを経由してTDLS設定要求フレームを受信して、前記TDLS設定要求フレームに応えて前記TDLSイニシエータに前記APを経由してTDLS設定応答フレームを送信して、前記TDLS設定応答フレームに応えて前記TDLSイニシエータから前記APを経由してTDLS設定確認フレームを受信することを特徴とするステーション。
本発明の実施例によると、TDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順の信頼度を向上させることができる。特に、ダイレクトリンク設定手順の完了に関する二つのnon−AP QSTA間の認識に差が生じることを防止して、前記二つのnon−AP QSTA間で前記手順の完了如何に対する一貫性を確保することができる。
また、本発明の他の実施例によると、TDLS無線ネットワークにおいて、non−AP QSTA間通信のためのダイレクトリンクが確立されたnon−AP QSTAのQoS能力及び/またはHT能力が可能である。
TDLSフレームのフォーマットの一例を示すブロック図である。 TDLSフレームの類型とこれに該当する値の一例を示す図面である。 QBSSにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。 図3のダイレクトリンク設定手順をそのままTDLS無線ネットワークに適用する場合のダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。 本発明の第1の実施例に係るTDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。 TDLS設定要求フレームの情報フィールドに含まれる情報を示す図面である。 TDLS設定要求フレームに含まれるリンク識別子フィールドのフォーマットに対する一例を示すブロック図である。 TDLS設定応答フレームの情報フィールドに含まれる情報を示す図面である。 EDCAパラメータセット情報要素のフォーマットの一例を示すブロック図である。 パラメータレコードフィールドのフォーマットに対する一例を示すブロック図である。 図5のダイレクトリンク設定手順に対するタイミングダイアグラムの一例を示す図面である。 本発明の第2実施例に係るTDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。
以下、添付図面を参照して本発明の実施例に対して詳細に説明する。
本発明の実施例が適用されることができるTDLS無線ネットワークでは、たとえ、QoSをサポートしないレガシAPに結合(Association)しているnon−AP QSTA(以下、単純に‘QSTA’という)であるとしても、相互間にダイレクトリンクを設定することができ、また、設定されたダイレクトリンクを解除することができる。いずれか一つのQSTAが他のQSTAとダイレクトリンクを設定したり、またはピアQSTAとのダイレクトリンクを解除するためには、ダイレクトリンクの設定、解除などのための管理作用フレーム(Management Action Frames)をレガシAPを介して送信及び受信することができるようにすべきである。然しながら、レガシAPは、二つのQSTAがIEEE802.11eによる既存のDLS手順に従って、ダイレクトリンクを設定したり、または設定されたダイレクトリンクの解除に直接的に関与できない問題がある。
このような問題を解決するための一つの方法は、ダイレクトリンク設定/解除手順と関連付けられている前記管理作用フレームをデータフレームの形態でエンカプセレーション(encapsulation)させてピア(Peer)QSTAに送信することである。これによると、二つのnon−AP STA間でデータフレームを中継することのように、レガシ(legacy)APは、単に前記管理作用フレームの送信を中継する機能のみを実行する。その結果、レガシAPは、TDLSリンクの設定や管理、解除などの手順に全く関与しない。後述する本発明の実施例は、このように、TDLSリンクの設定、解除、及び管理などのための管理作用フレームをデータフレームの形態でエンカプセレーションしてAPを介して送受信するTDLS無線ネットワークに有用に適用されることができる。ここで、APは、レガシAPに限定されることではなく、TDLSをサポートするQAPであってもよい。
TDLS無線ネットワークシステムを構成する装置のうち、non−AP STAは、IEEE802.11標準の規定に従う媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)及び無線媒体に対する物理層(Physical Layer)インターフェースを含む装置である。non−AP STAは、無線送信/受信ユニット(Wireless Transmit/Receive Unit、WTRU)、ユーザ装備(User Equipment、UE)、移動局(Mobile Station、MS)、または移動サブスクライバユニット(Mobile Subscriber Unit)などで呼ばれることができる。QoS(Quality of Service)をサポートするnon−AP STAをNon−AP QSTA、または単にQSTAという。
non−AP STAは、プロセッサ(Processor)及び送受信機(transceiver)を含み、また、ユーザインターフェース及びディスプレイ手段などをさらに含めてもよい。プロセッサは、無線ネットワークを介して送信するフレームを生成したり、または前記無線ネットワークを介して受信されたフレームを処理するように考案された機能ユニットとして、ステーションを制御し、また、ユーザによって且つユーザのための信号入力を処理する多様な機能を実行する。また、送受信機は、前記プロセッサと機能的に連結されており、ステーションのために無線ネットワークを介してフレームを送受信するように考案されたユニットである。
APは、無線局機能を有し、結合されたnon−AP STAのために無線媒体を経由して分配システム(Distribution System、DS)に対する接続を提供する機能エンティティである。本発明の実施例によると、前記APは、サービス品質(QoS)をサポートしないレガシAPであってもよいが、ここに限定されることではない。このようなAPは、集中制御器(Convergence Controller)、基地局(Base Station、BS)、ノードB、またはサイト制御器(Site Controller)などの名称で呼ばれることもできる。
図1は、TDLS無線ネットワークにおいてダイレクトリンクを設定しようとしたり、またはダイレクトリンクを設定しているQSTAがAPを経由して相手方QSTA(または、Peer QSTA)と送受信する媒体接続制御(Medium Access Control、MAC)フレーム(以下、‘TDLSフレーム’という)のフォーマットの一例を示すブロック図である。図1を参照すると、TDLSフレームは、MACヘッダフィールド(MAC Header)、論理リンク制御(Logical Link Control、LLC)/サブネットワーク接続プロトコル(Sub−Network Access Protocol、SNAP)フィールド、リモートフレーム類型(Remote Frame Type)フィールド、TDLSパケット類型(TDLS Packet Type)フィールド、情報(Information)フィールド、及びエラー訂正(Cyclic Redundancy Code、CRC)フィールドを含む。また、TDLSフレームは、プロトコルバージョンフィールド(Protocol Version)をさらに含むことができる。
MACヘッダフィールドにはほぼ全ての類型のフレームに共通される情報が含まれる。例えば、MACヘッダフィールドは、フレーム制御(Frame Control)フィールド、持続時間/ID(Duration/ID)フィールド、複数の住所フィールド(Address1、Address2、Address3、Address4)、シーケンス制御(Sequence Control)フィールド、及び/またはQoS制御フィールド(QoS Control)などを含む。
このうち、フレーム制御フィールドは、プロトコルバージョンフィールド(Protocol Version)、フレームの機能を識別するためのタイプ及びサブタイプフィールド(Type and Subtype)、後続する現在のMSDUやMMPDUの追加フラグメントが存在するかを指示するための追加フラグメントフィールド(More Fragments)、再送信されるフレームであるかを指示するためのリトライフィールド(Retry)、電源節約モードで動作するかを指示するための電源管理フィールド(Power Management)などを含む。フレーム制御フィールドの電源管理フィールドは、一連のフレーム交換を成功的に完了した以後にSTAが動作するモードを指示する。例えば、電源管理フィールドが‘0’に設定される場合、前記フレームの送信STAは、アィテォブモード(Active Mode)で動作することを表すが、前記電源管理フィールドが‘1’に設定される場合、送信STAは、ピア電源節約モードで動作することを表す。
QoS制御フィールドは、フレームの属するトラフィックカテゴリ(Traffic Category、TC)またはトラフィックストリーム(Traffic Stream、TS)、及びフレームタイプとサブタイプとに応じて変えられるフレームに対する多様なサービス品質関連情報を識別するためのものである。このようなQoS制御フィールドは、フレームのサブタイプフィールドのQoSサブフィールドが‘1’に設定されている全てのTDLSフレームに存在することができる。各QoS制御フィールドは、5個のサブフィールドを含み、これらのサブフィールドの使用例及び多様な可能なレイアウトは、表1に示されている。
図1を参照すると、LLC/SNAPフィールドは、LLC/SNAPヘッダを含む。また、リモートフレーム類型フィールドは、TDLSフレームを指示する値(例えば、‘2’)に設定される。プロトコルバージョンフィールドは、送/受信メッセージのプロトコルバージョンを指示するための値に設定されることができる。
TDLSパケット類型フィールドは、TDLSフレームの類型を特定するための値に設定される。TDLSフレームの類型及びこれに該当する値の一例は、図2に示されている。図2を参照すると、TDLSフレームには、TDLS設定要求フレーム(TDLS Setup Request)、TDLS設定応答フレーム(TDLS Setup Response)、TDLS設定確認フレーム(TDLS Setup Confirm)、TDLS解除要求フレーム(TDLS Teardown Request)、TDLS解除応答フレーム(TDLS Teardown Response)などが含まれる。
TDLSフレームの情報フィールド(Information)には各TDLSフレームの類型に応じて、個別的に特定される多様な情報が含まれ、含まれる情報は、各TDLS類型に応じて差がある。また、エラー訂正(CFC)フィールドには該当フレームのエラー訂正のための付加情報が含まれる。
次に、本発明の実施例に係るTDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順に関して説明する。
TDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順として、QBSSにおけるダイレクトリンク設定手順を同一に適用することを考慮してみることができる。QBSSにおけるダイレクトリンク設定手順は、二つのQSTA間で1回のメッセージ交換(Two−way handshake)によってダイレクトリンク設定手順が完了される。
図3は、QBSSにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。図3を参照すると、まず、ダイレクトリンクを設定しようとする第1のQSTA(QSTA1)は、第2のQSTA(QSTA2)に対するダイレクトリンク設定要求メッセージ(DLS Setup Request)をQAPに送信する(S11)。また、受信されたメッセージが第2のQSTAに対するダイレクトリンク設定要求メッセージであることを確認したQAPは、第1のQSTAからのダイレクトリンク設定要求メッセージを第2のQSTAに送信する(S12)。なお、第2のQSTAは、受信されたダイレクトリンク設定要求メッセージに対する応答メッセージ、例えば、ダイレクトリンク設定応答メッセージ(DLS Setup Response)をQAPに送信する(S13)。また、受信されたメッセージがステップS11における要求メッセージに対する応答メッセージであることを確認したQAPは、第2のQSTAからのダイレクトリンク設定応答メッセージを第1のQSTAに送信する(S14)。
図3におけるダイレクトリンク設定手順によると、QAPが直接関与して第1のQSTAと第2のQSTAとの間でダイレクトリンク設定要求/応答メッセージの交換を中継することによって、ダイレクトリンク設定手順が完了される。QBSSではこのような1回のメッセージの交換を介してもダイレクトリンク設定手順の信頼性及び一貫性を保障することができる。なぜなら、DLS手順をサポートするQAPは、第1のQSTAと第2のQSTAとの間でダイレクトリンク設定のためのメッセージの交換を確実に保障したり、または、メッセージの交換が失敗する場合、そのような事実を第1のQSTA及び/または第2のQSTAに知らせたり、主導的にダイレクトリンク設定手順を終了することができるためである。
より具体的に、QBSSにおけるダイレクトリンク設定手順では図3のダイレクトリンク設定手順(S11ないしS14)に問題がある場合、QAPの開始動作(QAP−initiated Operation)が可能である。例えば、ステップS12における送信が失敗した場合、QAPは、ダイレクトリンク設定要求メッセージを再び第2のQSTAに送信したり、または、第1のQSTAにダイレクトリンク解除要求メッセージ(例えば、DLS Teardown Request)を送信することができる。または、ステップS13における送信が失敗した場合、QAPは、第1のQSTA及び第2のQSTAにダイレクトリンク解除要求メッセージを送信することができる。または、ステップS14における送信が失敗した場合、QAPは、第2のQSTAからのダイレクトリンク設定応答メッセージを再び送信することができる。
従って、QBSSでは第1のQSTAと第2のQSTAとの間にダイレクトリンク設定要求メッセージ及びダイレクトリンク設定応答メッセージの交換(即ち、Two−way Handshake)だけでも、第1のQSTAと第2のQSTAとの間に信頼性あるダイレクトリンク設定手順が可能である。
図4は、図3のダイレクトリンク設定手順(即ち、Two−way Handshake手順)をそのままTDLS無線ネットワークに適用する場合のダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。TDLS無線ネットワークシステムは、少なくとも二つのNon−AP QSTA(QSTA1及びQSTA2)とQoSをサポートしないレガシAPとを含む。以下、説明の便宜のために、ダイレクトリンク設定手順を開始する、即ち、TDLS設定要求フレームを送信するnon−AP QSTAを開始(initiating)QSTAまたはTDLSイニシエータ(initiator)といい、TDLSイニシエータ及びダイレクトリンク設定手順に関連付けたり、またはダイレクトリンクを設定しているnon−AP QSTAをピアSTAという。
図4を参照すると、ピアSTAである第2のQSTA(QSTA2)及びダイレクトリンクを設定しようとするTDLSイニシエータである第1のQSTA(QSTA1)は、ダイレクトリンクの設定を要求するための要求メッセージを第2のQSTAに送信する(S21)。前記要求メッセージは、TDLS設定要求フレームであってもよい。また、APは、第1のQSTAから受信される要求メッセージを第2のQSTAに単に中継のみする。また、TDLS設定要求フレームを受信した第2のQSTAは、これに応えて応答メッセージを第1のQSTAに送信する(S22)。前記応答メッセージは、TDLS設定応答フレームであってもよい。また、この場合にも、APは、第2のQSTAから受信される応答メッセージを第1のQSTAに単に中継のみする。
このようなTDLS無線ネットワークのダイレクトリンク設定手順ではAPの開始動作(AP−initiated Operation)は不可である。即ち、前記ステップS21及び/またはステップS22における送信(APにおける中継を含む)が失敗する場合としても、APが主導的に送信が失敗したフレームを再び送信することができない、またはダイレクトリンク解除要求フレームをnon−AP QSTAに送信することができない。
このような図4に示すようなダイレクトリンク設定手順によると、ステップS22で送信される応答メッセージがAPから第1のQSTAに成功的にリレイされない場合には、ダイレクトリンク設定手順の完了如何に対する第1のQSTA及び第2のQSTAの認識に不一致が生じることができる。より具体的に、応答メッセージが受信されない第1のQSTAは、ダイレクトリンクが成功的に設定されていないと認識するが、応答メッセージが送信された第2のQSTAは、ダイレクトリンクが成功的に設定されていると認識することができる。その結果、図4に示すようなTwo−way Handshakeダイレクトリンク設定手順は、TDLS無線ネットワークに適用する場合には手順の信頼性を確保するのが難しい。
本発明の第1の実施例は、このようなTwo−way Handshakeダイレクトリンク設定手順で生じる可能性がある問題点を解決するために、Three−way Handshakeダイレクトリンク設定手順を適用する。より具体的に、前述したTwo−way Handshake手順に追加して、TDLSイニシエータがピアSTAにTDLS設定応答フレームの受信を知らせる確認メッセージ、例えば、TDLS設定確認フレーム(TDLS Setup Confirm)を送信する過程をさらに含む。以下、これを詳細に説明する。
図5は、本発明の第1の実施例に係るTDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。TDLS無線ネットワークシステムは、少なくとも二つのnon−AP QSTA(以下、単純に‘QSTA’という)とQoSをサポートしないレガシAPとを含む。
図5を参照すると、ピアSTAである第2のQSTA(QSTA2)及びダイレクトリンクを設定しようとする第1のQSTA(QSTA1)、即ち、TDLSイニシエータは、ダイレクトリンクの設定を要求するための要求メッセージ、例えば、TDLS設定要求フレームをAPを経由して第2のQSTAに送信する(S41)。本段階において、APは、TDLS設定要求フレームを単に中継のみする。TDLS設定要求フレームは、図1のTDLSフレームのTDLSパケット類型フィールドが、TDLS設定要求(TDLS Setup Request)を指示する値に設定されたフレームであってもよい。従って、ステップS41において、TDLS設定要求がデータフレームの形態でエンカプセレーションされてAPを介して第2のQSTAに送信される。
図6は、TDLS設定要求フレームの情報フィールド(図1のTDLSフレームの情報フィールド)に含まれる情報を示す。図6を参照すると、TDLS設定要求フレームの情報フィールドは、リンク識別子情報(Link ID)、結合要求フレームボディー情報(Association Request Frame Body)、ダイアローグトークン情報(Dialog token)などを含む。また、図6に示されていないが、TDLS設定要求フレームの情報フィールドは、能力値情報(Capabilities)または拡張能力値情報(Extended Capabilities Information)をさらに含まってもよい。
TDLS設定要求フレームに含まれた前記能力値情報は、QoS能力値(QoS Capability)情報及び/またはHT能力値(High Throughput Capability)情報で構成される。もし、第1のQSTA(QTSA1)がQoS機能(Feature)をサポートするならば、TDLS設定要求フレームに対するQoS能力値を含む。また、もし、前記第1のQSTA(QTSA1)がHT機能をサポートするならば、それは前記TDLS設定要求フレームに対するHT能力値を含む。
本実施例の一側面によると、前記リンク識別子情報は、BSSID及び/またはSSIDを含まってもよい。TDLS無線ネットワークにおいて、一部のAPは、複数のBSSID及び複数のSSIDをサポートすることができる。このような場合、前記APに結合しているnon−AP QSTA間でダイレクトリンクを設定するためには、ダイレクトリンク設定手順で交換するメッセージ(例えば、TDLS設定要求フレーム、TDLS設定応答フレーム、及び/またはTDLS設定確認フレーム)にダイレクトリンクが設定される特定BSSID及び特定SSIDを指示することが必要である。
図7は、TDLS設定要求フレームに含まれるリンク識別子フィールドのフォーマットに対する一例を示すブロック図である。図7を参照すると、リンク識別子フィールドは、トランスミッタ住所(Transmitter Address)サブフィールド及びレジーバ住所(Receiver Address)サブフィールド、DLSタイムアウト(timeout)サブフィールドの外にBSSIDサブフィールド及びSSIDサブフィールドを追加に含む。
また、図5を参照すると、TDLS設定要求フレームを受信した第2のQSTAは、これに応えて応答メッセージ、例えば、TDLS設定応答フレームをやはりAPを介して第1のQSTAに送信する(S42)。本段階において、APは、TDLS設定応答フレームを単に中継のみする。この場合、TDLS設定応答フレームは、図1のTDLSフレームのTDLSパケット類型フィールドが、TDLS設定応答(TDLS Setup Response)を指示する値に設定されたフレームであってもよい。従って、TDLS設定応答(TDLS Setup Response)フレームは、データフレームの形態でエンカプセレーションされてAPを介して第1のQSTAに送信される。
図8は、TDLS設定応答フレームの情報フィールド(図1のTDLSフレームの情報フィールド)に含まれる情報を示す。図8を参照すると、TDLS設定応答フレームの情報フィールドは、リンク識別子情報(Link Identifier)、状態コード情報(Status Code)、結合要求フレームボディー情報(Association Request Frame Body)、ダイアローグトークン情報(Dialog token)などを含む。この場合、前記リンク識別子情報の一例は、図7に示されたフォーマットを有することができるが、これは例示に過ぎない。また、TDLS設定応答フレームの情報フィールドは、TDLS設定応答フレームの情報フィールドと同様に、これを送信するSTAがピアPSM APモード及び/またはピアPSM Clientモードをサポートするかを指示するための能力値情報要素及び拡張能力値情報要素をさらに含まってもよい。
TDLS設定応答フレームに含まれた前記能力値情報は、QoS能力値情報及び/またはHT能力値情報で構成される。もし、第2のQSTA(QSTA2)がQoS機能をサポートするならば、前記TDLS設定応答フレームに対するQoS能力値を含む。また、第2のQSTA(QSTA2)がHT機能をサポートするならば、前記TDLS設定応答フレームに対するHT能力値を含む。
また、図5を参照すると、第1のQSTAは、受信されたTDLS設定応答フレームに対する確認メッセージ、例えば、TDLS設定確認フレーム(TDLS Setup Confirm)をAPを経由して第2のQSTAに送信する(S43)。本段階においても、APは、TDLS設定確認フレームを単に中継のみする。TDLS設定確認フレームは、図1のTDLSフレームのTDLSパケット類型フィールドが、TDLS設定確認(TDLS Setup Confirm)を指示する値に設定されるフレームであってもよい。また、このようなTDLS設定確認フレームは、データフレームの形態でエンカプセレーションされてAPを介して第2のQSTAに送信される。
本発明の実施例によると、ダイレクトリンクの設定を要求した第1のQSTAが第2のQSTAから受信された応答メッセージに対して、その受信を知らせる確認メッセージを第2のQSTAに送信した後にダイレクトリンク設定手順が完了される。従って、データフレームの形態でエンカプセレーションされて送信される管理作用フレーム(例えば、TDLS設定応答フレーム)がAPで送信失敗しても、ダイレクトリンク設定手順の完了如何に対する第1のQSTA及び第2のQSTAの認識に不一致が生じることを防止することができる。
また、前記実施例の一側面によると、たとえ、前記APがQoS機能をサポートしないとしても、ステップS43で送信される前記確認メッセージにはnon−AP QSTAにQoS能力(facility)及び/またはHT能力の適切な動作のために必要な情報が含まれることができる。QoS能力の適切な動作のために必要な情報は、例えば、EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット情報要素(Parameter Set Information Element)であってもよい。この場合、前記EDCAパラメータセット情報要素は、主チャネル(Primary Channel)及び/または副チャネル(Secondary Channel)で使われるQoSパラメータを含む。また、必要な場合、ステップS42で送信される前記応答フレーム(例えば、TDLS設定応答フレーム)にも、non−AP QSTAにQoS能力の適切な動作のために必要な情報が含まれることもできる。
図9は、前記EDCAパラメータセット情報要素のフォーマットの一例を示すブロック図である。図9を参照すると、EDCAパラメータセット情報要素は、要素ID(Element ID)フィールド、長さ(Length)フィールド、QoS情報フィールド、及びアクセスカテゴリ(Access Category)別パラメータレコードフィールド(AC_BE Parameter Record、AC_BK Parameter Record、AC_VI Parameter Record、AC_VO Parameter Record)を含む。要素IDフィールドは、該当要素がEDCAパラメータセット情報要素であることを指示する値に設定される。長さフィールドは、該当要素の長さを示す値に設定される。QoS情報フィールドは、これを送信するSTAのQoS能力値情報を表すための複数のビットフィールドを含む。
各アクセスカテゴリ別パラメータレコードフィールドのフォーマットは、お互いに同一であってもよく、そのフォーマットに対する一例は、図10に示されている。図10を参照すると、AC_BE Parameter Recordフィールド、AC_BK Parameter Recordフィールド、AC_VI Parameter Recordフィールド、またはAC_VO Parameter Recordフィールドは、ACI/AIFSN(Access Category Index/Arbitration InterFrame Space Number)サブフィールド、ECWmin/ECWmaxサブフィールド、及びTXOP limitサブフィールドを含む。また、ACI/AIFSNサブフィールドは、AIFSNビットフィールド、ACM(Admission Control Mandatory)ビットフィールド、及びACIビットフィールドを含む。本実施例によると、前記ACMビットフィールドは、‘0’に設定されることができ、これは該当アクセスカテゴリに対して入場制御(Admission Control)がないということを表す。
このような本発明の実施例によると、第1のQSTAは、EDCAパラメータセット情報要素を用いてQoSパラメータをピアSTAである第2のQSTAに知らせることができる。従って、第1のQSTA及び第2のQSTAは、設定されたダイレクトリンクを用いてデータを交換する場合、QoSパラメータを参照してサービス品質をサポートする通信が可能である。
前記実施例の他の側面によると、ステップS43で送信される前記確認フレームには複数のサブチャネルの效率的な利用に必要な情報が追加に含まれてもよい。複数(例えば、二つ)のサブチャネルの效率的な利用に必要な情報は、例えば、IEEE802.11n標準で規定されているHT作動情報要素(HT Operation Information Elements)であってもよい。HT作動情報要素は、APがHT機能をサポートしないにもかかわらず、non−AP QSTAのHT能力値を可能にするためのパラメータ(例えば、副チャネルオフセットパラメータ(Secondary Channel Offset Parameter)等)を含む。然しながら、本発明の実施例が二つのサブチャネルにのみ限定されることではなく、3個またはその以上のサブチャネルを用いる無線LANシステムにも同様に適用されてもよい。この場合、ステップS42で送信される前記応答フレーム(例えば、TDLS設定応答フレーム)にも、複数のサブチャネルの效率的な利用に必要な情報が含まれてもよい。
このような本発明の実施例によると、ダイレクトリンクを設定しようとするnon−AP QSTAは、主サブチャネルの以外にも副サブチャネルに関する情報をピアnon−AP QSTAに提供することができる。従って、TDLS無線ネットワークにおいて、ダイレクトリンクを設定したnon−AP QSTAは、設定されたダイレクトリンクを介する通信で主サブチャネルの以外に副サブチャネルを共に用いたり、または、副サブチャネルのみを用いることができ、その結果、無線リソース(Radio Resource)の利用効率を上げることができる。
図11は、図5のダイレクトリンク設定手順に対するタイミングダイアグラムの一例である。図11を参照すると、第1のQSTAがデータフレームの形態でエンカプセレーションされたTDLS設定要求フレームをAPに送信して(S51)、APは、受信されたTDLS設定要求フレームを第2のQSTAに送信する(S52)。前記ステップS51及びステップS52は、図5のステップS41に対応される。
また、第2のQSTAは、データフレームの形態でエンカプセレーションされたTDLS設定応答フレームをAPに送信する場合(S53)、APは、受信されたTDLS設定応答フレームを第1のQSTAに送信しようと試みる(S54)。然しながら、図11の例では、ステップS54において、APが伝達しようとするTDLS設定応答フレームは、第1のQSTAに成功的に送信されない。このような場合、Three−way Handshake手順を用いる本発明の第1の実施例によると、所定の時間中、第1のQSTAから確認フレーム、例えば、TDLS設定確認フレームが受信されない第2のQSTAは、ダイレクトリンク設定手順が成功的に完了されていないと認識するようになる。この場合、第2のQSTAは、自分の送信したTDLS設定応答フレームが第1のQSTAに成功的に送信されていないと判断して、該当TDLS設定応答フレームを再びAPに送信する(S55)。このようなTDLS設定応答フレームの再送信は、第2のQSTAが予め設定された時間(例えば、図10において‘TIMEOUT’と表示された期間)中にTDLS設定確認フレームが受信されない場合には反復的に実行されることもできる。また、APは、再送信されたTDLS設定応答フレームを再び第1のQSTAに送信する(S56)。このようなステップS53ないしS56は、図5のステップS42に対応される。
また、TDLS設定応答フレームを受信した第1のQSTAは、確認フレーム、例えば、TDLS設定確認フレームをAPに送信する(S57)。また、APは、受信されたTDLS設定確認フレームを第2のQSTAに送信する(S58)。このようなステップS57及びS58は、図5のステップS43に対応され、このようなTDLS設定確認フレームの成功的な送信によって、TDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順は終了される。前述したように、本実施例によると、TDLS設定確認フレームにはEDCAパラメータセット情報要素がさらに含まれて、HT作動情報要素(例えば、副チャネルオフセット要素)がさらに含まれてもよい。
図12は、本発明の第2実施例に係るTDLS無線ネットワークにおけるダイレクトリンク設定手順を示すメッセージシーケンスチャートである。本実施例は、前述した第1の実施例に係るThree−way Handshakeに追加して第2のQSTAが第1のQSTAに承認メッセージ、例えば、TDLS承認(Acknowledgement)フレームを送信する段階をさらに含むFour−way Handshakeという点で、第1の実施例と差がある。以下、第1の実施例との相違点のみを中心にして簡略に説明する。
図12を参照すると、第2のQSTA及びダイレクトリンクを設定しようとする第1のQSTAは、ダイレクトリンクの設定を要求するためのメッセージ、例えば、TDLS設定要求フレームをAPを経由して第2のQSTAに送信する(S61)。また、TDLS設定要求フレームを受信した第2のQSTAは、これに応えてTDLS設定応答フレームをやはりAPを介して第1のQSTAに送信する(S62)。また、第1のQSTAは、受信されたTDLS設定応答フレームに対する確認メッセージ、例えば、TDLS設定確認フレームをAPを経由して第2のQSTAに送信する(S63)。また、第2のQSTAは、受信されたTDLS設定確認フレームに応えて、承認メッセージ、例えば、TDLS承認フレームをAPを介して第1のQSTAに送信する(S64)。このような本発明の実施例ではダイレクトリンク設定のために、前述した第1の実施例にステップS64を追加に実行することによって、ダイレクトリンク設定手順の信頼性を一層向上させることができる。
以上、詳細に説明した本発明の実施例は、単に本発明の技術思想を示すための例示に過ぎず、前記実施例によって本発明の技術思想が限定されると解釈されてはならない。本発明の保護範囲は、本発明の特許請求の範囲によって特定される。
本発明は、無線通信技術と関連付けられているネットワーキング、通信プロトコル及び無線通信システムの通信手順と関係があり、無線通信システムの構成及び無線通信システムを構成するステーション(無線ステーション及び基地局を含む)または装置の製造に適用されることができる。特に、本発明は、TDLS無線ネットワークにおいてダイレクトリンク設定手順に適用されることができる。

Claims (5)

  1. TDLS(Tunneled Direct Link Setup)イニシエータのためのTDLS確立手順であって、
    前記手順は、
    記TDLSイニシエータが、AP(Access Point)を経由し意図されたピアステーションにTDLS設定要求フレームを送信することにより、前記意図されたピアステーションとのダイレクトリンクを確立することであって、前記TDLS設定要求フレームは、QoS(Quality of Service)能力情報要素及びHT(High Throughput)能力情報要素を含む、ことと、
    前記TDLSイニシエータが、前記TDLS設定要求フレームに応答して、前記意図されたピアステーションから、前記APを経由してTDLS設定応答フレームを受信することであって、前記TDLS設定応答フレームは、前記QoS能力情報要素及び前記HT能力情報要素を含む、ことと、
    前記TDLSイニシエータが、前記TDLS設定応答フレームに応答して、前記APを経由して前記意図されたピアステーションにTDLS設定確認フレームを送信することと
    を含み、
    前記TDLS設定確認フレームは、
    EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット情報要素であって、前記TDLSイニシエータと前記意図されたピアステーションとによって使用されるQoSパラメータを含むEDCAパラメータセット情報要素と、
    HT作動情報要素と
    を含み、
    前記QoSパラメータは、主チャネルと、前記主チャネルとは異なる副チャネルとのうちの少なくとも1つに対して使用され、前記主チャネルは、前記APを経由する前記TDLSイニシエータと前記意図されたピアステーションとの間の経路である、TDLS確立手順。
  2. 前記HT作動情報要素は、副チャネルオフセット要素を含む、請求項に記載のTDLS確立手順。
  3. 前記TDLSイニシエータ及び前記意図されたピアステーションは同じAPに関連付けられる、請求項1に記載のTDLS確立手順。
  4. 無線LAN(Wireless Local Access Network)においてTDLS(Tunneled Direct Link Setup)をサポートするステーションであって、
    前記ステーションは、
    フレームを生成し、処理するように構成されたプロセッサと、
    前記プロセッサと作動可能に連結されて、前記プロセッサのために前記フレームを送信及び受信するように構成された送受信機と
    を含み、
    前記送受信機は、
    AP(Access Point)を経由し意図されたピアステーションにTDLS設定要求フレームを送信することにより、前記意図されたピアステーションとのダイレクトリンクを確立することであって、前記TDLS設定要求フレームは、QoS(Quality of Service)能力情報要素及びHT(High Throughput)能力情報要素を含む、ことと、
    前記TDLS設定要求フレームに応答して、前記意図されたピアステーションから前記APを経由してTDLS設定応答フレームを受信することであって、前記TDLS設定応答フレームは、前記QoS能力情報要素及び前記HT能力情報要素を含む、ことと、
    前記TDLS設定応答フレームに応答して、前記APを経由して前記意図されたピアステーションにTDLS設定確認フレームを送信することと
    を行うように構成されており、
    前記TDLS設定確認フレームは、
    EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)パラメータセット情報要素であって、前記TDLSイニシエータと前記意図されたピアステーションとによって使用されるQoSパラメータを含むEDCAパラメータセット情報要素と、
    HT作動情報要素と
    を含み、
    前記QoSパラメータは、主チャネルと、前記主チャネルとは異なる副チャネルとのうちの少なくとも1つに対して使用され、前記主チャネルは、前記APを経由する前記TDLSイニシエータと前記意図されたピアステーションとの間の経路である、ステーション。
  5. 前記HT作動情報要素は、副チャネルオフセット要素を含む、請求項に記載のステーション。
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