무선 근거리 통신망에서 핸드오프를 구현하는 무선 통신방법 및 장치 document_id A220517008730

본 발명은 무선 근거리 통신망(WLAN)에 관한 것으로서 한 통신 스테이션을 통한 통신을 다른 통신 스테이션으로 전환함으로써 무선 송수신 유닛(WTRU)이 "로밍(roam)"하는 것을 용이하게 해주는 방법 및 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 유익하게는 WTRU가 WLAN 액세스 포인트(AP)와의 무선 통신을 수행할 수 있고 또 한 AP와의 무선 링크로부터 다른 AP와의 무선 링크로 전환하는 동안 무선 통신을 계속할 수 있는 IEEE 802 표준에 부합하는 WLAN에서 동작하도록 구성된 WTRU에 의해 이용된다. 무선 통신 시스템은 기술 분야에 공지되어 있다. 일반적으로, 이러한 시스템은 서로 간에 무선 통신 신호를 전송 및 수신하는 통신 스테이션을 포함한다. 시스템의 유형에 따라, 통신 스테이션은 일반적으로 2가지 유형의 무선 송수신 유닛(WTRU) 중 하나이며, 한쪽 유형은 기지국이고, 다른쪽 유형은 모바일일 수 있는 가입자 유닛이다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 기지국은 다른 WTRU들에 AP와 연관된 네트워크로의 무선 액세스를 제공하는, 기지국, 액세스 포인트, 노드 B, 사이트 콘트롤러, 또는 무선 환경 내의 기타의 인터페이싱 장치나 WTRU를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 무선 송수신 유닛(WTRU)은 사용자 장비, 이동국, 고정식 또는 이동식 가입자 유닛, 페이저, 또는 무선 환경에서 동작할 수 있는 임의의 다른 유형의 장치를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 WTRU는 네트워크 연결을 갖는 전화, 비디오 폰, 및 인터넷 지원 전화(Internet ready phone) 등의 개인 통신 장치를 포함한다. 게다가, WTRU는 유사한 네트워크 기능을 갖는 무선 모뎀을 갖춘 PDA 및 노트북 컴퓨터 등의 휴대용 퍼스널 컴퓨팅 장치를 포함한다. 휴대용이거나 또는 다른 방식으로 위치를 변경할 수 있는 WTRU는 모바일 장치라고 한다. 일반적으로, 각각의 기지국이 적절히 구성된 WTRU들은 물론 다수의 적절히 구성된 기지국들과 동시적인 무선 통신을 수행할 수 있는 기지국들의 네트워크가 제공된다. 다른 대안에서, 어떤 WTRU는 서로 간에 직접, 즉 기지국을 거쳐 네트워크를 통해 중계되는 일 없이 무선 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 이것은 통상 피어-투-피어 무선 통신(peer-to-peer wireless communication)이라고 한다. WTRU가 다른 WTRU들과 직접 통신하도록 구성되어 있는 경우, 그 WTRU 자체는 또한 기지국으로서 구성되어 기지국으로서 기능할 수 있다. WTRU는 다수의 네트워크에서 사용하도록 구성될 수 있으며, 네트워크 기능 및 피어-투-피어 통신 기능 둘다를 갖추고 있다. 무선 근거리 통신망(WLAN)이라고 하는 한 유형의 무선 시스템은 유사하게 장비를 갖춘 WTRU들과의 피어-투-피어 통신도 수행할 수 있는 WLAN 모뎀을 장착한 WTRU와 무선 통신을 수행하도록 구성될 수 있다. 현재, WLAN 모뎀은 제조업자에 의해 많은 종래의 통신 및 컴퓨팅 장치 내에 통합되고 있다. 예를 들어, 하나 이상의 WLAN 모뎀을 갖는 셀룰러 전화, 개인 휴대 단말기(PDA), 및 랩톱 컴퓨터가 제조되고 있다. 일반적으로 액세스 포인트(AP)라고 하는 하나 이상의 WLAN 기지국을 갖는 보편적인 WLAN 환경은 IEEE 802 계열의 표준 중 하나 이상에 따라 구축된 것을 포함한다. 이들 네트워크에의 액세스는 보통 사용자 인증 절차를 필요로 한다. 이러한 시스템에 대한 프로토콜은 현재 WLAN 기술 분야에서 표준화되고 있다. 한가지 이러한 프레임워크의 프로토콜은 IEEE 802 계열의 표준에 의해 대표되고 있다. 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)는 IEEE 802.11 WLAN의 기본적인 구성 블럭으로서, 이는 스테이션(STA)이라고도 하는 WTRU를 포함한다. 서로 이야기할 수 있는 일련의 STA는 BSS를 형성할 수 있다. 다수의 BSS는 확장 서비스 세트(extended service set, ESS)를 형성하기 위해 분배 시스템(distribution system, BS)이라고 하는 아키텍처 컴포넌트를 통해 상호연결되어 있다. 액세스 포인트(AP)는 DS 서비스를 제공함으로써 DS로의 액세스를 제공하고 또 일반적으로 다수의 STA에 의한 DS로의 동시적인 액세스를 가능하게 해주는 WTRU이다. 일반적으로 "애드-혹" 모드(ad-hoc mode)라고 하는 IEEE 802.11 환경에서의 피어-투-피어 통신에서 동작하는 WTRU들의 네트워크는 "독립형 BSS(independent BSS)"라고도 한다. 독립형 BSS에서, 2개 이상의 WTRU는 조정 네트워크 요소(coordinating network element)를 필요로 하지 않고 그 자신들 간의 통신을 설정한다. 어떤 AP-네트워크 기반 구조(AP-to-network infrastructure)도 필요로 하지 않는다. 그렇지만, AP는 애드혹 프로토콜을 사용하고 또 WTRU가 피어-투-피어 통신에서 하는 것처럼 동작하도록 구성될 수 있다. 이러한 경우에, AP는 다른 네트워크 또는 인터넷으로의 브리지 또는 라우터로서 기능할 수 있다. 애드혹 네트워크를 시작하는 WTRU는 서비스 세트 식별자(service set identifier, SSID), 채널, 및 비이컨 타이밍 등의 애드혹 네트워크의 동작 파라미터를 선택하고, 이 정보를 통신 프레임으로, 예를 들어 비이컨 프레임으로 전송한다. 다른 WTRU들이 애드혹 네트워크에 가입할 때, 그 WTRU는 애드혹 네트워크의 동작 파라미터를 검출하여 사용한다. 네트워크 기반구조가 사용되고 무선 통신이 AP를 통해 제어되는 경우, SSID 등의 파라미터는 통상 AP와 연관된 네트워크 제어기에 의해 지정된다. AP는 WTRU가 AP를 식별하고 그와의 통신을 설정하려고 시도할 수 있도록 해주기 위해 주기적으로 비이컨 프레임을 브로드캐스트한다. IEEE 802 기반 시스템에서의 SSID는 WLAN을 통해 전송되는 패킷의 헤더에 첨부된 32-문자 고유 식별자일 수 있다. 이어서, SSID는 WTRU가 BSS 또는 독립형 BSS에 연결하려고 시도할 때 패스워드로서 기능한다. SSID는 한 WLAN을 다른 WLAN과 구별시켜 주며, 따라서 특정의 WLAN에 연결되어 있거나 연결하려고 시도하고 있는 모든 기지국 및 모든 다른 장치는 통상 동일한 SSID를 사용한다. 장치는 정확한 SSID를 제공할 수 없는 한 통상적으로 BSS에 가입하도록 허용되지 않는다. AP-기반 WLAN에서, 모바일 WTRU는 특정의 AP의 지리적 서비스 영역 내에 있을 때 그 AP와 무선으로 통신한다. 이 WTRU는 WTRU가 무선 통신을 수행하는 데 사용하는 AP와 연관되어 있다고 말해진다. 때때로 WTRU가 그와 연관된 AP를 변경하는 것이 필요하거나 바람직하다. 예를 들어, WTRU는 WTRU가 그와 연관되어 있는 AP에 의해 서비스되는 지리적 영역 밖으로 이동하고 있기 때문에 열악한 신호 조건을 경험하고 있을 수 있다. 다른 AP와 연관시킬 필요성은 또한 그 AP에 의해 서비스되는 기본 서비스 세트(BSS)에서 일어나고 있는 혼잡에 의해 야기될 수 있다. 재연관(re-association)은 로밍이라고도 하며, WTRU가 할당된 "홈" AP(또는 AP의 네트워크)를 가지고 있고 이어서 WTRU가 다른 AP(또는 다른 네트워크의 AP)를 통해 통신할 때 "로밍"하는 경우에 특히 그렇다. 현재의 IEEE 802.11 표준과 부합하는 WLAN에서, WTRU의 새로운 AP에의 재연관은 전적으로 WTRU에 의해 개시된다. 이를 달성하기 위해, WTRU는 먼저 잠재적으로 그 WTRU에 네트워크 서비스를 제공할 수 있는 그의 주변에 있는 AP를 식별해야만 한다. 이것은 종래에는 능동적(active) 또는 수동적(passive)일 수 있는 스캐닝 프로세스에 의해 달성된다. 능동적 스캐닝에서, WTRU는 WTRU가 그를 통해 통신하도록 구성되어 있는 하나 이상의 채널을 통해 프로브 요청을 전송한다. WTRU는 프로브 응답을 그로부터 수신하는 AP들 중에서 새로운 AP를 선택한다. 수동적 스캐닝에서, WTRU는 WTRU가 그 당시에 위치하고 있는 지리적 위치에 서비스하는 AP에 의해 전송되는 비이컨 패킷을 수신하려고 시도할 때 사용할 수 있는 채널들 상에 체류한다. 이어서, WTRU는 비이컨 패킷을 그로부터 수신하는 AP들 중에서 새로운 AP를 선택한다. 능동적 및 수동적 스캐닝 둘다는 특히 WTRU가 이동하고 있을 때 진행 중인 통신을 유지할 수 있는 점에서 상당한 시간이 걸릴 수 있다. 본 발명자는 때때로 AP가 WTRU의 재연관의 주도권을 잡는 것이 바람직하다는 것을 인식하였다. 예를 들어, AP(또는 WTRU의 거동을 제어하는 어떤 다른 노드)는 AP와 연관된 WTRU의 수로 인한 무선 통신 트래픽의 전체 양 및/또는 수행 중인 통신의 유형에 기초하여 현재의 "부하" 조건을 판정할 수 있다. 또한, WTRU는 각각이 WTRU가 통신할 수 있는 채널 세트 중에서 서로 다른 채널을 사용하고 있을 수 있는 몇개의 이웃하는 AP에 의해 서비스되는 장소에 위치할 수 있다. 전체 트래픽 양이 한 AP에 대해 너무 높고(무거운 부하) 하나 이상의 이웃하는 AP에 대한 트래픽 양은 비교적 낮은 경우(가벼운 부하), 무거운 부하가 걸린 AP와 연관된 하나 이상의 WTRU가 이웃하는 가벼운 부하가 걸린 AP에 재연관되는 것이 바람직할 수 있다. 그렇지만, 현재의 IEEE 802.11 표준에 부합하는 WLAN에서, 이들 재연관은 채널들에 대한 트래픽 추정에 기초하여 무거운 부하가 걸린 AP와 연관된 WTRU가 다른 이용가능한 AP로의 재연관을 자율적으로 결정할 수 있게 해주는 복잡한 알고리즘을 갖추고 있는 경우에만 일어난다. 모든 WTRU가 이러한 알고리즘을 갖추고 있다고 확신하기가 어려우며, 이러한 알고리즘의 설계 및 구현은 아주 복잡할 수 있다. 주어진 지리적 영역에서 동작하는 모든 WTRU가 이러한 알고리즘을 갖추고 있을 지라도, WTRU가 무질서한 방식으로 다른 AP에 재연관되지 않도록 보장하기가 어려우며, 그 결과 아마도 동일한 AP 간을 왔다갔다 여러번의 재연관이 일어날 수 있다. 이러한 문제를 피하기 위해, 본 발명자들은 가능성있는 해결책을 생각하였다. 예를 들어, 무거운 부하가 걸린 AP는 어떤 선택된 WTRU이 재연관될 수 있는 다른 AP를 찾을 것으로 희망하면서 강제적으로 그 WTRU와 분리(disassociation)될 수 있다. 무거운 부하가 걸린 AP는 그가 전송하는 어떤 주요 패킷, 예를 들어 비이컨 또는 프로브 응답 패킷의 전송 전력 레벨을 감소시킴으로써 간접적으로 분리를 야기할 수 있다. 이 분리 기술에서의 문제점은 그 결과 어떤 WTRU 사용자, 예를 들어 음성 또는 비디오 등의 실시간 서비스의 사용자가 용납할 수 없을 정도의 서비스 중단을 가져올 수 있다는 것이다. 이러한 중단은 분리 이후에 WTRU가 새로운 AP가 있는지 스캔해야만 하는 것(이는 상당한 시간이 걸릴 수 있는 프로세스임)에 의해 야기된다. 전반적인 문제를 고려하여, 본 발명자들은 AP가 성능의 손실 없이 한 AP로부터 다른 AP로의 WTRU의 재연관을 개시할 수 있게 해주는 것이 바람직하다는 것을 인식하였다.