KR101689608B1 - 무선랜에서 능동 스캐닝 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선랜에서 능동 스캐닝을 수행하는 방법 및 장치가 제공된다. STA(station)은 프로브 요청 중계 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 능동 스캐닝을 개시하는 프로브 요청 STA으로부터 수신한다. 상기 STA은 상기 프로브 요청 프레임을 중계할지 여부를 결정하고, 상기 프로브 요청 프레임의 중계가 결정되면, 상기 프로브 요청 프레임을 AP (Access Point)로 중계한다. 상기 프로브 요청 중계 정보는 상기 프로브 요청 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 요청 STA의 주소를 나타내는 프로브 요청 STA 주소 필드를 포함한다.

Description

무선랜에서 능동 스캐닝 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS OF ACTIVE SCANNING IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK}
본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선랜(Wireless Local Area Network; WLAN)에서 스테이션의 스캐닝 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신기술이 개발되고 있다. 이 중에서 WLAN은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인 휴대용 정보 단말기(Personal Digital Assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어(Portable Multimedia Player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 이용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 초고속 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
IEEE 802.11 표준에 따른 WLAN에서의 통신은 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)라고 불리는 영역 안에서 이루어지는 것을 전제로 한다. BSS 영역은 무선 매체의 전파 특성에 따라서 달라질 수 있기 때문에 경계가 다소 불명확하다. 이러한 BSS는 기본적으로 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)와 인프라스트락쳐 BSS(Infrastructured BSS)의 두 가지 구성으로 분류할 수 있는데, 전자는 자기 자신이 포함된(self-contained) 네트워크를 형성하는 것으로서 분산 시스템(Distribution System, DS)으로의 접속이 허용되지 않는 BSS를 말하고, 후자는 하나 이상의 엑세스 포인트(Access Point, AP)와 분산 시스템 등을 포함하는 것으로서 일반적으로 스테이션들 사이의 통신을 포함한 모든 통신 과정에서 AP가 이용되는 BSS를 말한다.
무선 네트워크에 접속하고자 하는 스테이션(Station, STA)은 접속 가능한 무선 네트워크(BSS 또는 IBSS), 즉 후보 AP 등을 찾기 위하여 2가지 스캐닝 방식을 사용할 수 있다.
첫 번째는 수동 스캐닝(Passive Scanning)으로서, AP(또는 STA)로부터 전송되는 비콘 프레임(Beacon Frame)을 이용한다. 즉, 무선 네트워크에 접속하고자 하는 STA은 해당 BSS(또는 IBSS)를 관리하는 AP 등으로부터 주기적으로 전송되는 비콘 프레임을 수신하여, 접속 가능한 BSS 또는 IBSS를 찾을 수가 있다.
두 번째는 능동 스캐닝(Active Scanning)이다. 무선 네트워크에 접속하고자 하는 STA은 먼저 프로브 요청 프레임(Probe Request Frame)을 전송한다. 그리고 상기 프로브 요청 프레임을 수신한 STA 또는 AP는 프로브 응답 프레임(Probe Response Frame)으로 응답을 한다.
다른 종류의 무선 통신 시스템과 공존 할 수 있는 주파수 대역이 존재하는데, 이 중 하나가 TV 화이트 스페이스(White Space; WS)이다. TV WS는 아날로그 TV의 디지털화로 인해 남게 된 휴지 상태의 주파수(idle frequency) 대역이며, 이 대역은 TV 방송을 위해 할당된 512~698MHz 스펙트럼에 해당될 수 있다. 해당 주파수 영역을 사용하도록 우선 권한을 가진 인가 장비(licensed device)가 그 주파수 영역을 사용하지 않으면 비인가 장비(unlicensed device)가 대신 그 주파수 영역을 사용할 수 있다.
IEEE 802.11이 TV WS에 적용되면, TV WS의 스펙트럼 특성으로 인하여 커버리지(coverage)가 확연히 확장된다는 이점이 있다. 그러나 일반적으로, 커버리지가 확장되면 커버리지 내의 STA의 수가 확연히 증가한다. STA의 수가 증가함에 따라 유연하게 사용자들을 관리할 수 있는 방법 즉 확장성(scalability)이 문제가 된다. 더군다나, 다양한 무선 통신 시스템들과 다양한 비인가 장비(unlicensed device)들이 공존하기 때문에 공존성(coexistence)의 문제도 발생한다. 만약, IEEE 802.11의 DCF(Distributed Coordination Function)과 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 프로토콜 이 환경에 적용이 된다면, 확장성의 문제는 더욱 악화 될 수 있다.
DCF는 802.11에서 사용되며 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)를 기반으로 하는 채널 접근 메커니즘(channel access mechanism)이다. 또한 EDCA는 IEEE 802.11의 일반적인 매체 접근 제어 프로토콜의 확장에 의해 규정된 HCF(Hybrid Coordination Function)에서 제안하는 채널 접근 모델 중 경쟁 기반 매체 접근법(competition-based medium access method)에 해당한다. HCF는 QoS(Quality of Service)을 보장하기 위해 제안된 IEEE 802.11e에서 규정된 프로토콜이다.
TV WS를 사용하고자 하는 경우, 비인가 장비는 지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)를 활용하여, 해당 지역에서 사용 가능한 채널을 얻어와야 한다. 또한 TV WS를 사용하는 비인가 장비들간 공존(coexistence) 문제를 해결하기 위해 스캐닝 절차가 필요하다.
TV WS 대역 사용을 지원하는 무선랜에서, STA은 BSS로 접속하기 위한 스캐닝 절차를 수행한다. STA의 스캐닝 커버리지는 전송 파워에 의해 한정된다. TV WS에서의 스캐닝을 위한 전송 파워는 AP와 결합한(associate) 이후의 전송 파워보다 작다. 스캐닝 절차에서, 인가 장비로의 간섭을 방지하기 위함이다.
스캐닝의 전송 파워와 AP의 클라이언트(client)에서의 전송 파워간의 차이로 인해 발생하는 커버리지 불균형에 대한 해결 방법이 요구된다.
본 발명은 무선랜에서 능동 스캐닝을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 또한 무선랜에서 TV WS를 지원하는 능동 스캐닝을 수행하는 방법 및 장치를 제공한다.
일 양태에서, 무선랜에서 능동 스캐닝 방법은 프로브 요청 중계 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 능동 스캐닝을 개시하는 프로브 요청 STA(station)으로부터 수신하고, 상기 프로브 요청 프레임을 중계할지 여부를 결정하고, 및 상기 프로브 요청 프레임의 중계가 결정되면, 상기 프로브 요청 프레임을 AP (Access Point)로 중계하는 것을 포함한다. 상기 프로브 요청 중계 정보는 상기 프로브 요청 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 요청 STA의 주소를 나타내는 프로브 요청 STA 주소 필드를 포함한다.
상기 전송자 주소가 필드가 나타내는 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소는 동일할 수 있다.
상기 전송자 주소가 필드가 나타내는 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소는 동일하지 않을 수 있다.
상기 프레임 요청 프레임이 폐기되지 않으면 상기 프로브 요청 프레임이 중계되는 것으로 결정될 수 있다.
상기 방법은 능동 스캐닝이 수행됨을 확인하는 프로브 확인 프레임(probe confirm frame)을 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 프로브 확인 프레임을 전송한 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프레임 요청 프레임이 폐기될 수 있다.
상기 방법은 새로운 프로브 요청 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 새로운 프로브 확인 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프레임 요청 프레임이 폐기될 수 있다.
상기 방법은 상기 AP로부터 프로브 응답 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 프로브 응답 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프레임 요청 프레임이 폐기될 수 있다.
상기 방법은 프로브 요청의 중계를 알리는 프로브 중계 확인 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되, 상기 프로브 중계 확인 프레임은 상기 프로브 중계 확인 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드를 포함하고, 상기 프로브 요청 중계 정보내의 전송자 주소 필드가 나타내는 STA과 상기 프로브 중계 확인 프레임내의 전송자 주소 필드가 나타내는 STA이 일치하면, 상기 프레임 요청 프레임이 폐기될 수 있다.
상기 프로브 응답 프레임의 수신에 따라 폐기 타이머가 개시되고, 상기 폐기 타이머가 만료되면 상기 프레임 요청 프레임이 폐기될 수 있다.
다른 양태에서, 무선랜에서 능동 스캐닝을 수행하는 무선 장치는 수신된 프로브 요청 프레임을 저장하는 메모리, 및 상기 메모리와 연결되어, 상기 프로브 요청 프레임의 폐기 여부를 결정하고, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되지 않으면 상기 프로브 요청 프레임의 AP로의 중계를 결정하는 프로세서를 포함한다. 상기 프로브 요청 프레임은 프로브 요청 중계 정보를 포함하고, 상기 프로브 요청 중계 정보는 상기 프로브 요청 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 요청 STA의 주소를 나타내는 프로브 요청 STA 주소 필드를 포함한다.
TV WS에서 스캐닝 커버리지와 서비스 커버리지 간 불균형을 해결하여, 스캐닝이 보다 효율적으로 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 수동 스캐닝과 능동 스캐닝에서 커버리지 불균형을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 스캐닝을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 요청 프레임을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 도 7의 실시예를 보다 구체적으로 나타낸 예이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 집합 프로브 요청 프레임을 이용하는 일 예를 나타낸다.
도 11은 집합 프로브 요청 프레임을 이용하는 다른 예를 나타낸다.
도 12는 집합 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 프레임의 포맷의 일 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타낸다.
도 14은 프로브 셋업 프레임의 포맷의 일 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 파일럿 프레임의 포맷의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 파일럿 프레임의 포맷의 일 예를 나타내는 블록도이다.
도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타내는 블록도이다.
이하에서는 본 발명을 용이하게 설명하기 위하여 TV WS(White Space) 대역을 사용하는 무선랜 시스템에 관련된 스캐닝 방법 및 장치를 예로 들어 설명하나, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않고, 전송 파워 차이로 인한 커버리지 불균형이 발생할 수 있는 모든 무선 통신 시스템에 적용이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜(Wireless Local Area Network, WLAN) 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, WLAN 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다
인프라스트럭쳐 BSS(BSS1, BSS2)는 하나 또는 그 이상의 비AP 스테이션(Non-AP STA1, Non-AP STA3, Non-AP STA4), 분산 서비스(Distribution Service)를 제공하는 AP(Access Point)(AP STA1, AP STA2), 및 다수의 AP(AP STA1, AP STA2)를 연결시키는 분산 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다. 인프라스트럭쳐 BSS에서는 AP가 BSS의 비AP STA(non-AP STA)들을 관리한다.
반면, 독립 BSS(Independent BSS, IBSS)는 애드-혹(Ad-Hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 AP을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, IBSS에서는 비AP STA들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서는 모든 STA이 이동 STA으로 이루어질 수 있으며, DS에로의 접속이 허용되지 않아서 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
STA은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP와 비AP 스테이션(Non-AP Station)을 모두 포함한다.
비AP STA는 AP가 아닌 STA로, 단순히 STA이라고 할 때는 비AP STA을 가리키기도 한다. 비AP STA은 이동 단말(mobile terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 장비(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다
AP는 해당 AP에게 결합된(Associated) STA을 위하여 무선 매체를 경유하여 DS에 대한 접속을 제공하는 기능 개체이다. AP를 포함하는 인프라스트럭쳐 BSS에서 비AP STA들 사이의 통신은 AP를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 비AP STA들 사이에서도 직접 통신이 가능하다. AP는 집중 제어기(central controller), 기지국(Base Station, BS), 노드-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 불릴 수도 있다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분산 시스템(Distribution System, DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. DS를 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(Extended Service Set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 스테이션들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 비AP 스테이션은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
DS는 하나의 AP가 다른 AP와 통신하기 위한 메커니즘으로서, 이에 의하면 AP가 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 스테이션들을 위해 프레임을 전송하거나 또는 어느 하나의 스테이션이 다른 BSS로 이동한 경우에 프레임을 전달하거나 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 전달할 수가 있다. 이러한 DS는 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규제된 소정의 분산 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, DS는 메쉬 네트워크와 같은 무선 네트워크이거나 또는 AP들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
TV WS는 미국의 아날로그 TV의 디지털화로 인해 남게 된 휴지 상태의 주파수 대역을 말하며, 예를 들어, 512~698MHz 대역을 말한다. 하지만, 이는 예시에 불과하고, TV WS는 허가된 유저(licensed user)가 우선적으로 사용할 수 있는 허가된 대역이라 할 수 있다. 허가된 유저는 허가된 대역의 사용을 허가받은 유저를 의미하며, 허가된 장치(licensed device), 제1 유저(primary user), 주사용자(incumbent user) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다.
TV WS 대역을 지원하고, 허가된 유저가 아닌 STA를 WS STA이라 한다. 그리고, TV WS 대역을 지원하고, 허가된 유저가 아닌 AP를 WS AP라 한다.
TV WS에서 동작하는 WS AP 또는 WS STA은 허가된 유저에 대한 보호(protection) 기능을 제공하여야 하는데, TV WS 대역의 사용에 있어서 허가된 유저가 우선하기 때문이다. TV WS 대역의 어느 채널에서 허가된 유저가 이미 해당 채널을 사용하고 있는 경우, 허가된 유저를 보호하기 위하여 WS AP 또는 WS STA는 해당 채널을 사용할 수 없다.
따라서, WS AP, WS STA은 TV WS 내의 채널의 사용이 가능한지, 다시 말해서 해당 채널에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 절차가 선행되어야 한다. 해당 채널에 허가된 유저가 있는지 여부를 파악하는 것을 채널 센싱(channel sensing)이라 한다.
AP는 TV WS 대역의 각 채널에 대하여 센싱을 수행하거나, 필요에 따라 WS STA에게 특정 채널을 센싱하여 그 결과를 보고하도록 할 수 있다. AP는 이를 통하여 각 채널의 상황을 파악하여 허가된 유저의 등장에 따라 사용하던 채널을 더 이상 사용하지 못하게 되는 경우, 사용 가능한 채널로 이동하도록 한다. 경우에 따라서는 사용하고 있는 채널을 더 이상 사용하지 못하게 되는 경우 사용할 예비 채널을 미리 설정하여 STA에게 알려주는 것도 가능하다.
한편, WS AP와 달리 WS STA는 주변에 허가된 유저가 있는지 여부를 확인할 수 없기 때문에, 허가된 유저와의 간섭을 피하기 위해 WS AP와의 인증 여부에 따라 전송 파워를 달리한 것이 일반적이다. 즉, 인증 전 전송 파워를 인증 후 전송 파워보다 작게 하는 것이다.
이하에서, 인증(authentication)이란 WS STA이 WS AP를 찾고 상기 WS AP로부터 동기화(synchronization) 및 결합(association)을 수행하는 것을 말한다. 인증이 완료된 WS STA는 WS AP의 클라이언트(client)가 된다. 인증이 완료되면, WS STA는 WS AP의 제어를 받는 상태가 되고, 이는 결합 상태 또는 멤버십(membership) 등의 단어로 표현될 수 있다
설명을 명확히 하기 위해, 인증이 완료되기 전 WS STA의 전송 파워는 EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 관점에서 최대 50mW라 하고, 인증이 완료된 후 WS STA의 전송 파워는 최대 100mW라 하자.
상기와 같은 전송 파워의 제한으로 인해, 기존 스캐닝 절차에서 커버리지 불균형(coverage imbalance)가 문제될 수 있다.
도 2는 수동 스캐닝과 능동 스캐닝에서 커버리지 불균형을 나타낸다. 부도면 (A)는 수동 스캐닝이고, 부도면 (B)는 능동 스캐닝이다.
도 2의 (A)를 참조하면, WS AP(210)는 WS STA(215)로 비콘 프레임을 보낸다. 비콘 프레임은 WS AP(210)가 자신의 최대 전송 파워인 100mW로 보낼 수 있다. 비콘 프레임을 수신한 WS STA(215)는 WS AP(210)의 존재 여부를 알 수 있다.
도 2의 (B)를 참조하면, WS STA(225)는 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 WS AP(220)로 전송한다. 하지만, WS STA(225)는 인증 전이므로 전송 파워는 50mW이고, WS AP(220)는 상기 프로브 요청 프레임을 수신하지 못한다. WS AP(220)는 프로브 확인 프레임을 WS STA(225)로 보내지 않으므로, WS STA(225)는 WS AP(220)의 존재 여부를 알 수 없다.
상기와 같이, 인증 전과 후의 전송 파워의 제한으로 인해, 능동 스캐닝의 스캐닝 커버리지(scanning coverage)가 수동 스캐닝의 스캐닝 커버리지보다 작아진다. 수동 스캐닝에 의하면, 100mW에 해당되는 커버리지내의 WS AP(210)으로부터 서비스를 있지만, 능동 스캐닝에 의하면 50mW를 초과하는 전송 파워에 해당되는 커버리지내의 WS AP를 찾을 수가 없다.
수동 스캐닝의 커버리지와 능동 스캐닝의 커버리지 간의 커버리지 불균형을 해결하기 위해 다음과 같은 실시예들이 제안된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 스캐닝을 나타낸다.
제1 WS STA(320)는 프로브 요청 프레임을 전송한다. 제2 WS STA(315)는 상기 프로브 요청 프레임을 WS AP(310)으로 중계한다(relay).
프로브 요청을 개시하는 제1 WS STA(320)을 프로브 요청(probe requesting) STA이라 하고, 상기 프로브 요청을 중계하는 제2 WS STA(315)을 프로브 중계(probe relaying) STA 또는 스캐닝 STA이라 한다.
프로브 중계 STA는 WS AP(310)와 인증을 완료한 STA일 수 있고, 또는 인증 전 STA일 수 있다.
프로브 중계 STA을 통해 프로브 요청 프레임을 WS AP(310)로 중계함으로써, 제1 WS STA(320)의 스캐닝 커버리지를 넓히는 효과를 얻을 수 있다.
프로브 요청 프레임에 대한 응답을 보내는 WS AP(310)를 응답(responder) STA라 한다.
이하에서는, 하나의 프로브 중계 STA을 포함하는 1-홉(hop)을 예시적으로 기술하나, 프로브 요청 STA -> 제1 프로브 중계 STA -> … -> 제K 프로브 중계 STA -> -> WS AP와 같이 K-홉이 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 요청 프레임을 나타낸다.
프로브 요청 프레임(400)은 SSID(basic service set identification) 필드(410), 지원 레이트(supported rates) 필드(420), 요청 정보(request information) 필드(430), 및 프로브 중계 정보(probe relaying information) 필드(440)를 포함한다.
SSID 필드(410)는 BSS 또는 IBSS의 식별자를 가리킨다.
지원 레이트 필드(420)는 지원 가능한 데이터 레이트(data rate)를 가리킨다.
요청 정보 필드(430)는 응답 STA이 프로브 응답 프레임내에 포함시킬 정보를 요청하기 위해 사용된다.
프로브 중계 정보 필드(440)는 프로브 요청 프레임을 수신한 프로브 중계 STA이 WS AP로 프로브 응답 프레임을 중계하도록 지시하는 프로브 중계 정보를 포함한다. 따라서, 프로브 요청 STA 부터 또는 다른 프로브 요청 WS STA으로부터 프로브 중계 정보를 WS STA은 해당되는 프로브 요청 프레임을 WS AP로 중계한다.
프로브 중계 정보 필드(440)는 요소 아이디(element ID) 필드(441), 길이(length) 필드(442), 전송자 주소(transmitter address, TA) 필드(443) 및 프로브 요청 STA 주소(probe requesting STA address, PRA) 필드(444)를 포함할 수 있다.
요소 ID 필드(441)는 프로브 중계 정보임을 지시한다.
길이 필드(442)는 프로브 중계 정보 필드(440)의 길이를 나타낸다.
TA 필드(330)은 해당 프레임을 전송한 WS STA 또는 WS AP의 주소를 나타낸다. 프로브 요청 프레임이 최초로 전송되면, TA 필드(443)는 프로브 요청 STA의 주소를 가리킬 수 있다. 프로브 요청 프레임이 중계될 때, TA 필드(443)는 프로브 중계 STA의 주소를 가리킬 수 있다.
PRA 필드(340)는 프로브 요청을 개시하는 프로브 요청 STA의 주소를 가리킨다.
프로브 요청 프레임이 프로브 요청 STA에 의해 전송되면, TA 필드(443)의 주소와 PRA 필드(340)의 주소는 동일하다. 하지만, 프로브 요청 프레임이 프로브 중계 STA에 의해 중계되면, TA 필드(443)의 주소와 PRA 필드(340)의 주소는 다르다. PRA 필드(340)는 변하지 않지만, TA 필드(443)는 프로브 중계 STA의 주소가 되기 때문이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
채널 센싱 후 TV WS의 채널이 비어있음을 확인한 프로브 요청 STA은 프로브 요청 프레임을 전송한다(S510). 프로브 중계 STA은 상기 프로브 요청 프레임(이를 중계 프로브 요청 프레임이라 함)을 WS AP로 중계한다(S520). WS AP는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 프로브 요청 STA으로 전송한다(S530).
프로브 요청 STA은 프로브 응답 프레임에 대한 응답으로 프로브 확인 프레임을 전송한다(S540). 프로브 중계 STA는 프로브 확인 프레임을 WS AP로 중계할 수 있다.
프로브 요청 프레임은 프로브 중계 정보를 포함한다. 프로브 중계 STA은 프로브 요청 프레임에 프로브 중계 정보가 포함되면, 상기 프로브 요청 프레임을 중계한다. 프로브 중계 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 프로브 요청 프레임을 중계하지 않을 수 있다.
프로브 중계 STA이 중계하는 중계 프로브 요청 프레임 내에도 상기 프로브 중계 정보가 포함된다. 프로브 중계 STA은 프로브 중계 정보내의 TA 필드를 자신의 주소로 셋팅한 후 재설정된 중계 프로브 요청 프레임을 유니캐스트(unicast)할 수 있다.
동일한 BSS내의 다른 STA과 AP 간의 데이터 프레임 교환을 방해하는 것을 방지하기 위하여, 수신 프로브 요청 프레임과 중계 프로브 요청 프레임 간의 프레임간 간격 시간(interframe space time)이 DIFS(Distributed InterFrame Space)와 같거나 큰 값으로 설정될 수 있다.
중계 프로브 요청 프레임을 수신한 WS AP는 프로브 응답 프레임을 프로브 요청 WS STA에게 유니캐스트한다. 유니캐스트는 프로브 응답 프레임의 수신자 주소(receiver address, RA)를 특정 STA의 주소로 설정하여 전송하는 것을 말한다. 중계 프레임 요청 프레임을 수신하고, 프로브 응답 프레임을 전송하는데 걸리는 프레임간 간격 시간은 SIFS(Short InterFrame Space)로 설정될 수 있다.
상기 프로브 응답 프레임을 수신한 프로브 요청 STA은 스캐닝 절차가 정상적으로 수행되었음을 알리는 프로브 확인 프레임을 브로드캐스트(broadcast)할 수 있다. 이때, 프로브 확인 프레임내의 BSSID 필드는 프로브 응답 프레임을 전송한 WS AP의 BSSID로 설정될 수 있다.
프로브 확인 프레임은 프로브 중계 정보를 포함할 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신한 프로브 중계 STA은, 프로브 확인 프레임에 포함된 프로브 중계 정보를 이용하여 자신이 속한 BSS내의 WS AP가 이미 프로브 응답 프레임을 보냈는지 여부를 결정할 수 있다. 프로브 중계 STA은 자신이 연결된 AP의 BSSID와 프로브 확인 프레임의 BSSID가 일치하고, 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 프로브 확인 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 계류(pending) 중인 프로브 요청 프레임을 폐기할(discard) 수 있다.
프로브 요청 프레임을 복수의 STA이 수신할 수 있다. 복수의 STA이 모두 프로브 요청 프레임을 중계하는 것은 효율적이지 않다. 따라서, 복수의 STA간의 중계가 중복되지 않도록 할 필요가 있다.
프로브 요청 프레임을 수신한 후 STA은 상기 프로브 요청 프레임을 중계하기 위해 버퍼(buffer)에 먼저 저장한다. 이때는, 아직 중계가 일어나지 않았으므로 중계 계류(relay pending) STA이라 한다. 만약 상기 프로브 요청 프레임을 중계하기 전에 다른 프로브 중계 STA의 중계로 인해 프로브 확인 프레임이 수신되면, 상기 중계 계류 STA은 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 폐기하는 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
채널 센싱 후 TV WS의 채널이 비어있음을 확인한 프로브 요청 STA은 프로브 요청 프레임을 전송한다(S610).
프로브 중계 STA은 프로브 요청 프레임을 WS AP로 중계한다(S620). 프로브 요청 프레임은 프로브 중계 정보를 포함한다. 프로브 중계 STA은 프로브 요청 프레임에 프로브 중계 정보가 포함되면, 상기 프로브 요청 프레임을 중계한다. 프로브 중계 정보가 포함되어 있지 않으면, 상기 프로브 요청 프레임을 중계하지 않을 수 있다.
프로브 중계 STA은 프로브 요청 프레임의 TA와 PRA가 동일한 때에만, 수신한 프로브 요청 프레임을 중계한다. 그렇지 않으면, 수신한 프로브 요청 프레임을 폐기한다.
WS AP는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송한다(S630). 프로브 응답 프레임은 유니캐스트 또는 브로드캐스트될 수 있다.
프로브 중계 STA는 프로브 요청 STA으로부터 프로브 요청 프레임을 수신하거나, 다른 프로브 중계 STA으로부터 중계 프로브 요청 프레임을 수신할 수 있다. 프로브 중계 STA은 프로브 요청 STA으로부터 수신되는 프로브 요청 프레임만을 중계하고, 다른 프로브 중계 STA으로부터 수신되는 중계 프로브 요청 프레임은 중계하지 않는다.
프로브 요청 STA으로부터 수신한 프로브 요청 프레임을 중계하기 위해 계류 중인 중계 계류 STA이 있을 수 있다. 중계 계류 STA은 계류중인 프로브 요청 프레임의 PRA와 다른 STA으로부터 수신한 프로브 요청 프레임(즉, 중계 프로브 요청 프레임)의 PRA가 동일하면 계류중인 프로브 요청 프레임을 폐기한다. 만약 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 중계하기 전에 다른 프로브 중계 STA가 중계한 프로브 요청 프레임이 수신되면, 상기 중계 계류 STA은 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 폐기하는 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
채널 센싱 후 TV WS의 채널이 비어있음을 확인한 프로브 요청 WS STA은 빈 채널에 대한 프로브 요청 프레임을 전송한다(S710).
프로브 중계 STA은 프로브 요청 프레임을 WS AP로 중계한다(S720). 그리고, 프로브 중계 STA은 중계가 수행되었음을 알리는 프로브 중계 확인 프레임을 전송한다(S730). 프로브 중계 확인 프레임은 다른 STA이 프로브 요청 프레임을 중계하지 않도록 알리는 데 사용되며, 브로드캐스트될 수 있다.
동일한 BSS내의 다른 STA과 AP 간의 데이터 프레임 교환을 방해하는 것을 방지하기 위하여, 수신 프로브 요청 프레임과 중계 프로브 요청 프레임 간의 프레임간 간격 시간(interframe space time)이 DIFS와 같거나 큰 값으로 설정될 수 있다.
도 8은 도 7의 실시예를 보다 구체적으로 나타낸 예이다.
WS STA1의 능동 스캐닝 커버리지내에 WS STA2와 WS STA3이 있다. WS STA1이 프로브 요청 프레임을 전송하면, WS STA2와 WS STA3이 상기 프로브 요청 프레임을 수신할 수 있다.
WS STA2와 WS STA3 중 먼저 무선채널(channel)을 점유하는 WS STA이 프로브 요청 프레임을 중계하게 된다. 여기서는, WS STA3이 프로브 중계 STA이 되어, 프로브 요청 프레임을 WS AP로 중계한다고 한다. WS STA3이 보내는 중계 프로브 요청 프레임내에 프로브 중계 정보 필드가 포함된다. 프로브 중계 정보 필드의 TA 필드는 WS STA3의 주소를 가리키고, PRA 필드는 WS STA1을 가리킨다.
WS STA2는 WS STA3이 먼저 프로브 요청 프레임을 중계하는 것을 알 필요가 있다. 프로브 요청 프레임이 중계되었다는 것을 인지하지 못하면, WS STA2도 역시 프로브 요청 프레임을 중복 전송할 수 있기 때문이다.
따라서, 프로브 요청 프레임을 중계한 후 WS STA3는 자신이 프로브 요청 프레임을 중계했음을 알리는 프로브 중계 확인 프레임을 보낸다.
프로브 중계 확인 프레임은 프로브 중계 STA의 주소를 가리키는 PRA 필드를 포함할 수 있다. 프로브 중계 확인 프레임을 수신한 WS STA2는 계류중인 프로브 요청 프레임내의 프로브 중계 STA의 주소와 프로브 중계 확인 프레임내의 프로브 중계 STA의 주소가 일치하면, 계류중인 프로브 요청 프레임이 정상적으로 중계되었다고 판단하고 계류중인 프로브 요청 프레임을 폐기할 수 있다.
프로브 중계 확인 프레임은 상기 PRA 필드 외에 프로브 중계 확인 프레임을 전송하는 STA의 주소를 가리키는 TA 필드를 더 포함할 수 있다. 중계가 1회에 한하여 이루어지는 1-홉 방식에서, 프로브 중계 확인 프레임의 PRA 필드 만으로 불필요한 중계를 방지할 수 있다. 하지만, 중계가 2회 이상 이루어지는 다중-홉 방식에서, 상기 PRA 필드외에 TA 필드가 프로브 중계 확인 프레임내에 포함되는 것이 필요하다.
프로브 요청 프레임을 계류시키고 있는 WS STA은 다른 WS STA에 의해 브로드캐스트된 프로브 중계 확인 프레임을 수신한다. 계류중인 프로브 요청 프레임이 지시하는 프로브 요청 STA과 프로브 중계 확인 프레임이 지시하는 프로브 요청 STA이 일치하고, 계류중인 프로브 요청 프레임의 전송자 주소와 프로브 중계 확인 프레임의 전송자 주소가 일치하면, 상기 WS STA은 계류중인 프로브 요청 프레임을 폐기할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, WS AP는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송한다(S740). 프로브 응답 프레임은 브로드캐스트될 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신하여 중계하기 위해 대기 중인 중계 계류 STA은 WS AP로부터 프로브 응답 프레임을 수신함에 따라 계류중인 프로브 요청 프레임을 폐기할 수 있다.
프로브 중계 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 수신한 후 중계 계류 STA은 상기 프로브 요청 요청 프레임을 중계하기 위해 대기 중이다. 만약 수신한 프로브 중계 확인 프레임의 전송자 주소가 버퍼에 대기중인 프로브 요청 프레임의 전송자 주소가 일치하면, 중계 계류 STA은 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 폐기한다. 또는, 버퍼링된 프로브 요청 프레임이 중계될 WS AP로부터 프로브 응답 프레임을 수신하면, 중계 계류 STA은 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 폐기한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
WS STA1의 능동 스캐닝 커버리지내에 WS STA2와 WS STA3이 있다. WS STA1이 프로브 요청 프레임(910)을 전송하면, WS STA2와 WS STA3이 상기 프로브 요청 프레임(910)을 수신할 수 있다. WS STA3이 프로브 중계 STA이 되어, 중계 프로브 요청 프레임(920)을 WS AP로 중계한다.
WS STA2는 상기 프로브 요청 프레임(910)을 수신하면, 폐기 타이머(discard timer)가 개시된다. WS STA2는 상기 프로브 요청 프레임(910)을 중계하기 위해 버퍼에 저장한 후 폐기 타이머를 개시한다. 폐기 타이머가 만료될 때까지 상기 프로브 요청 프레임이 중계되지 못하면 상기 프로브 요청 프레임(910)은 버퍼에서 폐기된다.
폐기 타이머가 동작 중인 동안 WS AP로부터의 프로브 응답 프레임(930)이 수신되면, 상기 프로브 요청 프레임(910)은 버퍼에서 폐기되고, 폐기 타이머는 중단된다.
폐기 타이머는 전술한 도 5 내지 7의 실시예에 적용될 수 있다. 중계 계류 STA는 프로브 요청 프레임을 중계하기 위해 버퍼에 저장한 후 폐기 타이머를 개시한다. 폐기 타이머가 동작 중인 동안 도 5 내지 7의 실시예의 버퍼 폐기 조건이 만족되면, 프로브 요청 프레임은 버퍼에서 폐기된다. 상기 프로브 요청 프레임이 중계되기 전 폐기 타이머가 만료되면 프로브 요청 프레임은 버퍼에서 폐기된다.
AP 프로브 응답 프레임을 전송하거나, 다른 STA이 프로브 중계 확인 프레임을 전송했음에도 불구하고, 중계 계류 STA이 상기 프레임을 수신하지 못할 수 있다. 이경우 중계 계류 STA은 버퍼링된 프로브 요청 프레임을 중계하기 위해 계속적으로 채널로의 접속을 시도하고, 불필요한 중계를 수행할 수 있다. 따라서, 폐기 타이머를 이용하여 불필요한 중계를 방지하고, 버퍼를 보다 효율적으로 관리할 수 있다.
AP는 BSS내의 STA에게 프로브 요청 프레임을 중계할 수 있는지 여부를 지정할수 있다. AP는 특정 STA만이 중계가 가능하도록 지정하여, 복수의 STA이 복수의 프로브 요청 프레임을 중계하는 것을 방지할 수 있다.
한편, TV WS대역을 사용할 수 있는 WS STA의 스캐닝 커버리지가 제한되기 때문에 능동 스캐닝시 프로브 요청 프레임이 성공적으로 WS AP에 전송되지 못할 수 있다. 이와 같은 전송실패를 해결하기 위해 WS STA는 2회 이상 프로브 요청 프레임을 반복해 보낼 수 있다.
도 10은 집합 프로브 요청 프레임을 이용하는 일 예를 나타낸다.
능동 스캐닝을 개시하는 스캐닝 STA은 집합(aggregated) 프로브 요청 프레임(1010)을 전송한다. 집합 프로브 요청 프레임은 복수의 프로브 요청 프레임의 집합으로, 여기서는 3개의 연속적인 프로브 요청 프레임(1011, 1012, 1013)으로 구성되는 것을 예시하고 있다.
집합 프로브 요청 프레임(1010)에 속하는 프로브 요청 프레임들 중 적어도 하나를 수신한 응답 STA2는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임(1020)을 보낸다. 스캐닝 STA는 프로브 응답 프레임에 대한 수신 확인으로 ACK 프레임(1030)을 전송한다. 응답 STA2도 프로브 응답 프레임(1040)을 보낼 수 있다.
도 11은 집합 프로브 요청 프레임을 이용하는 다른 예를 나타낸다.
집합 프로브 요청 프레임(1110)은 3개의 프로브 요청 프레임들(1111, 1112, 1113)를 포함한다. 집합 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 프레임들은 각각 별도의 채널 접근 절차가 수행될 수 있으며, 이때 경합 백오프 윈도우(contention backoff window) 크기는 0일 수 있다.
능동 스캐닝을 개시하는 스캐닝 STA은 제1 프로브 요청 프레임(1111)을 전송한다. 제1 프로브 요청 프레임(1111)을 수신한 응답 STA1은 프로브 응답 프레임(1120)를 보내고, 스캐닝 STA은 ACK 프레임(1130)을 보낸다.
스캐닝 STA는 제2 프로브 요청 프레임(1112) 및 제3 프로브 요청 프레임(1113)를 보낸다. 응답 STA2는 프로브 응답 프레임(1140)를 보내고, 스캐닝 STA은 ACK 프레임(1150)을 보낸다.
응답 STA는 집합 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 프레임들 각각에 대해 응답할 필요는 없다. 응답 STA는 집합 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 프레임들을 수신하더라도 하나의 프로브 응답 프레임을 보낼 수 있다. 이를 위해, 복수의 프로브 요청 프레임들이 동일한 집합 프로브 요청 프레임에 속하는 것을 알리는 정보가 상기 복수의 프로브 요청 프레임에 포함될 수 있다.
도 12는 집합 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 프레임의 포맷의 일 예를 나타낸다. 프로브 요청 프레임(1200)은 SSID 필드(1210), 지원 레이트(supported rates) 필드(1220), 요청 정보(request information) 필드(1230), 및 프로브 요청 ID 필드(1240)를 포함한다.
프로브 요청 ID 필드(1240)는 프로브 요청 프레임(1200)이 동일한 집합 프로브 요청 프레임에 속하는 것을 나타내는 프로브 요청 ID를 지시한다. 프로브 요청 ID는 스캐닝 STA이 특정 능동 스캐닝을 수행하는 것을 나타내는 식별자라고 할 수 있다.
응답 STA는 복수의 프로브 요청 프레임을 수신하더라도, 프로브 요청 ID가 동일하면, 하나의 프로브 응답 프레임으로 응답한다.
다른 실시예로, 프로브 요청 프레임내에 프로브 요청 ID 필드가 포함되지 않고, MAC 헤더의 시퀀스 제어 필드(sequence control field)를 활용하여 동일한 프로브 요청임을 알릴 수 있다. 시퀀스 제어 필드는 시퀀스 번호를 지시한다. 응답 STA은 시퀀스 번호와 송신자 주소를 기반으로, 스캐닝 STA이 동일한 프로브 요청 프레임을 전송하고 있음을 알 수 있다.
전술한 실시예에서는 스캐닝을 개시하는 프로브 요청 STA의 스캐닝 커버리지 내에 다른 중계 STA 또는 WS AP가 존재하는 상황에서 커버리지 불균형 문제를 해결할 수 있는 스캐닝 방법을 제시하고 있다. 하지만, 프로브 요청 STA의 스캐닝 커버리지 내에 WS AP 또는 중계 STA가 존재하지 않을 수 있다.
WS STA의 커버리지 불균형은 인증 전 WS STA의 전송 파워 제한에 의해 발생하는 문제이다. 따라서, 능동 스캐닝을 개시하는 WS STA의 전송 파워를 인증 후의 전송 파워와 동일하게 설정하면 커버리지 불균형 문제는 해결될 수 있다.
WS AP로부터 어떠한 신호도 받지 않은 WS STA은 해당 채널에서의 제약(regulation) 등에 대한 정보가 없기 때문에 전송 파워가 제한된다. 따라서, WS STA의 최대 허용 전송 파워 정보를 WS AP가 알려 준다면, WS STA는 WS AP가 알려준 최대 허용 전송 파워의 한도 내에서 프로브 요청 프레임을 전송하여, 스캐닝 커버리지를 증가시킬 수 있게 된다.
일반적으로 전송 파워(transmit power)에 대한 정보는 비콘 프레임(beacon frame)에 포함되어 전송된다. 수동 스캐닝을 수행하는 WS STA은 비콘 프레임을 수신하여 전송 파워에 대한 정보를 얻게 되는데, IEEE 802.11 WLAN 표준에 따르면 비콘 프레임의 전송 간격의 디폴트 값은 100ms이므로 AP에 접속하기까지 많은 시간이 소요될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 나타낸다.
WS AP은 비콘 프레임(1310)을 비콘 주기(beacon period)로 전송한다. WS AP는 프로브 셋업 프레임(probe setup frame)(1320)을 프로브 셋업 주기로 전송한다.
프로브 셋업 프레임은 WS STA이 프로브 요청 프레임의 허용가능한 최대 전송 파워에 관한 정보를 포함한다. WS STA은 허용가능한 최대 전송 파워내에서 프로브 요청 프레임(1330)을 전송한다.
프로브 셋업 주기는 비콘 주기보다 작다. 따라서, 프로브 셋업 프레임(1320)은 비콘 프레임보다 짧은 주기로 전송된다. 따라서, 수동 스캐닝보다 더 짧은 시간내에 보다 넓은 스캐닝 커버리지에서 능동 스캐닝이 수행될 수 있다.
도 14은 프로브 셋업 프레임의 포맷의 일 예를 나타낸다.
프로브 셋업 프레임(1320)은 파워 제한(power constraint) 정보 필드(1400)를 포함한다. 파워 제한 필드(1400)는 요소(element) ID 필드(1410), 길이(length) 필드(1420) 및 파워 제한(power constraint) 필드(1430)을 포함한다.
요소 ID 필드(1410)는 파워 제한 정보 필드(1400)의 식별자를 지시한다. 길이 필드(1420)는 파워 제한 정보 필드(1400)의 길이를 지시한다.
파워 제한 필드(1430)는 능동 스캐닝을 위해 허용가능한 최대 전송 파워를 나타낸다. 파워 제한 필드(1430)는 WS STA의 프로브 요청 프레임의 전송에 사용되는 허용 가능한 전송 파워를 나타낸다. WS STA는 프로브 설정 프레임(1320)내의 파워 제한 필드(1430)가 나타내는 전송 파워 한도 내에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 상술한 파워 제한 정보 필드(1400)은 2008년 6월에 개시된 IEEE 802.11K “Amendment 1: Radio Resource Measurement of Wireless LANs”의 7.4.7.2절에서 정의된 측정 파일럿 프레임(measurement pilot frame)을 이용하여 전송될 수 있다. 측정 파일럿 프레임은 비콘 프레임에 포함되어 있는 정보 중 일부에 대해 별도로 STA에 알려주어 STA의 스캐닝을 지원하기 위해 전송하는 프레임이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 파일럿 프레임의 포맷의 일 예를 나타내는 블록도이다.
측정 파일럿 프레임(1500)은 카테고리(category) 필드(1510), 액션(action) 필드(1520), 응축된 능력치 정보(condensed capability information) 필드(1530), 응축된 컨츄리 스트링(condensed country string) 필드(1540), 규제 클래스(regulatory class) 필드(1550), 채널(channel) 필드(1560), 측정 파일럿 간격(measurement pilot interval) 필드(1570) 및, 파워 제한 정보(power constraint information) 필드)(1580)를 포함한다.
파워 제한 정보 필드(1580)는 능동 스캐닝을 위해 허용가능한 최대 전송 파워를 나타내며, 도 14의 포맷과 동일할 수 있다. 나머지 필드는 기존 필드와 동일하다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측정 파일럿 프레임의 포맷의 일 예를 나타내는 블록도이다. 도 15의 실시예와 비교하여, 측정 파일럿 프레임(1500)은 WSM(White Space Map) 정보 필드(1600)를 더 포함한다.
WS STA은 TV WS 대역을 사용하여 프로브 요청 프레임을 전송하는 경우 전송 이전에 스펙트럼 센싱을 수행한다. WS STA의 스펙트럼 센싱으로 인한 부담을 줄이고 스캐닝 과정을 효율적으로 지원하기 위해, WS AP는 알고 있는 채널에 대한 정보인 WSM(White space map)을 나타내는 WSM 정보 필드(1600)를 WS STA에게 전송할 수 있다. WSM 정보은 TV WS 대역 내의 모든 채널에 대해 WS AP가 가지고 있는 센싱 결과 정보를 포함한다.
기존의 측정 파일럿 프레임의 채널 필드(1560)가 운영 채널(operating channel)을 나타내는데 비해 확장된 측정 파일럿 프레임의 채널 필드(1560)는 운영 채널을 나타내거나 또는 운영될 채널의 리스트를 나타낼 수도 있다. 다만, WSM 정보 필드(1600)는 채널 필드(1560)가 나타내는 정보보다 더 포괄적인 정보를 가지고 있으므로 생략될 수 있다.
WSM 정보 필드(1600)는 요소 ID 필드(1610), 길이 필드(1620) 및 WSM 서브 요소 필드(1630)를 포함한다. 요소 ID 필드(1610)는 WSM 정보임을 나타내고, 길이 필드(1620)는 WSM 정보 필드(1600)의 길이를 나타낸다. WSM 서브 요소 필드(1630)은 각 채널에 대한 채널 정보를 나타내는 서브 요소이다. k개의 채널이 존재하면 WS 맵 서브 요소 필드(1630)은 k개의 서브 요소 시퀀스가 되어 WS 맵 필드(1600)에 포함된다.
WSM 서브 요소 필드(1630)는 서브 요소 ID(Sub-element ID) 필드(1631), 길이(length) 필드(1632), 센싱 시점(sensing time) 필드(1633), 채널 번호(channel number) 필드(1634) 및 WSM 필드(1635)를 포함한다.
서브 요소 ID 필드(1631)는 해당 요소가 WSM 서브 요소임을 나타낸다. 길이 필드(1632)는 WSM 서브 요소의 길이를 나타낸다. 센싱 시점 필드(1633)는 해당 채널에 대한 스펙트럼 센싱을 수행한 시점을 나타낸다. 센싱 시점이 오래된 경우 해당 채널의 센싱 결과의 신뢰도가 떨어지기 때문에 이와 관련된 정보를 WS STA에게 알려줄 필요가 있다. 센싱 시점은 TSF(Timing Synchronization Function) 시간으로 표현될 수 있다. 채널 번호 필드(1634)은 스펙트럼 센싱을 수행한 해당 채널의 번호를 나타낸다.
WSM 필드(1635)는 스펙트럼 센싱의 결과가 나타나는 필드로 해당 채널의 사용 여부와 사용 중이라면 어느 사용자에 의해 사용 중인지 나타낸다.
WSM 필드(1635)는 주 사용자(incumbent user) 서브 필드(1635a), TV WS 사용자 서브 필드(1635b) 및 미상 사용자(unknown user) 서브 필드(1635c)를 포함한다. 주 사용자 서브 필드(1635a)는 해당 채널에서 주사용자가 감지되는지 여부를 나타낸다. TV WS 사용자 서브 필드(1635b)는 해당 채널에서 TV WS 사용자(즉, 비허가된 사용자)가 감지되는 여부를 나타낸다. 미상 사용자 서브 필드(1653)는 해당 채널을 사용중인 사용자가 감지되었으나 어떤 유형의 사용자인지 확실하지 않음을 지시한다.
예를 들어, WSM 필드(1635)의 각 서브 필드가 1비트일 때, 다음 표와 같이 설정될수 있다.
주 사용자 TV WS 사용자 미상 사용자 의미
0 0 0 사용자 없음
1 0 0 주 사용자 사용중
0 1 0 TV WS 사용자 사용중
0 0 1 사용중이나
사용자 유형 미상

WS STA은 WSM 정보를 통해 각 채널에 대한 주사용자의 사용 여부를 알 수 있으며, 이 외에도 어떤 채널에서 WS AP가 존재하고 있는지 알 수 있다. 주 사용자가 사용중인 채널을 이용하여 능동 스캐닝을 수행하지 않는다.
전술한 실시예에서, 각 프레임내의 필드들의 위치나 순서는 예시에 불과하며 제한이 아니다. 필드의 명칭, 프레임의 명칭은 각 필드나 프레임의 기능을 나타내기 위한 예시에 불과하며, 변경될 수 있다. 또한, 제안된 기법에 사용되지 않는 몇몇 필드는 생략될 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시예가 구현되는 무선 장치를 나타내는 블록도이다. 무선 장치(1700)는 AP 또는 non-AP STA의 일부일 수 있다. 무선 장치(1700)는 능동 스캐닝을 수행할 수 있으며, TV WS를 지원할 수 있다.
무선 장치(1700)는 프로세서(processor; 1710) 및 메모리(memory; 1720)를 포함한다. 프로세서(1710)와 메모리(1720)는 기능적으로 연결될 수 있다.. 무선 장치(1700)는 수신된 프로브 요청 프레임을 중계하는 프로브 중계 STA의 일부일 수 있다.
메모리(1720)는 수신된 프레임을 저장한다. 프로브 요청 프레임이 수신되면, 메모리(1720)에 저장될 수 있다.
프로세서(1710)는 전술한 프로브 중계 STA의 기능을 구현한다. 프로세서(1710)는 상기 프로브 요청 프레임의 폐기 여부를 결정하고, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되지 않으면 상기 프로브 요청 프레임의 AP로의 중계를 결정한다.
전술한 도 5 내지 16의 실시예에서, 프로브 중계 STA의 기능은 프로세서(1710)에 의해 구현될 수 있다.
무선 장치(1700)는 WS AP의 일부일 수 있다. 전술한 도 5 내지 16의 실시예에서, WS AP의 기능은 프로세서(1710)에 의해 구현될 수 있다.
프로세서(1710)은 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리(1720)는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 메모리(1720)는 프로세서(1710) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서(1710)와 연결될 수 있다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
상술한 실시예들은 다양한 양태의 예시들을 포함한다. 다양한 양태들을 나타내기 위한 모든 가능한 조합을 기술할 수는 없지만, 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 다른 조합이 가능함을 인식할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 이하의 특허청구범위 내에 속하는 모든 다른 교체, 수정 및 변경을 포함한다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 무선랜에서 능동 스캐닝 방법에 있어서,
    프로브 요청 중계 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 능동 스캐닝을 개시하는 프로브 요청 STA(station)으로부터 수신하고;
    상기 프로브 요청 프레임을 중계할지 여부를 결정하고, 및
    상기 프로브 요청 프레임의 중계가 결정되면, 상기 프로브 요청 프레임을 AP (Access Point)로 중계하는 것을 포함하되,
    상기 프로브 요청 중계 정보는 상기 프로브 요청 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 요청 STA의 주소를 나타내는 프로브 요청 STA 주소 필드를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전송자 주소가 필드가 나타내는 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소는 동일한 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전송자 주소가 필드가 나타내는 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소는 동일하지 않은 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되지 않으면 상기 프로브 요청 프레임이 중계되는 것으로 결정되는 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 능동 스캐닝이 수행됨을 확인하는 프로브 확인 프레임(probe confirm frame)을 수신하는 것을 더 포함하되,
    상기 프로브 확인 프레임을 전송한 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되는 방법.
  6. 제 4항에 있어서, 새로운 프로브 요청 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되,
    상기 새로운 프로브 요청 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되는 방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 AP로부터 프로브 응답 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되,
    상기 프로브 응답 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되는 방법.
  8. 제 4항에 있어서, 프로브 요청의 중계를 알리는 프로브 중계 확인 프레임을 수신하는 것을 더 포함하되,
    상기 프로브 중계 확인 프레임은 상기 프로브 중계 확인 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드를 포함하고,
    상기 프로브 요청 중계 정보내의 전송자 주소 필드가 나타내는 STA과 상기 프로브 중계 확인 프레임내의 전송자 주소 필드가 나타내는 STA이 일치하면, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되는 방법.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 프로브 요청 프레임의 수신에 따라 폐기 타이머가 개시되고, 상기 폐기 타이머가 만료되면 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되는 방법.
  10. 무선랜에서 능동 스캐닝을 수행하는 무선 장치에 있어서,
    프로브 요청 STA(station)으로부터 수신된 프로브 요청 프레임을 저장하는 메모리; 및
    상기 메모리와 연결되어, 상기 프로브 요청 프레임의 폐기 여부를 결정하고, 상기 프로브 요청 프레임이 폐기되지 않으면 상기 프로브 요청 프레임의 AP로의 중계를 결정하는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로브 요청 프레임은 프로브 요청 중계 정보를 포함하고,
    상기 프로브 요청 중계 정보는 상기 프로브 요청 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 요청 STA의 주소를 나타내는 프로브 요청 STA 주소 필드를 포함하는 무선 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 능동 스캐닝이 수행됨을 확인하는 프로브 확인 프레임(probe confirm frame)내의 상기 프로브 확인 프레임을 전송한 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로세서는 상기 프로브 요청 프레임을 폐기하는 무선 장치.
  12. 제 10항에 있어서, 새로운 프로브 확인 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로세서는 상기 프로브 요청 프레임을 폐기하는 무선 장치.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 AP로부터 수신된 프로브 응답 프레임내의 프로브 요청 STA의 주소와 상기 프로브 요청 STA의 주소가 일치하면, 상기 프로세서는 상기 프로브 요청 프레임을 폐기하는 무선 장치.
  14. 제 10항에 있어서, 프로브 요청의 중계를 알리는 프로브 중계 확인 프레임내의 상기 프로브 중계 확인 프레임을 전송하는 STA의 주소를 나타내는 전송자 주소 필드와 상기 프로브 중계 확인 프레임내의 전송자 주소 필드가 일치하면, 상기 프로세서는 상기 프로브 요청 프레임을 폐기하는 무선 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 프로브 요청 프레임의 수신에 따라 폐기 타이머가 개시되고, 상기 폐기 타이머가 만료되면 상기 프로세서는 상기 프로브 요청 프레임을 폐기하는 무선 장치.
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