KR20090030008A - 무선랜 채널 검색 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기에서 무선랜 채널을 효율적으로 검색하기 위한 방법에 관한 것으로, IEEE 802. 21 표준에 따른 MIH 정보 서버에 3G나 WiBro 기지국안에 위치되는 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 가용 채널 정보를 저장하고, 이동 단말기의 기지국 접속 시 해당 기지국에서의 액세스 포인트 가용 채널 정보를 제공함으로써, 새로운 기지국 서비스 지역에서 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트 검색시간을 줄일 수 있으며, 또한 불필요한 채널에 대한 스캐닝을 피함으로써 배터리 소모를 줄일 수 있다.
무선랜, 채널, 검색

Description

무선랜 채널 검색 시스템 및 방법{SYSTEM FOR EFFECTIVELY SEARCHING WIRELESS LAN CHANNELS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기(multi mode mobile terminal)에서 무선랜(wireless lan) 액세스 포인트(access point : 이하 "AP" 라함)를 검색하는 방법에 관한 것으로, 특히 이동 단말기가 무선랜 AP의 서비스 지역을 벗어난 상황에서 새로운 기지국(base station)의 AP에 접속하기 위해 주변 AP를 주기적으로 검색하는 과정에서 소모되는 에너지와 새로운 AP에 접속하는 시간을 최소화 할 수 있는 보다 효율적인 무선랜 채널 검색 시스템 및 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 멀티모드 단말은 현재 위치, 사용자의 성향, 어플리케이션의 특성 등에 따라 가장 적절한 네트워크 망에 선택해서 통신을 수행해야 한다.
현재 가장 널리 쓰이고 있는 무선 네트워크 기술은 IEEE 802.11 기반의 무선랜과 3세대 이동통신망, IEEE 802.16 기반의 WiMAX/WiBro 등이 있으며, 이와 같은 무선랜 기술은 다른 기술들에 비해 높은 전송 속도를 제공하는 장점을 가지는 반면, 상대적으로 서비스 지역이 좁다는 단점을 가지고 있다.
이러한 기술의 특성상, 멀티모드 이동 단말기들은 주로 무선랜과 다른 네트워크 서비스 지역이 중첩되는 경우 무선랜을 우선적으로 사용하고 이외의 지역에서는 넓은 지역을 서비스하는 다른 네트워크 망을 사용하는데, 이동 단말기가 무선랜 서비스 지역을 벗어나 있는 경우에는 주기적인 스캐닝 과정을 통해 무선랜 AP를 검색하는 동작을 수행한다.
IEEE 802.11 표준은 무선랜 서비스를 단말에게 제공하는 AP를 검색하기 위한 동작을 정의하고 있는데, IEEE 802.11 표준에 정의된 스캐닝 과정에 따르면, 이동 단말기는 사용 가능한 모든 채널에 대해서 AP가 있는지를 찾아보아야 한다. 실제로 가장 효율적인 검색 방법은 AP의 서비스 지역에 들어가는 즉시 해당 AP가 동작하는 채널로 연결을 시도하고 접속을 맺는 것이다. 하지만 이동 단말기는 기본적으로 위치 정보나 주위의 AP에 대한 채널 정보를 알지 못하기 때문에, AP 검색에 많은 시간과 에너지를 낭비하게 된다.
도 1은 종래 무선랜 이동 단말기가 주위의 AP를 검색하는 스캐닝 과정을 도시한 것이다. IEEE 802.11은 멀티 채널을 지원하는데, 이동 단말기가 AP를 검색하기 위해서는 위 도 1에서 보여지는 바와 같이 모든 채널에 대해 스캐닝 과정을 수행하여야 한다.
이때 스캐닝 과정에서는 이동 단말기(100)가 probe request 메시지(s10)를 전송하면 이를 수신한 후보 AP(102)가 이에 응답하는 probe response 메시지(s12) 를 보내게 된다. 모든 채널에 대해 위 과정을 거치고 난 후, 이동 단말기(100)가 하나 이상의 probe response를 받았으면 수신 신호 세기를 비교함으로써 최적의 AP(104)를 선택하게 된다. 이후 이동 단말기(100)는 선택된 새로운 AP(104)와 인증(authentication) 과정(s20) 및 결합(association) 과정(s22)을 거치게 되며 이 과정이 모두 끝나면 해당 AP를 통해 통신을 할 수 있게 된다.
그러나 위와 같은 종래 AP 스캐닝 방법에서는 전체 채널에 대한 스캐닝으로 인해 스캐닝에 걸리는 시간이 채널의 개수에 비례해서 증가하게 되며, AP의 서비스 지역은 상대적으로 작기 때문에 지속적인 스캐닝은 이동 단말기의 불필요한 에너지 소모를 야기할 수 있다.
이 문제를 완화하기 위한 가장 간단한 방법은 일정 주기마다 깨어서 스캐닝을 시도하고 나머지 시간 동안에는 무선랜 인터페이스를 동작하지 않도록 하는 것이다. 도면 2는 이러한 주기적인 스캐닝 과정을 도시한 것으로, 이동 단말기에서 AP 검색을 위한 전체 채널 스캐닝(scan for all channels)(200)을 일정 주기(T1, T2, T3)마다 주기적으로 수행함에 따라 종래 지속적인 스캐닝으로 인한 불필요한 에너지 소모를 방지할 수는 있으나, 여전히 전체 채널 스캐닝에 따른 시간 낭비가 발생하는 문제점이 있다.
즉, 지금까지의 무선랜 관련 기술로는 현재 이동 단말기가 위치한 곳 주변의 AP에 대한 정보를 알 수가 없다. 따라서 단말은 언제나 전체 채널에 대해 스캐닝을 수행해야 한다. 일반적으로 모든 채널에 AP가 골고루 분포되어 있는 경우는 드물기 때문에 이러한 전체 채널 스캐닝은 불필요한 시간과 에너지 낭비 문제를 발생시키 게 되는 것이다.
한편, 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 단말에게 주변 AP의 채널 정보를 알려주기 위한 방법으로 기존의 3세대 통신망이나 IEEE 802.16를 위한 새로운 메시지를 정의하고 그 안에 채널 정보를 담을 수도 있다. 하지만 이 방법은 표준 프로토콜(standard protocol)을 수정해야하는 큰 오버헤드를 가지게 된다.
따라서 만약 단말이 주변의 AP에 대한 채널 정보를 알 수 있다면 필요한 채널에 대해서만 스캐닝을 수행할 수 있고 결과적으로 에너지와 검색 시간을 단축할 수 있을 것으로 기대된다.
따라서 본 발명은 종래 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기에서 무선랜 AP 검색 시 기지국내 모든 AP의 전체 채널을 검색하여야 함에 따른 시간 및 에너지 낭비 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 이동 단말기가 무선랜 AP의 서비스 지역을 벗어난 상황에서 새로운 기지국의 AP에 접속하기 위해 주변 AP를 주기적으로 검색하는 과정에서 소모되는 에너지와 새로운 AP에 접속하는 시간을 최소화 할 수 있는 보다 효율적인 무선랜 채널 검색 시스템 및 방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명은 무선랜 채널 검색 시스템으로서, 새로운 기지국에 접속하는 경우 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 채널 정보를 요청하고, 상기 기지국내 사용 가능한 채널 정보를 수신하여 해당 채널에 대해서만 주기적 스캐닝을 수행하는 이동 단말기와, 이동통신망내 각 기지국에 존재하는 액세스 포인트 정보와 각 액세스 포인트에서 무선랜 접속을 위해 사용 가능한 채널정보를 저장하며, 임의의 기지국에 접속한 상기 이동 단말기로부터 무선랜 접속을 위한 채널정보 요청 수신시 상기 기지국에서 사용 가능한 채널 정보를 제공하는 MIH 정보서버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 무선래 채널 검색 방법으로서, (a)이동 단말기가 새로운 기지국에 접속하는 경우 MIH 정보 서버로 상기 기지국내 존재하는 액세스 포인트의 사용 가능한 채널 정보를 요청하는 단계와, (b)상기 MIH 정보 서버에서 상기 기지국내 무선랜 접속을 위해 사용 가능한 채널 정보를 상기 이동 단말기로 전송하는 단계와, (c)상기 이동 단말기에서 상기 수신된 채널에 대해서만 주기적인 스캔을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기에서 무선랜 채널을 효율적으로 검색하기 위한 방법에 있어서, IEEE 802. 21 표준에 따른 MIH 정보 서버에 3G나 WiBro 기지국 안에 위치되는 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 가용 채널 정보를 저장하고, 이동 단말기의 기지국 접속 시 해당 기 지국에서의 액세스 포인트 가용 채널 정보를 제공함으로써, 새로운 기지국 서비스 지역에서 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트 검색시간을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한 불필요한 채널에 대한 스캐닝을 피함으로써 배터리 소모를 줄일 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 동작 원리를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 구체적인 핵심 기술요지를 살펴보면, 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기에서 무선랜 채널을 효율적으로 검색하기 위한 방법에 있어서, IEEE 802. 21 표준에 따른 MIH 정보 서버에 3G나 WiBro 기지국 안에 위치되는 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 가용 채널 정보를 저장하고, 이동 단말기의 기지국 접속 시 해당 기지국에서의 액세스 포인트 가용 채널 정보를 제공하는 기술을 통해 본 발명에서 이루고자 하는 바를 쉽게 달성할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선랜 채널 검색 시스템의 네트웍 구성을 도시한 것이다.
IEEE 802.21 Media Independent Handover(MIH) 표준은 다양한 네트워크가 공존하는 상황에서 단말의 효율적인 이동성 관리를 위한 동작을 정의한다. 표준에서 정의하는 동작은 링크의 상태를 사용자(user)에게 알려주는 MIH event 서비스, 인터페이스를 관리하기 위한 MIH command 서비스, 그리고 주변 네트워크의 상태를 알려주기 위한 MIH information 서비스 등으로 나눌 수 있다.
IEEE 802.21 표준에 따르면, 이동 단말기(302)는 MIH 정보 서버(information server)(300)로부터 주변 네트워크에 대한 정보를 획득할 수 있다. MIH 정보 서버(300)가 유지하는 정보는 Information Element(IE)라는 형식으로 표현된다. IEEE 802.21 표준은 네트워크 타입, IP, MAC 주소, 데이터 전송 속도, 인증 정보 등의 IE를 정의하고 있다. 이동 단말기(302)는 정보를 요청하는 MIH_Get_Information 메시지를 MIH 정보 서버(300)에게 전송할 때 원하는 IE를 지정해서 보내고, MIH 정보 서버(300)는 요청에 응답할 때 해당 IE의 정보들을 담아 보내게 된다. 본 발명에서는 MIH information 서비스를 이용하여 효율적인 AP 검색 동작을 위해 3G나 WiBro 기지국(base station) 안에 위치하는 AP의 채널 정보를 담은 새로운 IE를 정의한다.
이하 위 도 3을 참조하여 이동 단말기에서 무선랜 채널을 검색하는 동작을 상세히 설명하기로 한다. 먼저
단말이 특정 기지국(304)에 처음 접속하면, MIH 정보 서버(300)에게 현재 접 속한 기지국(304)의 아이디(ID)를 담아 AP 채널 정보를 요청하는 메시지를 전송한다. 이를 받은 MIH 정보 서버(300)는 해당 기지국(304) 안에 위치하는 AP들(306, 308, 310)의 채널 정보를 단말에게 알려준다.
이때, 기지국(304)은 3세대 이동통신 망이나 802.16 네트워크의 기지국으로 가정하면, 일반적으로 AP의 서비스 지역이 작기 때문에 위 도 3에서 보여지는 바와 같이 하나의 기지국(304)안에 여러 AP(306, 308, 310)가 위치한다. 즉, MIH 정보 서버(300)는 해당 기지국(304)의 서비스 지역 내에 총 3개의 AP(306, 308, 310)가 존재하고 각각 1번, 6번, 11번의 채널을 사용하는 것을 알고 있다. 이 상황에서 이동 단말기(302)가 해당 기지국(304)에 접속을 하고 MIH 정보 서버(300)에게 AP의 가용 채널 정보를 요청했을 때, MIH 정보 서버(300)는 도 4에서 보여지는 바와 같이 비트 마스크(bitmask) 형태로 채널의 정보를 알려준다.
이때, 가장 널리 보급된 IEEE 802.11b와 IEEE 802.11g의 경우 총 11개의 채널을 가지고 있기 때문에 11bit만으로 표현이 가능하다. 이러한 비트 마스크 방식의 표현은 한 채널에 몇 개의 AP가 있는지는 나타낼 수 없지만 무선랜 스캐닝 동작의 특성상 AP 존재 유무만 알면 충분하게 스캐닝 시간을 줄일 수 있다.
위의 동작으로 AP의 채널 정보를 획득하고 나면, 이동 단말기(302)는 해당 채널에 대해서만 스캐닝을 수행할 수 있다.
도 5는 MIH 정보 서버(300)로부터 수신한 채널 정보를 기반으로 하는 선택적 스캐닝 동작을 도시한 것으로, 상기 도 2에서와 같이 일정 시간마다 전체 채널에 대해 스캐닝을 수행하는 종래 방법과는 달리 MIH 정보 서버(300)로부터 수신한 기 지국(304)내에서 사용 가능한 채널1, 채널6, 채널11에 대해서만 일정 시간 주기(T1, T2, T3)마다 선택된 채널 스캐닝(scan for selected channels)(500)을 수행함으로써, 위 도 2와 비교해 보면 스캐닝하는 채널 개수의 감소로 인해 스캐닝 시간이 줄어들게 되고 그 결과 더 많은 시간 동안 무선랜 인터페이스를 비활성화 할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에서는 두 개 이상의 네트워크 카드를 장착한 멀티모드 이동 단말기에서 무선랜 채널을 효율적으로 검색하기 위한 방법에 있어서, IEEE 802. 21 표준에 따른 MIH 정보 서버에 3G나 WiBro 기지국 안에 위치되는 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 가용 채널 정보를 저장하고, 이동 단말기의 기지국 접속 시 해당 기지국에서의 액세스 포인트 가용 채널 정보를 제공함으로써, 새로운 기지국 서비스 지역에서 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트 검색시간을 줄일 수 있으며, 또한 불필요한 채널에 대한 스캐닝을 피함으로써 배터리 소모를 줄일 수 있다.
한편 상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 IEEE 802.11 기반의 무선랜을 위한 동작을 설명하였지만, 이동통신망이나 IEEE 802.16 같은 다른 무선 네트워크에서도 동일하게 적용이 가능하다. 따라서 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 종래 이동 단말기에서 무선랜 채널 검색 과정 예시도,
도 2는 종래 이동 단말기에서 주기적인 전체 채널 스캐닝 동작 개념도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무선랜 채널 검색 시스템의 네트웍 구성도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 MIH 정보 서버에서 제공되는 채널 정보 비트 마스크 예시도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 이동 단말기에서 주기적인 선택 채널 스캐닝 동작 개념도.
<도면의 주요 부호에 대한 간략한 설명>
300 : MIH 정보 서버 302 : 이동 단말기
304 : 기지국 306, 308, 310 : AP

Claims (6)

  1. (a)이동 단말기가 새로운 기지국에 접속하는 경우 MIH 정보 서버로 상기 기지국내 존재하는 액세스 포인트의 사용 가능한 채널 정보를 요청하는 단계와,
    (b)상기 MIH 정보 서버에서 상기 기지국내 무선랜 접속을 위해 사용 가능한 채널 정보를 상기 이동 단말기로 전송하는 단계와,
    (c)상기 이동 단말기에서 상기 수신된 채널에 대해서만 주기적인 스캐닝을 수행하는 단계
    를 포함하는 무선랜 채널 검색 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 이동 단말기에서 액세스 포인트 채널 정보 요청시 상기 기지국의 ID 정보를 함께 전송하는 것을 특징으로 하는 무선랜 채널 검색 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계에서, 상기 MIH 정보 서버는,
    이동통신망내 각 기지국에 존재하는 액세스 포인트 정보와 각 액세스 포인트 에서 무선랜 접속을 위해 사용 가능한 채널정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 무선랜 채널 검색 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (b)단계에서, 상기 채널 정보는,
    비트 마스크(bit mask) 형태로 상기 이동 단말기로 전송되는 것을 특징으로 하는 무선랜 채널 검색 방법.
  5. 새로운 기지국에 접속하는 경우 무선랜 접속을 위한 액세스 포인트의 채널 정보를 요청하고, 상기 기지국내 사용 가능한 채널 정보를 수신하여 해당 채널에 대해서만 주기적 스캐닝을 수행하는 이동 단말기와,
    이동통신망내 각 기지국에 존재하는 액세스 포인트 정보와 각 액세스 포인트에서 무선랜 접속을 위해 사용 가능한 채널정보를 저장하며, 임의의 기지국에 접속한 상기 이동 단말기로부터 무선랜 접속을 위한 채널정보 요청 수신시 상기 기지국에서 사용 가능한 채널 정보를 제공하는 MIH 정보서버
    를 포함하는 무선랜 채널 검색 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 MIH 정보 서버는, 상기 기지국에 존재하는 액세스 포인트에서 사용 가능한 채널 정보를 비트 마스크 형태로 상기 이동 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선랜 채널 검색 시스템.
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