KR20140029143A - 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트를 빠르게 검색하고 연결할 수 있는 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법이 개시된다. 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트에 대한 단말의 스캐닝 방법으로서, 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 프로브 응답 프레임 또는 비컨을 수신하는 단계(a)와, 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하는 단계(b) 및 제 2 밴드에 관한 정보에 기초하여 제 1 밴드에 대한 연결 또는 제 2 밴드에 대한 검색을 진행하는 단계(c)를 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말에 따르면 멀티 밴드 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

Description

멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법 및 장치{METHOD FOR SCANNING OF ACCESS POINT SUPPORTING MULTI-BAND AND APPARATUS FOR PERFORMING THE METHOD}

본 발명은 무선통신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트(access point, AP)를 빠르게 검색하고 연결할 수 있는 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법 및 장치에 관한 것이다.

정보통신 기술의 발전과 더불어 다양한 무선 통신 기술이 개발되고 있다. 이 중에서 무선랜(wireless local area network, WLAN)은 무선 주파수 기술을 바탕으로 개인용 휴대 정보 단말기(personal digital assistant, PDA), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 휴대형 멀티미디어 플레이어(portable multimedia player, PMP) 등과 같은 휴대형 단말기를 사용하여 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.

무선랜 기술에 대한 표준은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준으로서 개발되고 있다. IEEE 802.11a는 5 GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11b는 2.4 GHz에서 직접 시퀀스 방식(direct sequence spread spectrum, DSSS)을 적용하여, 11 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4 GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 2개의 공간적인 스트림(spatial stream)과 40 MHz 대역폭을 사용했을 때 300 Mbps의 전송 속도를 제공하고, 4개의 공간적인 스트림(spatial stream)과 40 MHz의 대역폭을 사용했을 때 600 Mbps의 전송 속도를 제공한다.

이와 같은 무선랜의 보급이 활성화되고 이를 이용한 어플리케이션이 다양화됨에 따라, IEEE 802.11n이 지원하는 데이터 처리 속도보다 더 높은 처리율을 지원하기 위한 새로운 무선랜 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. 초고처리율(very high throughput, VHT) 무선랜 기술은 1 Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 기술 중의 하나이다. 그 중, IEEE 802.11ac는 6 GHz 이하 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있고, IEEE 802.11ad는 60 GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있다.

한편, 무선 네트워크에 접속하고자 하는 스테이션(Station, STA)은 접속 가능한 무선 네트워크(BSS 또는 IBSS), 즉 후보 액세스 포인트 등을 찾기 위하여 2가지 스캐닝 방식을 사용할 수 있다.

첫 번째는 수동 스캐닝(Passive Scanning)으로서, AP(또는 STA)로부터 전송되는 비컨 프레임(Beacon Frame)을 이용한다. 즉, 무선 네트워크에 접속하고자 하는 스테이션은 해당 BSS(또는 IBSS)를 관리하는 AP 등으로부터 주기적으로 전송되는 비컨 프레임을 수신하여, 접속 가능한 BSS 또는 IBSS를 찾을 수가 있다.

두 번째는 능동 스캐닝(Active Scanning)이다. 무선 네트워크에 접속하고자 하는 스테이션은 먼저 프로브 요청 프레임(Probe Request Frame)을 전송한다. 그리고 상기 프로브 요청 프레임을 수신한 스테이션 또는 AP는 프로브 응답 프레임(Probe Response Frame)으로 응답을 한다.

그런데, 무선 네트워크에 접속하고자 하는 스테이션이 멀티 밴드를 지원하는 AP를 스캐닝하는 경우, 모든 대역에서 AP의 검색을 모든 채널에서 대하여 진행하여 연결 후보 AP를 선정한 후, 선정한 AP와 연결을 수행할 수 있다.

그러나 스테이션이 멀티 밴드를 지원하는 AP와 연결하기 위해 모든 대역과 모든 채널을 검색하는 것은 많은 시간이 소모되어 원하는 AP와 연결하기까지 많은 시간이 필요하며, 상당량의 배터리 전력을 필요로 한다는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트를 빠르게 검색하고 연결할 수 있는 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트를 빠르게 검색하고 연결할 수 있는 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면, 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트에 대한 단말의 스캐닝 방법으로서, 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 수신하는 단계(a)와, 상기 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하는 단계(b) 및 상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초하여 상기 제 1 밴드에 대한 연결(association) 또는 상기 제 2 밴드에 대한 검색을 진행하는 단계(c)를 포함한다.

여기서, 상기 제 2 밴드에 관한 정보는 상기 제 2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보 및 부하(load) 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 부하 정보를 참조하여, 상기 제 2 밴드의 부하가 소정의 기준치보다 클 경우 상기 제 1 밴드에 대한 연결을 진행할 수 있다.

여기서, 상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 부하 정보를 참조하여, 상기 제 2 밴드의 부하가 소정의 기준치보다 작을 경우 상기 제 2 밴드에 대한 검색을 진행할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 밴드에 대한 검색은 상기 제 2 밴드의 주파수 대역 및 채널 정보를 참조하여 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면, 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트에 대한 단말의 스캐닝 방법으로서, 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 수신하는 단계(a)와, 상기 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하는 단계(b) 및 상기 제 1 밴드에서의 수신 신호 세기와 상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초하여, 상기 제 1 밴드에 대한 연결 또는 상기 제 2 밴드에 대한 연결을 진행하는 단계(c)를 포함한다.

여기서, 상기 제 2 밴드에 관한 정보는 상기 제 2 밴드의 신호 송출 전력을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 상기 제 1 밴드의 수신 신호 세기보다 크거나, 소정의 기준치 이상인 경우 상기 제 2 밴드에 대한 연결을 진행할 수 있다.

여기서, 상기 제 2 밴드의 예측된 수신 신호 세기는 상기 제 2 밴드의 신호 송출 전력을 이용하여 전파 손실 모델을 이용하여 산출될 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면, 단말의 스캐닝을 지원하는 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트의 동작 방법으로서, 제 1 밴드에서 상기 단말에게 제 2 밴드에 관한 정보를 포함한 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 전송하는 단계(a) 및 상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초한 상기 단말의 상기 제 1 밴드에 대한 연결 요청 또는 상기 제 2 밴드에 대한 검색 요청에 대응하는 단계(b)를 포함한다.

여기서, 상기 제 2 밴드에 관한 정보는 상기 제 2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보 및 용량 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법 및 장치에 따르면, 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 수신된 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하고, 추출된 제2 밴드에 관한 정보에 기초하여 제 1 밴드에 대한 연결 또는 제 2 밴드에 대한 검색을 진행한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말에 따르면 멀티 밴드 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

도 1은 능동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 능동 스캐닝 방법에서 사용되는 프로브 요청 프레임의 구성을 나타낸다.
도 3a는 능동 스캐닝 방법에서 사용되는 프로브 응답 프레임의 구성 중 일부를 나타낸다.
도 3b는 능동 스캐닝 방법에서 사용되는 프로브 응답 프레임의 구성 중 일부를 나타낸다.
도 4는 수동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 5는 능동 스캐닝 방법에 있어서 결합 과정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 다중 채널에서 수행되는 능동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 다중 채널에서 수행되는 수동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 8은 다중 채널에서의 능동 스캐닝 방법에 있어서 결합 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9는 단말에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 단말에서 수행되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 11은 액세스 포인트에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 맨드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

명세서 전체에서, 스테이션(station, STA)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(medium access control, MAC)와 무선 매체(medium)에 대한 물리 계층(physical layer) 인터페이스(interface)를 포함하는 임의의 기능 매체를 의미한다. 스테이션(STA)은 액세스 포인트(access point, AP)인 스테이션(STA)과 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)으로 구분할 수 있다. 액세스 포인트(AP)인 스테이션(STA)은 단순히 액세스 포인트(AP)로 불릴 수 있고, 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)은 단순히 단말(terminal)로 불릴 수 있다.

단말은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이스와 디스플레이(display) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 유닛(unit)을 의미하며, 스테이션(STA)을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 트랜시버는 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며, 스테이션(STA)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛을 의미한다.

액세스 포인트(AP)는 집중 제어기, 기지국(base station, BS), 노드-B(node-B), e노드-B, BTS(base transceiver system), 또는 사이트 제어기 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.

단말은 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU), 사용자 장비(user equipment, UE), 사용자 단말(user terminal, UT), 액세스 단말(access terminal, AT), 이동국(mobile station, MS), 휴대용 단말(mobile terminal), 가입자 유닛(subscriber unit), 가입자 스테이션(subscriber station, SS), 무선 기기(wireless device), 또는 이동 가입자 유닛(mobile subscriber unit) 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시예에서 단말은 다중 대역을 지원하는 것으로 가정한다.

도 1은 액세스 포인트 능동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 2 및 도 3a, 3b는 각각 능동 스캐닝 방법에서 사용되는 프로브 요청 프레임 구성과 프로브 응답 프레임 구성을 나타낸다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면, 액세스 포인트 능동 스캐닝은 단말이 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 특정 채널로 전송하면, 특정 채널에서 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들이 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 응답하는 방식으로 진행된다.

여기서, 프레임 요청 프레임의 구성은 도 2와 같이 Information Element로 SSID(Service Set Identifier), Supported rates, Request information, Extended Supported Rates 등의 정보를 포함한다. 또한, 프레임 응답 프레임 구성은 도 3a, 도3b와 같이 Information Element로 Timestamp, Beacon interval, Capability, SSID 등의 정보를 포함할 수 있다.

또한, 단말은 특정 채널의 액세스 포인트 들로부터 수신된 프로브 응답 프레임 신호로부터 액세스 포인트들에 대한 연결 정보를 확인하고, 링크(Link) 품질을 추정할 수 있다.

여기서, 단말은 특정 채널에 프로브 요청 프레임을 전송하고 최대 대기 시간(Max Waiting Time) 동안 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다.

도 4는 수동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 수동 스캐닝 방법은 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨 프레임(Beacon Frame)을 이용한다. 즉, 무선 네트워크에 접속하고자 하는 단말은 채널에 존재하는 액세스 포인트 등으로부터 주기적으로 전송되는 비컨 프레임을 수신하여 액세스 포인트를 검색한다.

그러나, 원하는 액세스 포인트의 비컨 프레임 전송 주기를 알 수 없으므로 미리 설정된 액세스 포인트의 비컨 주기(예를 들어 100ms) 동안 채널의 비컨 프레임들을 수신한다.

도 5는 능동 스캐닝 방법에 있어서, 결합 과정을 나타내는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 능동 스캐닝 방법에 있어서 결합 과정은 스캐닝과정(S510), 인증과정(S520) 및 연결과정(S530)을 포함할 수 있다.

스캐닝과정(Scanning)(S510)은 단말(100)이 채널1로 프로브 메시지를 사용하여 채널1에 존재하는 액세스 포인트를 찾는 과정이다.

구체적으로, 단말(100)은 채널1로 프로브 요청 프레임을 브로드캐스팅하면, 채널 1에 존재하는 AP1, AP2, AP3은 단말로부터 수신된 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 단말(100)으로 전송한다.

이후, 단말(100)은 AP1, AP2, AP3으로부터 수신된 프로브 응답 프레임의 수신 신호의 세기와 액세스 포인트 정보에 기초하여 연결할 액세스 포인트를 선택한다.

인증과정(Authentication)(520)은 스캐닝과정(S510)에 의해 적절한 액세스 포인트(AP1)를 선택한 단말(100)이 AP1에 대해 자신이 유효한 단말임을 증명하는 과정이다. 즉, 인증과정(520)은 AP1과 인증절차와 암호 방식을 협상하는 과정이다.

대부분의 경우, 오픈 시스템(Open System) 인증방식을 사용하기 때문에, AP1은 단말(100)으로부터의 인증요구에 무조건 인증한다.

연결과정(Association)(S530)은 인증에 성공한 후 단말(100)이 액세스 포인트에 접속하는 과정이다. 연결과정(S530)은 단말(100)과 액세스 포인트 간 식별가능한 연결을 설정하는 것을 의미한다. 연결과정이 완료되면 단말(100)은 액세스 포인트를 경유하여 다른 단말과 통신할 수 있다.

여기서, 연결과정(S530)은 단말(100)이 연결 요청(Association Request)을 AP1에게 전송하면, AP1이 다른 단말과 구분될 수 있는 AID(Association ID)를 포함하는 연결 응답(Association Response)을 송신함으로써 수행된다.

이하, 액세스 포인트가 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트(이하, 멀티 밴드 액세스 포인트)인 것으로 가정하여 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 설명하도록 한다.

여기서, 멀티 밴드 액세스 포인트는 하나의 장치 안에서 다중 대역에서 독립적으로 무선랜을 서비스하는 액세스 포인트를 의미한다. 즉, 멀티 밴드 액세스 포인트는 각 밴드에서 적절한 채널을 선정하여 비컨 또는 프로브 응답을 독립적으로 전송할 수 있다.

또한, 멀티 밴드 액세스 포인트는 무선랜 서비스를 독립적으로 제공 하지만, 각 밴드의 설정 및 동작 정보를 기기 내부적으로 공유할 수도 있다.

도 6은 다중 채널에서 수행되는 능동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이고, 도 7은 다중 채널에서 수행되는 수동 스캐닝 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

단말은 자신이 지원하는 대역 내에서 어느 채널에 원하는 액세스 포인트가 존재하는지 알 수 없기 때문에, 각각의 밴드의 모든 채널에 대하여 능동 스캐닝을 순차적으로 수행한다.

먼저, 도 6을 참조하면, 단말은 다중 채널에 대하여 능동 스캐닝을 수행 하기 위해 각 채널별로 프로브 요청 프레임을 전송하고 최대 대기 시간(Max Waiting Time) 동안 프로브 응답 프레임들을 수신할 수 있다.

단말은 동일한 능동 스캐닝 동작을 해당 대역의 N(여기서 N은 1이상의 자연수)개의 채널에 대하여 순차적으로 진행할 수 있다. 이 경우 단말은 자신이 지원하는 대역 내에서 원하는 액세스 포인트를 스캐닝하는데 최대 N ㅧ 최대 대기 시간(Max Waiting Time)이 소요된다.

도 7을 참조하면, 단말은 다중 채널에 대하여 수동 스캐닝을 수행하기 위해 각 채널에 존재하는 액세스 포인트들로부터 미리 설정된 비컨 주기(Beacon Interval) 동안 비컨들을 수신할 수 있다. 즉, 해당 대역에서 N개의 채널에 대하여 순차적으로 수동 스캐닝을 수행하기 위해 최대 N ㅧ 비컨 주기 시간이 소요된다.

따라서, 단말이 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트를 스캐닝 하기 위해 모든 대역과 모든 채널을 검색하는 것은 많은 시간이 소모되어 원하는 액세스 포인트에 연결하기까지 시간이 많이 필요하며, 상당량의 배터리 전력을 필요로 한다는 문제점이 있다.

도 8은 다중 채널에서 액세스 포인트 능동 스캐닝 방법에 있어서 결합 과정을 나타내는 순서도이다.

도 8을 참조하면, 단말(100)은 채널1부터 채널 5까지 프로브 요청 프레임 송신 및 프로브 응답 프레임 수신 하고, 수신된 프로브 응답 프레임의 수신 신호의 세기와 액세스 포인트 정보에 기초하여 연결할 액세스 포인트(채널1의 AP1)를 선택하는 스캐닝 과정을 수행한다(S810).

여기서, 단말(100)은 채널1의 AP1을 선택하기 까지 특정 대역에서 액세스 포인트의 검색을 모든 채널(채널1부터 채널5)에 대해 수행한다.

이후, 단말(100)은 선택한 AP1에 인증을 요청하여 인증을 완료하는 인증 과정을 수행한다(S820).

단말(100)은 단계 820을 통해 인증 과정이 수행되면 채널1의 AP1과 연결 과정(S830)을 수행하여 AP1과의 결합 과정을 완료한다.

그러나, 결합할 액세스 포인트를 선택하기 위해 상술한 스캐닝 과정을 수행하는 경우, 특정 대역의 모든 채널을 검색해야 하기 때문에 많은 시간이 소모되며, 배터리의 소모도 많아지는 문제점이 있다. 또한, 단말(100)이 다중 대역을 지원하는 경우 시간 소모 및 배터리의 소모가 더 많아지는 문제점이 있다.

도 9는 단말에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 9를 참조하면, 단말은 멀티밴드 액세스 포인트의 제1 밴드에서 프로브 응답 프레임 또는 비컨을 수신한다(S910).

단말은 수신된 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보를 추출한다(S920).

여기서, 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보는 제2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보, 용량 정보 등을 포함할 수 있다.

이후, 단말은 제2 밴드의 부하 정보를 참조하여 상기 제2 밴드의 부하와 소정의 기준치를 비교한다(S930).

단말은 단계 930을 통해 제2 밴드의 부하가 소정의 기준치 보다 크거나 같을 경우 제1 밴드에 대한 연결(Association)을 수행한다(S940).

또는, 단말은 단계 930을 통해 제2 밴드의 부하가 소정의 기준치 보다 작을 경우 상기 제2 밴드에 대한 검색을 진행한다(S950).

여기서, 상기 제2 밴드에 대한 검색은 2차 밴드의 채널 정보를 이용하여 상기 2차 밴드의 특정 채널을 빠르게 검색할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면 멀티 밴드 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

도 10은 단말에서 수행되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 10을 참조하면, 단말은 멀티밴드 액세스 포인트의 제1 밴드에서 프로브 응답 프레임 또는 비컨을 수신한다(S1010).

단말은 단계 1010을 통해 수신된 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보를 추출한다(S1020).

여기서, 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보는 제2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보, 용량 정보 등을 포함할 수 있다.

단말은 제1 밴드에서의 수신 신호 세기와 추출된 제2 밴드에 관한 정보에 기초한 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기를 비교한다(S1030).

여기서, 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기는 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보 중 제2 밴드의 신호 송출 전력을 이용하여 전파 손실 모델을 이용하여 산출할 수 있다.

구체적으로, 제1 밴드에서 검색을 진행한 단말은 추출된 액세스 포인트의 밴드별 신호 송출 전력과 제1 밴드의 수신 신호 세기를 이용해 제2 밴드의 수신 신호 세기를 예측할 수 있다. 수신 신호 세기 예측은 아래의 수학식 1과 같이 전송 주파수(채널 정보)와 거리의 함수로 주어지는 전파 손실 모델을 이용하여 구할 수 있다.

수학식 1에서 PL은 전파 손실(Path Loss), P_tx는 송출 전력, P_rx는 수신 전력, f()는 전력 손실 모델 함수, f_c는 주파수, d는 거리를 의미한다.

제1 밴드에서 프로브 응답 또는 비컨의 수신 신호 세기로 측정된 P_rx1과 해당 검색 프레임에 포함되어 있는 송출 전력 P_tx1, 중심 주파수 f_c1 정보를 이용해서 액세스 포인트와 단말의 거리 d를 계산할 수 있다.

여기서, 제2 밴드에서 수신 신호 세기 P_rx2는 제2 밴드 송출 전력 P_tx2에서 전파 손실 분 f(f_c2, d)를 계산해서 빼면 예측이 가능하다.

단말은 단계 1030을 통해 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 제1 밴드에서의 수신 신호 세기보다 작은 경우, 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 이상인지 판단한다(S1040).

단말은 단계 1040을 통해 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 미만인 경우 제1 밴드의 액세스 포인트로 연결을 수행한다(S1050).

또는, 단말은 단계 1030을 통해 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 제1 밴드에서의 수신 신호 세기보다 큰 경우 제2 밴드에 대한 연결을 수행한다(S1060). 또한, 단말은 단계 1040을 통해 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 이상인 경우 제2 밴드에 대한 연결을 수행한다(S1060).

본 발명의 일 실시예에서는 제1 밴드 검색 후, 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 이상인 경우 제2 밴드에 대한 연결을 수행하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에서는 제2 밴드의 AP 채널만 검색하고 연결을 수행할 수도 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면 멀티 밴드 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

도 11은 액세스 포인트에서 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 나타내는 흐름도이다.

도 11을 참조하면, 액세스 포인트는 제1 밴드에서 단말에게 제2 밴드에 관한 정보를 포함한 프로브 응답 프레임 또는 비컨을 전송한다(S1110).

여기서, 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보는 제2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보, 용량 정보 등을 포함할 수 있다.

이후, 액세스 포인트는 상기 제2 밴드에 관한 정보에 기초한 단말의 제1 밴드에 대한 연결 요청 또는 제2 밴드에 대한 검색 요청을 수신되는지 판단한다(S1120).

액세스 포인트는 단계 1120을 통해 상기 제2 밴드에 관한 정보에 기초한 단말의 제1 밴드에 대한 연결 요청 또는 제2 밴드에 대한 검색 요청이 수신되면, 수신된 요청에 대응한다(S1130).

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법에 따르면 액세스 포인트가 다른 밴드 정보를 포함하고 있어, 단말이 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

이하, 도 12를 통해 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말의 구성에 대해 설명하도록 한다.

후술되는 구성요소들은 물리적인 구분이 아니라 기능적인 구분에 의해서 정의되는 구성요소들로서 각각이 수행하는 기능들에 의해서 정의될 수 있다. 각각의 구성요소들은 하드웨어 및/또는 각각의 기능을 수행하는 프로그램 코드 및 프로세싱 유닛으로 구현될 수 있을 것이며, 두 개 이상의 구성요소의 기능이 하나의 구성요소에 포함되어 구현될 수도 있을 것이다.

따라서, 이하의 실시예에서 구성요소에 부여되는 명칭은 각각의 구성요소를 물리적으로 구분하기 위한 것이 아니라 각각의 구성요소가 수행하는 대표적인 기능을 암시하기 위해서 부여된 것이며, 구성요소의 명칭에 의해서 본 발명의 기술적 사상이 한정되지 않는 것임에 유의하여야 한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 12를 참조하면, 단말(100)은 통신부(110) 및 프로세싱부(120)를 포함할 수 있다.

먼저, 통신부(110)는 프로세싱부(120)의 제어에 기초하여 액세스 포인트 또는 다른 단말과 통신을 수행한다.

프로세싱부(120)는 통신부(110)를 통해 멀티밴드 액세스 포인트의 제1 밴드에서 프로브 응답 프레임 또는 비컨을 수신하고, 수신된 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보를 추출한다.

여기서, 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보는 제2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보, 용량 정보 등을 포함할 수 있다.

또한, 프로세싱부(120)는 추출된 정보 중 제2 밴드의 부하 정보를 참조하여 상기 제2 밴드의 부하와 소정의 기준치를 비교한다.

프로세싱부(120)는 비교 결과 제2 밴드의 부하가 소정의 기준치 보다 클 경우 통신부(110)를 통해 제1 밴드에 대한 연결(Association)을 수행한다.

또는, 프로세싱부(120)는 비교 결과 제2 밴드의 부하가 소정의 기준치 보다 작을 경우 통신부(110)를 통해 상기 제2 밴드에 대한 검색을 진행한다.

여기서, 프로세싱부(120)는 추출된 정보 중 2차 밴드의 채널 정보를 이용하여 상기 2차 밴드의 특정 채널을 빠르게 검색할 수 있다.

또는, 프로세싱부(120)는 제1 밴드에서의 수신 신호 세기와 추출된 제2 밴드에 관한 정보에 기초한 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기를 비교한다.

여기서, 프로세싱부(120)는 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제2 밴드에 관한 정보 중 제2 밴드의 신호 송출 전력을 이용하여 전파 손실 모델을 이용하여 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기를 산출할 수 있다.

구체적으로, 제1 밴드에서 검색을 진행한 프로세싱부(120)는 추출된 액세스 포인트의 밴드별 신호 송출 전력과 제1 밴드의 수신 신호 세기를 이용해 제2 밴드의 수신 신호 세기를 예측할 수 있다. 즉, 프로세싱부(120)는 상술한 수학식 1과 같이 전송 주파수(채널 정보)와 거리의 함수로 주어지는 전파 손실 모델을 이용하여 수신 신호 세기를 예측할 수 있다.

프로세싱부(120)는 제1 밴드에서 프로브 응답 또는 비컨의 수신 신호 세기로 측정된 P_rx1과 해당 검색 프레임에 포함되어 있는 송출 전력 P_tx1, 중심 주파수 f_c1 정보를 이용해서 액세스 포인트와 단말의 거리 d를 계산할 수 있다.

여기서, 제2 밴드에서 수신 신호 세기 P_rx2는 제2 밴드 송출 전력 P_tx2에서 전파 손실 분 f(f_c2, d)를 계산해서 빼면 예측이 가능하다.

프로세싱부(120)는 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 제1 밴드에서의 수신 신호 세기보다 작은 경우, 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 이상인지 판단하여 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 미만인 경우 통신부(110)를 통해 제1 밴드의 액세스 포인트로 연결을 수행한다.

또는, 프로세싱부(120)는 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 제1 밴드에서의 수신 신호 세기보다 크거나, 제2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 소정의 기준치 이상인 경우 통신부(110)릍 통해 제2 밴드에 대한 연결을 수행한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티 밴드를 지원하는 액세스 포인트 스캐닝 방법을 수행하는 단말에 따르면 멀티 밴드 액세스 포인트를 검색할 때 1차 밴드 검색시 검색된 액세스 포인트의 다른 밴드 정보를 추출 또는 예측할 수 있어, 1차 밴드 검색만으로 다중 밴드 검색 없이 액세스 포인트를 빠르게 스캐닝할 수 있다.

이상 실시예를 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.

100: 단말 110: 통신부
120: 프로세싱부

Claims (11)

1. 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트에 대한 단말의 스캐닝 방법으로서,
   상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 수신하는 단계(a);
   상기 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하는 단계(b); 및
   상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초하여 상기 제 1 밴드에 대한 연결(association) 또는 상기 제 2 밴드에 대한 검색을 진행하는 단계(c)를 포함한 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 밴드에 관한 정보는
   상기 제 2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보 및 부하(load) 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 부하 정보를 참조하여, 상기 제 2 밴드의 부하가 소정의 기준치보다 크거나 같을 경우 상기 제 1 밴드에 대한 연결을 진행하는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 부하 정보를 참조하여, 상기 제 2 밴드의 부하가 소정의 기준치보다 작을 경우 상기 제 2 밴드에 대한 검색을 진행하는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제 2 밴드에 대한 검색은 상기 제 2 밴드의 주파수 대역 및 채널 정보를 참조하여 수행되는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
6. 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트에 대한 단말의 스캐닝 방법으로서,
   상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 1 밴드에서 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 수신하는 단계(a);
   상기 프로브 응답 프레임 또는 비컨에 포함된 상기 멀티밴드 액세스 포인트의 제 2 밴드에 관한 정보를 추출하는 단계(b); 및
   상기 제 1 밴드에서의 수신 신호 세기와 상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초하여, 상기 제 1 밴드에 대한 연결 또는 상기 제 2 밴드에 대한 연결을 진행하는 단계(c)를 포함한 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제 2 밴드에 관한 정보는
   상기 제 2 밴드의 신호 송출 전력을 포함하는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 단계(c)에서 상기 단말은 상기 제 2 밴드의 예측된 수신 신호 세기가 상기 제 1 밴드의 수신 신호 세기보다 크거나, 소정의 기준치 이상인 경우 상기 제 2 밴드에 대한 연결을 진행하는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제 2 밴드의 예측된 수신 신호 세기는 상기 제 2 밴드의 신호 송출 전력을 이용하여 전파 손실 모델을 이용하여 산출되는 것을 특징으로 하는 단말의 스캐닝 방법.
10. 단말의 스캐닝을 지원하는 멀티밴드(multi-band) 액세스 포인트의 동작 방법으로서,
    제 1 밴드에서 상기 단말에게 제 2 밴드에 관한 정보를 포함한 프로브 응답 프레임(probe response frame) 또는 비컨(beacon)을 전송하는 단계(a); 및
    상기 제 2 밴드에 관한 정보에 기초한 상기 단말의 상기 제 1 밴드에 대한 연결 요청 또는 상기 제 2 밴드에 대한 검색 요청에 대응하는 단계(b)를 포함한 것을 특징으로 하는 멀티밴드 액세스 포인트의 동작 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 밴드에 관한 정보는
    상기 제 2 밴드의 주파수 대역, 채널 정보, 신호 송출 전력, 부하 정보 및 용량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티밴드 액세스 포인트의 동작 방법.
    
    

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