KR20140113236A - 혼잡 상황에서 이동 단말기의 무선 링크 설정을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

혼잡 상황에서 이동 단말기의 무선 링크 설정을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 양상에 따르면, 많은 무선 기기들로 인해 혼잡한 상황에서 무선랜 기기들간의 무선 링크 설정을 위한 방법을 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 많은 무선 기기들로 인해 혼잡한 상황에서 무선랜 기기들간의 무선 링크 설정을 위한 장치를 제공하는 것이다.

Description

혼잡 상황에서 이동 단말기의 무선 링크 설정을 위한 방법 및 장치 {METHOD FOR WIRELESS LINK SETUP OF MOBILE STATION IN CONGESTED ENVIRONMENTS}
본 개시의 다양한 실시예들은 일반적으로 링크 설정과 관련되며, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 신속한 최초 링크 설정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 단말의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 단말들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
본 발명의 목적은 많은 무선 기기들로 인해 혼잡한 상황에서 무선랜 기기들간의 무선 링크 설정을 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 많은 무선 기기들로 인해 혼잡한 상황에서 무선랜 기기들간의 무선 링크 설정을 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
이동 단말기와 무선접속장치 간의 무선 링크 설정 방법에 있어서, 제1 이동 단말기가 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하는 단계; 제2 이동 단말기가 상기 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지의 송신이 끝난 시점부터 최대채널시간(MaxChannelTime) 안에 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하는 단계; 제1 이동 단말기와 제2 이동 단말기가 무선접속장치로부터 상기 제1 및 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지들에 대응하는 단일 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 동시에 수신하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법을 제공한다.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
이동 단말기로써, 상기 이동 단말기의 작동을 제어하는 제어부; 및 상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송/수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드; 를 포함하되, 상기 제어부는, 제1 이동 단말기가 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고, 제2 이동 단말기가 상기 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지의 송신이 끝난 시점부터 최대채널시간(최대채널시간(MaxChannelTime)) 안에 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고, 제1 이동 단말기와 제2 이동 단말기가 무선접속장치로부터 상기 제1 및 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지들에 대응하는 단일 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기를 제공한다.
본 발명에 실시예에 따르면 혼잡 지역에서 다수의 무선랜 기기들이 무선 링크 설정을 요청할 때 무선랜 기기들간의 링크 설정을 위한 시간을 절감하는 것이 가능하다. 특히 본 발명의 실시예에 의하면 다수의 이동 단말기가 동시에 다수의 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신할 때 이에 대응하는 프로브 리스폰스(probe response)메시지의 충돌을 최소화하여 링크 설정 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS가 AP와 링크를 설정하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Passive Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Active Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS (Mobile Station, 이동 단말기)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 AP (Access Point, 무선 접속장치)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로 다수의 MS가 동시에 AP에 접속하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 8는 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예에서 제1 분석의 세부 논리를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 AP가 전송하는 Beacon 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 MS가 전송하는 Probe Request 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 AP가 전송하는 Probe Response 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 다수의 통신 채널을 사용하는 무선랜 기기들간의 신속 접속 방법에 대한 방법 및 장치에 관하여 설명한다.
무선랜 기술의 표준들 중 MAC(Medium Access Control) 및 PHY(Physical) 계층의 표준화는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 워킹그룹을 통해 진행되고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 BSS(Basic Service Set)(211, 221)을 포함한다. BSS(211, 221)는 서로 통신이 가능한 기기들 간의 집합으로써, 주로 하나의 AP(Access Point, 무선접속장치)(210, 220)에 의해 관리된다. MS(Mobile Station, 이동 단말기)(110, 120)은 IEEE 802.11 무선랜 표준 규격에 따라 AP(210, 220)에 접속하여 사용자에게 무선인터넷 서비스를 제공하는 역할을 담당한다.
BSS(211, 221)는 Infrastructure BSS와 Independent BSS로 구분할 수 있는데, 도 1에는 Infrastructure BSS가 도시되어 있다. BSS-1(211)은 AP-1(210)에 의해 관리 및 운영되며 하나 또는 그 이상의 MS들 (MS-1(110), MS-2(120))가 AP-1(210)을 통해 무선랜 서비스를 받으며, AP-1(210)은 DS(Distribution System)(300)을 통해 AP-2(220)와 연결되어 있다. 단일 DS(300)를 통해 연결되어 있는 BSS(211, 221)들이 모여 상위의 ESS(Extended Service Set)(410)을 이루게 된다. 이러한 무선랜의 시스템 구성에 관한 상세한 내용은 IEEE Std 802.11-2012 (29, Mar. 2012) 규격에 기술되어 있으므로, 여기서 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 규격의 내용은 본 명세서에 참조에 의하여 결합된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS가 AP와 링크를 설정하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 MS(100)가 AP(200)에 접속하는 단계는 크게 Scanning, Authentication 및 Association의 3단계로 구분된다. Scanning 단계는 MS(100)가 AP(200)가 운영하는 BSS의 접속 정보를 획득하는 단계이다. Scanning을 수행하기 위한 방법으로는 AP가 주기적으로 전송하는 Beacon 메시지만을 활용하여 정보를 획득하는 Passive Scanning 기법(S101)과 MS가 AP에 Probe Request를 전송하여(S103) AP로부터 Probe Response를 획득하여(S105) 접속 정보를 획득하는 Active Scanning 기법이 있다.
상기 Scanning 단계에서 성공적으로 무선 접속 정보를 수신한 MS(100)는 Authentication Request를 송신(S107a) 및 Authentication Response를 수신(S107b)하여 인증 절차를 수행한다. 성공적인 IEEE802.11 계층에서의 인증 절차를 수행 후, Association 단계 (S109a, S109b)를 수행하고, 추가적으로 802.1X 기반의 인증(S111) 및 DHCP를 통한 IP 주소 획득(S113) 단계를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Passive Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 MS-1(110)은 주변에 위치한 AP-1(210)과 AP-2(220)에서 주기적으로 송신하는 비콘 메시지를 수신하여 각각 AP들의 무선 접속 정보를 획득한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Active Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 MS-1(110)은 주변에 위치한 AP의 정보를 획득하기 위해 Probe Request 메시지를 송신하고 이에 대응하는 Probe Response 메시지를 각각 AP-1(210)과 AP-2(220)로부터 수신하여 각각 AP들의 무선 접속 정보를 획득한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS(Mobile Station, 이동 단말기)(100)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 MS(100)는 AP를 통해 무선랜 접속을 수행하는 하나 또는 그 이상의 NIC(Network Interface Card)들(111~119)을 구비한다. 상기 NIC(111~119)는 무선랜 접속을 수행하기 위한 모듈로서, MS에 내장 또는 외장될 수 있다. 상기 NIC(111~119)는 각각이 지원하는 무선랜 규격에 따라 AP와 무선 통신을 수행한다. 상기 NIC(111~119)는 MS(100)의 성능 및 시스템 요구사항에 따라 동시에 하나의 NIC만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC(111~119)를 동작시킬 수 있다. 상기 블록도의 MS(100)는 복수의 NIC(111~119)가 서로 분리되어 도시되어 있으며, 각각의 NIC의 MAC/PHY 계층이 서로 독립적으로 운영된다. 이러한 복수의 NIC(111~119)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.
이동통신 모듈(120)은 상기 MS(100)가 이동통신망에서 외부기기와 무선신호를 송수신할 수 있게 한다.
사용자 입력(130)부는 MS(100)를 제어하기 위한 명령이 사용자에 의해 입력될 수 있게 한다.
디스플레이(140)부는 상기 MS(100)의 동작에 따른 결과 및 상태를 표시하며, AP로부터 제공받은 정보를 표시할 수 있다.
메모리(150)부는 AP로의 접속을 제어하는 접속 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다.
제어부(160)는 상기 MS(100)가 AP로부터 받은 접속 정보와 사용자 및 시스템의 요구사항을 이용하여 적절한 Band(주파수 대역)로 접속을 시도하도록 개별 NIC(111~119)를 제어하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 AP(Access Point, 무선 접속장치)(200)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 하나 또는 그 이상의 대역에서 BSS를 운영하기 위한 하나 또는 그 이상의 NIC(Network Interface Card)들(211~219)을 구비한다. 상기 NIC(211~219)는 무선랜 서비스를 수행하기 위한 모듈로서, AP(200)에 내장 또는 외장될 수 있다. 상기 NIC(211~219)는 무선랜 각각이 지원하는 규격에 따라 MS와 무선 통신을 수행한다. 상기 NIC(211~219)는 AP(200)의 성능 및 시스템 요구사항에 따라 동시에 하나의 NIC(211~219 중 1개)만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC (211~219)를 동작시킬 수 있다. 상기 블록도의 AP(200)는 복수의 NIC(211~219)가 서로 분리되어 도시되어 있으며, 이것은 각각의 NIC가 MAC/PHY 계층이 서로 독립적으로 운영된다. 이러한 복수의 NIC(211~219)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.
메모리(250)부는 MS의 접속을 관리하는 접속 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다.
제어부(260)는 다수의 Band들에 대한 접속 정보와 사용자 및 시스템의 요구사항을 이용하여 적절한 Band로 MS와 접속을 진행하도록 개별 NIC(211~219)를 제어하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로 다수의 MS가 동시에 AP에 접속하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하여 MS(1000, 100)가 무선랜 접속을 시도하는 경우를 살펴보면, 제1 이동 단말기(100)가 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고(S103), 제2 이동 단말기가 상기 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지의 송신이 끝난 시점부터 최대채널시간 (MaxChannelTime) 안에 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고(S1003), 제1 이동 단말기와 제2 이동 단말기가 무선접속장치로부터 상기 제1 및 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지들에 대응하는 단일 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 동시에 수신한다 (S105, S105a).
상기 제1 내지 제2 이동 단말기가 상기 프로브 리스폰스(probe response) 메시지에서 획득된 무선 접속정보를 이용하여 상기 무선접속장치로 인증을 요청할 수 있다 (S107, S1007).
도 8는 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예에서 제1 분석의 세부 논리를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 AP가 전송하는 Beacon 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 MS가 전송하는 Probe Request 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 AP가 전송하는 Probe Response 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
100: 이동 단말기
200: 무선 접속 장치

Claims (4)

  1. 이동 단말기와 무선접속장치 간의 무선 링크 설정 방법에 있어서,
    제1 이동 단말기가 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하는 단계;
    제2 이동 단말기가 상기 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지의 송신이 끝난 시점부터 최대채널시간(최대채널시간(MaxChannelTime)) 안에 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하는 단계;
    제1 이동 단말기와 제2 이동 단말기가 무선접속장치로부터 상기 제1 및 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지들에 대응하는 단일 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 동시에 수신하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법;
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제2 이동 단말기가 상기 프로브 리스폰스(probe response) 메시지에서 획득된 무선 접속정보를 이용하여 상기 무선접속장치로 인증을 요청하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법
  3. 이동 단말기로써,
    상기 이동 단말기의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송/수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드; 를 포함하되,
    상기 제어부는,
    제1 이동 단말기가 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고, 제2 이동 단말기가 상기 제1 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지의 송신이 끝난 시점부터 최대채널시간(최대채널시간(MaxChannelTime)) 안에 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고, 제1 이동 단말기와 제2 이동 단말기가 무선접속장치로부터 상기 제1 및 제2 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지들에 대응하는 단일 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 동시에 수신하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 내지 제2 이동 단말기가 상기 프로브 리스폰스(probe response) 메시지에서 획득된 무선 접속정보를 이용하여 상기 무선접속장치로 인증을 요청하는 것을 특징으로 하는 이동 단말기
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