WO2011102652A2 - 무선 랜 시스템에서 스테이션의 채널 접근 방법 및 장치 - Google Patents

무선 랜 시스템에서 스테이션의 채널 접근 방법 및 장치 Download PDF

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WO2011102652A2
WO2011102652A2 PCT/KR2011/001053 KR2011001053W WO2011102652A2 WO 2011102652 A2 WO2011102652 A2 WO 2011102652A2 KR 2011001053 W KR2011001053 W KR 2011001053W WO 2011102652 A2 WO2011102652 A2 WO 2011102652A2
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WO
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station
channel
white space
beacon message
network
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오항석
곽경철
송재형
최인환
이형곤
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엘지전자 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/16—Discovering, processing access restriction or access information

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system using a TV white space, and more particularly to a method and apparatus for channel access of a station in a wireless LAN system.
  • the television broadcasting service is moving from analog broadcasting to digital broadcasting. This is because digital broadcasting can provide high quality video and two-way services and use spectrum more efficiently.
  • This shift to digital broadcasting provides an idle frequency band that can be used by any one of the VHF (Very High Frequency, 54 MHz to 88 MHz) band and the UHF (Ultra High Frequency, 174 MHz to 698 MHz) band allocated for the conventional analog broadcasting.
  • An example of such an idle frequency band is a TV white space (hereinafter referred to as TVWS).
  • the TV white space means an empty frequency band that is not used by broadcasters in the VHF and UHF frequency bands distributed for TV broadcasting, and is an unlicensed frequency band that anyone can use if the conditions for government radio regulations are met. . If a licensed device is not in use in this unlicensed frequency band, it is possible for an unlicensed device to use the band.
  • the licensed user refers to a user who is authorized to use the TV white space band, and includes a licensed device, a primary user, an incumbent user, and the like. It may also be referred to by the name of.
  • WLAN wireless local area network
  • the present invention provides a channel access method and apparatus for a station that cannot access a geographical location database in a wireless LAN system using a TVWS to initiate a new network using a beacon message of a neighboring network.
  • the present invention also provides a method and apparatus for accessing a channel of a station for performing association with a station that initiates a new network using a beacon message of a neighboring network in a WLAN system using a TVWS.
  • the present invention provides a method comprising the steps of: a station which cannot access a geo-location database in a WLAN system selects any one of a plurality of TV white space channels; Receiving a first beacon message from a perimeter network using the selected channel; Analyzing whether the TV white space channel list information is available by analyzing the received first beacon message; And initiating a new network using the available TV white space channel list information.
  • the present invention receives a first beacon message from the neighboring network using any one of the plurality of TV white space channels to initiate a new network for a station that cannot access the geographic location database in the wireless LAN system
  • a receiving unit configured to analyze whether the TV white space channel list information is available by analyzing the first beacon message, and to start the new network using the available TV white space channel list information;
  • a transmitter for transmitting to the neighboring stations a second beacon message for notifying the start of the new network.
  • the present invention comprises the steps of receiving a beacon message from the surrounding network using any one of a plurality of TV white space channels in a wireless LAN system; Using the received beacon message to check whether a station to be connected exists; And transmitting a connection request message to the station to be connected, and receiving a connection response message corresponding to the connection request message from the station to be connected.
  • the present invention is to determine whether there is a station to be connected using a beacon message received through any one of a plurality of TV white space channels from a neighboring network in a wireless LAN system, and to confirm the connection A control unit attempting to connect to the station; And a transceiver for transmitting a connection request message to the station to be connected and receiving a connection response message corresponding to the connection request message from the station to be connected.
  • the present invention can provide a channel access method that allows a station that cannot access a geographical location database to initiate a new network using a beacon message of a neighboring network.
  • the present invention may provide a channel access method of a station that performs association with a station that initiates a new network using a beacon message of a neighboring network.
  • the present invention can improve the coverage of a wireless network by allowing a station that cannot access a geographic location database to transmit data at a higher transmit power than when operating in Sensing Only Mode.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless LAN system to which an embodiment of the present invention can be applied;
  • FIG. 2 illustrates a Supported Channels Relay Information Element of a beacon message transmitted by a station initiating a new network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating another example of a wireless LAN system to which an embodiment of the present invention can be applied;
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for a station initiating a new network using a beacon message of a neighboring network according to an embodiment of the present invention
  • 5 and 6 illustrate a flow of a procedure of a station connecting to a station initiating a new network using a beacon message of a neighboring network according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of an unauthorized device in a wireless LAN system in which an embodiment of the present invention can be implemented.
  • an unlicensed device that wants to initiate a new network should utilize a geo-location database to obtain a list of TVWS channels available in the region.
  • the non-licensed device should operate only in Sensing Only Mode, which transmits data by determining whether there is a licensed user in the current channel.
  • the Sensing Only Mode is a station having only a sensing function, and determines whether the channel is available or not according to the sensing result of the station regardless of the utilization of the geographical location database based on the location information and the control of the AP. Means the mode that can start communication.
  • Unlicensed devices operating in this Sensing Only Mode need to transmit data with less transmission power than unlicensed devices that can access a geographic location database, resulting in lower overall network coverage and lower SNR.
  • a problem with (Signal to Noise Ratio) occurs.
  • a channel access method for initiating a new network using an overlapping BSS (hereinafter referred to as 'OBSS') for an unauthorized device that cannot access a geographical location database is required.
  • an embodiment of the present invention provides a method for a station that cannot access a geographic location database to initiate a new network using a beacon message of a perimeter network (OBSS).
  • an embodiment of the present invention provides a method for performing association with a station initiating a new network using a beacon message of an OBSS.
  • FIG. 1 briefly illustrates an example of a wireless LAN system to which an embodiment of the present invention may be applied.
  • the WLAN system 100 includes at least one basic service set (hereinafter, referred to as a 'BSS') and a distribution system (DS) using a TV white space band. do.
  • a 'BSS' basic service set
  • DS distribution system
  • the BSS includes an access point (AP) station coordinating a corresponding wireless network and at least one non-AP station associated with and operated with the AP station.
  • AP access point
  • the BSS is a set of stations capable of performing communication while successfully synchronizing, and is not a concept indicating a specific area.
  • the AP station is a functional medium that provides access to a distributed system via a wireless medium for stations coupled to a corresponding BSS.
  • BSS communication between non-AP stations is performed via the AP station.
  • direct link when a direct link is established, direct communication between non-AP stations may be performed.
  • the AP station may be referred to as a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller in addition to an access point.
  • the non-AP station may include a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or Other names may be referred to as Mobile Subscriber Units.
  • the distributed system is a mechanism for one AP station to communicate with another AP station.
  • the distributed system does not necessarily need to be a network, and there is no limitation on the form as long as it can provide a predetermined distributed service defined in IEEE 802.11.
  • the distributed system may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects AP stations with each other.
  • the term station is any function including a medium access control (MAC) layer conforming to the IEEE 802.11 standard and a physical layer interface to a wireless medium.
  • MAC medium access control
  • a medium broadly includes both an AP station and a non-AP station. Therefore, in the following description of the present invention, the non-licensed device operating in the WLAN system using the TVWS is to be used as a station without distinguishing between the AP and the non-AP.
  • BSS1 represents a wireless network area managed by the first station STA1 and BSS2 represents a new network area that the second station STA2 intends to initiate.
  • the first station STA1 is a terminal capable of accessing a geographical location database
  • the second station STA2 and a third station STA3 are terminals not directly accessible to a geographical location database.
  • the first station STA1 and the second station STA2 are AP stations that manage a wireless network
  • the third station STA3 is a non-AP station controlled by the AP station.
  • all stations STA1, STA2, and STA3 existing in the WLAN system 100 are terminals capable of using a TV white space.
  • the first station STA1 may exchange data with an external network by accessing a distributed system. That is, the first station STA1 accesses a geographic location database and provides its location information, and then obtains TVWS channel list information and other additional information available at its location from the geographic location database. have.
  • the first station STA1 includes the available TVWS channel list information in a Supported Channels Information Element or other information element of the beacon message (or beacon frame) 120 and the surroundings. Broadcast to stations.
  • the beacon message is a signal that is periodically transmitted to the stations belonging to the network in order to transmit system information and status information of the wireless network to other stations in the network.
  • the second station STA2 receives the beacon message 120 transmitted by the first station STA1 before initiating a new network.
  • the second station STA2 may obtain available TVWS channel list information at the first station STA1 by analyzing the beacon message 120.
  • the second station STA2 reprocesses the TVWS channel list information obtained from the first station STA1, and includes a Supported Channels Relay Information Element (SCRIE) including TVWS channel list information that can be used. Or store other beacon information in its beacon message 130.
  • SCRIE Supported Channels Relay Information Element
  • the second station STA2 initiates a new network BSS2 while broadcasting the beacon message 130.
  • the second station STA2 may transmit the beacon message 130 at a higher transmission power than when the second station STA2 operates in the sensing only mode.
  • the second station STA2 which cannot access the geographical location database, initiates a new network BSS2 using the available TVWS channel list information present in the beacon message 120 of the perimeter network BSS1. can do.
  • the flow of a procedure for initiating a new network at the second station STA2 will be described later in detail.
  • FIG. 2 illustrates an information element of a beacon message transmitted to other stations when a station starts a new network according to an embodiment of the present invention. That is, FIG. 2 shows the support channel relay information element 200 of its beacon message received and reprocessed when a station unable to access the geographic location database attempts to initiate a new network.
  • the support channel relay information element 200 includes an Element ID field 210, a Length field 220, a BSSID field 230, a First Channel field 240, and a Numbers of Channels field 250. Include.
  • the support channel relay information element 200 may be generated and inserted into the beacon message as many as the number of the peripheral network (OBSS).
  • OBSS peripheral network
  • the Element ID field 210 indicates an identifier (ID) of the corresponding information element
  • the Length field 220 indicates the length of the corresponding information element.
  • the BSSID field 230 indicates a BSSID of a station managing an OBSS.
  • the BSSID field 220 included in the support channel relay information element 200 of the beacon message transmitted by the second station STA2 of FIG. 1 is the first station STA1 managing the neighbor network BSS1. Represents a BSSID.
  • the First Channel field 240 indicates the lowest channel number in the list of available TVWS channels of the perimeter network, and the Numbers of Channels field 250 is present continuously after the lowest channel number in the list of available TVWS channels. It indicates the number of channels.
  • the second station STA2 when the second station STA2 analyzes the beacon message 120 of the neighbor network BSS1 and finds that channels 21, 22, 23, 24, 30, 31, and 32 are available TVWS channel lists.
  • the second station STA2 may change the first channel field 240 and the number of channels field 250 of the support channel relay information element 200 to “First Channel Number: 21 Numbers of Channels: 3, First Channel Number:”. 30 Numbers of Channels: 2 ”.
  • the beacon message 120 and the second station STA2 transmitted by the first station STA1 are not included. ) May receive all of the beacon messages 130 transmitted.
  • the third station STA3 may request a network connection from the first station STA1 or the second station STA2.
  • STA third station
  • STA2 requests a network connection to the second station (STA2) that initiated a new network using a beacon message of the peripheral network (BSS1). Do it.
  • the third station STA3 analyzes the beacon messages received from the first station STA1 and the second station STA2 to obtain TVWS channel list information available at the location to which the third station STA3 belongs. At this time, the third station STA3 refers to the BSSID field and other information element stored in the support channel relay information element of the beacon message 130 received from the second station STA2, The TVWS channel list information available at the second station STA2 is found to be based on the beacon message 120 transmitted by the first station STA1.
  • the third station STA3 attempts to associate with the second station STA2 that initiated the new network BSS2 using the beacon message 120 of the neighbor network BSS1. That is, the third station STA3 transmits an association request message or association request frame to the second station STA2. At this time, the third station STA3 is in the connection request message in order to inform the second station STA2 that it is in the network area BSS1 of the first station STA1. It may include a relayed information element (SCRIE) or a separate information element.
  • SCRIE relayed information element
  • the second station (STA2) is the third station (STA3) based on the Supported Channels Relay Information Element or the separate information element present in the connection request message to the first station (STA3) It can be confirmed that it exists in the network area BSS1 of the STA1. As a result, when the third station STA3 is present in the network area BSS1, the second station STA2 sends an association response message or association response frame corresponding to the connection request message. Transmit to the third station STA3.
  • the third station STA3 attempts to connect to the second station STA2, whether the third station STA3 exists in the network area BSS1 of the first station STA1.
  • the reason for checking whether or not is to prevent unlimited expansion of the wireless network.
  • the third station STA3 When the third station STA3 receives the connection response message from the second station STA2, the third station STA3 may perform the joining to the network initiated by the second station STA2. . At this time, the third station STA3 may transmit the frame with a higher transmission power than when the third station STA3 operates in the sensing only mode. On the other hand, the flow of the procedure for the third station (STA3) to perform the connection to the second station (STA2) that initiated a new network will be described later in detail.
  • FIG. 3 briefly illustrates another example of a wireless LAN system to which an embodiment of the present invention may be applied. Unlike FIG. 1 described above, FIG. 3 illustrates a channel access method of a station according to an embodiment of the present invention under the assumption that a plurality of peripheral networks BSS1 to BSS4 exist. In the following, the description overlapping with the above description will be omitted or briefly described, and will be described based on the difference.
  • the WLAN system 300 includes a plurality of peripheral networks BSS1 to BSS4, a plurality of stations STA1 to STA6, and a plurality of distributed systems DS1 to DS3 using a TV white space band. It includes.
  • BSS1 is a wireless network area managed by the first station STA1
  • BSS2 is a wireless network area managed by the second station STA2
  • BSS3 is a wireless network area managed by the third station STA3
  • BSS4 is a fourth station Represents a wireless network area managed by STA4.
  • BSS5 represents the area of the new network that the fifth station STA5 intends to start. That is, it is assumed that the first to fifth stations STA1 to STA5 are AP stations that manage wireless networks.
  • the first to fourth stations STA1 to STA4 are terminals capable of accessing a geographical location database
  • the fifth station STA5 and the sixth station STA6 may directly access a geographical location database.
  • the sixth station STA6 is a non-AP station under the control of the AP stations.
  • all stations STA1 to STA6 existing in the WLAN system 300 are terminals capable of using a TV white space.
  • the first to fourth stations STA1 to STA4 may exchange data with an external network by accessing the distributed systems DS1 to DS3. That is, the first to fourth stations STA1 to STA4 access the geographical location database and provide their location information, and then use the TVWS channel list information and other additions available at the location to which they belong from the geographical location database. Information can be obtained.
  • the first to fourth stations STA1 to STA4 include neighboring stations by including a list of available TVWS channels in a Supported Channels Information Element or other information element of a beacon message. Broadcast to
  • the fifth station STA5 receives beacon messages transmitted by the first to fourth stations STA1 to STA4 before initiating a new network.
  • the fifth station STA5 may analyze the beacon messages and obtain a TVWS channel list available at a location to which it belongs.
  • the fifth station STA5 supports the TVWS channel list information obtained by reprocessing the TVWS channel list information obtained from the first to fourth stations STA1 to STA4. Element) or a separate information element in its beacon message.
  • the support channel relay information element may be configured in the format shown in FIG. 2.
  • the support channel relay information element may be generated and inserted into the beacon message by the number of perimeter networks (OBSS).
  • the fifth station STA5 may not insert usable TVWS channel list information of a specific station among the first to fourth stations STA1 to STA4 into the support channel relay information element.
  • the fifth station STA5 initiates a new network BSS5 while broadcasting its beacon message to the neighboring stations.
  • the fifth station STA5 which cannot access the geographical location database, initiates a new network BSS5 using the available TVWS channel list information present in the beacon messages of the peripheral networks BSS1 to BSS4. can do.
  • the flow of a procedure for initiating a new network in the fifth station STA5 will be described later in detail.
  • the sixth station STA6 receives beacon messages transmitted by the first to third stations STA1 to STA3 and beacon messages transmitted by the fifth station STA5.
  • the sixth station STA6 may request a network from any one of the first station STA1 through the third station STA3 and the fifth station STA5.
  • the sixth station STA6 requests a network connection to the fifth station STA5 which initiates a new network using a beacon message of the neighbor networks BSS1 to BSS4.
  • the sixth station STA6 may check a list of available TVWS channels of STA1 / STA2 / STA3 by analyzing beacon messages received from the first to third stations STA1 to STA3.
  • the sixth station STA6 may obtain available TVWS channel list information of the fifth station STA5 by analyzing the beacon message received from the fifth station STA5. At this time, the sixth station STA6 refers to the BSSID field stored in the support channel relay information element of the beacon message received from the fifth station STA5, and makes available TVWS channels at the fifth station STA5. The list information may be determined based on the beacon messages of the first to fourth stations STA1 to STA4.
  • the sixth station STA6 attempts to connect to the fifth station STA5 that initiated the new network BSS5 using the beacon message of the peripheral network OBSS. That is, the sixth station STA6 transmits an association request message or association request frame to the fifth station STA5. At this time, the sixth station STA6 may inform the fifth station STA5 that it is present in the network areas BSS1, BSS2, and BSS3 of the first station STA1 to the third station STA3. Should be informed.
  • the sixth station STA6 shares a common BSSID between the BSSIDs in the support channel relay information element received from the fifth station STA5 and the BSSIDs received from the peripheral networks STA1, STA2, and STA3. Select any BSSID among these.
  • the sixth station STA6 includes a new support channel relay information element in which the available TVWS channel list of the selected BSSID is mapped to the support channel relay information element in the connection request message.
  • the arbitrary BSSID may be not only one BSSID but also a plurality of BSSIDs.
  • the random BSSID may be selected randomly or using a specific algorithm.
  • the fifth station STA5 may determine that the sixth station STA6 exists in the network area of the selected BSSID based on the support channel relay information element present in the connection request message. As a result, when the sixth station STA6 is in a network area corresponding to at least one BSSID of the common BSSIDs, the fifth station STA5 may have an association response message corresponding to the connection request message. The response message) is transmitted to the sixth station STA6.
  • the sixth station STA6 when the sixth station STA6 attempts to connect to the fifth station STA5, the sixth station STA6 is located in a network area corresponding to at least one BSSID among the common BSSIDs.
  • the reason for checking whether it exists is to prevent unlimited expansion of the wireless network.
  • the sixth station STA6 When the sixth station STA6 receives the connection response message from the fifth station STA5, the sixth station STA6 may perform joining to a network initiated by the fifth station STA5. . In this case, the sixth station STA6 may transmit the frame with a higher transmission power than when the sixth station STA6 operates in the sensing only mode.
  • the flow of the procedure for the sixth station (STA6) to perform a connection to the fifth station (STA5) that initiated a new network will be described later in detail.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a procedure for initiating a new network by a station using a beacon message of a neighboring network according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the network initiation procedure of the station will be described by illustrating the devices of FIG. 3.
  • the fifth station STA5 starts a channel scan from the start channel of the TVWS.
  • the fifth station STA5 is a terminal that cannot directly access a geographical location database.
  • the start channel refers to a channel that starts first among channels existing in all TVWS bands. This start channel or last channel may be preset and stored in unauthorized devices using TVWS.
  • the fifth station STA5 receives a beacon message from the surrounding network OBSS.
  • the fifth station STA5 may be located from a first station STA1, a second station STA2, a third station STA3, a fourth station STA4, or a sixth station STA6 located at its periphery. Beacon messages may be received.
  • step 406 the fifth station STA5 checks whether there is TVWS channel list information available in the received beacon message. As a result of the check, if there is TVWS channel list information available in the beacon message, go to step 408; otherwise, go to step 410.
  • step 408 the fifth station STA5 extracts the BSSID and available TVWS channel list information of the neighbor network OBSS that transmitted the beacon message. Thereafter, the fifth station STA5 stores the extracted information in a buffer or a temporary memory and moves to step 410.
  • step 410 the fifth station STA5 checks whether there is a beacon message received from another OBSS. If there is another peripheral network (OBSS) that transmits the beacon message, go to step 404 to repeat the operations of steps 404 to 406. If the perimeter network (OBSS) for transmitting the beacon message no longer exists, that is, the last perimeter network (OBSS), go to step 412.
  • OBSS peripheral network
  • step 412 the fifth station STA5 determines whether there is available TVWS channel list information extracted from the beacon message. As a result of the check, if the available TVWS channel list information exists, the flow proceeds to step 414; otherwise, the flow goes to step 418.
  • step 414 the fifth station STA5 checks whether the current channel is available. That is, it is checked whether the current channel is included in the extracted available TVWS channel list. As a result of the check, if the current channel is not available, go to step 418; if the current channel is available, go to step 416.
  • step 418 the fifth station STA5 determines whether the current channel is the last channel. As a result of the check, if the current channel is the last channel, the control proceeds to step 420 to operate in a sensing only mode. If the current channel is not the last channel, go to step 422 to select the next channel. When the step 422 is completed, the process returns to step 404 to repeat the operations of steps 404 to 418.
  • the fifth station STA5 transmits a beacon message including support channel relay information elements by using the BSSID information and the available TVWS channel list information of the surrounding network OBSS, and the new network BSS5. ).
  • the fifth station STA5 may transmit its beacon message at a higher transmission power than when the fifth station STA5 operates in the sensing only mode.
  • an embodiment of the present invention allows a station that cannot access a geographic location database to transmit data at a higher transmit power than when operating in Sensing Only Mode at network initiation, thereby providing coverage of a wireless network. coverage can be improved.
  • 5 and 6 illustrate a flow of a procedure in which a station performs an association with a station initiating a new network using a beacon message of an OBSS according to an embodiment of the present invention.
  • the connection procedure of the station will be described by illustrating the devices of FIG. 3.
  • the sixth station STA6 starts a channel scan from the start channel of the TVWS.
  • the sixth station STA6 is a terminal that cannot directly access a geographical location database.
  • the start channel refers to a channel that starts first among channels existing in all TVWS bands. This start channel or last channel may be preset and stored in unauthorized devices using TVWS.
  • the sixth station STA6 receives a beacon message from the surrounding network OBSS and stores it in a buffer.
  • the sixth station STA6 may be located from a first station STA1, a second station STA2, a third station STA3, a fourth station STA4, or a fifth station STA5 located in the vicinity thereof. May receive a beacon message.
  • the sixth station STA6 checks whether there is a beacon message received from another neighbor network OBSS. If there is another neighbor network (OBSS) that transmits the beacon message, the flow moves to step 504 to receive the beacon message from the other neighbor network (OBSS) and stores it in a buffer. However, if the perimeter network (OBSS) that transmits the beacon message no longer exists, that is, the last perimeter network (OBSS), go to step 508.
  • OBSS perimeter network
  • step 508 the sixth station STA6 checks whether a corresponding station for requesting a network connection exists in the current channel. As a result of the check, if the corresponding station to request network connection does not exist, step 510 is reached.
  • step 510 the sixth station STA6 determines whether the current channel is the last channel. As a result of the check, if the current channel is the last channel, the sixth station STA6 moves to step 502 and performs a connection operation from the beginning again. On the other hand, if the current channel is not the last channel, the sixth station STA6 moves to step 512 to select the next channel, and then moves to step 504 to repeat the operations of steps 504 to 508.
  • step 508 if there is a corresponding station to request network connection, the process moves to the next step, step 514.
  • the sixth station STA6 checks whether a Supported Channel Relay Information Element (SCRIE) exists in the beacon message of the corresponding station to be connected.
  • SCRIE Supported Channel Relay Information Element
  • the process proceeds to step 516 and attempts to connect according to a general procedure.
  • the connection procedure according to the general procedure means that the sixth station STA6 connects to the stations STA1, STA2, and STA3 that can access the geographical location database.
  • the support channel relay information element is present in the beacon message of the station to be connected as a result of the check in step 514, it moves to the next step, 518.
  • the sixth station STA6 checks whether the BSSID of the beacon message uploaded to the memory is included in the BSSIDs in the support channel relay information element received from the station STA5 to which the connection is to be made. .
  • step 528 the process proceeds to step 528 and adds 1 to i.
  • the process returns to step 520 to compare the value i added to 1 with the total number of beacon messages received.
  • operations 520 to 528 are repeated until the i value is larger than the total number of beacon messages received.
  • step 526 the sixth station STA6 configures a new support channel relay information element using the BSSID of the corresponding beacon message and the available TVWS channel list.
  • step 526 When the step 526 is completed, go to step 528 and add 1 to the i value. Next, the process returns to step 520 and compares the i value added by 1 with the total number of received beacon messages, and until the i value is greater than the total number of received beacon messages, steps 520 through 528. Repeat the operation of the step.
  • the sixth station STA6 receives the BSSIDs in the support channel relay information element received from the fifth station STA5 and the neighbor networks STA1, STA2, and STA3.
  • a new support channel relay information element can be constructed by selecting any BSSID among common BSSIDs between BSSIDs and mapping the available TVWS channel list of the selected BSSID to the support channel relay information element.
  • the sixth station STA6 provides the newly configured support channel relay information element to the fifth station STA5 so that the network station BSS1 of the first station STA1 to the third station STA3 is self-supported. , BSS2, BSS3).
  • step 530 the sixth station STA6 determines whether a newly configured support channel relay information element exists. As a result of the check, if the newly configured support channel relay information element does not exist, the process moves to step 532 and operates in a sensing only mode.
  • step 534 the sixth station STA6 requests to connect to the fifth station STA5 using the newly created support channel relay information element. That is, the sixth station STA6 transmits a connection request message including a newly created support channel relay information element to the fifth station STA5 and transmits a connection response message corresponding to the connection request message to the fifth station.
  • the connection process is completed by receiving from STA5.
  • an embodiment of the present invention enables a station that cannot access a geographic location database to transmit data at a higher transmission power than when operating in a sensing only mode when connected to a network, thereby providing coverage of a wireless network. coverage can be improved.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a structure of a non-licensed device in a wireless LAN system in which an embodiment of the present invention can be implemented.
  • the first station AP STA1 700 and the second station STA2 750 include a transceiver 710 and 760, a controller 720 and 770, and a memory 730 and 780.
  • the first station AP STA1 700 is a terminal capable of accessing a geographical location database
  • the second station STA2 750 is a terminal unable to access a geographical location database.
  • the transceivers 710 and 760 transmit and receive wireless signals, and implement an IEEE 802 physical layer. That is, the transmitters 710 and 760 perform forward error correction (FEC) encoding and modulation on data requiring transmission in the MAC layer, and add signals such as a preamble and a pilot. It performs the processing and delivers it to the transmitting antenna. At the same time, the receivers 710 and 760 transfer the signals received through the reception antennas to the MAC layer through demodulation, equalization, FEC decoding, and removal of signals added by the transmitter. To this end, the transceivers 710 and 760 may include a modulator, a demodulator, an equalizer, an FEC encoder, a FEC decoder, and the like.
  • FEC forward error correction
  • the controllers 720 and 770 are connected to the transceivers 710 and 760 to implement the IEEE 802 MAC layer. That is, the controllers 720 and 770 transfer the data transmitted from the upper layer to the transceivers 710 and 760 to control the process necessary for transmission, and process the data transferred from the physical layer to the upper layer. It plays a role. In addition, the controllers 720 and 770 are in charge of overall control for performing the channel access method of the station described above.
  • the transceivers 710 and 760 and / or the controllers 720 and 770 may include an application specific integrated circuit (ASIC) circuit, another chip set, a logic circuit and / or a signal processing device.
  • ASIC application specific integrated circuit
  • the memories 730 and 780 may include a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a flash memory, a memory card, a storage medium, and / or another storage device.
  • ROM read-only memory
  • RAM random access memory
  • flash memory a non-transitory, persistent memory
  • memory card a storage medium
  • storage medium a storage medium
  • / or another storage device When the embodiment of the present invention is implemented in software, the embodiment of the present invention may be implemented as a module for performing the above-described method or function. The module may be stored in the memories 730 and 780 and executed by the controllers 720 and 770.
  • the memories 730 and 780 may be located inside or outside the controllers 720 and 770, and may be connected to the controllers 720 and 770 through various well-known means.
  • the detailed description of the above-described invention shows an implementation example applied to a wireless LAN system using a TV white space.
  • the present invention can be applied to other wireless communication systems using similar technical backgrounds and TV white spaces without departing from the scope of the present invention, which can be determined by those skilled in the art. It will be possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 랜 시스템에서 지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)에 접근할 수 없는 스테이션이 복수의 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 선택하는 단계와, 상기 선택된 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 제1 비콘 메시지를 수신하는 단계와, 상기 수신된 제1 비콘 메시지를 분석하여 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하는 단계를 포함하는 상기 스테이션의 채널 접근 방법을 제공한다.

Description

무선 랜 시스템에서 스테이션의 채널 접근 방법 및 장치
본 발명은 TV 화이트 스페이스를 사용하는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 무선 랜 시스템에서 스테이션의 채널 접근 방법 및 장치에 관한 것이다.
현재, 텔레비전 방송 서비스는 아날로그 방송에서 디지털 방송으로 전환되어 가고 있는 추세이다. 이는 디지털 방송이 높은 품질의 영상 및 양 방향 서비스를 제공하고, 스펙트럼을 더욱 효율적으로 사용할 수 있기 때문이다.
이러한 디지털 방송으로의 전환은 기존의 아날로그 방송을 위해 할당된 VHF(Very High Frequency, 54MHz ~ 88MHz) 대역 및 UHF(Ultra High Frequency, 174MHz ~ 698MHz) 대역 중 누구나 사용할 수 있는 유휴 주파수 대역을 제공한다. 이러한 유휴 주파수 대역의 일 예가 TV 화이트 스페이스(TV White Space, 이하 'TVWS'라 칭함)이다.
즉, TV 화이트 스페이스는 TV 방송용으로 분배된 VHF 및 UHF 주파수 대역에서 방송 사업자가 사용하지 않는 비어있는 주파수 대역을 의미하며, 누구나 정부의 전파 규제에 대한 조건을 만족하면 사용할 수 있는 비 면허 주파수 대역이다. 이러한 비 면허 주파수 대역에서 허가된 장치(licensed device)가 사용 중이지 않을 경우, 비 허가 장치(unlicensed device)가 해당 대역을 사용하는 것이 가능하다. 여기서, 상기 허가된 사용자(licensed user)는 상기 TV 화이트 스페이스 대역의 사용을 인가 받은 사용자를 의미하며, 허가된 장치(licensed device), 1차 사용자(primary user) 또는 인컴번트 유저(incumbent user) 등의 명칭으로도 지칭될 수 있다.
가령, 미국 연방통신위원회(Federal Communications Commission, FCC)는 2008년 11월 4일에 DTV에서 사용하는 VHF 및 UHF 대역의 주파수를 FCC가 정한 규제 조건을 만족하면 누구나 사용 가능한 비 면허 대역으로 승인하였다. 이러한 미국 FCC의 정책을 준용하여 다른 나라에서도 이에 상응하는 TV 화이트 스페이스에 관한 정책 및 규제를 마련하고 있는 추세이다.
또한, 상기 TVWS를 사용하기 위한 각종 무선 통신 시스템이 개발되고 있으며, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 Working Group에서는 802.11af라는 표준으로 TVWS를 사용하는 무선 랜(Wireless Local Area Network, WLAN) 시스템에 대한 개발을 진행하고 있다.
본 발명은 TVWS를 사용하는 무선 랜 시스템에서 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하기 위한 채널 접근 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 TVWS를 사용하는 무선 랜 시스템에서 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 스테이션에 연결(association)을 수행하기 위한 스테이션의 채널 접근 방법 및 장치를 제공한다.
본 발명은 무선 랜 시스템에서 지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)에 접근할 수 없는 스테이션이 복수의 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 선택하는 단계와; 상기 선택된 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 제1 비콘 메시지를 수신하는 단계와; 상기 수신된 제1 비콘 메시지를 분석하여 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하는 단계를 포함하는 상기 스테이션의 채널 접근 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 랜 시스템에서 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 새로운 네트워크를 개시하기 위해, 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 제1 비콘 메시지를 수신하는 수신부와; 상기 제1 비콘 메시지를 분석하여 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 상기 새로운 네트워크를 개시하는 제어부; 및 상기 새로운 네트워크의 개시를 통지하기 위한 제2 비콘 메시지를 주변 스테이션들에 전송하는 송신부를 포함하는 스테이션의 채널 접근 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 랜 시스템에서 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 비콘 메시지를 수신하는 단계와; 상기 수신된 비콘 메시지를 이용하여 연결하고자 하는 스테이션이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및 상기 연결하고자 하는 스테이션에 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결하고자 하는 스테이션으로부터 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 스테이션의 채널 접근 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 무선 랜 시스템에서 주변 네트워크로부터 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 통해 수신된 비콘 메시지를 이용하여 연결하고자 하는 스테이션이 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 확인된 연결하고자 하는 스테이션에 연결을 시도하는 제어부; 및 상기 연결하고자 하는 스테이션에 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결하고자 하는 스테이션으로부터 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지를 수신하는 송수신부를 포함하는 스테이션의 채널 접근 장치를 제공한다.
본 발명은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시할 수 있는 채널 접근 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 스테이션에 연결(association)을 수행하는 스테이션의 채널 접근 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 Sensing Only Mode로 동작할 때 보다 더 높은 송신 전력으로 데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 무선 네트워크의 커버리지(coverage)를 향상시킬 수 있다.
한편 그 외의 다양한 효과는 후술될 본 발명의 실시 예에 따른 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 랜 시스템의 일 예를 도시한 도면;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 새로운 네트워크를 개시하는 스테이션이 전송하는 비콘 메시지의 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element)를 도시한 도면;
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 랜 시스템의 다른 예를 도시한 도면;
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션이 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하는 절차의 흐름을 도시한 도면;
도 5 및 도6은 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션이 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 스테이션에 연결하는 절차의 흐름을 도시한 도면;
도 7은 본 발명의 실시 예가 구현될 수 있는 무선 랜 시스템에서의 비 허가 장치의 구성을 도시한 블록도.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 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.
TVWS를 사용하는 무선 랜 시스템에서, 새로운 네트워크를 개시(Initiation)하고자 하는 비 허가 장치는 지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)를 활용하여, 해당 지역에서 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 얻어와야 한다.
그런데, 만약 상기 비 허가 장치가 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없다면, 상기 비 허가 장치는 현재 채널에 허가된 사용자(licensed user)가 존재하는지 유무만을 판단하여 데이터를 전송하는 Sensing Only Mode로만 동작하여야 한다. 여기서, 상기 Sensing Only Mode는 스테이션이 오로지 센싱(Sensing) 기능만을 가지고 있는 것으로서, 위치 정보에 기반한 지리적 위치 데이터베이스의 활용 및 AP 등의 제어와 무관하게 자신의 센싱 결과에 따라서 채널의 사용 가능 유무를 판단하여 통신을 시작할 수 있는 모드를 의미한다.
이러한 Sensing Only Mode로 동작하는 비 허가 장치는 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 있는 비 허가 장치보다 적은 송신 전력(transmission power)으로 데이터를 전송해야 하기 때문에 네트워크의 전체 커버리지(coverage)가 작아지고, 낮은 SNR(Signal to Noise Ratio)을 갖는 문제점이 발생한다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 비 허가 장치가 주변 네트워크(Overlapping BSS, 이하 'OBSS'라 칭함)를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하기 위한 채널 접근 방법이 요구된다.
따라서, 본 발명의 실시 예는 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 주변 네트워크(OBSS)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시(initiation)하기 위한 방안을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시 예는 주변 네트워크(OBSS)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 스테이션에 연결(association)을 수행하기 위한 방안을 제공한다.
이하에서는, 본 발명의 실시 예에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 랜 시스템의 일 예를 간략히 도시한다.
도 1을 참조하면, 무선 랜 시스템(100)은 TV 화이트스 페이스 대역을 사용하는 적어도 하나 이상의 기본 서비스 셋(Basic Service Set, 이하 'BSS'라 칭함)과 분산 시스템(Distribution System, DS)을 포함한다.
상기 BSS는 해당 무선 네트워크를 조정하는 액세스 포인트(Access Point, 이하 'AP'라 칭함) 스테이션과 상기 AP 스테이션에 연결(associated)되어 동작하는 적어도 하나 이상의 비 AP 스테이션을 포함한다. 여기서, 상기 BSS는 성공적으로 동기화를 이루면서 통신을 수행할 수 있는 스테이션의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다.
상기 AP 스테이션은 해당 BSS에 결합된 스테이션들을 위해 무선 매체를 경유하여 분산 시스템에 대한 접속을 제공하는 기능 매체이다. 상기 BSS에서, 비 AP 스테이션들 사이의 통신은 상기 AP 스테이션을 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 상기 비 AP 스테이션들 사이에서도 직접적인 통신을 수행할 수 있다.
상기 AP 스테이션은 액세스 포인트(Access Point)라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 지칭될 수 있다. 그리고, 상기 비 AP 스테이션은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 단말(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
상기 분산 시스템은 하나의 AP 스테이션이 다른 AP 스테이션과 통신하기 위한 메커니즘으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규정된 소정의 분산 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 상기 분산 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나 또는 AP 스테이션들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
한편, 무선 랜 시스템에서, 스테이션(Station)이란 용어는 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(Medium Access Control, MAC) 계층과 무선 매체에 대한 물리 계층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, 광의로는 AP 스테이션과 비 AP 스테이션을 모두 포함한다. 따라서, 이하 본 발명에 대한 설명에서는, TVWS를 사용하는 무선 랜 시스템에서 동작하는 비 허가 장치는 AP와 비 AP 구분 없이 스테이션으로 통일하여 사용하도록 한다.
다시, 도 1을 참조하면, BSS1은 제1 스테이션(STA1)이 관리하는 무선 네트워크 영역을 나타내고, BSS2는 제2 스테이션(STA2)이 개시하고자 하는 새로운 네트워크의 영역을 나타낸다. 여기서, 상기 제1 스테이션(STA1)은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 있는 단말이고, 상기 제2 스테이션(STA2) 및 제3 스테이션(STA3)은 지리적 위치 데이터베이스에 직접 접근할 수 없는 단말임을 가정한다. 그리고, 상기 제1 스테이션(STA1) 및 제2 스테이션(STA2)은 무선 네트워크를 관리하는 AP 스테이션이고, 상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 AP 스테이션의 제어를 받는 비 AP 스테이션임을 가정한다. 아울러, 상기 무선 랜 시스템(100) 내에 존재하는 모든 스테이션들(STA1, STA2, STA3)은 TV 화이트 스페이스를 사용할 수 있는 단말임을 가정한다.
상기 제1 스테이션(STA1)은 분산 시스템에 접속하여 외부 네트워크와 데이터를 주고 받을 수 있다. 즉, 상기 제1 스테이션(STA1)은 지리적 위치 데이터베이스에 접속하여 자신의 위치 정보를 제공한 후, 상기 지리적 위치 데이터베이스로부터 자신이 속한 위치에서 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보 및 기타 부가적인 정보를 획득할 수 있다.
그리고, 상기 제1 스테이션(STA1)은 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 비콘 메시지(또는 비콘 프레임, 120)의 지원 채널 정보 요소(Supported Channels Information Element)나 기타 다른 정보 요소(Information Element)에 포함하여 주변 스테이션들에 브로드캐스팅한다. 여기서, 상기 비콘 메시지는 무선 네트워크의 시스템 정보 및 상태 정보를 네트워크 내의 다른 스테이션들에게 전달하기 위하여 해당 네트워크에 속하는 스테이션들에 주기적으로 전송되는 신호이다.
상기 제2 스테이션(STA2)은 새로운 네트워크를 개시하기 전에 상기 제1 스테이션(STA1)이 전송하는 비콘 메시지(120)를 수신한다. 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 비콘 메시지(120)를 분석하여 상기 제1 스테이션(STA1)에서의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 획득할 수 있다.
이후, 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 제1 스테이션(STA1)으로부터 획득한 TVWS 채널 리스트 정보를 재가공하여 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 포함하는 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element, SCRIE) 또는 기타 다른 정보 요소를 자신의 비콘 메시지(130)에 저장한다.
그리고, 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 비콘 메시지(130)를 브로드캐스팅하면서 새로운 네트워크(BSS2)를 개시한다. 이 때, 상기 제2 스테이션(STA2)은 자신이 Sensing Only Mode로 동작할 때보다 더 높은 송신 전력으로 상기 비콘 메시지(130)를 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 제2 스테이션(STA2)은 주변 네트워크(BSS1)의 비콘 메시지(120)에 존재하는 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 이용하여 새로운 네트워크(BSS2)를 개시할 수 있다. 특히, 상기 제2 스테이션(STA2)에서 새로운 네트워크를 개시하기 위한 절차의 흐름에 대해서는 이하에서 상세히 후술할 것이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션이 새로운 네트워크를 개시하는 경우 다른 스테이션들에 전송하는 비콘 메시지의 정보 요소(Information Element)를 나타낸다. 즉, 도 2는 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 새로운 네트워크를 개시하고자 할 때, 주변 네트워크의 비콘 메시지를 수신하여 재가공한 자신의 비콘 메시지의 지원 채널 릴레이 정보 요소(200)를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소(200)는 Element ID 필드(210), Length 필드(220), BSSID 필드(230), First Channel 필드(240) 및 Numbers of Channels 필드(250)를 포함한다. 여기서, 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소(200)는 주변 네트워크(OBSS)의 개수만큼 생성되어 비콘 메시지에 삽입될 수 있다.
상기 Element ID 필드(210)는 해당 정보 요소의 식별자(ID)를 나타내고, 상기 Length 필드(220)는 해당 정보 요소의 길이를 나타낸다.
상기 BSSID 필드(230)는 주변 네트워크(OBSS)를 관리하는 스테이션의 BSSID를 나타낸다. 예를 들어, 도 1의 제2 스테이션(STA2)이 전송하는 비콘 메시지의 지원 채널 릴레이 정보 요소(200)에 포함된 BSSID 필드(220)는 주변 네트워크(BSS1)을 관리하는 제1 스테이션(STA1)의 BSSID를 나타낸다.
상기 First Channel 필드(240)는 주변 네트워크의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트의 가장 낮은 채널 번호를 나타내고, 상기 Numbers of Channels 필드(250)는 상기 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 중 상기 가장 낮은 채널 번호 이후에 연속적으로 존재하는 채널의 개수를 나타낸다.
가령, 도 1에서, 제2 스테이션(STA2)이 주변 네트워크(BSS1)의 비콘 메시지(120)를 분석하여 채널 21, 22, 23, 24, 30, 31, 32가 사용 가능한 TVWS 채널 리스트임을 알게 되면, 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소(200)의 First Channel 필드(240) 및 Numbers of Channels 필드(250)를 “First Channel Number:21 Numbers of Channels:3, First Channel Number:30 Numbers of Channels:2”로 기록한다.
다시, 도 1을 참조하면, 제3 스테이션(STA3)은 BSS1의 네트워크 영역뿐만 아니라 BSS2의 네트워크 영역에도 포함되기 때문에, 제1 스테이션(STA1)이 전송하는 비콘 메시지(120)와 제2 스테이션(STA2)이 전송하는 비콘 메시지(130)를 모두 수신할 수 있다.
이 때, 상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 제1 스테이션(STA1) 또는 제2 스테이션(STA2)에 네트워크 연결을 요청할 수 있다. 하지만, 이하 본 발명의 실시 예에서는, 상기 제3 스테이션(STA)이 주변 네트워크(BSS1)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 제2 스테이션(STA2)에 네트워크 연결을 요청하는 경우에 대해 설명하도록 한다.
상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 제1 스테이션(STA1) 및 제2 스테이션(STA2)으로부터 수신한 비콘 메시지를 분석하여 자신이 속한 위치에서 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 획득한다. 이 때, 상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 제2 스테이션(STA2)으로부터 수신한 비콘 메시지(130)의 지원 채널 릴레이 정보 요소 내에 저장된 BSSID 필드 및 기타 다른 정보 요소(Information Element)를 참조하여, 상기 제2 스테이션(STA2)에서의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보는 상기 제1 스테이션(STA1)이 전송한 비콘 메시지(120)를 기반으로 한 것임을 알아낸다.
이후, 상기 제3 스테이션(STA3)은 주변 네트워크(BSS1)의 비콘 메시지(120)를 이용하여 새로운 네트워크(BSS2)를 개시한 제2 스테이션(STA2)에 연결(association)을 시도한다. 즉, 상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 제2 스테이션(STA2)에 연결 요청 메시지(Association Request Message 또는 Association Request Frame)를 전송한다. 이 때, 상기 제3 스테이션(STA3)은 자신이 상기 제1 스테이션(STA1)의 네트워크 영역(BSS1) 내에 존재한다는 사실을 상기 제2 스테이션(STA2)에 알리기 위해, 상기 연결 요청 메시지 내에 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element, SCRIE) 또는 별도의 정보 요소(Information Element)를 포함할 수 있다.
그러면, 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 연결 요청 메시지 내에 존재하는 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element) 또는 별도의 정보 요소를 기초로 상기 제3 스테이션(STA3)이 상기 제1 스테이션(STA1)의 네트워크 영역(BSS1) 내에 존재함을 확인할 수 있다. 그 결과, 상기 제3 스테이션(STA3)이 상기 네트워크 영역(BSS1) 내에 존재하면, 상기 제2 스테이션(STA2)은 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지(Association Response Message 또는 Association Response Frame)를 상기 제3 스테이션(STA3)으로 전송한다.
이와 같이, 상기 제3 스테이션(STA3)이 상기 제2 스테이션(STA2)에 연결을 시도하는 과정에서, 상기 제3 스테이션(STA3)이 상기 제1 스테이션(STA1)의 네트워크 영역(BSS1) 내에 존재하는지 여부를 확인하는 이유는 무선 네트워크의 무제한적인 확장을 방지하기 위함이다.
상기 제3 스테이션(STA3)이 상기 제2 스테이션(STA2)으로부터 상기 연결 응답 메시지를 수신하면, 상기 제3 스테이션(STA3)은 상기 제2 스테이션(STA2)이 개시한 네트워크에 결합을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제3 스테이션(STA3)은 자신이 Sensing Only Mode로 동작할 때보다 더 높은 송신 전력으로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 상기 제3 스테이션(STA3)이 새로운 네트워크를 개시한 제2 스테이션(STA2)에 연결을 수행하기 위한 절차의 흐름에 대해서는 이하에서 상세히 후술할 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용될 수 있는 무선 랜 시스템의 다른 예를 간략히 도시한다. 상술한 도 1과 달리, 도 3에서는 복수의 주변 네트워크들(BSS1~BSS4)이 존재한다는 가정 하에 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션의 채널 접근 방법에 대해 설명한다. 이하에서는, 전술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 언급하고, 그 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 무선 랜 시스템(300)은 TV 화이트 스페이스 대역을 사용하는 복수의 주변 네트워크들(BSS1~BSS4)과 복수의 스테이션들(STA1~STA6) 및 복수의 분산 시스템(DS1~DS3)을 포함한다.
BSS1은 제1 스테이션(STA1)이 관리하는 무선 네트워크 영역, BSS2는 제2 스테이션(STA2)이 관리하는 무선 네트워크 영역, BSS3은 제3 스테이션(STA3)이 관리하는 무선 네트워크 영역, BSS4은 제4 스테이션(STA4)이 관리하는 무선 네트워크 영역을 나타낸다. 그리고, BSS5는 제5 스테이션(STA5)이 개시하고자 하는 새로운 네트워크의 영역을 나타낸다. 즉, 상기 제1 스테이션 내지 제5 스테이션(STA1~STA5)은 무선 네트워크를 관리하는 AP 스테이션임을 가정한다.
여기서, 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 있는 단말들이고, 상기 제5 스테이션(STA5) 및 제6 스테이션(STA6)은 지리적 위치 데이터베이스에 직접 접근할 수 없는 단말임을 가정한다. 그리고, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 AP 스테이션들의 제어를 받는 비 AP 스테이션임을 가정한다. 아울러, 상기 무선 랜 시스템(300) 내에 존재하는 모든 스테이션들(STA1~STA6)은 TV 화이트 스페이스를 사용할 수 있는 단말임을 가정한다.
상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)은 분산 시스템(DS1~DS3)에 접속하여 외부 네트워크와 데이터를 주고 받을 수 있다. 즉, 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)은 지리적 위치 데이터베이스에 접속하여 자신의 위치 정보를 제공한 후, 상기 지리적 위치 데이터베이스로부터 자신이 속한 위치에서 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보 및 기타 부가적인 정보를 획득할 수 있다.
이후, 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)은 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 비콘 메시지의 지원 채널 정보 요소(Supported Channels Information Element)나 기타 다른 정보 요소(Information Element)에 포함하여 주변 스테이션들에 브로드캐스팅한다.
상기 제5 스테이션(STA5)은 새로운 네트워크를 개시하기 전에 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)이 전송하는 비콘 메시지들을 수신한다. 그리고, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 비콘 메시지들을 분석하여 자신이 속한 위치에서 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 획득할 수 있다.
상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)으로부터 획득한 TVWS 채널 리스트 정보를 재가공하여 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 포함하는 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element) 또는 별도의 정보 요소를 자신의 비콘 메시지에 저장한다. 여기서, 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소는 도 2에 도시된 형태(format)으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소는 주변 네트워크(OBSS)의 개수만큼 생성되어 비콘 메시지에 삽입될 수 있다.
또한, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4) 중 특정 스테이션의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소에 삽입하지 않을 수도 있다.
이 후, 상기 제5 스테이션(STA5)은 자신의 비콘 메시지를 주변 스테이션들에 브로드캐스팅하면서 새로운 네트워크(BSS5)를 개시한다.
상술한 바와 같이, 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 제5 스테이션(STA5)은 주변 네트워크(BSS1~BSS4)의 비콘 메시지들에 존재하는 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 이용하여 새로운 네트워크(BSS5)를 개시할 수 있다. 특히, 상기 제5 스테이션(STA5)에서 새로운 네트워크를 개시하기 위한 절차의 흐름에 대해서는 이하에서 상세히 후술할 것이다.
한편, 제6 스테이션(STA6)은 제1 스테이션 내지 제3 스테이션(STA1~STA3)이 전송하는 비콘 메시지들과 제5 스테이션(STA5)이 전송하는 비콘 메시지를 수신한다.
이 때, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제1 스테이션(STA1) 내지 제3 스테이션(STA3) 및 제5 스테이션(STA5) 중 어느 하나의 스테이션에 네트워크를 요청할 수 있다. 하지만, 이하 본 발명의 실시 예에서는 상기 제6 스테이션(STA6)이 주변 네트워크(BSS1~BSS4)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 제5 스테이션(STA5)에 네트워크 연결을 요청하는 경우에 대해 설명하도록 한다.
상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제1 스테이션 내지 제3 스테이션(STA1~STA3)으로부터 수신한 비콘 메시지를 분석하여 STA1/STA2/STA3의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 확인할 수 있다.
또한, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제5 스테이션(STA5)으로부터 수신한 비콘 메시지를 분석하여 상기 제5 스테이션(STA5)의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 획득할 수 있다. 이 때, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제5 스테이션(STA5)으로부터 수신한 비콘 메시지의 지원 채널 릴레이 정보 요소 내에 저장된 BSSID 필드를 참조하여, 상기 제5 스테이션(STA5)에서의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보는 상기 제1 스테이션 내지 제4 스테이션(STA1~STA4)의 비콘 메시지를 기반으로 한 것임을 확인할 수 있다.
상기 제6 스테이션(STA6)은 주변 네트워크(OBSS)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크(BSS5)를 개시한 제5 스테이션(STA5)에 연결을 시도한다. 즉, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제5 스테이션(STA5)에 연결 요청 메시지(Association Request Message 또는 Association Request Frame)를 전송한다. 이 때, 상기 제6 스테이션(STA6)은 자신이 상기 제1 스테이션(STA1) 내지 제3 스테이션(STA3)의 네트워크 영역(BSS1, BSS2, BSS3) 내에 존재한다는 사실을 상기 제5 스테이션(STA5)에 알려야 한다.
이를 위해, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제5 스테이션(STA5)으로부터 수신한 지원 채널 릴레이 정보 요소 내의 BSSID들과 주변 네트워크들(STA1, STA2, STA3)로부터 수신한 BSSID들 사이의 공통되는 BSSID들 중 임의의 BSSID를 선택한다. 그리고, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 선택된 BSSID의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소에 맵핑한 새로운 지원 채널 릴레이 정보 요소를 상기 연결 요청 메시지에 포함하여 상기 제5 스테이션(STA5)으로 전송한다. 여기서, 상기 임의의 BSSID는 하나의 BSSID일뿐만 아니라 복수의 BSSID일 수 있다. 또한, 상기 임의의 BSSID는 랜덤하게 선택되거나 또는 특정한 알고리즘을 사용하여 선택될 수 있다.
그러면, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 연결 요청 메시지 내에 존재하는 지원 채널 릴레이 정보 요소를 기초로 상기 제6 스테이션(STA6)이 상기 선택된 BSSID의 네트워크 영역 내에 존재함을 확인할 수 있다. 그 결과, 상기 제6 스테이션(STA6)이 상기 공통되는 BSSID들 중 적어도 하나의 BSSID에 해당하는 네트워크 영역 내에 존재하면, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지(Association Response Message)를 상기 제6 스테이션(STA6)으로 전송한다.
이와 같이, 상기 제6 스테이션(STA6)이 상기 제5 스테이션(STA5)에 연결을 시도하는 과정에서, 상기 제6 스테이션(STA6)이 상기 공통되는 BSSID들 중 적어도 하나의 BSSID에 해당하는 네트워크 영역 내에 존재하는지 여부를 확인하는 이유는 무선 네트워크의 무제한적인 확장을 방지하기 위함이다.
상기 제6 스테이션(STA6)이 상기 제5 스테이션(STA5)으로부터 상기 연결 응답 메시지를 수신하면, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 제5 스테이션(STA5)이 개시한 네트워크에 결합을 수행할 수 있다. 이 때, 상기 제6 스테이션(STA6)은 자신이 Sensing Only Mode로 동작할 때보다 더 높은 송신 전력으로 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 상기 제6 스테이션(STA6)이 새로운 네트워크를 개시한 제5 스테이션(STA5)에 연결을 수행하기 위한 절차의 흐름에 대해서는 이하에서 상세히 후술할 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션이 주변 네트워크의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하는 절차의 흐름을 도시한다. 설명의 편의상, 상기 스테이션의 네트워크 개시 절차는 도 3의 장치들을 예시하여 설명하도록 한다.
도 4를 참조하면, 402 단계에서, 제5 스테이션(STA5)은 TVWS의 시작 채널로부터 채널 스캔을 시작한다. 여기서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 지리적 위치 데이터베이스에 직접 접근할 수 없는 단말임을 전제로 한다. 그리고, 상기 시작 채널은 전체 TVWS 대역에 존재하는 채널들 중 가장 먼저 시작하는 채널을 의미한다. 이러한 시작 채널 또는 마지막 채널은 TVWS를 사용하는 비 허가 장치들에 미리 설정되어 저장될 수 있다.
404 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 주변 네트워크(OBSS)로부터 비콘 메시지를 수신한다. 가령, 상기 제5 스테이션(STA5)은 자신의 주변에 위치한 제1 스테이션(STA1), 제2 스테이션(STA2), 제3 스테이션(STA3), 제4 스테이션(STA4) 또는 제6 스테이션(STA6)으로부터 비콘 메시지를 수신할 수 있다.
이후, 406 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 수신된 비콘 메시지 내에 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 비콘 메시지 내에 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보가 존재하면 408 단계로 이동하고, 그렇지 않으면 410 단계로 이동한다.
상기 408 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 비콘 메시지를 전송한 주변 네트워크(OBSS)의 BSSID 및 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 추출한다. 이후, 상기 제5 스테이션(STA5)은 상기 추출된 정보들을 버퍼 또는 임시 메모리에 저장한 후 410 단계로 이동한다.
상기 410 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 다른 주변 네트워크(OBSS)로부터 수신되는 비콘 메시지가 있는지 여부를 검사한다. 만약, 상기 비콘 메시지를 전송하는 다른 주변 네트워크(OBSS)가 존재한다면, 404 단계로 이동하여 상기 404 단계 내지 406 단계의 동작을 반복한다. 만약, 상기 비콘 메시지를 전송하는 주변 네트워크(OBSS)가 더 이상 존재하지 않는다면, 즉 마지막 주변 네트워크(OBSS)라면, 412 단계로 이동한다.
상기 412 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 비콘 메시지로부터 추출된 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 상기 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보가 존재하면 414 단계로 이동하고, 그렇지 않으면 418 단계로 이동한다.
상기 414 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 현재 채널을 사용할 수 있는지 여부를 확인한다. 즉, 현재 채널이 상기 추출된 사용 가능한 TVWS 채널 리스트에 포함되어 있는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 현재 채널을 사용할 수 없다면 상기 418 단계로 이동하고, 현재 채널을 사용할 수 있다면 416 단계로 이동한다.
상기 418 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 현재 채널이 마지막 채널인지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 현재 채널이 마지막 채널인 경우에는 420 단계로 이동하여 Sensing Only Mode로 동작한다. 만약, 현재 채널이 마지막 채널이 아닌 경우에는 422 단계로 이동하여 다음 채널을 선택한다. 그리고, 상기 422 단계가 완료되면, 다시 상기 404 단계로 이동하여 상기 404 단계 내지 418 단계의 동작을 반복하여 수행한다.
한편, 상기 416 단계에서, 상기 제5 스테이션(STA5)은 주변 네트워크(OBSS)의 BSSID 정보 및 사용 가능한 TVWS 채널 리스트 정보를 이용하여 지원 채널 릴레이 정보 요소를 포함하는 비콘 메시지를 전송하면서 새로운 네트워크(BSS5)를 개시한다. 이 때, 상기 제5 스테이션(STA5)은 자신이 Sensing Only Mode로 동작할 때보다 더 높은 송신 전력으로 자신의 비콘 메시지를 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 네트워크 개시 시에 Sensing Only Mode로 동작할 때 보다 더 높은 송신 전력으로 데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 무선 네트워크의 커버리지(coverage)를 향상할 수 있다.
도 5 및 도6은 본 발명의 실시 예에 따른 스테이션이 주변 네트워크(OBSS)의 비콘 메시지를 이용하여 새로운 네트워크를 개시한 스테이션에 연결(association)을 수행하는 절차의 흐름을 도시한다. 설명의 편의상, 상기 스테이션의 연결 절차는 도 3의 장치들을 예시하여 설명하도록 한다.
도 5 및 도6을 참조하면, 502 단계에서, 제6 스테이션(STA6)은 TVWS의 시작 채널로부터 채널 스캔을 시작한다. 여기서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 지리적 위치 데이터베이스에 직접 접근할 수 없는 단말임을 전제로 한다. 그리고, 상기 시작 채널은 전체 TVWS 대역에 존재하는 채널들 중 가장 먼저 시작하는 채널을 의미한다. 이러한 시작 채널 또는 마지막 채널은 TVWS를 사용하는 비 허가 장치들에 미리 설정되어 저장될 수 있다.
504 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 주변 네트워크(OBSS)로부터 비콘 메시지를 수신한 후 버퍼에 저장한다. 가령, 상기 제6 스테이션(STA6)은 자신의 주변에 위치한 제1 스테이션(STA1), 제2 스테이션(STA2), 제3 스테이션(STA3), 제4 스테이션(STA4) 또는 제5 스테이션(STA5)으로부터 비콘 메시지를 수신할 수 있다.
이후, 506 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 다른 주변 네트워크(OBSS)로부터 수신되는 비콘 메시지가 있는지 여부를 검사한다. 만약, 상기 비콘 메시지를 전송하는 다른 주변 네트워크(OBSS)가 존재한다면, 504 단계로 이동하여 다른 주변 네트워크(OBSS)로부터 비콘 메시지를 수신한 후 버퍼에 저장한다. 하지만, 상기 비콘 메시지를 전송하는 주변 네트워크(OBSS)가 더 이상 존재하지 않는다면, 즉 마지막 주변 네트워크(OBSS)라면, 508 단계로 이동한다.
상기 508 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 현재 채널에서 네트워크 연결을 요청할 해당 스테이션이 존재하는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 네트워크 연결을 요청할 해당 스테이션이 존재하지 않으면 510 단계로 이동한다.
상기 510 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 현재 채널이 마지막 채널인지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 현재 채널이 마지막 채널인 경우, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 502 단계로 이동하여 처음부터 다시 연결 동작을 수행한다. 반면, 현재 채널이 마지막 채널이 아닌 경우, 상기 제6 스테이션(STA6)은 512 단계로 이동하여 다음 채널을 선택하고, 이후 상기 504 단계로 이동하여 상기 504 단계 내지 508 단계의 동작을 반복한다.
상기 508 단계에서의 확인 결과, 네트워크 연결을 요청할 해당 스테이션이 존재하면, 그 다음 단계인 514 단계로 이동한다. 상기 514 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 연결하려는 해당 스테이션의 비콘 메시지 내에 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element, SCRIE)가 존재하는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소가 존재하지 않으면, 516 단계로 이동하여 일반적인 절차에 의한 연결을 시도한다. 여기서, 일반적인 절차에 의한 연결 과정은 상기 제6 스테이션(STA6)이 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 있는 스테이션(STA1, STA2, STA3)에 연결하는 것을 의미한다. 반면, 상기 514 단계에서의 확인 결과, 연결하려는 스테이션의 비콘 메시지 내에 지원 채널 릴레이 정보 요소가 존재하면, 다음 단계인 518 단계로 이동한다.
상기 518 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 초기값을 i=1로 설정한다. 이후, 520 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 i가 상기 504 단계에서 수신한 비콘 메시지의 총 개수보다 작거나 같은지 여부를 검사한다. 상기 검사 결과, i가 수신된 비콘 메시지의 총 개수보다 작거나 같으면 522 단계로 이동한다. 그리고, 상기 522 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 i번째에 해당하는 버퍼에 저장된 비콘 메시지를 메모리로 업 로딩한다.
이후, 524 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 상기 메모리에 업 로딩된 비콘 메시지의 BSSID가 상기 연결하려는 스테이션(STA5)으로부터 수신된 지원 채널 릴레이 정보 요소 내의 BSSID들에 포함되는지 여부를 확인한다.
상기 확인 결과, 상기 비콘 메시지의 BSSID가 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소 내의 BSSID들에 포함되어 있지 않으면, 528 단계로 이동하여 상기 i에 1을 가산한다. 그 다음, 상기 520 단계로 다시 이동하여, 1이 가산된 i값과 수신된 비콘 메시지의 총 개수를 서로 비교한다. 여기서, 상기 i 값이 수신된 비콘 메시지의 총 개수보다 클 때까지, 상기 520 단계 내지 528 단계의 동작을 반복한다.
한편, 상기 524 단계에서의 확인 결과, 상기 비콘 메시지의 BSSID가 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소 내의 BSSID들에 포함되어 있으면, 526 단계로 이동한다. 상기 526 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 해당하는 비콘 메시지의 BSSID 및 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 이용하여 새로운 지원 채널 릴레이 정보 요소를 구성한다.
상기 526 단계가 완료되면, 상기 528 단계로 이동하여 상기 i 값에 1을 가산한다. 그 다음, 상기 520 단계로 다시 이동하여 1씩 가산된 i값과 수신된 비콘 메시지의 총 개수를 서로 비교하고, 상기 i 값이 수신된 비콘 메시지의 총 개수보다 클 때까지, 상기 520 단계 내지 528 단계의 동작을 반복한다.
가령, 상기 520 단계 내지 528 단계를 통해, 상기 제6 스테이션(STA6)은 제5 스테이션(STA5)으로부터 수신한 지원 채널 릴레이 정보 요소 내의 BSSID들과 주변 네트워크들(STA1, STA2, STA3)로부터 수신한 BSSID들 사이의 공통되는 BSSID들 중 임의의 BSSID를 선택하고, 선택된 BSSID의 사용 가능한 TVWS 채널 리스트를 상기 지원 채널 릴레이 정보 요소에 맵핑하여 새로운 지원 채널 릴레이 정보 요소를 구성할 수 있다. 그리고, 상기 제6 스테이션(STA6)이 새롭게 구성된 지원 채널 릴레이 정보 요소를 상기 제5 스테이션(STA5)에 제공함으로써, 자신이 상기 제1 스테이션(STA1) 내지 제3 스테이션(STA3)의 네트워크 영역(BSS1, BSS2, BSS3) 내에 존재한다는 사실을 통지할 수 있다.
한편, 상기 520 단계에서의 검사 결과, i가 수신된 비콘 메시지의 총 개수보다 크면 530 단계로 이동한다. 상기 530 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 새롭게 구성된 지원 채널 릴레이 정보 요소가 존재하는지 여부를 확인한다. 상기 확인 결과, 새롭게 구성된 지원 채널 릴레이 정보 요소가 존재하지 않으면, 532 단계로 이동하여 Sensing Only Mode로 동작한다.
하지만, 상기 530 단계에서의 확인 결과, 상기 제6 스테이션(STA6)에서 새롭게 구성한 지원 채널 릴레이 정보 요소가 존재하면, 그 다음 단계인 534 단계로 이동한다. 상기 534 단계에서, 상기 제6 스테이션(STA6)은 새롭게 작성된 지원 채널 릴레이 정보 요소를 이용하여 상기 제5 스테이션(STA5)에 연결을 요청한다. 즉, 상기 제6 스테이션(STA6)은 새롭게 작성된 지원 채널 릴레이 정보 요소를 포함하는 연결 요청 메시지를 상기 제5 스테이션(STA5)에 전송하고, 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지를 상기 제5 스테이션(STA5)으로부터 수신함으로써 연결 과정을 완료한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예는 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 스테이션이 네트워크 연결 시에 Sensing Only Mode로 동작할 때보다 더 높은 송신 전력으로 데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 무선 네트워크의 커버리지(coverage)를 향상할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예가 구현될 수 있는 무선 랜 시스템에서의 비 허가 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 7을 참조하면, 제1 스테이션(AP STA1,700) 및 제2 스테이션(STA2, 750)은 송수신부(710, 760), 제어부(720, 770) 및 메모리(730, 780)를 포함한다. 여기서, 상기 제1 스테이션(AP STA1,700)은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 있는 단말이고, 상기 제2 스테이션(STA2, 750)은 지리적 위치 데이터베이스에 접근할 수 없는 단말임을 가정한다.
상기 송수신부(710, 760)는 무선 신호를 송수신하되, IEEE 802 물리 계층을 구현한다. 즉, 송신부(710, 760)는 MAC 계층에서 전송을 요구하는 데이터에 대해 FEC(Forward Error Correction) 부호화 및 변조를 수행하고, 프리엠블(preamble) 및 파일럿(pilot) 등의 신호를 부가하는 등의 처리를 수행하여 송신 안테나로 전달하는 역할을 한다. 이와 동시에, 수신부(710, 760)는 수신 안테나를 통해 수신된 신호를 복조, 등화, FEC 복호화 및 송신 단에서 부가된 신호의 제거 등의 과정을 통해서 MAC 계층으로 전달하는 역할을 수행한다. 이를 위하여, 상기 송수신부(710, 760)는 변조부(modulator), 복조부(demodulator), 등화기(equalizer), 부호화기(FEC encoder) 및 복호화기(FEC decoder) 등을 포함할 수가 있다.
상기 제어부(720, 770)는 상기 송수신부(710, 760)와 연결되어, IEEE 802 MAC 계층을 구현한다. 즉, 상기 제어부(720, 770)는 상위 계층에서 전달되는 데이터를 상기 송수신부(710, 760)로 전달하여 전송에 필요한 과정을 제어하고, 또한 물리 계층에서 전달된 데이터를 가공하여 상위 계층으로 전달하는 역할을 수행한다. 또한, 상기 제어부(720, 770)는 전술한 스테이션의 채널 접근 방법을 수행하기 위한 전체적인 제어를 담당한다.
또한, 상기 송수신부(710, 760) 및/또는 상기 제어부(720, 770)는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 회로, 다른 칩 셋, 논리 회로 및/또는 신호 처리 장치 등을 포함할 수 있다.
상기 메모리(730, 780)는 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 예가 소프트웨어로 구현될 때, 본 발명의 실시 예는 상술한 방법 또는 기능을 수행하는 모듈로 구현될 수 있다. 그리고, 상기 모듈은 상기 메모리(730, 780)에 저장되고, 상기 제어부(720, 770)에 의해 실행될 수 있다.
또한, 상기 메모리(730, 780)는 상기 제어부(720, 770)의 내부 또는 외부에 위치할 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 상기 제어부(720, 770)와 연결될 수 있다.
한편 이상에서는 본 발명의 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술한 발명의 상세한 설명에서는 TV 화이트 스페이스를 이용하는 무선 랜 시스템에 적용한 구현 예를 보이고 있다. 하지만, 본 발명은 유사한 기술적 배경 및 TV 화이트 스페이스를 이용하는 여타의 무선 통신 시스템에도 본 발명의 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 무선 랜 시스템에서 동작하는 스테이션의 채널 접근 방법에 있어서,
    지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)에 접근할 수 없는 상기 스테이션이 복수의 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 선택하는 단계;
    상기 선택된 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 제1 비콘 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 비콘 메시지를 분석하여 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 새로운 네트워크를 개시하는 단계를 포함하는 채널 접근 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스테이션은 TV 화이트 스페이스 대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들은 TV 화이트 스페이스의 시작 채널에서부터 마지막 채널까지의 채널들임을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 비콘 메시지는 지원 채널 정보 요소(Supported Channels Information Element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지원 채널 정보 요소는 BSSID 정보 및 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 확인 결과, 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하지 않는 경우,
    상기 스테이션이 Sensing Only Mode로 동작하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 새로운 네트워크를 개시하는 단계는,
    상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 지원
    채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element)를 생성하는 단계; 및
    상기 지원 채널 릴레이 정보 요소를 포함하는 제2 비콘 메시지를 주변 스테이션들에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 지원 채널 릴레이 정보 요소는 상기 주변 네트워크의 개수만큼 생성되는 것을 특징으로 하는 채널 접근 방법.
  9. 무선 랜 시스템에서 동작하는 스테이션의 채널 접근 장치에 있어서,
    지리적 위치 데이터베이스(geo-location database)에 접근할 수 없는 상기 스테이션이 새로운 네트워크를 개시하기 위해, 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 제1 비콘 메시지를 수신하는 수신부;
    상기 제1 비콘 메시지를 분석하여 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 이용하여 상기 새로운 네트워크를 개시하는 제어부; 및
    상기 새로운 네트워크의 개시를 통지하기 위한 제2 비콘 메시지를 주변 스테이션들에 전송하는 송신부를 포함하는 채널 접근 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 스테이션은 TV 화이트 스페이스 대역에서 동작하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들은 TV 화이트 스페이스의 시작 채널에서부터 마지막 채널까지의 채널들임을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제1 비콘 메시지는 지원 채널 정보 요소(Supported Channels Information Element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 제2 비콘 메시지는 지원 채널 릴레이 정보 요소(Supported Channels Relay Information Element)를 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 지원 채널 릴레이 정보 요소는 상기 주변 네트워크의 개수만큼 생성되는 것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 지원 채널 릴레이 정보 요소는 상기 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보를 재가공하여 형성되는 것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 확인 결과, 사용 가능한 TV 화이트 스페이스 채널 리스트 정보가
    존재하지 않는 경우,
    상기 제어부는 상기 스테이션이 Sensing Only Mode로 동작하도록 제어하는
    것을 특징으로 하는 채널 접근 장치.
  17. 무선 랜 시스템에서 동작하는 스테이션의 채널 접근 방법에 있어서,
    복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 이용하여 주변 네트워크로부터 비콘 메시지를 수신하는 단계;
    상기 수신된 비콘 메시지를 이용하여 연결하고자 하는 스테이션이 존재하는지 여부를 확인하는 단계; 및
    상기 연결하고자 하는 스테이션에 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결하고자 하는 스테이션으로부터 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 채널 접근 방법.
  18. 무선 랜 시스템에서 동작하는 스테이션의 채널 접근 장치에 있어서,
    주변 네트워크로부터 복수의 TV 화이트 스페이스 채널들 중 어느 하나의 채널을 통해 수신된 비콘 메시지를 이용하여 연결하고자 하는 스테이션이 존재하는지 여부를 확인하고, 상기 확인된 연결하고자 하는 스테이션에 연결을 시도하는 제어부; 및
    상기 연결하고자 하는 스테이션에 연결 요청 메시지를 전송하고, 상기 연결하고자 하는 스테이션으로부터 상기 연결 요청 메시지에 상응하는 연결 응답 메시지를 수신하는 송수신부를 포함하는 채널 접근 장치.
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