WO2014003471A1 - 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법 - Google Patents

무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법 Download PDF

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WO2014003471A1
WO2014003471A1 PCT/KR2013/005732 KR2013005732W WO2014003471A1 WO 2014003471 A1 WO2014003471 A1 WO 2014003471A1 KR 2013005732 W KR2013005732 W KR 2013005732W WO 2014003471 A1 WO2014003471 A1 WO 2014003471A1
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probe response
response frame
time
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PCT/KR2013/005732
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Inventor
정양석
김주영
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주식회사 케이티
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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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • the present invention relates to a method for searching for an access point, and more particularly, to a method for searching for an access point using an active search method in a WLAN system.
  • wireless local area network is based on radio frequency technology such as personal digital assistant (PDA), laptop computer, portable multimedia player (PMP), etc. It is a technology that allows a user to access the Internet wirelessly at home, a business, or a specific service area by using a portable terminal.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • IEEE 802.11a provides a transmission rate of 54 Mbps using an unlicensed band at 5 GHz.
  • IEEE 802.11b applies a direct sequence spread spectrum (DSSS) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 11 Mbps.
  • IEEE 802.11g applies orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) at 2.4 GHz to provide a transmission rate of 54 Mbps.
  • IEEE 802.11n applies multiple input multiple output OFDM (MIMO-OFDM) to provide a transmission rate of 300 Mbps for two spatial streams.
  • IEEE 802.11n supports a channel bandwidth of up to 40 MHz, in which case it provides a transmission rate of 600 Mbps.
  • VHT Very high throughput
  • IEEE 802.11ac is being developed as a standard for providing very high throughput in the band below 5 GHz
  • IEEE 802.11ad is being developed as a standard for providing very high throughput in the 60 GHz band.
  • a search method of an access point includes an active scan method and a passive scan method.
  • the station transmits a probe request frame and the access point receiving the response responds with a probe response frame.
  • a probe response frame contains a lot of information and occupies a radio channel for a long time.
  • probe request frames of each terminal cause generation of a large number of probe response frames, and these probe response frames occupy a radio channel while competing with each other. For this reason, it is difficult for the terminal to receive the probe response frame from the desired access point within a short time, and to receive the probe response frame of the unwanted access point to maintain the waking state in order to receive the desired probe response frame.
  • the terminal since the terminal does not know which channel the desired access point exists in, the above access point searching process should be performed sequentially for each channel. In this case, the terminal waits long enough to receive a probe response frame of the desired access point. Move to another channel.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search method performed in a terminal for performing an active search using a probe response frame including only information necessary to search for an access point.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search method performed in an access point for performing an active search using a probe response frame including only information necessary to search for an access point. .
  • an active scanning method which includes transmitting a probe request frame to an access point, and generating a probe response frame corresponding to the probe request frame from the access point. And receiving the probe response frame, wherein the probe response frame includes time information of a beacon transmitted from the access point after the probe response frame.
  • the active searching method may further include receiving a beacon from the access point at a time indicated by the time information of the beacon.
  • the terminal may operate in a power saving mode for a time from receiving the probe response frame to a time point indicated by time information of the beacon.
  • the terminal may search for an access point in another channel for a time from receiving the probe response frame to a time point indicated by the time information of the beacon.
  • the time information may include period information up to the time when the beacon is transmitted.
  • the time information may include time point information at which the beacon is transmitted.
  • the time information may include time information of the next full beacon or time information of the next short beacon.
  • the probe response frame may be a short probe response frame.
  • An active search response method of an access point for achieving the other object, receiving a probe request frame from the terminal, generating a probe response frame in response to the probe request frame, and And transmitting the probe response frame to the terminal, wherein the probe response frame includes time information of a beacon transmitted after the probe response frame.
  • the method may further include transmitting a beacon at a time indicated by the time information of the beacon.
  • the time information may include period information up to the time when the beacon is transmitted.
  • the time information may include time point information at which the beacon is transmitted.
  • the time information may include time information of the next full beacon or time information of the next short beacon.
  • the probe response frame may be a short probe response frame.
  • a probe response frame i.e., a short probe response frame or a probe ACK
  • the time required for the wireless channel to be occupied by the probe response frame can be reduced. Can improve the efficiency.
  • the terminal may know the transmission time of the beacon through the time information of the next beacon included in the probe response frame, and based on this, the terminal may perform an access point search on another channel until the transmission of the next beacon. You can reduce the time spent searching.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a configuration of an IEEE 802.11 WLAN system.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a connection process of a terminal in an infrastructure BSS.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a data transmission process of an access point.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an active search method in multiple channels.
  • 5 is a conceptual diagram illustrating a manual search method in multiple channels.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
  • a station is a physical layer for medium access control (MAC) and wireless medium that conforms to the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 standard. By any functional medium that includes an interface.
  • the station STA may be divided into a station that is an access point (AP) and a station that is a non-access point (STA).
  • a station (STA), which is an access point (AP), may simply be called an access point (AP), and a station (STA), which is a non-AP, may simply be called a terminal.
  • the station STA may include a processor and a transceiver, and may further include a user interface and a display device.
  • a processor refers to a unit designed to generate a frame to be transmitted through a wireless network or to process a frame received through a wireless network, and performs various functions for controlling a station (STA).
  • a transceiver is a unit that is functionally connected to a processor and is designed to transmit and receive a frame through a wireless network for a station (STA).
  • An access point may refer to a centralized controller, a base station (BS), a node-B, an e-node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller, and the like. Some or all of the features may be included.
  • BS base station
  • BTS base transceiver system
  • the terminal may be a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a user terminal (UT), an access terminal (AT), a mobile station (MS), May refer to a mobile terminal, a subscriber unit, a subscriber station (SS), a wireless device, or a mobile subscriber unit, and some of them. Or all of the functions may be included.
  • WTRU wireless transmit / receive unit
  • UE user equipment
  • UT user terminal
  • AT access terminal
  • MS mobile station
  • SS subscriber station
  • wireless device or a mobile subscriber unit, and some of them. Or all of the functions may be included.
  • a desktop computer a laptop computer, a tablet PC, a wireless phone, a mobile phone, a smart phone, and an e-communication capable of communicating with a terminal
  • book readers portable multimedia players (PMPs), portable game consoles, navigation devices, digital cameras, digital multimedia broadcasting (DMB) players, digital audio recorders, digital audio players ),
  • DMB digital multimedia broadcasting
  • a digital picture recorder, a digital picture player, a digital video recorder, a digital video player, and the like can be used.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a configuration of an IEEE 802.11 WLAN system.
  • an IEEE 802.11 WLAN system includes at least one basic service set (BSS).
  • BSS means a set of stations (STA 1, STA 2 (AP 1), STA 3, STA 4, STA 5 (AP 2)) that can be successfully synchronized to communicate with each other, the concept of a specific area is no.
  • BSS can be classified into Infrastructure BSS (Independent BSS) and Independent BSS (IBSS), and BSS 1 and BSS 2 represent Infrastructure BSS.
  • BSS 1 connects a terminal (STA 1), an access point (STA 2 (AP 1)) providing a distribution service and a plurality of access points (STA 2 (AP 1), STA 5 (AP 2)) It may include a distribution system (DS).
  • STA 2 an access point STA 2 (AP 1) manages a terminal STA 1.
  • BSS 2 connects a terminal (STA 3, STA 4), an access point (STA 5 (AP 2)) providing a distribution service and a plurality of access points (STA 2 (AP 1), STA 5 (AP 2)) It may include a distribution system.
  • an access point STA 5 (AP 2) manages terminals STA 3 and STA 4.
  • the independent BSS is a BSS operating in an ad-hoc mode. Since the IBSS does not include an access point, there is no centralized management entity. That is, in the IBSS, terminals are managed in a distributed manner. In IBSS, all terminals may be mobile terminals, and thus, are not allowed to be connected to the distribution system (DS), thereby forming a self-contained network.
  • DS distribution system
  • the access points STA 2 (AP 1) and STA 5 (AP 2) provide access to the distributed system DS through the wireless medium for the terminals STA 1, STA 3, and STA 4 coupled thereto. .
  • Communication between terminals STA 1, STA 3, and STA 4 in BSS 1 or BSS 2 is generally performed through an access point STA 2 (AP 1) or STA 5 (AP 2), but a direct link (direct link) If the link is configured, direct communication between the terminals STA 1, STA 3, and STA 4 is possible.
  • the plurality of infrastructure BSSs may be interconnected through a distribution system (DS).
  • DS distribution system
  • a plurality of BSSs connected through a distribution system (DS) is called an extended service set (ESS).
  • Stations included in the ESS may communicate with each other, and the UE may move from one BSS to another BSS while seamlessly communicating within the same ESS.
  • the distribution system (DS) is a mechanism for one access point to communicate with another access point, whereby the access point transmits frames to, or moves to, another BSS for the terminals that are associated with the BSS it manages.
  • a frame may be transmitted for one arbitrary terminal.
  • the access point may transmit and receive frames with an external network such as a wired network.
  • Such a distribution system (DS) does not necessarily need to be a network, and there is no limitation on its form as long as it can provide a predetermined distribution service defined in the IEEE 802.11 standard.
  • the distribution system may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects access points to each other.
  • the method for searching for an access point may be applied to the IEEE 802.11 WLAN system described above, and also, as well as an IEEE 802.11 WLAN system, a wireless personal area network (WPAN) and a wireless body area (WBAN). It can be applied to various networks such as Network).
  • IEEE 802.11 WLAN system described above, and also, as well as an IEEE 802.11 WLAN system, a wireless personal area network (WPAN) and a wireless body area (WBAN). It can be applied to various networks such as Network).
  • FIG. 2 is a conceptual diagram illustrating a connection process of a terminal in an infrastructure BSS.
  • the terminal STA In order for the STA to transmit and receive data in the intra-structure BSS, the terminal STA must first be connected to the access point AP.
  • connection process of the STA in the infrastructure BSS is largely 1) a probe step (AP), 2) an authentication step with the detected access point (AP). ) And 3) an association step with an authenticated access point (AP).
  • the STA may first detect neighboring access points (APs) through a detection process.
  • the detection process is divided into a passive scanning method and an active scanning method.
  • the passive scanning method may be performed by overhearing beacons transmitted by neighboring access points (APs).
  • the active scanning method may be performed by broadcasting a probe request frame.
  • the AP that receives the probe request frame may transmit a probe response frame corresponding to the probe request frame to the corresponding STA.
  • the STA may know the presence of neighboring access points (APs) by receiving a probe response frame.
  • the terminal STA may perform authentication with the detected access point AP and may perform authentication with the plurality of detected access points APs.
  • An authentication algorithm according to the IEEE 802.11 standard is divided into an open system algorithm for exchanging two authentication frames and a shared key algorithm for exchanging four authentication frames. Through the process of exchanging an authentication request frame and an authentication response frame based on the authentication algorithm, the terminal STA may perform authentication with the access point AP.
  • the terminal STA selects one of the authenticated access points APs and performs a connection process with the selected access point AP. That is, the terminal STA transmits an association request frame to the selected access point AP, and the access point AP that receives the association request frame receives an association response frame corresponding to the association request frame. frame is transmitted to the corresponding STA. As such, through the process of exchanging the connection request frame and the connection response frame, the STA may perform a connection process with the access point AP.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a data transmission process of an access point.
  • the AP may broadcast a beacon periodically, and may broadcast a beacon including a DTIM at three beacon intervals.
  • Terminals STA 1 and STA 2 of a power save mode (PSM) periodically wake up to receive a beacon, check the TIM or DTIM included in the beacon, and send data to the access point to the access point. Check that it is buffered. In this case, when the buffered data is present, the terminals STA 1 and STA 2 remain awake to receive data from the access point AP, and when the buffered data does not exist, the terminals STA 1 and STA 2. ) Returns to the power saving state (ie the doze state).
  • PSM power save mode
  • the STA (STA 1, STA 2) is a PS (Power Save) -Poll frame (notifying that it is awake and ready to receive data) Or, transmit a trigger (trigger frame) to the access point (AP), the access point (AP) confirms that the terminal (STA 1, STA 2) is ready for data reception by receiving a PS-Poll frame, Data or an acknowledgment (ACK) may be transmitted to the terminals STA 1 and STA 2.
  • the access point AP transmits data to the terminals STA 1 and STA 2 at an appropriate time.
  • the terminals STA 1 and STA 2 return to the power saving state.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating an active search method in multiple channels.
  • the terminal may first transmit a probe request frame to a specific access point or all access points in channel 1, and may receive a probe response frame transmitted from the access point for a maximum waiting time. . That is, the terminal may receive the probe response frame 1 from the access point 1, receive the probe response frame 2 from the access point 2, and receive the probe response frame 3 from the access point 3 during the maximum waiting time in channel 1. can do.
  • the terminal may move to channel 2 to transmit a probe request frame to a specific access point or all access points, and may receive a probe response frame transmitted from the access point during the maximum wait time.
  • the terminal may receive the probe response frame 4 from the access point 4 during the maximum waiting time on the channel 2, may receive the probe response frame 5 from the access point 5, and receive the probe response frame 6 from the access point 6. can do.
  • 5 is a conceptual diagram illustrating a manual search method in multiple channels.
  • a terminal may first receive beacons transmitted from an access point, and after the beacon interval in channel 1, the terminal may move to channel 2. Thereafter, the terminal in channel 2 may receive beacons transmitted from the access point.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 10 may first transmit a probe request frame to the access point 20 (S100).
  • the terminal 10 may transmit a probe request frame by specifying an access point, or may transmit a probe request frame to an unspecified access point (ie, all access points).
  • the terminal 10 may make a request for providing time information of a next beacon through a probe request frame. That is, the terminal 10 may set an arbitrary field indicating a request for providing time information of the next beacon, and generate and transmit a probe request frame including the same to the access point.
  • the access point 20 may generate a probe response frame including time information of the next beacon (S110). That is, the access point 20 may generate the probe response frame including time information of the beacon transmitted after the transmission of the probe response frame. The access point 20 may generate a probe response frame including time information of a next full beacon or time information of a next short beacon (ie, auxiliary beacon).
  • the full beacon means a beacon generally used in a WLAN system (IEEE 802.11).
  • the short beacon is used to speed up the manual search and means a beacon having a shorter period than the full beacon and including only essential information for the search.
  • the short beacon may include timestamp information, change sequence information, time of next full beacon information, compressed service set identifier (SSID) information, Access network options information and the like.
  • SSID compressed service set identifier
  • the time information of the next beacon may mean a duration until next beacon is transmitted or a time when the next beacon is transmitted (ie, target beacon transmission time (TBTT)).
  • TBTT target beacon transmission time
  • the access point 20 may generate a new probe response frame (that is, a short probe response frame or a probe ACK frame) instead of the existing probe response frame.
  • the new probe response frame may have a smaller size than the existing probe response frame, and the new probe response frame may include SSID, time information of the next beacon (that is, beacon transmitted after transmission of the probe response frame) as essential information for searching. Time information).
  • the access point 20 may transmit a probe response frame including the time information of the beacon to the terminal 10 (S120).
  • the terminal 10 may obtain time information of the next beacon (that is, time information of the beacon transmitted after transmission of the probe response frame) from the probe response frame. There is (S130). When the time information of the next beacon indicates a period during which the next beacon is transmitted, the terminal 10 may obtain a time point at which the next beacon is transmitted based on a current time point and a period during which the next beacon is transmitted.
  • the terminal 10 may return to a sleep state (ie, power saving mode) until the time point at which the next beacon is transmitted, or in another channel. You can perform the active search described in.
  • the access point 20 may transmit the beacon at the time indicated by the time information of the next beacon included in the probe response frame (S140).
  • the access point 20 may transmit a full beacon or a short beacon.
  • the terminal 10 may receive the beacon at the time indicated by the time information of the next beacon included in the probe response frame.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal may first transmit a probe request frame on channel 1 and may receive a response according to the maximum waiting time. That is, the terminal may receive probe response frame 1 (ie, probe ACK 1) from access point 1 during the maximum waiting time on channel 1, and receive probe response frame 2 (ie, probe ACK 2) from access point 2. And receive probe response frame 3 (ie, probe ACK 3) from access point 3.
  • probe response frame 1 ie, probe ACK 1
  • probe response frame 2 ie, probe ACK 2
  • probe response frame 3 ie, probe ACK 3
  • the probe response frames 1 to 3 refer to probe response frames including time information of the next beacon described with reference to FIG. 6. That is, since the probe response frames 1 to 3 have a smaller size than the existing probe response frames, the maximum wait time on the channel 1 may be set to be shorter than the existing maximum wait time.
  • the terminal may determine the connection target access point based on the signal strength of the probe response frame. That is, the terminal may determine an access point that transmits the probe response frame having the largest signal strength among the probe response frames 1 to 3 as an access point to be connected, or the signal strength meets a predetermined criterion among the probe response frames 1 to 3. An access point transmitting the probe response frame may be determined as the connection target access point.
  • the terminal may determine the access point 1 as the access point to be connected, and based on the time information of the next beacon included in the probe response frame 1, the next beacon 1 or A transmission time of the next auxiliary beacon (aux.beacon) 1 (ie, short beacon 1) may be obtained.
  • the terminal may determine to receive the beacon at the transmission time of the next beacon 1.
  • the terminal may search for an access point in another channel. That is, the terminal may move to channel 2 and transmit a probe request frame.
  • the terminal may receive probe response frame 4 (ie, probe ACK 4) from access point 4 and receive probe response frame 5 (ie, probe ACK 5) from access point 5 during the maximum wait time on channel 2.
  • receive probe response frame 6 ie, probe ACK 6) from access point 6.
  • the probe response frames 4 to 6 mean probe response frames including time information of the next beacon described with reference to FIG. 6. That is, since the probe response frames 4 to 6 have a smaller size than the existing probe response frames, the maximum wait time on the channel 2 may be set to be shorter than the existing maximum wait time.
  • the terminal may determine the connection target access point based on the signal strength of the probe response frame. For example, when the signal strength of the probe response frame 6 is the largest among the probe response frames 4 to 6, the terminal may determine the access point 6 as the access point to be connected and time information of the next beacon included in the probe response frame 6. Based on the transmission time of the next beacon 6 or the next auxiliary beacon 6 can be obtained. Here, the terminal may determine to receive the beacon at the transmission time of the next beacon 6.
  • the terminal may search for an access point in another channel. That is, the terminal may move to channel 3 and transmit a probe request frame.
  • the terminal may receive probe response frame 7 (ie, probe ACK 7) from access point 7 and receive probe response frame 8 (ie, probe ACK 8) from access point 8 during the maximum wait time on channel 3.
  • receive probe response frame 9 ie, probe ACK 9) from access point 9.
  • the probe response frames 7 to 9 mean probe response frames including time information of the next beacon described with reference to FIG. 6. That is, since the probe response frames 7 to 9 have a smaller size than the existing probe response frames, the maximum wait time on the channel 3 may be set to be shorter than the existing maximum wait time.
  • the terminal may determine the connection target access point based on the signal strength of the probe response frame. For example, when the signal strength of the probe response frame 9 is the largest among the probe response frames 7 to 9, the terminal may determine the access point 9 as an access point to be connected and time information of the next beacon included in the probe response frame 9. Based on the transmission time of the next beacon 9 or the next auxiliary beacon 9 can be obtained.
  • the terminal may determine to receive the auxiliary beacon at the transmission time of the auxiliary beacon 9 having a lower priority than the beacon 9.
  • the terminal may move to channel 1 and receive beacon 1 at the transmission point of beacon 1, Thereafter, the terminal may move to channel 2 to receive the beacon 6 at the transmission time of the beacon 6, and then the terminal may move to the channel 3 to receive the auxiliary beacon 9 at the transmission time of the auxiliary beacon 9.

Abstract

무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법이 개시된다. 능동 검색 방법은, 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계, 및 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함하되, 프로브 응답 프레임은 상기 프로브 응답 프레임 이후에 전송되는 비컨의 시간 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 무선랜 시스템에서 무선 채널의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법
본 발명은 액세스 포인트의 검색 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 시스템에서 능동 검색 방식을 사용한 액세스 포인트의 검색 방법에 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 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 2 개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300 Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40 MHz까지 지원하며, 이 경우에 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 5 GHz 이하 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있고, IEEE 802.11ad는 60 GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있다.
이러한 무선랜 기술을 기초로 한 시스템에 있어서, 액세스 포인트(access point)의 검색 방법에는 능동 검색(active scan) 방법과 수동 검색(passive scan) 방법이 있다.
액세스 포인트의 능동 검색 방법은 단말(station)이 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고, 이를 수신한 액세스 포인트가 프로브 응답 프레임(probe response frame)으로 응답하는 방식으로 진행된다. 일반적으로, 프로브 응답 프레임은 많은 정보를 포함하고 있어 무선 채널을 오랜 시간 동안 점유한다.
다수의 액세스 포인트와 단말이 존재하는 환경에 있어서, 각 단말의 프로브 요청 프레임은 상당히 많은 수의 프로브 응답 프레임 발생을 야기하고, 이러한 프로브 응답 프레임들은 서로 경쟁하면서 무선 채널을 점유하게 된다. 이로 인해, 단말은 원하는 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 짧은 시간 내에 수신하기 어려우며, 원하는 프로브 응답 프레임을 수신하기 위해서는 원하지 않는 액세스 포인트의 프로브 응답 프레임까지도 수신하면서 깨어 있는 상태를 유지해야 한다.
또한, 단말은 원하는 액세스 포인트가 어느 채널에 존재하는지 모르기 때문에, 위와 같은 액세스 포인트 검색 과정을 각 채널별로 순차적으로 진행해야 하며, 이때 단말은 원하는 액세스 포인트의 프로브 응답 프레임을 수신할 때까지 충분히 기다린 후 다른 채널로 이동한다.
즉, 액세스 포인트의 능동 검색 방법에 있어서, 원하는 액세스 포인트의 프로브 응답 프레임을 수신하기 위해 오랜 시간이 소모되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액세스 포인트를 검색하는데 필요한 정보만을 포함하는 프로브 응답 프레임을 사용하여 능동 검색을 수행하기 위한 단말에서 수행되는 능동 검색 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 액세스 포인트를 검색하는데 필요한 정보만을 포함하는 프로브 응답 프레임을 사용하여 능동 검색을 수행하기 위한 액세스 포인트에서 수행되는 능동 검색 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 단말에서 수행되는 능동 검색 방법은, 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계, 및 상기 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계를 포함하되, 상기 프로브 응답 프레임은, 상기 프로브 응답 프레임 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨의 시간 정보를 포함한다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 상기 액세스 포인트로부터 비컨을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 단말은, 상기 프로브 응답 프레임을 수신한 후부터 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점까지의 시간 동안, 전력 절감 모드로 동작할 수 있다.
여기서, 상기 단말은, 상기 프로브 응답 프레임을 수신한 후부터 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점까지의 시간 동안, 다른 채널에서 액세스 포인트의 검색을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점까지의 기간 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 다음 풀 비컨의 시간 정보 또는 다음 숏 비컨의 시간 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 응답 프레임은 숏 프로브 응답 프레임일 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 능동 검색 응답 방법은, 프로브 요청 프레임을 단말로부터 수신하는 단계, 상기 프로브 요청 프레임의 응답으로 프로브 응답 프레임을 생성하는 단계, 및 상기 프로브 응답 프레임을 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하되, 상기 프로브 응답 프레임은, 상기 프로브 응답 프레임 이후에 전송하는 비컨의 시간 정보를 포함한다.
여기서, 상기 능동 검색 응답 방법은, 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 비컨을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점까지의 기간 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 시간 정보는 다음 풀 비컨의 시간 정보 또는 다음 숏 비컨의 시간 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 응답 프레임은 숏 프로브 응답 프레임일 수 있다.
본 발명에 의하면, 액세스 포인트를 검색하는데 필요한 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임(즉, 짧은 프로브 응답 프레임 또는 프로브 ACK)을 사용함으로써, 프로브 응답 프레임에 의해 무선 채널이 점유되는 시간을 줄일 수 있으므로 무선 채널의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 단말은 프로브 응답 프레임에 포함된 다음 비컨의 시간 정보를 통해 비컨의 전송 시점을 알 수 있고, 이를 기초로 다음 비컨의 전송 전까지 다른 채널에서 액세스 포인트의 검색을 수행할 수 있으므로, 액세스 포인트를 검색하는데 소모되는 시간을 줄일 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 연결 과정을 도시한 개념도이다.
도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 다중 채널에서의 능동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
도 5는 다중 채널에서의 수동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
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.
스테이션(STA)은 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.
도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, IEEE 802.11 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA 1, STA 2(AP 1), STA 3, STA 4, STA 5(AP 2))의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다.
BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있으며, BSS 1과 BSS 2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미한다. BSS 1은 단말(STA 1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 액세스 포인트(STA 2(AP 1)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함할 수 있다. BSS 1에서 액세스 포인트(STA 2(AP 1))는 단말(STA 1)을 관리한다.
BSS 2는 단말(STA 3, STA 4), 분배 서비스를 제공하는 액세스 포인트(STA 5(AP 2)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템을 포함할 수 있다. BSS 2에서 액세스 포인트(STA 5(AP 2))는 단말(STA 3, STA 4)을 관리한다.
한편, 독립 BSS는 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 액세스 포인트를 포함하지 않으므로, 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 존재하지 않는다. 즉, IBSS에서 단말들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서 모든 단말은 이동 단말으로 이루어질 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.
액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))는 자신에게 결합된 단말(STA 1, STA 3, STA 4)을 위하여 무선 매체를 통한 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공한다. BSS 1 또는 BSS 2에서 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 간의 직접 통신이 가능하다.
복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 스테이션들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 단말은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.
분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 단말들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 단말을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수가 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다.
후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 검색 방법은 상기에서 설명한 IEEE 802.11 무선랜 시스템에 적용될 수 있으며, 더불어 IEEE 802.11 무선랜 시스템뿐만 아니라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WBAN(Wireless Body Area Network) 등과 같은 다양한 네트워크에 적용될 수 있다.
도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 연결 과정을 도시한 개념도이다.
인트라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)이 데이터를 송수신하기 위해, 먼저 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 연결되어야 한다.
도 2를 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)의 연결 과정은 크게 1) 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 2) 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 3) 인증된 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계(association step)로 구분된다.
단말(STA)은 먼저 탐지 프로세스(process)를 통해 이웃하는 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 탐지 프로세스는 수동 스캐닝(passive scanning) 방법과 능동 스캐닝(active scanning) 방법으로 구분된다. 수동 스캐닝 방법은 이웃하는 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 수행될 수 있다. 한편, 능동 스캐닝 방법은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 수행될 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 해당 단말(STA)에 전송할 수 있다. 단말(STA)은 프로브 응답 프레임을 수신함으로써 이웃하는 액세스 포인트들(APs)의 존재를 알 수 있다.
그 후, 단말(STA)은 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행하며, 탐지된 복수의 액세스 포인트들(APs)과의 인증을 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘으로 구분된다. 이러한 인증 알고리즘을 기초로 인증 요청 프레임(authentication request frame)과 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행할 수 있다.
마지막으로, 단말(STA)은 인증된 복수의 액세스 포인트들(APs) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택하고, 선택된 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행한다. 즉, 단말(STA)은 선택된 액세스 포인트(AP)에 연결 요청 프레임(association request frame)을 전송하고, 연결 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 연결 요청 프레임에 대응된 연결 응답 프레임(association response frame)을 해당 단말(STA)에 전송한다. 이와 같이, 연결 요청 프레임과 연결 응답 프레임을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행할 수 있다.
도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 3을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 비컨을 브로드캐스팅(broadcasting) 하며, 3개의 비컨 간격(interval)으로 DTIM이 포함된 비컨을 브로드캐스팅할 수 있다. 전력 절감 모드(power save mode, PSM)의 단말(STA 1, STA 2)은 주기적으로 깨어나(awake) 비컨을 수신하고, 비컨에 포함된 TIM 또는 DTIM을 확인하여 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트에 버퍼링되어 있는지 확인한다. 이때, 버퍼링된 데이터가 존재하는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 깨어있는 상태를 유지하여 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신하고, 버퍼링된 데이터가 존재하지 않는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 절력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아간다.
즉, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 1 로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 자신이 깨어 있고 데이터를 받을 준비가 되어 있음을 알리는 PS(Power Save)-Poll 프레임(또는, 트리거(trigger) 프레임)을 액세스 포인트(AP)에 전송하고, 액세스 포인트(AP)는 PS-Poll 프레임을 수신함으로써 단말(STA 1, STA 2)이 데이터 수신을 위한 준비가 되었음을 확인하고, 단말(STA 1, STA 2)에 데이터 또는 ACK(acknowledgement)을 전송할 수 있다. ACK을 단말(STA 1, STA 2)에 전송한 경우, 액세스 포인트(AP)는 적절한 시점에 데이터를 단말(STA 1, STA 2)에 전송한다. 한편, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 0 으로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 전력 절감 상태로 돌아간다.
도 4는 다중 채널에서의 능동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 단말은 먼저 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 특정 액세스 포인트 또는 모든 액세스 포인트에 전송할 수 있으며, 최대 대기 시간(max waiting time) 동안 액세스 포인트로부터 전송되는 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 즉, 단말은 채널 1에서의 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트 1로부터 프로브 응답 프레임 1을 수신할 수 있고, 액세스 포인트 2로부터 프로브 응답 프레임 2를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 3으로부터 프로브 응답 프레임 3을 수신할 수 있다.
채널 1에서의 최대 대기 시간이 지난 후, 단말은 채널 2로 이동하여 프로브 요청 프레임을 특정 액세스 포인트 또는 모든 액세스 포인트에 전송할 수 있으며, 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트로부터 전송되는 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 즉, 단말은 채널 2에서의 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트 4로부터 프로브 응답 프레임 4를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 5로부터 프로브 응답 프레임 5를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 6으로부터 프로브 응답 프레임 6을 수신할 수 있다.
도 5는 다중 채널에서의 수동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
도 5를 참조하면, 채널 1에서 단말은 먼저 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨들을 수신할 수 있고, 채널 1에서의 비컨 인터벌(beacon interval)이 지난 후 단말은 채널 2로 이동할 수 있다. 그 후, 채널 2에서 단말은 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨들을 수신할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 순서도이다.
도 6을 참조하면, 단말(10)은 먼저 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트(20)에 전송할 수 있다(S100). 여기서, 단말(10)은 액세스 포인트를 특정하여 프로브 요청 프레임을 전송하거나, 또는 불특정 액세스 포인트(즉, 모든 액세스 포인트)에 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 단말(10)은 다음 비컨(next beacon)의 시간 정보의 제공 요청을 프로브 요청 프레임을 통해 할 수 있다. 즉, 단말(10)은 다음 비컨의 시간 정보의 제공 요청을 나타내는 임의의 필드를 설정할 수 있고, 이를 포함하는 프로브 요청 프레임을 생성하여 액세스 포인트에 전송할 수 있다.
단말(10)로부터 프로브 요청 프레임을 수신한 경우, 액세스 포인트(20)는 다음 비컨의 시간 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 생성할 수 있다(S110). 즉, 액세스 포인트(20)는 프로브 응답 프레임의 전송 이후에 전송되는 비컨의 시간 정보를 포함하는 상기 프로브 응답 프레임을 생성할 수 있다. 액세스 포인트(20)는 다음 풀 비컨(full beacon)의 시간 정보 또는 다음 숏 비컨(short beacon)(즉, 보조 비컨)의 시간 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 생성할 수 있다.
여기서, 풀 비컨은 무선랜 시스템(IEEE 802.11)에서 일반적으로 사용되는 비컨을 의미한다. 숏 비컨은 수동 검색의 속도 향상을 위해 사용되는 것으로서, 풀 비컨보다 짧은 주기를 가지며 검색을 위한 필수 정보만을 포함하는 비컨을 의미한다.
예를 들어, 숏 비컨은 타임스탬프(timestamp) 정보, 변경된 순서(change sequence) 정보, 다음 풀 비컨의 시간(time of next full beacon) 정보, 압축된 SSID(compressed SSID(service set identifier)) 정보, 접속 네트워크 옵션들(access network options) 정보 등을 포함할 수 있다.
다음 비컨의 시간 정보는 다음 비컨이 전송되는 시점까지의 기간(duration to next beacon) 또는 다음 비컨이 전송되는 시점(즉, TBTT(target beacon transmission time))을 의미할 수 있다.
즉, 액세스 포인트(20)는 기존의 프로브 응답 프레임을 대신하는 새로운 프로브 응답 프레임(즉, 짧은 프로브 응답 프레임(short probe response frame) 또는 프로브 ACK 프레임)을 생성할 수 있다. 새로운 프로브 응답 프레임은 기존의 프로브 응답 프레임보다 작은 크기를 가질 수 있으며, 새로운 프로브 응답 프레임은 검색을 위한 필수 정보로서 SSID, 다음 비컨의 시간 정보(즉, 프로브 응답 프레임의 전송 이후에 전송되는 비컨의 시간 정보)를 포함할 수 있다.
액세스 포인트(20)는 비컨의 시간 정보를 포함한 프로브 응답 프레임을 단말(10)에 전송할 수 있다(S120).
액세스 포인트(20)로부터 프로브 응답 프레임을 수신한 경우, 단말(10)은 프로브 응답 프레임으로부터 다음 비컨의 시간 정보(즉, 상기 프로브 응답 프레임의 전송 이후에 전송되는 비컨의 시간 정보)를 획득할 수 있다(S130). 다음 비컨의 시간 정보가 다음 비컨이 전송되는 기간을 나타내는 경우, 단말(10)은 현재 시점과 다음 비컨이 전송되는 기간을 기초로 하여 다음 비컨이 전송되는 시점을 획득할 수 있다.
다음 비컨이 전송되는 시점을 획득한 경우, 단말(10)은 다음 비컨이 전송되는 시점까지 슬립(sleep) 상태(즉, 전력 절감 모드(power saving mode))로 돌아갈 수 있고, 또는 다른 채널에서 상기에서 설명한 능동 검색을 수행할 수 있다.
액세스 포인트(20)는 프로브 응답 프레임에 포함된 다음 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 비컨을 전송할 수 있다(S140). 여기서, 액세스 포인트(20)는 풀 비컨 또는 숏 비컨을 전송할 수 있다. 단말(10)은 프로브 응답 프레임에 포함된 다음 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 비컨을 수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 단말은 먼저 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있으며, 이에 따른 응답을 최대 대기 시간 동안 수신할 수 있다. 즉, 단말은 채널 1에서의 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트 1로부터 프로브 응답 프레임 1(즉, 프로브 ACK 1)을 수신할 수 있고, 액세스 포인트 2로부터 프로브 응답 프레임 2(즉, 프로브 ACK 2)를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 3으로부터 프로브 응답 프레임 3(즉, 프로브 ACK 3)을 수신할 수 있다.
여기서, 프로브 응답 프레임 1 내지 3은 도 6에서 설명한 다음 비컨의 시간 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 의미한다. 즉, 프로브 응답 프레임 1 내지 3은 기존의 프로브 응답 프레임보다 작은 크기를 가지므로, 채널 1에서의 최대 대기 시간을 기존의 최대 대기 시간보다 짧게 설정할 수 있다.
채널 1에서의 최대 대기 시간 동안 전송된 프로브 응답 프레임을 수신한 경우, 단말은 프로브 응답 프레임의 신호 세기를 기반으로 연결 대상 액세스 포인트를 결정할 수 있다. 즉, 단말은 프로브 응답 프레임 1 내지 3 중에서 신호 세기가 가장 큰 프로브 응답 프레임을 전송한 액세스 포인트를 연결 대상 액세스 포인트로 결정할 수 있고, 또는 프로브 응답 프레임 1 내지 3 중에서 신호 세기가 미리 결정된 기준을 만족하는 프로브 응답 프레임을 전송한 액세스 포인트를 연결 대상 액세스 포인트로 결정할 수 있다.
예를 들어, 프로브 응답 프레임 1의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 액세스 포인트 1을 연결 대상 액세스 포인트로 결정할 수 있고, 프로브 응답 프레임 1에 포함된 다음 비컨의 시간 정보를 기반으로 다음 비컨 1 또는 다음 보조 비컨(aux.beacon) 1(즉, 숏 비컨 1)의 전송 시점을 획득할 수 있다. 여기서, 단말은 다음 비컨 1의 전송 시점에서 비컨을 수신하는 것으로 결정할 수 있다.
다음 비컨 1의 전송 시점까지 시간(즉, 다른 채널에서 액세스 포인트를 검색하기 위한 시간)이 충분히 남아 있는 경우, 단말은 다른 채널에서 액세스 포인트를 검색할 수 있다. 즉, 단말은 채널 2로 이동하여 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 단말은 채널 2에서의 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트 4로부터 프로브 응답 프레임 4(즉, 프로브 ACK 4)를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 5로부터 프로브 응답 프레임 5(즉, 프로브 ACK 5)를 수신할 수 있고, 액세스 포인트 6으로부터 프로브 응답 프레임 6(즉, 프로브 ACK 6)을 수신할 수 있다.
여기서, 프로브 응답 프레임 4 내지 6은 도 6에서 설명한 다음 비컨의 시간 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 의미한다. 즉, 프로브 응답 프레임 4 내지 6은 기존의 프로브 응답 프레임보다 작은 크기를 가지므로, 채널 2에서의 최대 대기 시간을 기존의 최대 대기 시간보다 짧게 설정할 수 있다.
채널 2에서의 최대 대기 시간 동안 전송된 프로브 응답 프레임을 수신한 경우, 단말은 프로브 응답 프레임의 신호 세기를 기반으로 연결 대상 액세스 포인트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로브 응답 프레임 4 내지 6 중에서 프로브 응답 프레임 6의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 액세스 포인트 6을 연결 대상 액세스 포인트로 결정할 수 있고, 프로브 응답 프레임 6에 포함된 다음 비컨의 시간 정보를 기반으로 다음 비컨 6 또는 다음 보조 비컨 6의 전송 시점을 획득할 수 있다. 여기서, 단말은 다음 비컨 6의 전송 시점에서 비컨을 수신하는 것으로 결정할 수 있다.
다음 비컨 1의 전송 시점까지 시간(즉, 다른 채널에서 액세스 포인트를 검색하기 위한 시간)이 충분히 남아 있는 경우, 단말은 또 다른 채널에서 액세스 포인트를 검색할 수 있다. 즉, 단말은 채널 3으로 이동하여 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 단말은 채널 3에서의 최대 대기 시간 동안 액세스 포인트 7로부터 프로브 응답 프레임 7(즉, 프로브 ACK 7)을 수신할 수 있고, 액세스 포인트 8로부터 프로브 응답 프레임 8(즉, 프로브 ACK 8)을 수신할 수 있고, 액세스 포인트 9로부터 프로브 응답 프레임 9(즉, 프로브 ACK 9)를 수신할 수 있다.
여기서, 프로브 응답 프레임 7 내지 9는 도 6에서 설명한 다음 비컨의 시간 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 의미한다. 즉, 프로브 응답 프레임 7 내지 9는 기존의 프로브 응답 프레임보다 작은 크기를 가지므로, 채널 3에서의 최대 대기 시간을 기존의 최대 대기 시간보다 짧게 설정할 수 있다.
채널 3에서의 최대 대기 시간 동안 전송된 프로브 응답 프레임을 수신한 경우, 단말은 프로브 응답 프레임의 신호 세기를 기반으로 연결 대상 액세스 포인트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 프로브 응답 프레임 7 내지 9 중에서 프로브 응답 프레임 9의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 액세스 포인트 9를 연결 대상 액세스 포인트로 결정할 수 있고, 프로브 응답 프레임 9에 포함된 다음 비컨의 시간 정보를 기반으로 다음 비컨 9 또는 다음 보조 비컨 9의 전송 시점을 획득할 수 있다. 여기서, 비컨 6의 전송 시점과 비컨 9의 전송 시점이 시간적으로 겹치는 경우, 단말은 비컨 9보다 우선순위가 낮은 보조 비컨 9의 전송 시점에서 보조 비컨을 수신하는 것으로 결정할 수 있다.
다음 비컨 1의 전송 시점까지 충분한 시간(즉, 다른 채널에서 액세스 포인트를 검색하기 위한 시간)이 남아있지 않은 경우, 단말은 채널 1로 이동하여 비컨 1의 전송 시점에서 비컨 1을 수신할 수 있고, 그 후 단말은 채널 2로 이동하여 비컨 6의 전송 시점에서 비컨 6을 수신할 수 있고, 그 후 단말은 채널 3으로 이동하여 보조 비컨 9의 전송 시점에서 보조 비컨 9를 수신할 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.

Claims (14)

  1. 단말에서 수행되는 능동 검색 방법으로서,
    프로브 요청 프레임(probe request frame)을 액세스 포인트(access point)에 전송하는 단계; 및
    상기 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하는 단계를 포함하되,
    상기 프로브 응답 프레임은, 상기 프로브 응답 프레임 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨(beacon)의 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 상기 액세스 포인트로부터 비컨을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단말은, 상기 프로브 응답 프레임을 수신한 후부터 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점까지의 시간 동안, 전력 절감 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 단말은, 상기 프로브 응답 프레임을 수신한 후부터 상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점까지의 시간 동안, 다른 채널에서 액세스 포인트의 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점까지의 기간(duration) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 시간 정보는 다음 풀(full) 비컨의 시간 정보 또는 다음 숏(short) 비컨의 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로브 응답 프레임은 숏(short) 프로브 응답 프레임인 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  9. 액세스 포인트(access point)의 능동 검색 응답 방법으로서,
    프로브 요청 프레임(probe request frame)을 단말로부터 수신하는 단계;
    상기 프로브 요청 프레임의 응답으로 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 생성하는 단계; 및
    상기 프로브 응답 프레임을 상기 단말에 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 프로브 응답 프레임은, 상기 프로브 응답 프레임 이후에 전송하는 비컨(beacon)의 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 능동 검색 응답 방법은,
    상기 비컨의 시간 정보가 나타내는 시점에서 비컨을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점까지의 기간(duration) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 시간 정보는 상기 비컨이 전송되는 시점 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  13. 청구항 9에 있어서,
    상기 시간 정보는 다음 풀(full) 비컨의 시간 정보 또는 다음 숏(short) 비컨의 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  14. 청구항 9에 있어서,
    상기 프로브 응답 프레임은 숏(short) 프로브 응답 프레임인 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
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