WO2014003472A1 - 무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법 - Google Patents

무선랜 시스템에서 액세스 포인트의 검색 방법 Download PDF

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WO2014003472A1
WO2014003472A1 PCT/KR2013/005733 KR2013005733W WO2014003472A1 WO 2014003472 A1 WO2014003472 A1 WO 2014003472A1 KR 2013005733 W KR2013005733 W KR 2013005733W WO 2014003472 A1 WO2014003472 A1 WO 2014003472A1
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access point
terminal
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probe
response frame
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PCT/KR2013/005733
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윤병완
임수환
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KT Corp
Original Assignee
KT Corp
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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 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.
  • the UE receives the probe response frame from the access point for the maximum probe response time (Max_Probe_Response_Time), and receives the probe response frame.
  • Max_Probe_Response_Time the maximum probe response time
  • the wireless environment makes a connection request to the best access point. That is, even when a probe response frame is received from an access point having a good wireless environment, the terminal must wait until the maximum probe response time and then request an access to the access point. Therefore, unnecessary time is wasted.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search method of the access point for performing an active search using a probe request frame including the output information of the terminal.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search method of an access point for performing an active search using a probe response frame including output information of the access point.
  • An active searching method for achieving the above object includes generating a probe request frame including signal strength information of a terminal and transmitting the probe request frame to an access point.
  • the signal strength information may include transmission power information of the terminal.
  • the active scanning method may further include receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point and performing a connection with the arbitrary access point, wherein the arbitrary access point is included in the random access point.
  • connection with the arbitrary access point may be performed before the maximum probe response time passes.
  • the active search method receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point, obtaining a downlink path loss based on the signal strength of the probe response frame and the downlink If the path loss satisfies a predefined criterion, the method may further include performing a connection with the arbitrary access point.
  • the probe response frame may include target path loss information which is the predefined reference.
  • the connection with the arbitrary access point may be performed before the maximum probe response time elapses.
  • the arbitrary access point may be an access point for which uplink quality for the terminal satisfies a predefined criterion.
  • an active scanning method comprising: transmitting a probe request frame to an access point, receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from an access point; Acquiring downlink quality information based on the signal strength of the probe response frame; and performing connection with the arbitrary access point when the downlink quality satisfies a predefined criterion.
  • the downlink quality information may include downlink path loss information.
  • the probe response frame may include target path loss information which is the predefined reference.
  • An active search response method for achieving the another object, receiving a probe request frame from the terminal, the uplink quality based on the signal strength information of the terminal included in the probe request frame Acquiring information and transmitting a probe response frame to the terminal when the uplink quality satisfies a predefined criterion.
  • the signal strength information may include transmission power information of the terminal.
  • the uplink quality information may include uplink path loss information.
  • the probe response frame including target path loss information may be transmitted.
  • the access point may respond with a probe response frame only to a terminal in which an uplink path loss for a probe request frame satisfies a predetermined criterion, thereby preventing unnecessary radio resources from being wasted.
  • the terminal may immediately connect to the corresponding access point without waiting for the maximum probe response time, thereby preventing unnecessary waste of time. Can be.
  • 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 embodiment of an active search method.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a probe request frame.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the probe response frames 1 to 14.
  • 9 is a conceptual diagram illustrating the configuration of the probe response frames 15 to 23.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an active search response method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an active search method of an access point 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 active discovery method of an access point according to an embodiment of the present invention to be described later can be applied to the IEEE 802.11 WLAN system described above, and in addition to the IEEE 802.11 WLAN system, a wireless personal area network (WPAN) and a wireless body (WBAN) It can be applied to various networks such as an area network).
  • WLAN wireless personal area network
  • WBAN wireless body
  • 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 embodiment of an active search method.
  • the terminal STA may broadcast a probe request frame, and the access points AP 1 and AP 2 that receive the probe request frame may respond with a probe response frame. If the STA does not receive the probe response frame for the minimum probe response time min_probe_response_time, the terminal STA may transmit the probe request frame again.
  • the terminal STA receives a probe response frame for a maximum probe response time (max_probe_response_time), and requests access to an access point having the best wireless environment among the access points AP 1 and AP 2 that have transmitted the probe response frame. That is, even when a probe response frame is received from an access point having a good wireless environment, the terminal must wait until the maximum probe response time before requesting an access to the access point, which wastes unnecessary time.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • an active search method performed in a terminal includes generating a probe request frame including signal strength information of the terminal (S100) and transmitting a probe request frame to an access point (S110). Include.
  • the active search method may further include the step of receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point (S120) and performing an access (access) with any access point (S130). have.
  • the terminal may generate a probe request frame including its signal strength information, and the signal strength information may include transmission power (Tx power) information. That is, the signal strength may mean transmission power.
  • Tx power transmission power
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a probe request frame.
  • the probe request frame includes transmission power (5, Tx Power) information. That is, the terminal may generate a probe request frame including transmission power information as shown in FIG. 6.
  • the terminal may transmit a probe request frame to the access point.
  • the terminal may transmit a probe request frame to a specific access point, or transmit (ie broadcast) a probe request frame to an unspecified access point.
  • the terminal may receive a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point.
  • Any access point refers to one of the access points that received the probe request frame.
  • any access point may refer to an access point for which an uplink quality (eg, path loss) for the terminal satisfies a predetermined criterion.
  • the predefined criterion means (uplink) target pathloss, and any access point may mean an access point having an uplink path loss less than or equal to the target path loss.
  • the terminal may perform connection (ie, an authentication process and an association process) with any access point.
  • the terminal may perform connection with any access point before the preset maximum probe response time elapses. That is, the terminal may immediately connect with any access point after receiving the probe response frame. If the uplink path loss satisfies a predefined criterion, the uplink quality between the arbitrary access point and the terminal is good, and thus, the terminal does not receive another probe response frame for the remaining maximum probe response time. Can be connected to.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • the active search method performed in the terminal may include generating a probe request frame including signal strength information of the terminal (S200), transmitting a probe request frame to an access point (S210), and random access. Receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from the point (S220), obtaining a downlink path loss based on the signal strength of the probe response frame (S230) and the downlink path loss based on a predefined criteria If satisfied, a step (S240) of performing a connection with an arbitrary access point.
  • the terminal may generate a probe request frame including its signal strength information, and the signal strength information may include transmission power information. That is, the signal strength may mean transmission power.
  • the terminal may transmit a probe request frame to the access point.
  • the terminal may transmit a probe request frame to a specific access point, or transmit (ie broadcast) a probe request frame to an unspecified access point.
  • the terminal may receive a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point.
  • Any access point refers to one of the access points that received the probe request frame.
  • any access point may refer to an access point for which an uplink quality (eg, path loss) for the terminal satisfies a predetermined criterion.
  • the predefined criterion means (uplink) target path loss
  • any access point may mean an access point having an uplink path loss that is less than or equal to the target path loss.
  • the terminal may obtain the downlink path loss based on the signal strength of the probe response frame. If the transmission power of any access point is known, the terminal may acquire the downlink path loss through a difference between the transmission power of any access point and the received signal strength of the probe response frame. Here, the terminal may obtain the transmission power of any access point through the probe response frame. That is, any access point may generate and transmit a probe response frame including its own transmission power information to the terminal, and the terminal may acquire the transmission power of any access point through the probe response frame.
  • the terminal may perform connection with an arbitrary access point.
  • the predefined criterion means (downlink) target path loss, and the target path loss may be included in the probe response frame and transmitted to the terminal.
  • FIGS. 8 and 9 are conceptual diagrams illustrating the configuration of a probe response frame.
  • the probe response frame includes target pathloss information. That is, any access point may generate a probe response frame including target path loss information as shown in FIGS. 8 and 9, and may provide the generated probe response frame to the terminal.
  • the terminal may perform connection (that is, authentication process and connection process) with any access point.
  • the terminal may perform connection with any access point before the preset maximum probe response time elapses. That is, when the terminal receives a probe response frame that satisfies a predefined criterion, the terminal may immediately connect with an arbitrary access point.
  • the downlink quality between the arbitrary access point and the terminal is good, and thus, the terminal does not receive another probe response frame for the remaining maximum probe response time. Can be connected to.
  • the terminal may receive a probe response frame from another access point.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • the active search method performed in the terminal may include transmitting a probe request frame to an access point (S300), receiving a probe response frame corresponding to the probe request frame from an access point (S310), Acquiring downlink quality information based on the signal strength of the probe response frame (S320) and performing access with an arbitrary access point when the downlink quality satisfies a predefined criterion (S330). .
  • the terminal may transmit a probe request frame to the access point.
  • the terminal may transmit a probe request frame to a specific access point, or transmit (ie broadcast) a probe request frame to an unspecified access point.
  • the terminal may receive a probe response frame corresponding to the probe request frame from any access point.
  • Any access point refers to one of the access points that received the probe request frame.
  • the terminal may acquire downlink quality information based on the received signal strength of the probe response frame.
  • the downlink quality information includes downlink path loss information. That is, downlink quality may mean downlink path loss. If the transmission power of any access point is known, the terminal may acquire the downlink path loss through a difference between the transmission power of any access point and the received signal strength of the probe response frame. Here, the terminal may obtain the transmission power of any access point through the probe response frame. That is, any access point may generate and transmit a probe response frame including its own transmission power information to the terminal, and the terminal may acquire the transmission power of any access point through the probe response frame.
  • the terminal may perform connection with an arbitrary access point.
  • the predefined criterion means (downlink) target path loss, and the target path loss may be included in the probe response frame and transmitted to the terminal.
  • the terminal may perform an access (ie, an authentication process and a connection process) with any access point.
  • the terminal may perform connection with any access point before the preset maximum probe response time elapses. That is, when the terminal receives a probe response frame that satisfies a predefined criterion, the terminal may immediately connect with an arbitrary access point.
  • the downlink quality between the arbitrary access point and the terminal is good, and thus, the terminal does not receive another probe response frame for the remaining maximum probe response time. Can be connected to.
  • the terminal may receive a probe response frame from another access point.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an active search response method according to an embodiment of the present invention.
  • the method may include transmitting a probe response frame to the terminal (S420).
  • the access point may receive a probe request frame from the terminal. That is, when the SSID included in the probe request frame is its SSID or when the SSID is set to null, the access point may receive the probe request frame.
  • the access point may acquire uplink quality information based on signal strength information of the terminal included in the probe request frame.
  • signal strength information of the terminal means transmission power information of the terminal
  • uplink quality information means uplink path loss. That is, the access point may obtain an uplink path loss through a difference between the transmit power of the terminal included in the probe request frame and the received signal strength of the probe request frame.
  • the access point may transmit a probe response frame to the terminal when the uplink quality satisfies a predetermined criterion.
  • the predefined criterion means (uplink) target path loss. That is, the access point may transmit a probe response frame to the terminal when the uplink quality (ie, path loss) is less than or equal to the target path loss. On the other hand, if the uplink quality (ie, path loss) is greater than the target path loss, the access point does not transmit a probe response frame to the terminal.
  • the access point may transmit a probe response frame including the (downlink) target path loss information to the terminal.
  • the target path loss information included in the probe response frame may be used for acquiring downlink quality in the terminal.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an active search method of an access point according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal 10 may broadcast a probe request frame (S500).
  • the access points 20, 21, and 22 may calculate the uplink link loss based on the received probe request frame. That is, the uplink path loss may be calculated based on the transmission power of the terminal 10 included in the probe request frame and the received signal strength of the probe request frame. If the uplink path loss is less than or equal to a predetermined criterion (ie, uplink target path loss), the corresponding access point may transmit a probe response frame to the terminal 10 (S510).
  • a predetermined criterion ie, uplink target path loss
  • the first access point 20 may transmit a probe response frame to the terminal 10.
  • the terminal 10 may receive a probe response frame from the first access point 20, and immediately after receiving the probe response frame, performs a connection (that is, an authentication process and a connection process) with the first access point 20. It may be (S520). That is, the terminal may perform connection with the first access point 20 before the preset maximum probe response time passes. If the uplink path loss satisfies a predefined criterion, the uplink quality between the first access point 20 and the terminal is good. Therefore, the terminal does not receive another probe response frame for the remaining maximum probe response time. 1 The connection with the access point 20 can be performed.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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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.
프로브 요청 프레임의 SSID(service set identifier)를 null로 설정하여 불특정 다수의 액세스 포인트에 응답을 요청한 경우, 단말은 최대 프로브 응답 시간(Max_Probe_Response_Time) 동안 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신하고, 프로브 응답 프레임을 전송한 액세스 포인트들 중에서 무선 환경이 가장 좋은 액세스 포인트에 접속 요청을 한다. 즉, 무선 환경이 좋은 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신한 경우에도 단말은 최대 프로브 응답 시간까지 기다린 후 액세스 포인트에 접속 요청을 해야 하므로, 불필요한 시간이 낭비되는 문제점이 있다.
액세스 포인트의 측면에서, 액세스 포인트는 수신된 프로브 요청 프레임에 매번 프로브 응답 프레임으로 응답을 해야 하므로, 무선 환경의 고려 없는 무조건적인 응답으로 인해 무선 자원이 낭비되는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 단말의 출력 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 사용하여 능동 검색을 수행하기 위한 액세스 포인트의 능동 검색 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 액세스 포인트의 출력 정보를 포함하는 프로브 응답 프레임을 사용하여 능동 검색을 수행하기 위한 액세스 포인트의 능동 검색 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법은, 단말의 신호 강도 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 생성하는 단계 및 상기 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 신호 강도 정보는 상기 단말의 전송 파워 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계 및 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 더 포함하되, 상기 임의의 액세스 포인트는 상기 단말에 대한 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트일 수 있다.
여기서, 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계는, 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계, 상기 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 경로손실을 획득하는 단계 및 상기 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 응답 프레임은 상기 미리 정의된 기준인 목표 경로손실 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계는, 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 임의의 액세스 포인트는 상기 단말에 대한 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법은, 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계, 임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계, 상기 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 품질 정보를 획득하는 단계 및 하향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 하향링크 품질 정보는 하향링크 경로손실 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 응답 프레임은 상기 미리 정의된 기준인 목표 경로손실 정보를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 응답 방법은, 단말로부터 프로브 요청 프레임을 수신하는 단계, 상기 프로브 요청 프레임에 포함된 상기 단말의 신호 강도 정보를 기반으로 상향링크 품질 정보를 획득하는 단계 및 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 단말에 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 신호 강도 정보는 상기 단말의 전송 파워 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 상향링크 품질 정보는 상향링크 경로손실 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계는, 목표 경로손실 정보를 포함하는 상기 프로브 응답 프레임을 전송할 수 있다.
본 발명에 의하면, 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 대한 상향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 단말에만 프로브 응답 프레임으로 응답할 수 있으므로, 불필요한 무선 자원이 낭비되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 단말은 프로브 응답 프레임에 대한 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 최대 프로브 응답 시간까지 기다리지 않고 즉시 해당 액세스 포인트에 연결을 수행할 수 있으므로, 불필요한 시간이 낭비되는 것을 방지할 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 능동 검색 방법의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 프로브 요청 프레임의 구성을 도시한 개념도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 프로브 응답 프레임(1 ~ 14)의 구성을 도시한 개념도이다.
도 9는 프로브 응답 프레임(15 ~23)의 구성을 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 응답 방법을 도시한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 능동 검색 방법을 도시한 순서도이다.
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 능동 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 능동 검색 방법의 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 단말(STA)은 프로브 요청 프레임을 브로드캐스팅할 수 있고, 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들(AP 1, AP 2)은 프로브 응답 프레임으로 응답할 수 있다. 단말(STA)은 최소 프로브 응답 시간(min_probe_response_time) 동안 프로브 응답 프레임을 수신하지 못한 경우 프로브 요청 프레임을 다시 전송할 수 있다. 단말(STA)은 최대 프로브 응답 시간(max_probe_response_time) 동안 프로브 응답 프레임을 수신하며, 프로브 응답 프레임을 전송한 액세스 포인트들(AP 1, AP 2) 중에서 무선 환경이 가장 좋은 액세스 포인트에 접속 요청을 한다. 즉, 무선 환경이 좋은 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신한 경우에도 단말은 최대 프로브 응답 시간까지 기다린 후 액세스 포인트에 접속 요청을 해야 하므로, 불필요한 시간이 낭비되는 문제가 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 단말에서 수행되는 능동 검색 방법은 단말의 신호 강도(signal strength) 정보를 포함한 프로브 요청 프레임을 생성하는 단계(S100) 및 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계(S110)를 포함한다. 또한, 능동 검색 방법은 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계(S120) 및 임의의 액세스 포인트와의 접속(access)을 수행하는 단계(S130)를 더 포함할 수 있다.
단계 S100에서, 단말은 자신의 신호 강도 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 생성할 수 있으며, 신호 강도 정보는 전송 파워(Tx power) 정보를 포함할 수 있다. 즉, 신호 강도는 전송 파워를 의미할 수 있다.
도 6은 프로브 요청 프레임의 구성을 도시한 개념도이다.
도 6을 참조하면, 프로브 요청 프레임은 전송 파워(5, Tx Power) 정보를 포함한다. 즉, 단말은 도 6에 도시된 바와 같이 전송 파워 정보를 포함한 프로브 요청 프레임을 생성할 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 단계 S110에서, 단말은 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송할 수 있다. 여기서, 단말은 특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 또는 불특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송(즉, 브로드캐스팅)할 수 있다.
단계 S120에서, 단말은 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 임의의 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들 중 하나의 액세스 포인트를 의미한다. 또한, 임의의 액세스 포인트는 단말에 대한 상향링크 품질(예를 들어, 경로손실)이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트를 의미할 수 있다. 여기서, 미리 정의된 기준은 (상향링크) 목표 경로손실(target pathloss)을 의미하며, 임의의 액세스 포인트는 목표 경로손실보다 작거나 같은 상향링크 경로손실을 가지는 액세스 포인트를 의미할 수 있다.
단계 S130에서, 단말은 임의의 액세스 포인트와의 접속(즉, 인증(authentication) 과정 및 연결(association) 과정)을 수행할 수 있다. 단말은 미리 설정된 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 프로브 응답 프레임을 수신한 후 즉시 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 상향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우는 임의의 액세스 포인트와 단말 간의 상향링크 품질이 양호한 것을 의미하므로, 단말은 남은 최대 프로브 응답 시간 동안 다른 프로브 응답 프레임을 수신하지 않고 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 단말에서 수행되는 능동 검색 방법은 단말의 신호 강도 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 생성하는 단계(S200), 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계(S210), 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계(S220), 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 경로손실을 획득하는 단계(S230) 및 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계(S240)를 포함한다.
단계 S200에서, 단말은 자신의 신호 강도 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임을 생성할 수 있으며, 신호 강도 정보는 전송 파워 정보를 포함할 수 있다. 즉, 신호 강도는 전송 파워를 의미할 수 있다.
단계 S210에서, 단말은 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송할 수 있다. 여기서, 단말은 특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 또는 불특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송(즉, 브로드캐스팅)할 수 있다.
단계 S220에서, 단말은 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 임의의 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들 중 하나의 액세스 포인트를 의미한다. 또한, 임의의 액세스 포인트는 단말에 대한 상향링크 품질(예를 들어, 경로손실)이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트를 의미할 수 있다. 여기서, 미리 정의된 기준은 (상향링크) 목표 경로손실을 의미하며, 임의의 액세스 포인트는 목표 경로손실보다 작거나 같은 상향링크 경로손실을 가지는 액세스 포인트를 의미할 수 있다.
단계 S230에서, 단말은 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 경로손실을 획득할 수 있다. 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 알고 있는 경우, 단말은 임의의 액세스 포인트의 전송 파워와 프로브 응답 프레임의 수신 신호 강도 간의 차이를 통해 하향링크 경로손실을 획득할 수 있다. 여기서, 단말은 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 프로브 응답 프레임을 통해 획득할 수도 있다. 즉, 임의의 액세스 포인트는 자신의 전송 파워 정보를 포함한 프로브 응답 프레임을 생성하여 단말에 전송할 수 있고, 단말은 이러한 프로브 응답 프레임을 통해 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 획득할 수 있다.
단계 S240에서, 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우 단말은 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 미리 정의된 기준은 (하향링크) 목표 경로손실을 의미하며, 목표 경로손실은 프로브 응답 프레임에 포함되어 단말에 전송될 수 있다.
도 8 및 도 9는 프로브 응답 프레임의 구성을 도시한 개념도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 프로브 응답 프레임은 목표 경로손실(23, Target Pathloss) 정보를 포함한다. 즉, 임의의 액세스 포인트는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 목표 경로손실 정보를 포함한 프로브 응답 프레임을 생성할 수 있으며, 생성된 프로브 응답 프레임을 단말에 제공할 수 있다.
다시 도 7을 참조하면, 단말은 하향링크 경로손실이 목표 경로손실보다 작거나 같은 경우 임의의 액세스 포인트와의 접속(즉, 인증 과정 및 연결 과정)을 수행할 수 있다. 단말은 미리 설정된 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 미리 정의된 기준을 만족하는 프로브 응답 프레임을 수신한 경우 즉시 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우는 임의의 액세스 포인트와 단말 간의 하향링크 품질이 양호한 것을 의미하므로, 단말은 남은 최대 프로브 응답 시간 동안 다른 프로브 응답 프레임을 수신하지 않고 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
한편, 하향링크 경로손실이 목표 경로손실보다 큰 경우, 단말은 다른 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단말에서 수행되는 능동 검색 방법은 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송하는 단계(S300), 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계(S310), 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 품질 정보를 획득하는 단계(S320) 및 하향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계(S330)를 포함한다.
단계 S300에서, 단말은 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트에 전송할 수 있다. 여기서, 단말은 특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 또는 불특정 액세스 포인트에 프로브 요청 프레임을 전송(즉, 브로드캐스팅)할 수 있다.
단계 S310에서, 단말은 임의의 액세스 포인트로부터 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 임의의 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들 중 하나의 액세스 포인트를 의미한다.
단계 S320에서, 단말은 프로브 응답 프레임의 수신 신호 강도를 기반으로 하향링크 품질 정보를 획득할 수 있다. 하향링크 품질 정보는 하향링크 경로손실 정보를 포함한다. 즉, 하향링크 품질은 하향링크 경로손실을 의미할 수 있다. 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 알고 있는 경우, 단말은 임의의 액세스 포인트의 전송 파워와 프로브 응답 프레임의 수신 신호 강도 간의 차이를 통해 하향링크 경로손실을 획득할 수 있다. 여기서, 단말은 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 프로브 응답 프레임을 통해 획득할 수도 있다. 즉, 임의의 액세스 포인트는 자신의 전송 파워 정보를 포함한 프로브 응답 프레임을 생성하여 단말에 전송할 수 있고, 단말은 이러한 프로브 응답 프레임을 통해 임의의 액세스 포인트의 전송 파워를 획득할 수 있다.
단계 S330에서, 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우 단말은 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 미리 정의된 기준은 (하향링크) 목표 경로손실을 의미하며, 목표 경로손실은 프로브 응답 프레임에 포함되어 단말에 전송될 수 있다.
단말은 하향링크 경로손실이 목표 경로손실보다 작거나 같은 경우 임의의 액세스 포인트와의 접속(즉, 인증 과정 및 연결 과정)을 수행할 수 있다. 단말은 미리 설정된 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다. 즉, 단말은 미리 정의된 기준을 만족하는 프로브 응답 프레임을 수신한 경우 즉시 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우는 임의의 액세스 포인트와 단말 간의 하향링크 품질이 양호한 것을 의미하므로, 단말은 남은 최대 프로브 응답 시간 동안 다른 프로브 응답 프레임을 수신하지 않고 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행할 수 있다.
한편, 하향링크 경로손실이 목표 경로손실보다 큰 경우, 단말은 다른 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 응답 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면, 액세스 포인트에서 수행되는 능동 검색 응답 방법은 단말로부터 프로브 요청 프레임을 수신하는 단계(S400), 프로브 요청 프레임에 포함된 단말의 신호 강도 정보를 기반으로 상향링크 품질 정보를 획득하는 단계(S410) 및 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 단말에 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계(S420)를 포함한다.
단계 S400에서, 액세스 포인트는 단말로부터 프로브 요청 프레임을 수신할 수 있다. 즉, 프로브 요청 프레임에 포함된 SSID가 자신의 SSID인 경우 또는 SSID가 null로 설정되어 있는 경우, 액세스 포인트는 해당 프로브 요청 프레임을 수신할 수 있다.
단계 S410에서, 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 포함된 단말의 신호 강도 정보를 기반으로 상향링크 품질 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 단말의 신호 강도 정보는 단말의 전송 파워 정보를 의미하고, 상향링크 품질 정보는 상향링크 경로손실을 의미한다. 즉, 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 포함된 단말의 전송 파워와 프로브 요청 프레임의 수신 신호 강도 간의 차이를 통해 상향링크 경로손실을 획득할 수 있다.
단계 S420에서, 액세스 포인트는 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우 단말에 프로브 응답 프레임을 전송할 수 있다. 여기서, 미리 정의된 기준은 (상향링크) 목표 경로손실을 의미한다. 즉, 액세스 포인트는 상향링크 품질(즉, 경로손실)이 목표 경로손실보다 작거나 같은 경우 단말에 프로브 응답 프레임을 전송할 수 있다. 한편, 상향링크 품질(즉, 경로손실)이 목표 경로손실보다 큰 경우, 액세스 포인트는 단말에 프로브 응답 프레임을 전송하지 않는다.
단말에 프로브 응답 프레임을 전송하는 경우, 액세스 포인트는 (하향링크) 목표 경로손실 정보를 포함한 프로브 응답 프레임을 단말에 전송할 수 있다. 프로브 응답 프레임에 포함된 목표 경로손실 정보는 단말에서 하향링크 품질을 획득하는데 사용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 액세스 포인트의 능동 검색 방법을 도시한 순서도이다.
도 12를 참조하면, 단말(10)은 프로브 요청 프레임을 브로드캐스팅할 수 있다(S500). 액세스 포인트들(20, 21, 22)은 수신한 프로브 요청 프레임을 기반으로 상항링크 경로손실을 산출할 수 있다. 즉, 프로브 요청 프레임에 포함된 단말(10)의 전송 파워와 프로브 요청 프레임의 수신 신호 강도를 기반으로 상향링크 경로손실을 산출할 수 있다. 상향링크 경로손실이 미리 정의된 기준(즉, 상향링크 목표 경로손실)보다 작거나 같은 경우, 해당 액세스 포인트는 프로브 응답 프레임을 단말(10)에 전송할 수 있다(S510).
예를 들어, 제1 액세스 포인트(20)에 대한 상향링크 경로손실이 미리 정의된 기준보다 작거나 같은 경우, 제1 액세스 포인트(20)는 프로브 응답 프레임을 단말(10)에 전송할 수 있다.
단말(10)은 제1 액세스 포인트(20)로부터 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있고, 프로브 응답 프레임을 수신한 후 즉시 제1 액세스 포인트(20)와의 접속(즉, 인증 과정 및 연결 과정)을 수행할 수 있다(S520). 즉, 단말은 미리 설정된 최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 제1 액세스 포인트(20)와의 접속을 수행할 수 있다. 상향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우는 제1 액세스 포인트(20)와 단말 간의 상향링크 품질이 양호한 것을 의미하므로, 단말은 남은 최대 프로브 응답 시간 동안 다른 프로브 응답 프레임을 수신하지 않고 제1 액세스 포인트(20)와의 접속을 수행할 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 (15)

  1. 단말(station)에서 수행되는 능동 검색 방법으로서,
    상기 단말의 신호 강도(signal strength) 정보를 포함하는 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 생성하는 단계; 및
    상기 프로브 요청 프레임을 액세스 포인트(access point)에 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호 강도 정보는 상기 단말의 전송 파워(Tx power) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하는 단계; 및
    상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 더 포함하되,
    상기 임의의 액세스 포인트는 상기 단말에 대한 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계는,
    최대 프로브 응답 시간(max probe response time)이 지나기 전에 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임을 수신하는 단계;
    상기 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 경로손실을 획득하는 단계; 및
    상기 하향링크 경로손실이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 프로브 응답 프레임은 상기 미리 정의된 기준인 목표 경로손실(target pathloss) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계는,
    최대 프로브 응답 시간이 지나기 전에 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 임의의 액세스 포인트는 상기 단말에 대한 상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 액세스 포인트인 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  9. 단말(station)에서 수행되는 능동 검색 방법으로서,
    프로브 요청 프레임(probe request frame)을 액세스 포인트(access point)에 전송하는 단계;
    임의의 액세스 포인트로부터 상기 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 수신하는 단계;
    상기 프로브 응답 프레임의 신호 강도를 기반으로 하향링크 품질 정보를 획득하는 단계; 및
    하향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 임의의 액세스 포인트와의 접속을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 하향링크 품질 정보는 하향링크 경로손실 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 프로브 응답 프레임은 상기 미리 정의된 기준인 목표 경로손실(target pathloss) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  12. 액세스 포인트(access point)에서 수행되는 능동 검색 응답 방법으로서,
    단말(station)로부터 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 수신하는 단계;
    상기 프로브 요청 프레임에 포함된 상기 단말의 신호 강도 정보를 기반으로 상향링크 품질 정보를 획득하는 단계; 및
    상향링크 품질이 미리 정의된 기준을 만족하는 경우, 상기 단말에 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 신호 강도 정보는 상기 단말의 전송 파워(Tx power) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 상향링크 품질 정보는 상향링크 경로손실 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계는,
    목표 경로손실(target pathloss) 정보를 포함하는 상기 프로브 응답 프레임을 전송하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
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