WO2014046491A1 - 무선랜 시스템에서 능동 검색 방법 - Google Patents

무선랜 시스템에서 능동 검색 방법 Download PDF

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WO2014046491A1
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frame
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probe request
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정양석
김주영
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KT Corp
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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
    • 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
    • H04W84/14—WLL [Wireless Local Loop]; RLL [Radio Local Loop]

Definitions

  • the present invention relates to an active search method, and more particularly, to an active search method for access point search 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.
  • the terminal when the terminal searches for an access point through an active search method, the terminal transmits a probe request frame, and the access point transmits a probe request frame. In response to the probe response frame (probe response frame) is transmitted.
  • probe response frame probe response frame
  • each terminal transmits its own probe request frame, and each access point transmits a probe response frame in response to the probe request frame. That is, a large number of probe request frames and probe response frames are generated, and these frames occupy a large number of radio channels. Therefore, the terminal must wait for a long time to wake up to receive the probe response frame from the desired access point.
  • An object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search method for quickly searching for the presence of an access point.
  • Another object of the present invention for solving the above problems is to provide an active search response method for quickly searching for the presence of an access point.
  • an active discovery method comprising: transmitting a prior probe request frame for confirming the existence of an access point through an arbitrary channel; Obtaining a probe ACK frame that is a response to a request frame, setting a maximum wait time based on the number of probe ACK frames, and performing an active search for an access point in the arbitrary channel during the maximum wait time Steps.
  • the active searching method may further include transmitting a priority probe request frame on a channel other than the arbitrary channel after the maximum waiting time has passed.
  • the active searching method may further include transmitting all probe response frames corresponding to the number of probe ACK frames, and then transmitting a prior probe request frame in a channel other than the arbitrary channel.
  • the maximum waiting time may be set to be proportional to the number of probe ACK frames.
  • the priority probe request frame may be an NDP frame.
  • the priority probe request frame may include identifier information of the access point.
  • the acquiring the probe ACK frame may select a probe ACK frame having a predetermined signal strength or more among the acquired probe ACK frames.
  • a method for acquiring a probe request frame from a terminal generating a probe ACK frame that is a response to the probe request frame, and the probe. Transmitting an ACK frame.
  • the active search response method may further include obtaining a probe request frame from the terminal and transmitting a probe response frame in response to the probe request frame.
  • the probe ACK frame when the first probe request frame includes identifier information of the access point, the probe ACK frame may be generated.
  • the priority probe request frame may be an NDP frame.
  • the priority probe request frame may include identifier information of at least one access point.
  • the probe ACK frame may include transmission time information of a beacon frame transmitted from the access point.
  • a method for actively searching comprising: transmitting a prior probe request frame for confirming the existence of an access point through an arbitrary channel;
  • the method may include receiving a probe ACK frame that is a response to a probe request frame, and obtaining transmission time information of a beacon frame included in the probe ACK frame.
  • the active search method may further include transmitting a prior probe request frame in a channel other than the arbitrary channel before the transmission time of the beacon frame.
  • the active search method may further include receiving a beacon frame from an access point at a transmission time of the beacon frame.
  • the priority probe request frame may be an NDP frame.
  • the priority probe request frame may include identifier information of the access point.
  • the terminal since the terminal can confirm the existence of the access point in advance through a process of 'prior probe request frame-receiving probe ACK frame', the terminal must wait to receive a probe response frame from the access point. It can reduce the time to do it.
  • the UE may predict the number of transmission of the probe response frame in advance through a 'first probe request frame transmission-receive probe ACK frame' process, and thus the probe response frame does not need to wait until the maximum waiting time. It can reduce the time to wait to receive a message.
  • the terminal may determine the radio signal quality of each access point in advance through a 'first probe request frame transmission-probe ACK frame reception' process, and thus active search for the access point having a good radio signal quality Can be done. Through this, the terminal can reduce the search time of the access point, and can prevent the transmission of the probe response frame from the access point having poor radio signal quality, thereby improving the efficiency of the wireless channel.
  • the terminal may recognize the transmission time of the beacon frame in advance through the 'first probe request frame transmission-probe ACK frame reception' process, it can receive the beacon frame at the recognized time.
  • 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 a configuration of a probe request frame.
  • 5 is a conceptual diagram showing the configuration (1 ⁇ 14) of the probe response frame.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration (15 to Last-n) of the probe response frame.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an active search method in multiple channels.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of an active search method in multiple channels.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a manual search method in multiple channels.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of an active search method.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of an active search method.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of an active search method.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of an active search method.
  • 15 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a fifth embodiment of an active search method.
  • 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 distribution system DS via 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 search method according to an embodiment of the present invention to be described below 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 area network (WBAN). It can be applied to various networks such as.
  • WLAN wireless personal area network
  • WBAN wireless body area 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.
  • the search method of an access point can be classified into an active search method and a passive search method.
  • the terminal transmits a probe request frame
  • the access point receiving the probe request frame transmits a probe response frame in response to the probe request frame.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a probe request frame.
  • the probe request frame includes a service set identifier (SSID), supported rates, request information, extended supported rates, and manufacturer specific ( vendor specific) information.
  • SSID service set identifier
  • FIG. 5 is a conceptual diagram showing the configuration (1 ⁇ 14) of the probe response frame
  • Figure 6 is a conceptual diagram showing the configuration (15 ⁇ Last-n) of the probe response frame.
  • the probe response frame contains a lot of information, thus occupying a radio channel for a long time.
  • the terminals generate numerous probe request frames, and in response, the access points generate numerous probe response frames. These probe request frames and probe response frames occupy a radio channel for a long time.
  • FIG. 7 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of an active search method in multiple channels.
  • the terminal may sequentially perform the same active search process in each channel.
  • the terminal may transmit a probe request frame on channel 1 and wait for a maximum waiting time for receiving a probe response frame that is a response to the probe request frame. After waiting for the maximum waiting time on channel 1, the terminal may move to channel 2 to perform an active discovery process (that is, probe request frame transmission-probe response frame reception).
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating another embodiment of an active search method in multiple channels.
  • the terminal should wait in the corresponding channel for a minimum waiting time. Meanwhile, when receiving at least one probe response frame, the terminal should wait on the corresponding channel for the maximum waiting time. Since the terminal must wait for a minimum waiting time for receiving a probe response frame even in a channel in which the access point does not exist, unnecessary time is consumed.
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a manual search method in multiple channels.
  • the terminal since the UE does not know the transmission time of the beacon, the terminal should receive the beacon for a sufficiently long time and move to another channel. That is, the terminal may wait for a beacon interval in channel 1 to receive a beacon, and move to channel 2 after the beacon interval passes to receive a beacon.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating an active search method according to an embodiment of the present invention.
  • the terminal STA may transmit a prior probe request frame for confirming the existence of an access point through an arbitrary channel (S100).
  • the probe request frame may mean a newly defined management frame and may mean a frame different from the probe request frame illustrated in FIG. 4.
  • the probe request frame may be used for checking whether an access point exists in a channel, and may be used for requesting a transmission time of a beacon. Therefore, the first probe request frame may be simply configured with only information except for complicated information included in the existing probe request frame (see FIG. 4).
  • the probe request frame may be configured in the form of a null data packet (NDP) frame.
  • NDP null data packet
  • the probe request frame may first include an identifier of the particular access point (eg, SSID, compressed SSID, basic service set identification (BSSID, etc.)).
  • the compressed SSID may mean an SSID to which a hash algorithm is applied.
  • the identifier (ID) of the access point may be included in the priority probe request frame alone or in a list form. If the identifier of the access point is not included in the probe request frame, it may be used to confirm the existence of all access points.
  • the priority probe request frame may be configured as described above. That is, the beacon transmission time information of the specific access point may be requested by first including the identifier of the specific access point in the probe request frame.
  • the auxiliary beacon that is, short beacon
  • the existing beacon includes only essential information for the search, has a shorter transmission period than the existing beacon.
  • the access point AP may generate a probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame (S110). In this case, the access point AP may first generate a probe ACK frame when the identifier of the access point included in the probe request frame is the same as its identifier. Alternatively, the access point AP may first generate a probe ACK frame when none of the identifiers of the access point is included in the probe request frame.
  • the AP may generate a probe ACK frame including its own beacon transmission time information, and may generate a probe ACK frame including its identifier (eg, SSID).
  • a probe ACK frame including its own beacon transmission time information may generate a probe ACK frame including its identifier (eg, SSID).
  • the probe ACK frame is used for notifying the existence of an access point (or for notifying beacon transmission time information). Unlike a conventional probe response frame (see FIGS. 5 and 6), the probe ACK frame may be used as It means a simple response to the reception.
  • the AP may first transmit a probe ACK frame in response to the probe request frame (S120).
  • the AP may transmit a probe ACK frame by setting a transmission priority higher than that of other management frames or data frames.
  • the priority of transmission for the probe ACK frame may be increased by adjusting an enhanced distributed channel access (EDCA) parameter. That is, the probe ACK frame may be transmitted by setting a short arbitration interframe space (AIFS), a small CWmin (minimum value of the contention window), and a small CWmax (maximum value of the contention window).
  • AIFS short arbitration interframe space
  • CWmin minimum value of the contention window
  • CWmax maximum value of the contention window
  • the access points may first compete for channel access to transmit a probe ACK frame that is a response to the probe request frame.
  • the access points APs may sequentially transmit probe ACK frames according to a backoff operation.
  • the access points may stop transmitting their probe ACK frame when it recognizes that the probe ACK frame is transmitted from one access point.
  • the terminal STA may receive a probe ACK frame transmitted from the access point AP (S120).
  • the STA may receive a probe ACK frame for a prior waiting time shorter than the maximum waiting time.
  • the maximum waiting time means a waiting time for receiving an existing probe response frame (see FIGS. 5 and 6)
  • the first waiting time means a waiting time for receiving a probe ACK frame. Since the probe ACK frame has a smaller size than the probe response frame, the STA may first set the waiting time shorter than the maximum waiting time. Also, the STA may set a shorter waiting time to receive only some probe ACK frames.
  • the terminal STA may measure signal strengths of the plurality of probe ACK frames, and select a probe ACK frame having a predetermined signal strength or more among the plurality of probe ACK frames.
  • the access point transmitting the selected probe ACK frame may be selected as a connection target access point.
  • the terminal STA may transmit a probe request frame including the identifier of the access point to which the connection is to be made.
  • the terminal STA may set a maximum waiting time based on the number of received probe ACK frames (S130). That is, the number of probe ACK frames means the number of access points existing in the channel, which means the number of probe response frames to be transmitted. Accordingly, the terminal STA may set a maximum waiting time to receive the predicted number of probe response frames. For example, the terminal may set the maximum wait time relatively long when the number of received probe ACK frames is large, and may set the maximum wait time relatively short when the number of received probe ACK frames is small.
  • the terminal STA may transmit a probe request frame (S140) and may receive a probe response frame that is a response to the probe request frame (S150). That is, the terminal STA may receive the probe response frame for the maximum waiting time set through step S130.
  • the terminal STA may move to another channel to perform an active search process (ie, transmitting a probe request frame first-receiving a probe ACK-transmitting a probe request frame-receiving a probe response frame) (S160). . Meanwhile, even when the maximum waiting time elapses, the terminal STA may move to another channel and perform an active search process when all of the predicted number of probe response frames have been received.
  • an active search process ie, transmitting a probe request frame first-receiving a probe ACK-transmitting a probe request frame-receiving a probe response frame
  • 11 is a conceptual diagram illustrating a first embodiment of an active search method.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 1 and receive a probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during a priority wait time. Since the UE has received three probe ACK frames, it can be expected that three probe response frames will be transmitted thereafter. Accordingly, the terminal may set a maximum waiting time to receive three probe response frames.
  • the terminal may transmit a probe request frame on channel 1 and may receive a probe response frame that is a response to the probe request frame for a set maximum waiting time. After the maximum waiting time, the terminal may move to channel 2 and transmit a priority probe request frame.
  • the terminal Since the terminal has not received the probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during the priority wait time in channel 2, the terminal may move to channel 3 after the priority wait time passes.
  • the UE may perform the above active discovery process (ie, probe request frame transmission-probe ACK frame reception-probe request frame transmission-probe response frame reception) as described above in channel 3.
  • FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating a second embodiment of an active search method.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 1 and may receive a probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during a priority waiting time. Since the UE has received two probe ACK frames, it can predict that two probe response frames will be transmitted afterwards. Accordingly, the terminal may set a maximum waiting time to receive two probe response frames.
  • the terminal may transmit a probe request frame on channel 1 and may receive a probe response frame that is a response to the probe request frame for a set maximum waiting time. If the terminal receives both probe response frames even before the maximum waiting time has elapsed, the terminal may move to channel 2 to perform an active search process.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 2. Since the terminal has not received the probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during the priority wait time in channel 2, the terminal may move to channel 3 after the priority wait time passes.
  • the UE may perform the above active discovery process (ie, probe request frame transmission-probe ACK frame reception-probe request frame transmission-probe response frame reception) as described above in channel 3.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating a third embodiment of an active search method.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 1 and receive a probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during a priority waiting time.
  • the terminal may first set a short wait time to receive only some probe ACK frames. Therefore, the terminal may first receive two probe ACK frames during the waiting time.
  • the terminal may transmit a probe request frame on channel 1 and may receive a probe response frame that is a response to the probe request frame for a set maximum waiting time. After the maximum waiting time, the terminal may move to channel 2 and transmit a priority probe request frame.
  • the terminal Since the terminal has not received the probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during the priority wait time in channel 2, the terminal may move to channel 3 after the priority wait time passes.
  • the UE may perform the above active discovery process (ie, probe request frame transmission-probe ACK frame reception-probe request frame transmission-probe response frame reception) as described above in channel 3.
  • FIG. 14 is a conceptual diagram illustrating a fourth embodiment of an active search method.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 1 and receive a probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during a priority waiting time.
  • the first probe request frame may include transmission mode information indicating a transmission method of the probe ACK frame.
  • the transmission mode information may indicate two transmission modes.
  • the first transmission mode ie, AP number checking mode
  • the second transmission mode ie, AP presence check mode
  • AP presence check mode if any of the access points receiving the probe request frame first transmits the probe ACK frame, the remaining access points must stop transmitting the probe ACK frame. To indicate.
  • the transmission mode information may have a size of 1 bit.
  • '0' means an AP number checking mode
  • '1' means an AP presence checking mode.
  • the APs may check transmission mode information included in the probe request frame.
  • the transmission mode information indicates the AP number checking mode
  • all access points present in channel 1 may transmit a probe ACK frame that is a response to the first probe request frame through a channel access competition. Accordingly, the terminal may check the number of access points present in channel 1 through the AP number checking mode.
  • the transmission mode information indicates the AP presence check mode
  • only one access point among the access points existing in the channel 1 may transmit a probe ACK frame that is a response to the first probe request frame. That is, when one access point transmits a probe ACK frame among the access points present in channel 1, the other access points may stop transmitting the probe ACK frame. Accordingly, the terminal may check whether the access point exists in channel 1 through the AP presence check mode.
  • the terminal may transmit a probe request frame on channel 1 and may receive a probe response frame that is a response to the probe request frame for a maximum waiting time. After the maximum waiting time, the terminal may move to channel 2 and transmit a priority probe request frame.
  • the terminal Since the terminal has not received the probe ACK frame that is a response to the priority probe request frame during the priority wait time in channel 2, the terminal may move to channel 3 after the priority wait time passes.
  • the UE may perform the above active discovery process (ie, probe request frame transmission-probe ACK frame reception-probe request frame transmission-probe response frame reception) as described above in channel 3.
  • 15 is a flowchart illustrating an active search method according to another embodiment of the present invention.
  • the terminal may transmit a prior probe request frame for confirming the existence of an access point through an arbitrary channel (S200).
  • the priority probe request frame refers to the priority probe request frame described with reference to FIG. 10. That is, the first probe request frame may be used for checking whether an access point exists in a channel, and may be used for requesting a transmission time of a beacon.
  • the probe request frame may be simply configured unlike the existing probe request frame (see FIGS. 5 and 6).
  • the first probe request frame may include an identifier of a specific access point, or may be configured in the form of an NDP frame.
  • At least one access point may first transmit a probe ACK frame in response to the probe request frame.
  • the access point may generate a probe ACK frame including at least one of its identifier and transmission time information of the beacon (or auxiliary beacon), and may transmit the generated probe ACK frame.
  • the UE may first receive a probe ACK frame during the waiting time (S210), and may acquire transmission time information of the beacon included in the probe ACK frame.
  • the UE may select one probe ACK frame having the largest signal strength among the plurality of probe ACK frames, and obtain transmission time information of the beacon from the selected probe ACK frame. .
  • the terminal may move to another channel and perform the active search process (S230). That is, the terminal may transmit a probe request frame first in another channel, receive a probe ACK frame in response thereto, and obtain transmission time information of a beacon (or auxiliary beacon) from the received probe ACK frame. have.
  • the terminal may receive a beacon from the access point in the transmission time of the beacon (S240).
  • 16 is a conceptual diagram illustrating a fifth embodiment of an active search method.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 1.
  • At least one access point may transmit a probe ACK frame in response to a probe request frame, and the terminal may receive a probe ACK frame transmitted during a first waiting time.
  • the UE may select one probe ACK frame having the largest signal strength among the plurality of probe ACK frames, and is based on transmission time information of the beacon included in the selected probe ACK frame. As such, the transmission time of the beacon and the auxiliary beacons to be transmitted next can be recognized. For example, when the signal strength of the probe ACK frame 1 is the largest among the plurality of probe ACK frames, the terminal may acquire transmission times of the beacon 1 and the auxiliary beacon 1 to be transmitted next based on the probe ACK frame 1.
  • the terminal may move to channel 2 to perform the active search process.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 2.
  • At least one access point may transmit a probe ACK frame in response to a probe request frame, and the terminal may receive a probe ACK frame transmitted during a first waiting time.
  • the UE may select one probe ACK frame having the largest signal strength among the plurality of probe ACK frames, and is based on transmission time information of the beacon included in the selected probe ACK frame. As such, the transmission time of the beacon and the auxiliary beacons to be transmitted next can be recognized. For example, when the signal strength of the probe ACK frame 6 is the largest among the plurality of probe ACK frames, the terminal may acquire transmission times of the beacon 6 and the auxiliary beacon 6 to be transmitted next based on the probe ACK frame 6.
  • the terminal may move to channel 3 to perform the active search process.
  • the terminal may transmit a priority probe request frame on channel 3.
  • At least one access point may transmit a probe ACK frame in response to a probe request frame, and the terminal may receive a probe ACK frame transmitted during a first waiting time.
  • the terminal may select one probe ACK frame having the largest signal strength among the plurality of probe ACK frames, and based on the transmission time information of the beacon included in the selected probe ACK frame, The transmission time of the beacon and the auxiliary beacon to be transmitted can be recognized. For example, when the signal strength of the probe ACK frame 9 is the largest among the plurality of probe ACK frames, the terminal may acquire transmission times of the beacon 9 and the auxiliary beacon 9 to be transmitted next based on the probe ACK frame 9.
  • the terminal may move to channel 1 and receive beacon 1. Thereafter, since the transmission time of the beacon 6 and the transmission time of the beacon 9 overlap, the terminal may first receive the beacon 6 on channel 2, and may move to the channel 3 to receive the auxiliary beacon 9. On the contrary, the terminal may first receive beacon 9 on channel 3, and may move to channel 2 to receive auxiliary beacon 6. That is, when transmission times of beacons overlap, the terminal may determine the reception time of the beacons in each channel in consideration of the transmission times of the beacons and the auxiliary beacons.

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Description

무선랜 시스템에서 능동 검색 방법
본 발명은 능동 검색 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 시스템에서 액세스 포인트 검색을 위한 능동 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, 단말이 능동 검색 방식을 통해 액세스 포인트(access point)를 검색하는 경우, 단말은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 전송하고, 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 전송한다. 복수의 단말과 복수의 액세스 포인트가 존재하는 환경에서, 각각의 단말은 자신의 프로브 요청 프레임을 전송하고, 각각의 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송한다. 즉, 많은 수의 프로브 요청 프레임과 프로브 응답 프레임이 생성되며, 이러한 프레임들에 의해 많은 무선 채널이 점유된다. 따라서, 단말은 원하는 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신하기 위해 오랜 시간 깨어있는 상태로 기다려야 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 액세스 포인트의 존재를 신속하게 검색하기 위한 능동 검색 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 액세스 포인트의 존재를 신속하게 검색하기 위한 능동 검색 응답 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법은, 액세스 포인트의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임을 임의의 채널을 통해 전송하는 단계, 적어도 하나의 액세스 포인트로부터 상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 획득하는 단계, 상기 프로브 ACK 프레임의 개수를 기반으로 최대 대기 시간을 설정하는 단계 및 상기 최대 대기 시간 동안 상기 임의의 채널에서 액세스 포인트에 대한 능동 검색을 수행하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 상기 최대 대기 시간이 지난 후, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 상기 프로브 ACK 프레임의 개수에 대응된 프로브 응답 프레임을 모두 수신한 후, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 최대 대기 시간을 설정하는 단계는, 상기 프로브 ACK 프레임의 개수에 비례하도록 최대 대기 시간을 설정할 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 액세스 포인트의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 ACK 프레임을 획득하는 단계는, 획득된 프로브 ACK 프레임 중 미리 정의된 신호 세기 이상인 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 응답 방법은, 단말로부터 우선 프로브 요청 프레임을 획득하는 단계, 상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 생성하는 단계 및 상기 프로브 ACK 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 능동 검색 응답 방법은, 상기 단말로부터 프로브 요청 프레임을 획득하는 단계 및 상기 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 ACK 프레임을 생성하는 단계는, 상기 우선 프로브 요청 프레임에 상기 액세스 포인트의 식별자 정보가 포함된 경우, 상기 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 적어도 하나의 액세스 포인트의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 프로브 ACK 프레임은, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨 프레임의 전송 시간 정보를 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법은, 액세스 포인트의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임을 임의의 채널을 통해 전송하는 단계, 적어도 하나의 액세스 포인트로부터 상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하는 단계 및 상기 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨 프레임의 전송 시간 정보를 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 상기 비컨 프레임의 전송 시간 전에, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 능동 검색 방법은, 상기 비컨 프레임의 전송 시간에서 액세스 포인트로부터 비컨 프레임을 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP 프레임일 수 있다.
여기서, 상기 우선 프로브 요청 프레임은 액세스 포인트의 식별자 정보를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 단말은 '우선 프로브 요청 프레임(prior probe request frame) 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신'과정을 통해 액세스 포인트의 존재를 사전에 확인할 수 있으므로, 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신하기 위해 기다려야 하는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 단말은 '우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신'과정을 통해 프로브 응답 프레임의 전송 개수를 사전에 예측할 수 있으며, 이에 따라 최대 대기 시간(max waiting time)까지 기다릴 필요가 없으므로 프로브 응답 프레임을 수신하기 위해 기다려야 하는 시간을 줄일 수 있다.
또한, 단말은 '우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신'과정을 통해 각각의 액세스 포인트에 대한 무선 신호 품질을 사전에 파악할 수 있으며, 이에 따라 양호한 무선 신호 품질을 가지는 액세스 포인트에 대한 능동 검색을 수행할 수 있다. 이를 통해 단말은 액세스 포인트의 검색 시간을 줄일 수 있고, 무선 신호 품질이 불량한 액세스 포인트로부터의 프로브 응답 프레임 전송을 방지할 수 있어 무선 채널의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 단말은 '우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신'과정을 통해 비컨 프레임의 전송 시점을 사전에 인지할 수 있으므로, 인지된 시점에서 비컨 프레임을 수신할 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 프로브 요청 프레임의 구성을 도시한 개념도이다.
도 5는 프로브 응답 프레임의 구성(1 ~ 14)을 도시한 개념도이다.
도 6은 프로브 응답 프레임의 구성(15 ~ Last-n)을 도시한 개념도이다.
도 7은 다중 채널에서 능동 검색 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8은 다중 채널에서 능동 검색 방법에 대한 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9는 다중 채널에서 수동 검색 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11은 능동 검색 방법에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 12는 능동 검색 방법에 대한 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13은 능동 검색 방법에 대한 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14는 능동 검색 방법에 대한 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 16은 능동 검색 방법에 대한 제5 실시예를 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.
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 분배 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 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.
액세스 포인트의 검색 방법은 능동 검색 방법과 수동 검색 방법으로 분류할 수 있다. 능동 검색 방법에 있어서, 단말은 프로브 요청 프레임을 전송하고, 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트는 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송한다.
도 4는 프로브 요청 프레임의 구성을 도시한 개념도이다.
도 4를 참조하면, 프로브 요청 프레임은 서비스 세트 식별자(service set identifier, SSID), 지원되는 레이트(supported rates), 요청 정보(request information), 확장된 지원되는 레이트(extended supported rates), 제조자 특정(vendor specific) 정보 등을 포함할 수 있다.
도 5는 프로브 응답 프레임의 구성(1 ~ 14)을 도시한 개념도이고, 도 6은 프로브 응답 프레임의 구성(15 ~ Last-n)을 도시한 개념도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 프로브 응답 프레임은 많은 정보를 포함하고 있으며, 이에 따라 무선 채널을 오랜 시간 동안 점유한다. 다수의 단말과 다수의 액세스 포인트가 존재하는 환경에서, 단말들은 수많은 프로브 요청 프레임을 생성하고, 이에 대한 응답으로 액세스 포인트들은 수많은 프로브 응답 프레임을 생성한다. 이러한 프로브 요청 프레임들과 프로브 응답 프레임들은 무선 채널을 오랜 시간 동안 점유한다. 또한, 단말은 짧은 시간 내에 원하는 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신하기는 쉽지 않으며, 원하는 액세스 포인트를 검색하기 위해 오랜 시간 동안 깨어있는 상태를 유지해야 하므로 이 시간 동안 원하지 않는 액세스 포인트로부터 프로브 응답 프레임을 수신하게 된다.
도 7은 다중 채널에서 능동 검색 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 7을 참조하면, 단말은 원하는 액세스 포인트가 어느 채널에 존재하는지 모르기 때문에 각각의 채널에서 동일한 능동 검색 과정을 순차적으로 수행할 수 있다. 단말은 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송하고, 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임의 수신을 위해 최대 대기 시간(max waiting time) 동안 대기할 수 있다. 채널 1에서 최대 대기 시간 동안 대기한 후, 단말은 채널 2로 이동하여 능동 검색 과정(즉, 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다.
도 8은 다중 채널에서 능동 검색 방법에 대한 다른 실시예를 도시한 개념도이다.
도 8을 참조하면, 단말은 프로브 요청 프레임의 전송 후 프로브 응답 프레임을 수신하지 못하더라도 최소 대기 시간(min waiting time) 동안 해당 채널에서 대기하여야 한다. 한편, 단말은 적어도 하나의 프로브 응답 프레임을 수신한 경우 최대 대기 시간 동안 해당 채널에서 대기하여야 한다. 단말은 액세스 포인트가 존재하지 않는 채널에서도 프로브 응답 프레임의 수신을 위해 최소 대기 시간 동안 대기하여야 하므로, 불필요한 시간이 소모되는 문제가 있다.
도 9는 다중 채널에서 수동 검색 방법에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 9를 참조하면, 단말은 비컨의 전송 시점을 알 수 없기 때문에 충분히 긴 시간 동안 비컨을 수신하고 다른 채널로 이동하여야 한다. 즉, 단말은 비컨을 수신하기 위해 채널 1에서 비컨 인터벌(interval) 동안 대기하고, 비컨 인터벌이 지난 후 채널 2로 이동하여 비컨을 수신할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 단말(STA)은 액세스 포인트의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임(prior probe request frame)을 임의의 채널을 통해 전송할 수 있다(S100). 우선 프로브 요청 프레임은 새롭게 정의된 관리(management) 프레임을 의미할 수 있으며, 도 4에 도시된 프로브 요청 프레임과 다른 프레임을 의미할 수 있다.
우선 프로브 요청 프레임은 채널에 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 확인하는 용도로 사용될 수 있고, 비컨의 전송 시간을 요청하는 용도로 사용될 수 있다. 따라서, 우선 프로브 요청 프레임은 기존의 프로브 요청 프레임(도 4 참조)에 포함된 복잡한 정보를 제외한 정보만으로 간단하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 우선 프로브 요청 프레임은 NDP(null data packet) 프레임 형태로 구성될 수 있다.
특정 액세스 포인트가 채널에 존재하는지 확인하기 위해, 우선 프로브 요청 프레임은 특정 액세스 포인트의 식별자(예를 들어, SSID, 압축된(compressed) SSID, BSSID(basic service set identification) 등)를 포함할 수 있다. 여기서, 압축된 SSID는 해시(hash) 알고리즘이 적용된 SSID를 의미할 수 있다. 액세스 포인트의 식별자(identifier, ID)는 단독 또는 리스트(list) 형태로 우선 프로브 요청 프레임에 포함될 수 있다. 만일 우선 프로브 요청 프레임에 액세스 포인트의 식별자가 포함되어 있지 않은 경우, 모든 액세스 포인트의 존재 여부를 확인하는 의미로 사용될 수 있다.
액세스 포인트로부터 전송되는 비컨(또는, 보조 비컨)의 전송 시간 정보를 요청하기 위해 우선 프로브 요청 프레임을 사용하는 경우, 우선 프로브 요청 프레임은 상기와 동일하게 구성될 수 있다. 즉, 우선 프로브 요청 프레임에 특정 액세스 포인트의 식별자를 포함시킴으로써 특정 액세스 포인트의 비컨 전송 시간 정보를 요청할 수 있다. 여기서, 보조 비컨(즉, 짧은(short) 비컨)은 기존 비컨과 달리 검색을 위한 필수 정보만을 포함하며, 기존 비컨보다 짧은 전송 주기를 가진다.
액세스 포인트(AP)는 단말(STA)로부터 우선 프로브 요청 프레임을 수신한 경우 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있다(S110). 이때, 액세스 포인트(AP)는 우선 프로브 요청 프레임에 포함된 액세스 포인트의 식별자가 자신의 식별자와 동일한 경우 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있다. 또는, 액세스 포인트(AP)는 우선 프로브 요청 프레임에 액세스 포인트의 식별자가 하나도 포함되어 있지 않은 경우 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있다.
액세스 포인트(AP)는 자신의 비컨 전송 시간 정보를 포함한 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있고, 자신의 식별자(예를 들어, SSID 등)를 포함한 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있다.
프로브 ACK 프레임은 액세스 포인트(AP)의 존재를 알리기 위한 용도(또는, 비컨 전송 시간 정보를 알리는 용도)로 사용되며, 기존의 프로브 응답 프레임(도 5 및 도 6 참조)과 달리 우선 프로브 요청 프레임의 수신에 대한 단순한 응답을 의미한다.
액세스 포인트(AP)는 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다(S120). 이때, 액세스 포인트(AP)는 다른 관리 프레임이나 데이터 프레임보다 전송의 우선 순위를 높게 설정하여 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 예를 들어, EDCA(enhanced distributed channel access) 파라미터를 조절함으로써 프로브 ACK 프레임에 대한 전송의 우선 순위를 높일 수 있다. 즉, 짧은 AIFS(arbitration interframe space), 작은 CWmin(contention window의 최소값), 작은 CWmax(contention window의 최대값)으로 설정하여 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 이와 같이 EDCA 파라미터를 설정하는 경우, 액세스 포인트(AP)는 짧은 시간 윈도우 내에서 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다.
한편, 액세스 포인트들(APs)은 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 전송하기 위해 채널 접속 경쟁을 할 수 있다. 이 경우, 액세스 포인트들(APs)은 백오프(backoff) 동작에 따라 순차적으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 또는, 액세스 포인트들은 하나의 액세스 포인트로부터 프로브 ACK 프레임이 전송된 것을 인지한 경우 자신의 프로브 ACK 프레임의 전송을 중지할 수 있다.
단말(STA)은 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다(S120). 이때, 단말(STA)은 최대 대기 시간보다 짧은 우선 대기 시간(prior waiting time) 동안 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 여기서, 최대 대기 시간은 기존의 프로브 응답 프레임(도 5 및 도 6 참조)을 수신하기 위해 대기하는 시간을 의미하고, 우선 대기 시간은 프로브 ACK 프레임을 수신하기 위해 대기하는 시간을 의미한다. 프로브 ACK 프레임은 프로브 응답 프레임보다 작은 크기를 가지므로, 단말(STA)은 우선 대기 시간을 최대 대기 시간보다 짧게 설정할 수 있다. 또한, 단말(STA)은 일부 프로브 ACK 프레임만을 수신할 수 있도록 우선 대기 시간을 더욱 짧게 설정할 수 있다.
한편, 단말(STA)은 복수의 프로브 ACK 프레임을 수신한 경우 복수의 프로브 ACK 프레임에 대한 신호 세기를 측정할 수 있고, 복수의 프로브 ACK 프레임 중 미리 정의된 신호 세기 이상인 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있고, 선택된 프로브 ACK 프레임을 전송한 액세스 포인트를 연결 대상 액세스 포인트로 선정할 수 있다. 이후 단계에서, 단말(STA)은 연결 대상 액세스 포인트의 식별자를 포함한 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
단말(STA)은 수신한 프로브 ACK 프레임의 개수를 기반으로 최대 대기 시간을 설정할 수 있다(S130). 즉, 프로브 ACK 프레임의 개수는 채널에 존재하는 액세스 포인트의 개수를 의미하고, 이는 앞으로 전송될 프로브 응답 프레임의 개수를 의미한다. 따라서, 단말(STA)은 예측된 개수의 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있도록 최대 대기 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 수신된 프로브 ACK 프레임의 수가 많은 경우 최대 대기 시간을 상대적으로 길게 설정할 수 있고, 수신된 프로브 ACK 프레임의 수가 작은 경우 최대 대기 시간을 상대적으로 짧게 설정할 수 있다.
단말(STA)은 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고(S140), 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다(S150). 즉, 단말(STA)은 단계 S130을 통해 설정된 최대 대기 시간 동안 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다.
단말(STA)은 최대 대기 시간이 지난 후에 다른 채널로 이동하여 능동 검색 과정(즉, 우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 수신 - 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다(S160). 한편, 단말(STA)은 최대 대기 시간이 지나기 전이라도 예측된 수의 프로브 응답 프레임을 모두 수신한 경우에 다른 채널로 이동하여 능동 검색 과정을 수행할 수 있다.
도 11은 능동 검색 방법에 대한 제1 실시예를 도시한 개념도이다.
도 11을 참조하면, 단말은 채널 1에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 단말은 3개의 프로브 ACK 프레임을 수신하였으므로 이 후에 3개의 프로브 응답 프레임이 전송될 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 단말은 3개의 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있도록 최대 대기 시간을 설정할 수 있다.
단말은 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 설정된 최대 대기 시간 동안 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 최대 대기 시간이 지난 후, 단말은 채널 2로 이동하여 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
단말은 채널 2에서 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하지 못하였으므로, 우선 대기 시간이 지난 후에 채널 3으로 이동할 수 있다. 단말은 채널 3에서 상기와 같은 능동 검색 과정(즉, 우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신 - 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다.
도 12는 능동 검색 방법에 대한 제2 실시예를 도시한 개념도이다.
도 12를 참조하면, 단말은 채널 1에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 단말은 2개의 프로브 ACK 프레임을 수신하였으므로 이 후에 2개의 프로브 응답 프레임이 전송될 것임을 예측할 수 있다. 따라서, 단말은 2개의 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있도록 최대 대기 시간을 설정할 수 있다.
단말은 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 설정된 최대 대기 시간 동안 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 단말은 최대 대기 시간이 지나기 전이라도 2개의 프로브 응답 프레임을 모두 수신한 경우 채널 2로 이동하여 능동 검색 과정을 수행할 수 있다.
단말은 채널 2에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 단말은 채널 2에서 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하지 못하였으므로, 우선 대기 시간이 지난 후에 채널 3으로 이동할 수 있다. 단말은 채널 3에서 상기와 같은 능동 검색 과정(즉, 우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신 - 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다.
도 13은 능동 검색 방법에 대한 제3 실시예를 도시한 개념도이다.
도 13을 참조하면, 단말은 채널 1에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다. 이때, 단말은 일부 프로브 ACK 프레임만을 수신할 수 있도록 우선 대기 시간을 짧게 설정할 수 있다. 따라서, 단말은 우선 대기 시간 동안 2개의 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
단말은 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 설정된 최대 대기 시간 동안 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 최대 대기 시간이 지난 후, 단말은 채널 2로 이동하여 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
단말은 채널 2에서 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하지 못하였으므로, 우선 대기 시간이 지난 후에 채널 3으로 이동할 수 있다. 단말은 채널 3에서 상기와 같은 능동 검색 과정(즉, 우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신 - 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다.
도 14는 능동 검색 방법에 대한 제4 실시예를 도시한 개념도이다.
도 14를 참조하면, 단말은 채널 1에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
여기서, 우선 프로브 요청 프레임은 프로브 ACK 프레임의 전송 방식을 지시하는 전송 모드 정보를 포함할 수 있다. 전송 모드 정보는 두 가지 전송 모드를 지시할 수 있다. 첫 번째 전송 모드(즉, AP 개수 확인 모드)는 우선 프로브 요청 프레임을 수신한 모든 액세스 포인트들이 자신의 프로브 ACK 프레임을 전송해야 함을 지시한다. 두 번째 전송 모드(즉, AP 존재 유무 확인 모드)는 우선 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트들 중에서 임의의 액세스 포인트가 프로브 ACK 프레임을 최초로 전송한 경우 나머지 액세스 포인트들은 프로브 ACK 프레임의 전송을 중지해야 함을 지시한다.
전송 모드 정보는 1비트(bit)의 크기를 가질 수 있으며, 이 경우 '0'은 AP 개수 확인 모드를 의미하고, '1'은 AP 존재 유무 확인 모드를 의미한다.
*채널 1에 존재하는 액세스 포인트들은 우선 프로브 요청 프레임을 수신한 경우 우선 프로브 요청 프레임에 포함된 전송 모드 정보를 확인할 수 있다. 전송 모드 정보가 AP 개수 확인 모드를 지시하는 경우, 채널 1에 존재하는 모든 액세스 포인트들은 채널 접속 경쟁을 통해 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 따라서, 단말은 AP 개수 확인 모드를 통해 채널 1에 존재하는 액세스 포인트의 개수를 확인할 수 있다.
전송 모드 정보가 AP 존재 유무 확인 모드를 지시하는 경우, 채널 1에 존재하는 액세스 포인트들 중 하나의 액세스 포인트만이 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 즉, 채널 1에 존재하는 액세스 포인트들 중에서 하나의 액세스 포인트가 프로브 ACK 프레임을 전송한 경우, 다른 액세스 포인트들은 프로브 ACK 프레임의 전송을 중지할 수 있다. 따라서, 단말은 AP 존재 유무 확인 모드를 통해 채널 1에 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 확인할 수 있다.
이후, 단말은 채널 1에서 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 최대 대기 시간 동안 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 응답 프레임을 수신할 수 있다. 최대 대기 시간이 지난 후, 단말은 채널 2로 이동하여 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다.
단말은 채널 2에서 우선 대기 시간 동안 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하지 못하였으므로, 우선 대기 시간이 지난 후에 채널 3으로 이동할 수 있다. 단말은 채널 3에서 상기와 같은 능동 검색 과정(즉, 우선 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 ACK 프레임 수신 - 프로브 요청 프레임 전송 - 프로브 응답 프레임 수신)을 수행할 수 있다.
도 15는 본 발명의 다른 실시예에 따른 능동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 15를 참조하면, 단말은 액세스 포인트의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임을 임의의 채널을 통해 전송할 수 있다(S200). 여기서, 우선 프로브 요청 프레임은 도 10을 참조하여 설명한 우선 프로브 요청 프레임을 의미한다. 즉, 우선 프로브 요청 프레임은 채널에 액세스 포인트가 존재하는지 여부를 확인하는 용도로 사용될 수 있고, 비컨의 전송 시간을 요청하는 용도로 사용될 수 있다.
우선 프로브 요청 프레임은 기존의 프로브 요청 프레임(도 5 및 도 6 참조)과 달리 간단하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 우선 프로브 요청 프레임은 특정 액세스 포인트의 식별자를 포함할 수 있고, 또는 NDP 프레임 형태로 구성될 수 있다.
적어도 하나의 액세스 포인트는 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다. 액세스 포인트는 자신의 식별자 및 비컨(또는, 보조 비컨)의 전송 시간 정보 중 적어도 하나를 포함한 프로브 ACK 프레임을 생성할 수 있고, 생성된 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있다.
단말은 우선 대기 시간 동안 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있고(S210), 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨의 전송 시간 정보를 획득할 수 있다. 이때, 복수의 프로브 ACK 프레임을 수신한 경우, 단말은 복수의 프로브 ACK 프레임 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있고, 선택된 프로브 ACK 프레임으로부터 비컨의 전송 시간 정보를 획득할 수 있다.
만일 비컨의 전송 시간까지 다른 채널에서 능동 검색 과정을 수행할 수 있다고 판단된 경우, 단말은 다른 채널로 이동하여 능동 검색 과정을 수행할 수 있다(S230). 즉, 단말은 다른 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있고, 이에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있고, 수신된 프로브 ACK 프레임으로부터 비컨(또는, 보조 비컨)의 전송 시간 정보를 획득할 수 있다.
단말은 비컨의 전송 시간에서 액세스 포인트로부터 비컨을 수신할 수 있다(S240).
도 16은 능동 검색 방법에 대한 제5 실시예를 도시한 개념도이다.
도 16을 참조하면, 단말은 채널 1에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 적어도 하나의 액세스 포인트는 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있고, 단말은 우선 대기 시간 동안 전송되는 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
채널 1에서 복수의 프로브 ACK 프레임을 수신한 경우, 단말은 복수의 프로브 ACK 프레임 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있고, 선택된 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨의 전송 시간 정보를 기반으로 다음에 전송될 비컨 및 보조 비컨의 전송 시간을 인지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프로브 ACK 프레임 중 프로브 ACK 프레임 1의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 프로브 ACK 프레임 1을 기반으로 다음에 전송될 비컨 1 및 보조 비컨 1의 전송 시간을 획득할 수 있다.
만일 비컨 1 및 보조 비컨 1의 전송 시간까지 다른 채널에서 능동 검색 과정을 수행할 수 있다고 판단된 경우, 단말은 채널 2로 이동하여 능동 검색 과정을 수행할 수 있다. 단말은 채널 2에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 적어도 하나의 액세스 포인트는 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있고, 단말은 우선 대기 시간 동안 전송되는 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
채널 2에서 복수의 프로브 ACK 프레임을 수신한 경우, 단말은 복수의 프로브 ACK 프레임 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있고, 선택된 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨의 전송 시간 정보를 기반으로 다음에 전송될 비컨 및 보조 비컨의 전송 시간을 인지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프로브 ACK 프레임 중 프로브 ACK 프레임 6의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 프로브 ACK 프레임 6을 기반으로 다음에 전송될 비컨 6 및 보조 비컨 6의 전송 시간을 획득할 수 있다.
만일 비컨 1, 보조 비컨 1, 비컨 6 및 보조 비컨 6의 전송 시간까지 다른 채널에서 능동 검색 과정을 수행할 수 있다고 판단된 경우, 단말은 채널 3으로 이동하여 능동 검색 과정을 수행할 수 있다. 단말은 채널 3에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송할 수 있다. 적어도 하나의 액세스 포인트는 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 ACK 프레임을 전송할 수 있고, 단말은 우선 대기 시간 동안 전송되는 프로브 ACK 프레임을 수신할 수 있다.
복수의 프로브 ACK 프레임을 수신한 경우, 단말은 복수의 프로브 ACK 프레임 중 신호 세기가 가장 큰 하나의 프로브 ACK 프레임을 선택할 수 있고, 선택된 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨의 전송 시간 정보를 기반으로 다음에 전송될 비컨 및 보조 비컨의 전송 시간을 인지할 수 있다. 예를 들어, 복수의 프로브 ACK 프레임 중 프로브 ACK 프레임 9의 신호 세기가 가장 큰 경우, 단말은 프로브 ACK 프레임 9를 기반으로 다음에 전송될 비컨 9 및 보조 비컨 9의 전송 시간을 획득할 수 있다.
한편 다음 비컨(즉, 비컨 1)의 전송 시간까지 다른 채널에서 능동 검색 과정을 수행할 수 없다고 판단된 경우, 단말은 채널 1로 이동하여 비컨 1을 수신할 수 있다. 이후, 비컨 6의 전송 시간과 비컨 9의 전송 시간이 겹치므로, 단말은 먼저 채널 2에서 비컨 6을 수신할 수 있고, 채널 3으로 이동하여 보조 비컨 9를 수신할 수 있다. 반대로, 단말은 먼저 채널 3에서 비컨 9를 수신할 수 있고, 채널 2로 이동하여 보조 비컨 6을 수신할 수 있다. 즉, 비컨의 전송 시간이 겹치는 경우, 단말은 비컨 및 보조 비컨의 전송 시간을 고려하여 각 채널에서 비컨의 수신 시점을 결정할 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 (18)

  1. 단말에서 수행되는 능동 검색 방법에 있어서,
    액세스 포인트(access point)의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임(prior probe request frame)을 임의의 채널을 통해 전송하는 단계;
    적어도 하나의 액세스 포인트로부터 상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK(acknowledgement) 프레임을 획득하는 단계;
    상기 프로브 ACK 프레임의 개수를 기반으로 최대 대기 시간(max waiting time)을 설정하는 단계; 및
    상기 최대 대기 시간 동안 상기 임의의 채널에서 액세스 포인트에 대한 능동 검색을 수행하는 단계를 포함하는 능동 검색 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    상기 최대 대기 시간이 지난 후, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    상기 프로브 ACK 프레임의 개수에 대응된 프로브 응답 프레임을 모두 수신한 후, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 최대 대기 시간을 설정하는 단계는,
    상기 프로브 ACK 프레임의 개수에 비례하도록 최대 대기 시간을 설정하는 것을 특징으로 능동 검색 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP(null data packet) 프레임인 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 액세스 포인트의 식별자(identifier, ID) 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 프로브 ACK 프레임을 획득하는 단계는,
    획득된 프로브 ACK 프레임 중 미리 정의된 신호 세기 이상인 프로브 ACK 프레임을 선택하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  8. 액세스 포인트에서 수행되는 능동 검색 응답 방법에 있어서,
    단말로부터 우선 프로브 요청 프레임(prior probe request frame)을 획득하는 단계;
    상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 생성하는 단계; 및
    상기 프로브 ACK 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 능동 검색 응답 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 능동 검색 응답 방법은,
    상기 단말로부터 프로브 요청 프레임을 획득하는 단계; 및
    상기 프로브 요청 프레임에 대한 응답으로 프로브 응답 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 프로브 ACK 프레임을 생성하는 단계는,
    상기 우선 프로브 요청 프레임에 상기 액세스 포인트의 식별자(identifier, ID) 정보가 포함된 경우, 상기 프로브 ACK 프레임을 생성하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP(null data packet) 프레임인 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 적어도 하나의 액세스 포인트의 식별자 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 프로브 ACK 프레임은,
    상기 액세스 포인트로부터 전송되는 비컨(beacon) 프레임의 전송 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  14. 단말에서 수행되는 능동 검색 방법에 있어서,
    액세스 포인트(access point)의 존재를 확인하기 위한 우선 프로브 요청 프레임(prior probe request frame)을 임의의 채널을 통해 전송하는 단계;
    적어도 하나의 액세스 포인트로부터 상기 우선 프로브 요청 프레임에 대한 응답인 프로브 ACK 프레임을 수신하는 단계; 및
    상기 프로브 ACK 프레임에 포함된 비컨(beacon) 프레임의 전송 시간 정보를 획득하는 단계를 포함하는 능동 검색 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    상기 비컨 프레임의 전송 시간 전에, 상기 임의의 채널 이외의 채널에서 우선 프로브 요청 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 능동 검색 방법은,
    상기 비컨 프레임의 전송 시간에서 액세스 포인트로부터 비컨 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 NDP(null data packet) 프레임인 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 우선 프로브 요청 프레임은 액세스 포인트의 식별자 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 능동 검색 응답 방법.
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