WO2014142569A1 - 무선랜 시스템에서 다중 대역 기반의 링크 설정 방법 및 장치 - Google Patents

무선랜 시스템에서 다중 대역 기반의 링크 설정 방법 및 장치 Download PDF

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WO2014142569A1
WO2014142569A1 PCT/KR2014/002102 KR2014002102W WO2014142569A1 WO 2014142569 A1 WO2014142569 A1 WO 2014142569A1 KR 2014002102 W KR2014002102 W KR 2014002102W WO 2014142569 A1 WO2014142569 A1 WO 2014142569A1
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communication channel
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mobile terminal
nic
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손주형
곽진삼
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Intellectual Discovery Co Ltd
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Intellectual Discovery Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/02—Hierarchically pre-organised networks, e.g. paging networks, cellular networks, WLAN [Wireless Local Area Network] or WLL [Wireless Local Loop]
    • H04W84/10—Small scale networks; Flat hierarchical networks
    • H04W84/12—WLAN [Wireless Local Area Networks]

Definitions

  • Various embodiments of the present disclosure generally relate to link establishment, and more particularly, to a method and apparatus for fast initial link establishment in a WLAN system.
  • WLAN Wireless LAN
  • mobile terminals such as smart phones, smart pads, laptop computers, portable multimedia players, and embedded devices
  • mobile terminals such as smart phones, smart pads, laptop computers, portable multimedia players, and embedded devices
  • WLAN technology is based on wireless communication technology that enables mobile terminals such as smart phones, smart pads, laptop computers, portable multimedia players, and embedded devices to be connected to the Internet wirelessly at home, enterprise, or specific service area. to be.
  • An object of the present invention is to provide a method for link establishment between WLAN devices that support operation in multiple bands.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for establishing a link between WLAN devices supporting operation in multiple bands.
  • a beacon message through a first communication channel of the plurality of communication channels from a wireless access device that supports a plurality of communication channels
  • the method for establishing a radio link may further include determining a communication channel for connection among the first communication channel and an available communication channel, and attempting to connect using the determined communication channel.
  • authentication may be requested to the first communication channel using the wireless access information.
  • the attempting connection may include transmitting a probe request message through the available communication channel when the determined communication channel is the available communication channel, and responding to the probe request message from the wireless access device. Receiving a probe response message.
  • Wireless link setting method performed in a wireless access device according to another embodiment of the present invention for achieving the above object, wireless connection information used for connection to a first communication channel of a plurality of communication channels, and the plurality of Generating a beacon message including a list of at least one available communication channel excluding a first communication channel of the communication channels, and transmitting the beacon message via the first communication channel.
  • the wireless link setting method may further include performing an authentication process with the mobile terminal when receiving an authentication request from the mobile terminal through the first communication channel.
  • the wireless link setting method may further include transmitting a probe response message, which is a response to the probe request message, to the mobile terminal when a probe request message is received from the mobile terminal through the at least one available communication channel. It may include.
  • a mobile terminal for achieving the other object, including a control unit for controlling the operation of the mobile terminal, and at least one network interface card for transmitting and receiving data based on the command of the control unit
  • the controller may be configured to receive a beacon message through a first communication channel among the plurality of communication channels from a wireless access device supporting a plurality of communication channels, and to be used to access the first communication channel from the beacon message. Acquire wireless access information and obtain a list of at least one available communication channel except for the first communication channel among the plurality of communication channels from the beacon message.
  • the controller may determine a communication channel for connection among the first communication channel and the available communication channel, and attempt to connect using the determined communication channel.
  • the controller may request authentication to the first communication channel using the radio access information.
  • the controller transmits a probe request message through the available communication channel, and receives a probe response message which is a response to the probe request message from the wireless access device. Can be.
  • a wireless access device including a control unit for controlling an operation of the wireless access device, and at least one network interface card for transmitting and receiving data based on a command of the control unit.
  • the control unit may include wireless connection information used for connection to a first communication channel among the plurality of communication channels, and at least one available communication channel list except for a first communication channel among the plurality of communication channels. Generates a beacon message including, and transmits the beacon message through the first communication channel.
  • the controller may perform an authentication process with the mobile terminal.
  • the controller may transmit a probe response message, which is a response to the probe request message, to the mobile terminal.
  • the communication channel information can be obtained quickly, so that the mobile terminal first attempts to access the channel after receiving the beacon first. Link setup time can be reduced even if the channels are different.
  • FIG. 1 briefly illustrates a configuration of an example of a WLAN system to which an embodiment of the present invention may be applied.
  • FIG. 2 schematically illustrates a step in which a MS establishes a link with an AP according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a passive scanning step of an MS related to an embodiment of the present invention.
  • FIG 4 illustrates an active scanning step of an MS according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a mobile station (MS) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an access point (AP) according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a WLAN access procedure when the MS has multiple NICs, more specifically, when the MS uses only one NIC among multiple NICs.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7 in detail including message details.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7 in detail in the 2.4 GHz and 5 GHz bands.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a WLAN access procedure when the MS has multiple NICs, and more specifically, when the MS uses multiple NICs simultaneously among multiple NICs.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of the present invention shown in FIG. 10 in detail including message details.
  • FIG. 12 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 10 in detail in the 2.4 GHz and 5 GHz bands.
  • FIG. 13 illustrates a packet structure of a beacon message transmitted by an AP of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a packet structure of a probe request message transmitted by an MS of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a packet structure of a probe response message transmitted by an AP of the present invention.
  • Standardization of MAC (Medium Access Control) and PHY (Physical) layer among the standards of the WLAN technology is progressing through the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11 working group.
  • FIG. 1 briefly illustrates a configuration of an example of a WLAN system to which an embodiment of the present invention may be applied.
  • a WLAN system includes one or more BSSs 211 and 221.
  • the BSSs 211 and 221 are a set of devices that can communicate with each other, and are mainly managed by one AP (Access Point, 210).
  • MS Mobile Station
  • MS 110, 120
  • MS is responsible for providing a wireless Internet service to the user by accessing the AP (210, 220) in accordance with the IEEE 802.11 WLAN standard.
  • the BSSs 211 and 221 may be classified into an Infrastructure BSS and an Independent BSS.
  • FIG. 1 shows an Infrastructure BSS.
  • the BSS-1 211 is managed and operated by the AP-1 210, and one or more MSs (MS-1 110, MS-2 120) are wirelessly connected through the AP-1 210.
  • the AP-1 210 is connected to the AP-2 220 through a distribution system (DS) 300.
  • BSSs 211 and 221 connected through a single DS 300 are gathered to form an extended Extended Service Set (ESS) 410.
  • ESS Extended Service Set
  • FIG. 2 schematically illustrates a step in which a MS establishes a link with an AP according to an embodiment of the present invention.
  • the scanning step is a step in which the MS 100 obtains access information of a BSS operated by the AP 200.
  • a passive scanning technique S101
  • S103 a passive scanning technique for acquiring information using only Beacon messages periodically transmitted by the AP
  • S105 a probe response from the AP
  • S101 passive scanning technique for acquiring information using only Beacon messages periodically transmitted by the AP
  • S103 a probe request to the AP
  • S105 There is an active scanning technique for obtaining access information.
  • the MS 100 Upon successful reception of the wireless access information in the scanning step, the MS 100 transmits an authentication request (S107a) and receives an authentication response (S107b) to perform an authentication procedure. After performing a successful authentication procedure in the IEEE802.11 layer, it is possible to perform the association step (S109a, S109b), and additionally perform 802.1X-based authentication (S111) and IP address acquisition (S113) through DHCP.
  • FIG. 3 illustrates a passive scanning step of an MS related to an embodiment of the present invention.
  • the MS-1 110 receives a beacon message periodically transmitted from the AP-1 210 and the AP-2 220 located nearby to receive wireless access information of each AP. Acquire.
  • FIG 4 illustrates an active scanning step of an MS according to an embodiment of the present invention.
  • the MS-1 110 transmits a Probe Request message to acquire information of APs located in the vicinity and transmits a Probe Response message corresponding to the AP-1 210 and AP-, respectively. Received from the 2 (220) to obtain radio access information of each AP.
  • FIG. 5 is a block diagram schematically illustrating a mobile station (MS) 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the MS 100 includes one or more network interface cards (NICs) 111 to 119 for performing a WLAN access through an AP.
  • the NICs 111 to 119 are modules for performing a WLAN connection and may be internal or external to the MS.
  • the NICs 111 to 119 perform wireless communication with the AP according to the WLAN standard supported by the NICs 111 through 119.
  • the NICs 111 to 119 may operate only one NIC at the same time or operate multiple NICs 111 to 119 at the same time according to the performance and system requirements of the MS 100.
  • a plurality of NICs 111 to 119 are separated from each other, and the MAC / PHY layers of the respective NICs operate independently of each other.
  • the plurality of NICs 111 to 119 may be implemented as functional entities that are physically distinguished from each other, or may be integrated into one physical entity.
  • the mobile communication module 120 enables the MS 100 to transmit and receive a radio signal with an external device in a mobile communication network.
  • the user input 130 allows a command for controlling the MS 100 to be input by a user.
  • the display 140 may display a result and a state according to the operation of the MS 100 and may display information provided from the AP.
  • the memory 150 stores an access program for controlling access to the AP and various data according thereto.
  • the controller 160 controls the individual NICs 111 through 119 so that the MS 100 attempts to connect to the appropriate band using the access information received from the AP and user and system requirements. .
  • FIG. 6 is a block diagram schematically illustrating an access point (AP) 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the AP 200 includes one or more network interface cards (NICs) 211 ⁇ 219 for operating a BSS in one or more bands.
  • the NICs 211 ⁇ 219 are modules for performing a WLAN service and may be internal or external to the AP 200.
  • the NICs 211 ⁇ 219 perform wireless communication with the MS according to a standard supported by each of the WLANs.
  • the NICs 211-219 may operate only one NIC (one of 211-219) at the same time or operate multiple NICs 211-219 at the same time according to the performance and system requirements of the AP 200. .
  • the AP 200 of the block diagram shows a plurality of NICs 211 to 219 separated from each other, and each NIC operates independently of each other in the MAC / PHY layer.
  • the plurality of NICs 211 to 219 may be implemented as functional entities that are physically distinguished from each other, or may be integrated into one physical entity.
  • the memory 250 stores a connection program for managing the connection of the MS and various data thereof.
  • the controller 260 controls the individual NICs 211 to 219 to access the MS with the appropriate band by using the access information of the plurality of bands and the requirements of the user and the system.
  • FIG. 7 illustrates that when the MS 100 has multiple NICs 111 and 113, in more detail, the MS 100 uses only one of the multiple NICs 111 and 113 at the same time.
  • FIG. I is a flowchart illustrating a WLAN access procedure.
  • the AP 200 periodically broadcasts individual Beacon messages to MSs in the service area of all BSSs operated by the MS. It transmits (S101). In the present embodiment, it is assumed that the AP 200 transmits a beacon in the BSS-1 operating as the NIC-1 211 (S101).
  • BSSI BSS Information, detailed access information
  • OB Operating Band, operating band
  • OC OC
  • the BSSI (1011 in FIG. 8) includes connection information of BSS-1.
  • the OB (1013 of FIG. 8) includes band ID information of a frequency band operated by the AP 200 through the NIC-1 211 and the NIC-2 213.
  • the OC (1015 of FIG. 8) includes detailed channel ID number information in a frequency band operated by the AP 200 through the NIC-1 211 and the NIC-2 213.
  • the MS 100 may try to access the BSS-1 directly operated by the AP 200 as the NIC-1 211 using the BSSI (1011 of FIG. 8) information.
  • the AP 200 not the BSS-1, attempts to access the BSS-2 operated by the NIC-2 213, the AP 200 cannot access only the information of the Beacon S101.
  • the MS 200 may additionally send a Probe Request message in a broadcast manner (S103) to request the BSSI-2 information of the NIC-2 213 from the AP 200.
  • S103 Service Request message
  • the MS that has not received the beacon it may request detailed BSSI information from the AP by sending a Probe Request message through a broadcast method.
  • the Probe Request (S103) includes an SB (Supporting Band) including one or more frequency band information to which one or more NICs 111 and 113 supported by the MS 100 can be connected (1031 in FIG. 8). You can send it with information.
  • SB Serial Band
  • the AP 200 Upon receiving the Probe Request (S103) message, the AP 200 transmits a Probe Response message to the MS 100 in a unicast manner (S105).
  • the Probe Response (S105) message includes BSSI (NIC-1) connection information (1011 in FIG. 8) necessary for the MS 100 to access through the NIC-1 111, similar to the original Beacon (S101) message. It may include BSSI (NIC-2) access information (1053 of FIG. 8) necessary for accessing through the NIC-2 113.
  • the MS 100 When the MS receives the Probe Response (S105) message and receives both the BSSI (NIC-1) access information (1011 of FIG. 8) and the BSSI (NIC-2) access information (1053 of FIG. 8), the MS 100 The user may select a band previously set or preferred by the MS 100 and attempt to access the same or simultaneously access multiple NICs 111 and 113. This is called an MS decision step (S107).
  • the Probe Response message S105 may include a load / availability indicator in consideration of the traffic congestion of each frequency band or the load of the AP in each BSSI. The MS 100 may use this information to determine whether to connect to a specific NIC of the AP 200.
  • FIG. 8 illustrates an embodiment of the present invention shown in FIG. 7 in detail including message details.
  • FIG. 9 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 7 in detail in the 2.4 GHz and 5 GHz bands.
  • IEEE 802.11n WLAN can be used in multiple frequency bands and can operate in 2.4GHz and 5GHz.
  • both passive scanning and active scanning techniques can be used
  • only passive scanning can be used due to frequency regulation.
  • the MS has to wait for receiving Beacon messages sequentially in a plurality of channels, so it takes a lot of time for the MS to acquire AP access information.
  • the present invention has the effect of enabling quick access without performing passive scanning in the 5 GHz band by using BSSI information of the 5 GH band obtained through active scanning in the 2.4 GHz frequency band.
  • the AP 200 periodically broadcasts individual Beacon messages to MSs existing in a service area of all BSSs operated by the MS. It transmits (S101).
  • the AP 200 transmits a beacon in the BSS-1 operated by the 2.4GHz NIC 211 (S101).
  • the MS 100 when the MS 100 receives the beacon through the 2.4 GHz NIC 111, the BSSI (BSS Information) 1011, the OB (Operating Band) 1013, and the OC (Operating Channel) are received. And the operation channel 1010 information.
  • the BSSI 1011 includes connection information of the BSS-1.
  • the OB 1013 includes band ID information of a frequency band operated by the AP 200 through the 2.4 GHz NIC 211 and the 5 GHz NIC 213.
  • the OC 1015 includes detailed channel ID number information in a frequency band operated by the AP 200 through the 2.4 GHz NIC 211 and the 5 GHz NIC 213.
  • the MS 100 may attempt to directly access the BSS-1 operated by the AP 200 as the 2.4 GHz NIC 211 using the BSSI 1011 information.
  • the MS 200 additionally sends a Probe Request message in a broadcast manner (S103) to request the BSSI-2 information of the 5GHz NIC 213 to the AP 200.
  • S103 Probe Request message
  • the MS that has not received the beacon it may request detailed BSSI information from the AP by sending a Probe Request message through a broadcast method.
  • the Probe Request (S103) includes SB (Supporting Band) 1031 information including one or more frequency band information to which one or more NICs 111 and 113 supported by the MS 100 can be connected. Can be sent.
  • SB Serial Band
  • the AP 200 Upon receiving the Probe Request (S103) message, the AP 200 transmits a Probe Response message to the MS 100 in a unicast manner (S105). Similar to the original Beacon (S101) message, the Probe Response (S105) message includes BSSI (2.4 GHz) connection information 1011 required for the MS 100 to access through the 2.4 GHz NIC 111, and a 5 GHz NIC ( And may include BSSI (5 GHz) connection information 1053 required to connect via 113.
  • BSSI 2.4 GHz
  • the MS 100 When the MS receives the Probe Response (S105) message and receives both the BSSI (2.4 GHz) connection information 1011 and the BSSI (5 GHz) connection information 1053, the MS 100 is preset by the user or the MS 100. Selects a preferred band and attempts to connect or simultaneously attempts to connect to multiple NICs 111 and 113. This is called an MS decision step (S107).
  • the Probe Response message S105 may include a load / availability indicator in consideration of the traffic congestion of each frequency band or the load of the AP in each BSSI. The MS 100 may use this information to determine whether to connect to a specific NIC of the AP 200.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a WLAN access procedure when the MS has multiple NICs, more specifically, when the MS uses multiple NICs simultaneously among multiple NICs.
  • the AP 200 periodically broadcasts individual Beacon messages to MSs in the service area of all the BSSs operated by the broadcast method. It transmits (S101).
  • the AP 200 transmits a beacon in the BSS-1 operating as the NIC-1 211 (S101).
  • BSSI BSS Information, detailed access information
  • OB Operating Band, operating band
  • OC OC
  • the BSSI (1011 in Fig. 11) includes connection information of BSS-1.
  • the OB (1013 of FIG. 11) includes band ID information of a frequency band operated by the AP 200 through the NIC-1 211 and the NIC-2 213.
  • the OC (1015 in FIG. 11) includes detailed channel ID number information in a frequency band operated by the AP 200 through the NIC-1 211 and the NIC-2 213.
  • the MS 100 may attempt to directly access the BSS-1 operated by the AP 200 as the NIC-1 211 using the BSSI (1011 of FIG. 11) information.
  • the MS 200 may additionally send a Probe Request message in a broadcast manner (S103) to request the BSSI-2 information of the NIC-2 213 from the AP 200.
  • S103 Probe Request message
  • the MS that has not received the beacon it may request detailed BSSI information from the AP by sending a Probe Request message through a broadcast method.
  • the Probe Request (S103) includes an SB (Supporting Band) including one or more frequency band information to which one or more NICs 111 and 113 supported by the MS 100 can be connected (1031 in FIG. 11). You can send it with information.
  • SB Serial Band
  • the AP 200 Upon receiving the Probe Request (S103) message, the AP 200 transmits a Probe Response message to the MS 100 in a unicast manner (S105).
  • the Probe Response (S105) message includes BSSI (NIC-1) connection information (1011 in FIG. 11) necessary for the MS 100 to access through the NIC-1 111, similar to the original Beacon (S101) message. It may include BSSI (NIC-2) access information (1053 of FIG. 11) necessary for accessing through the NIC-2 113.
  • the MS 100 When the MS receives the Probe Response (S105) message and receives both the BSSI (NIC-1) connection information (1011 of FIG. 11) and the BSSI (NIC-2) connection information (1053 of FIG. 11), the MS 100 The user may select a band previously set or preferred by the MS 100 and attempt to access the same or simultaneously access multiple NICs 111 and 113. This is called an MS decision step (S107).
  • the Probe Response message S105 may include a load / availability indicator in consideration of the traffic congestion of each frequency band or the load of the AP in each BSSI. The MS 100 may use this information to determine whether to connect to a specific NIC of the AP 200.
  • the MS 100 may receive the WLAN service by utilizing both the NIC-1 111 and the NIC-2 211.
  • FIG. 11 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 10 in detail including message details.
  • FIG. 12 illustrates an embodiment of the present invention illustrated in FIG. 10 in detail in the 2.4 GHz and 5 GHz bands.
  • IEEE 802.11n WLAN can be used in multiple frequency bands and can operate in 2.4GHz and 5GHz.
  • both passive scanning and active scanning techniques can be used
  • only passive scanning can be used due to frequency regulation.
  • the MS has to wait for receiving Beacon messages sequentially in a plurality of channels, so it takes a lot of time for the MS to acquire AP access information.
  • the present invention has the effect of enabling quick access without performing passive scanning in the 5 GHz band by using BSSI information of the 5 GH band obtained through active scanning in the 2.4 GHz frequency band.
  • the AP 200 periodically broadcasts individual Beacon messages to MSs existing in the service area of all BSSs operated by the MS. It transmits (S101). In the present embodiment, it is assumed that the AP 200 transmits a beacon in the BSS-1 operated by the 2.4GHz NIC 211 (S101).
  • the MS 100 when the MS 100 receives the beacon through the 2.4 GHz NIC 111, the BSSI (BSS Information) 1011, the OB (Operating Band) 1013, and the OC (Operating Channel) are received. And the operation channel 1010 information.
  • the BSSI 1011 includes connection information of the BSS-1.
  • the OB 1013 includes band ID information of a frequency band operated by the AP 200 through the 2.4 GHz NIC 211 and the 5 GHz NIC 213.
  • the OC 1015 includes detailed channel ID number information in a frequency band operated by the AP 200 through the 2.4 GHz NIC 211 and the 5 GHz NIC 213.
  • the MS 100 may attempt to directly access the BSS-1 operated by the AP 200 as the 2.4 GHz NIC 211 using the BSSI 1011 information.
  • the MS 200 additionally sends a Probe Request message in a broadcast manner (S103) to request the BSSI-2 information of the 5GHz NIC 213 to the AP 200.
  • S103 Probe Request message
  • the MS that has not received the beacon it may request detailed BSSI information from the AP by sending a Probe Request message through a broadcast method.
  • the Probe Request (S103) includes SB (Supporting Band) 1031 information including one or more frequency band information to which one or more NICs 111 and 113 supported by the MS 100 can be connected. Can be sent.
  • SB Serial Band
  • the AP 200 Upon receiving the Probe Request (S103) message, the AP 200 transmits a Probe Response message to the MS 100 in a unicast manner (S105). Similar to the original Beacon (S101) message, the Probe Response (S105) message includes BSSI (2.4 GHz) connection information 1011 required for the MS 100 to access through the 2.4 GHz NIC 111, and a 5 GHz NIC ( And may include BSSI (5 GHz) connection information 1053 required to connect via 113.
  • BSSI 2.4 GHz
  • the MS 100 When the MS receives the Probe Response (S105) message and receives both the BSSI (2.4 GHz) connection information 1011 and the BSSI (5 GHz) connection information 1053, the MS 100 is preset by the user or the MS 100. Selects a preferred band and attempts to connect or simultaneously attempts to connect to multiple NICs 111 and 113. This is called an MS decision step (S107).
  • the Probe Response message S105 may include a load / availability indicator in consideration of the traffic congestion of each frequency band or the load of the AP in each BSSI. The MS 100 may use this information to determine whether to connect to a specific NIC of the AP 200.
  • the MS 100 performs the 2.4 GHz NIC 211 of the AP 200 and the authentication procedure (S109) and the association procedure (S111), and simultaneously or sequentially the MS 100 of the MS 100.
  • the 5 GHz NIC 113 performs an authentication procedure (S209) and an association procedure (S211) with the 5 GHz NIC 213 of the AP 200. If the above procedures are successfully performed, the MS 100 can receive the WLAN service by utilizing both the 2.4 GHz NIC 111 and the 5 GHz NIC 211.
  • FIG. 13 illustrates a packet structure of a beacon message transmitted by an AP of the present invention.
  • FIG. 14 illustrates a packet structure of a probe request message transmitted by an MS of the present invention.
  • FIG. 15 illustrates a packet structure of a probe response message transmitted by an AP of the present invention.

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  • Computer Security & Cryptography (AREA)
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Abstract

무선랜 시스템에서 다중 대역 기반의 링크 설정 방법 및 장치가 개시된다. 무선 링크 설정 방법은, 복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로부터 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 통해 비콘 메시지를 수신하는 단계, 비콘 메시지로부터 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보를 획득하는 단계, 및 비콘 메시지로부터 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 획득하는 단계를 포함한다. 따라서, 무선랜 기기들간의 링크 설정을 위한 시간을 절감할 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 다중 대역 기반의 링크 설정 방법 및 장치
본 개시의 다양한 실시예들은 일반적으로 링크 설정과 관련되며, 보다 상세하게는 무선랜 시스템에서 신속한 최초 링크 설정을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 모바일 단말의 보급이 확대됨에 따라 이들에게 빠른 무선 인터넷 서비스를 제공할 수 있는 무선랜(Wireless LAN) 기술이 많은 각광을 받고 있다. 무선랜 기술은 근거리에서 무선 통신 기술을 바탕으로 스마트 폰, 스마트 패드, 랩탑 컴퓨터, 휴대형 멀티미디어 플레이어, 임베디드 기기 등과 같은 모바일 단말들을 가정이나 기업 또는 특정 서비스 제공지역에서 무선으로 인터넷에 접속할 수 있도록 하는 기술이다.
본 발명의 목적은 다중 대역에서의 동작을 지원하는 무선랜 기기들간의 링크 설정을 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 다중 대역에서의 동작을 지원하는 무선랜 기기들간의 링크 설정을 위한 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기에서 수행되는 무선 링크 설정 방법은, 복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로부터 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 통해 비콘 메시지를 수신하는 단계, 상기 비콘 메시지로부터 상기 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보를 획득하는 단계, 및 상기 비콘 메시지로부터 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 획득하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 무선 링크 설정 방법은, 상기 제1 통신 채널 및 가용 통신 채널 중 접속을 위한 통신 채널을 결정하는 단계, 및 결정된 통신 채널을 사용하여 접속을 시도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 접속을 시도하는 단계는, 상기 결정된 통신 채널이 상기 제1 통신 채널인 경우, 상기 무선 접속정보를 사용하여 상기 제1 통신 채널로 인증을 요청할 수 있다.
여기서, 상기 접속을 시도하는 단계는, 상기 결정된 통신 채널이 상기 가용 통신 채널인 경우, 상기 가용 통신 채널을 통해 프로브 리퀘스트 메시지를 송신하는 단계, 및 상기 무선접속장치로부터 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스 메시지를 수신하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선접속장치에서 수행되는 무선 링크 설정 방법은, 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보, 및 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 포함한 비콘 메시지를 생성하는 단계, 및 상기 제1 통신 채널을 통해 상기 비콘 메시지를 송신하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 무선 링크 설정 방법은, 상기 제1 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 인증 요청을 수신한 경우, 상기 이동단말기와의 인증 과정을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 무선 링크 설정 방법은, 상기 적어도 하나의 가용 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 프로브 리퀘스트 메시지를 수신한 경우, 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스 메시지를 상기 이동단말기에 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동단말기는, 상기 이동단말기의 작동을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드를 포함하되, 상기 제어부는, 복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로부터 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 통해 비콘 메시지를 수신하고, 상기 비콘 메시지로부터 상기 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보를 획득하고, 상기 비콘 메시지로부터 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 획득한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 통신 채널 및 가용 통신 채널 중 접속을 위한 통신 채널을 결정하고, 결정된 통신 채널을 사용하여 접속을 시도할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 결정된 통신 채널이 상기 제1 통신 채널인 경우, 상기 무선 접속정보를 사용하여 상기 제1 통신 채널로 인증을 요청할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 결정된 통신 채널이 상기 가용 통신 채널인 경우, 상기 가용 통신 채널을 통해 프로브 리퀘스트 메시지를 송신하고, 상기 무선접속장치로부터 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스 메시지를 수신할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 무선접속장치로는, 상기 무선접속장치의 작동을 제어하는 제어부, 및 상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보, 및 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 포함한 비콘 메시지를 생성하고, 상기 제1 통신 채널을 통해 상기 비콘 메시지를 송신한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 제1 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 인증 요청을 수신한 경우, 상기 이동단말기와의 인증 과정을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 적어도 하나의 가용 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 프로브 리퀘스트 메시지를 수신한 경우, 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스 메시지를 상기 이동단말기에 송신할 수 있다.
본 발명에 실시예에 따르면 다중 대역에서의 동작을 지원하는 무선랜 기기들간의 링크 설정을 위한 시간을 절감하는 것이 가능하다. 특히 본 발명의 실시예에 의하면 하나 이상의 통신 채널을 사용하는 무선접속장치와 링크를 설정할 때 상기 통신 채널 정보를 신속하게 획득할 수 있어 이동단말기가 최초로 비콘을 수신한 채널과 이후에 접속을 시도하는 채널이 다른 경우에도 링크 설정 시간을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS가 AP와 링크를 설정하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Passive Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Active Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS (Mobile Station, 이동 단말기)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 AP (Access Point, 무선 접속장치)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예로 MS가 다중 NIC를 가지고 있을 때, 더욱 상세하게는 MS가 다중 NIC 중 동시에 하나의 NIC만 사용하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 8는 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 메시지 세부 내용을 포함하여 상세히 나타낸 것이다.
도 9은 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 2.4GHz와 5GHz 대역으로 예시하여 상세히 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예로 MS가 다중 NIC를 가지고 있을 때, 더욱 상세 하게는 MS가 다중 NIC 중 동시에 다수의 NIC를 사용하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 11은 도 10에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 메시지 세부 내용을 포함하 여 상세히 나타낸 것이다.
도 12는 도 10에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 2.4GHz와 5GHz 대역으로 예시하여 상세히 나타낸 것이다.
도 13은 본 발명의 AP가 전송하는 Beacon 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 14은 본 발명의 MS가 전송하는 Probe Request 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 AP가 전송하는 Probe Response 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것이고, 도면에 도시된 형상은 필요에 따라 본 발명의 이해를 돕기 위하여 과장되어 표시된 것이므로, 본 발명이 본 명세서에서 사용되는 용어와 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략한다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 다수의 통신 채널을 사용하는 무선랜 기기들간의 신속 접속 방법에 대한 방법 및 장치에 관하여 설명한다.
무선랜 기술의 표준들 중 MAC(Medium Access Control) 및 PHY(Physical) 계층의 표준화는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 워킹그룹을 통해 진행되고 있다.
도 1은 본 발명의 실시예가 적용될 수 있는 무선랜 시스템의 일례에 대한 구성을 간략히 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 BSS(Basic Service Set)(211, 221)을 포함한다. BSS(211, 221)는 서로 통신이 가능한 기기들 간의 집합으로써, 주로 하나의 AP(Access Point, 무선접속장치)(210, 220)에 의해 관리된다. MS(Mobile Station, 이동 단말기)(110, 120)은 IEEE 802.11 무선랜 표준 규격에 따라 AP(210, 220)에 접속하여 사용자에게 무선인터넷 서비스를 제공하는 역할을 담당한다.
BSS(211, 221)는 Infrastructure BSS와 Independent BSS로 구분할 수 있는데, 도 1에는 Infrastructure BSS가 도시되어 있다. BSS-1(211)은 AP-1(210)에 의해 관리 및 운영되며 하나 또는 그 이상의 MS들 (MS-1(110), MS-2(120))가 AP-1(210)을 통해 무선랜 서비스를 받으며, AP-1(210)은 DS(Distribution System)(300)을 통해 AP-2(220)와 연결되어 있다. 단일 DS(300)를 통해 연결되어 있는 BSS(211, 221)들이 모여 상위의 ESS(Extended Service Set)(410)을 이루게 된다. 이러한 무선랜의 시스템 구성에 관한 상세한 내용은 IEEE Std 802.11-2012 (29, Mar. 2012) 규격에 기술되어 있으므로, 여기서 이에 대한 설명은 생략한다. 상기 규격의 내용은 본 명세서에 참조에 의하여 결합된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS가 AP와 링크를 설정하는 단계를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 MS(100)가 AP(200)에 접속하는 단계는 크게 Scanning, Authentication 및 Association의 3단계로 구분된다. Scanning 단계는 MS(100)가 AP(200)가 운영하는 BSS의 접속 정보를 획득하는 단계이다. Scanning을 수행하기 위한 방법으로는 AP가 주기적으로 전송하는 Beacon 메시지만을 활용하여 정보를 획득하는 Passive Scanning 기법(S101)과 MS가 AP에 Probe Request를 전송하여(S103) AP로부터 Probe Response를 획득하여(S105) 접속 정보를 획득하는 Active Scanning 기법이 있다.
상기 Scanning 단계에서 성공적으로 무선 접속 정보를 수신한 MS(100)는 Authentication Request를 송신(S107a) 및 Authentication Response를 수신(S107b)하여 인증 절차를 수행한다. 성공적인 IEEE802.11 계층에서의 인증 절차를 수행 후, Association 단계 (S109a, S109b)를 수행하고, 추가적으로 802.1X 기반의 인증(S111) 및 DHCP를 통한 IP 주소 획득(S113) 단계를 수행할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Passive Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 MS-1(110)은 주변에 위치한 AP-1(210)과 AP-2(220)에서 주기적으로 송신하는 비콘 메시지를 수신하여 각각 AP들의 무선 접속 정보를 획득한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS의 Active Scanning 단계를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 MS-1(110)은 주변에 위치한 AP의 정보를 획득하기 위해 Probe Request 메시지를 송신하고 이에 대응하는 Probe Response 메시지를 각각 AP-1(210)과 AP-2(220)로부터 수신하여 각각 AP들의 무선 접속 정보를 획득한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 관련된 MS(Mobile Station, 이동 단말기)(100)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 MS(100)는 AP를 통해 무선랜 접속을 수행하는 하나 또는 그 이상의 NIC(Network Interface Card)들(111~119)을 구비한다. 상기 NIC(111~119)는 무선랜 접속을 수행하기 위한 모듈로서, MS에 내장 또는 외장될 수 있다. 상기 NIC(111~119)는 각각이 지원하는 무선랜 규격에 따라 AP와 무선 통신을 수행한다. 상기 NIC(111~119)는 MS(100)의 성능 및 시스템 요구사항에 따라 동시에 하나의 NIC만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC(111~119)를 동작시킬 수 있다. 상기 블록도의 MS(100)는 복수의 NIC(111~119)가 서로 분리되어 도시되어 있으며, 각각의 NIC의 MAC/PHY 계층이 서로 독립적으로 운영된다. 이러한 복수의 NIC(111~119)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.
이동통신 모듈(120)은 상기 MS(100)가 이동통신망에서 외부기기와 무선신호를 송수신할 수 있게 한다.
사용자 입력(130)부는 MS(100)를 제어하기 위한 명령이 사용자에 의해 입력될 수 있게 한다.
디스플레이(140)부는 상기 MS(100)의 동작에 따른 결과 및 상태를 표시하며, AP로부터 제공받은 정보를 표시할 수 있다.
메모리(150)부는 AP로의 접속을 제어하는 접속 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다.
제어부(160)는 상기 MS(100)가 AP로부터 받은 접속 정보와 사용자 및 시스템의 요구사항을 이용하여 적절한 Band(주파수 대역)로 접속을 시도하도록 개별 NIC(111~119)를 제어하는 역할을 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 관련된 AP(Access Point, 무선 접속장치)(200)를 개략적으로 도시한 블록구성도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 AP(200)는 하나 또는 그 이상의 대역에서 BSS를 운영하기 위한 하나 또는 그 이상의 NIC(Network Interface Card)들(211~219)을 구비한다. 상기 NIC(211~219)는 무선랜 서비스를 수행하기 위한 모듈로서, AP(200)에 내장 또는 외장될 수 있다. 상기 NIC(211~219)는 무선랜 각각이 지원하는 규격에 따라 MS와 무선 통신을 수행한다. 상기 NIC(211~219)는 AP(200)의 성능 및 시스템 요구사항에 따라 동시에 하나의 NIC(211~219 중 1개)만을 동작시키거나 동시에 다수의 NIC (211~219)를 동작시킬 수 있다. 상기 블록도의 AP(200)는 복수의 NIC(211~219)가 서로 분리되어 도시되어 있으며, 이것은 각각의 NIC가 MAC/PHY 계층이 서로 독립적으로 운영된다. 이러한 복수의 NIC(211~219)는 물리적으로 서로 구별되는 기능 개체로 구현되거나 또는 하나의 물리 개체로 통합하여 구현하는 것도 가능하다.
메모리(250)부는 MS의 접속을 관리하는 접속 프로그램 및 그에 따른 각종 데이터를 저장한다.
제어부(260)는 다수의 Band들에 대한 접속 정보와 사용자 및 시스템의 요구사항을 이용하여 적절한 Band로 MS와 접속을 진행하도록 개별 NIC(211~219)를 제어하는 역할을 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예로 MS(100)가 다중 NIC(111, 113)를 가지고 있을 때, 더욱 상세하게는 MS(100)가 다중 NIC(111, 113) 중 동시에 하나의 NIC만 사용하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하여 MS(100)가 무선랜 접속을 시도하는 경우를 살펴보면, 먼저 AP(200)는 자신이 운영하는 모든 BSS들의 서비스 영역내에 존재하는 MS들에게 Broadcast 방식으로 개별적인 Beacon메시지를 주기적으로 전송한다(S101). 본 실시 예에서는 AP(200)가 NIC-1(211)으로 운영하는 BSS-1에서 Beacon을 전송하는 경우(S101)를 가정한다.
본 실시 예에서 MS(100)가 NIC-1(111)을 통해 Beacon을 수신하면 BSSI(BSS Information, 상세 접속 정보)(도8의 1011), OB(Operating Band, 운영 대역)(도8의 1013), OC(Operating Channel, 운영 채널)(도8의 1015)의 정보를 포함하여 수신하게 된다. 상기 BSSI(도8의 1011)에는 BSS-1의 접속 정보가 포함되어 있다. 상기 OB(도8의 1013)에는 상기 AP(200)가 NIC-1(211)과 NIC-2(213)을 통해 운영하는 주파수 대역의 대역 ID 정보가 포함되어 있다. 상기 OC(도8의 1015)에는 상기 AP(200)가 NIC-1(211)과 NIC-2(213)을 통해 운영하는 주파수 대역 내의 세부 채널 ID 번호 정보가 포함되어 있다.
상기 Beacon을 수신한 MS(100)는 BSSI(도8의 1011)정보를 이용하여 AP(200)가 NIC-1(211)으로 운영하는 BSS-1으로 바로 접속을 시도할 수 있다. 그러나 BSS-1이 아닌 AP(200)가 NIC-2(213)로 운영하는 BSS-2로 접속을 시도하고자 하는 경우에는 Beacon(S101)의 정보만으로는 접속이 불가하다. 이 경우 추가적인 정보 요청을 위해 MS(200)는 추가적으로 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어(S103) AP(200)에게 NIC-2(213)의 BSSI-2 정보를 요청할 수 있다. (추가적으로 상기 Beacon을 수신하지 못한 MS의 경우에도 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어 AP에게 상세한 BSSI 정보를 요청할 수 있다.)
상기 Probe Request(S103)에는 MS(100)가 지원하는 하나 또는 그 이상의 NIC(111, 113)가 접속 가능한 하나 또는 그 이상의 주파수 대역 정보를 포함한 SB(Supporting Band, 지원 대역)(도8의 1031) 정보를 포함하여 보낼 수 있다.
상기 Probe Request(S103) 메시지를 수신한 상기 AP(200)는 응답으로 Probe Response 메시지를 Unicast 방식으로 상기 MS(100)로 전송한다(S105). 상기 Probe Response(S105) 메시지에는 최초의 Beacon(S101) 메시지와 유사하게 MS(100)가 NIC-1(111)을 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(NIC-1) 접속 정보(도8의 1011)와, NIC-2(113)를 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(NIC-2) 접속 정보(도8의 1053)를 포함할 수 있다.
상기 MS가 Probe Response(S105) 메시지를 수신하여 BSSI(NIC-1) 접속 정보(도8의 1011)와 BSSI(NIC-2) 접속 정보(도8의 1053)를 모두 수신하면 MS(100)는 사용자가 미리 설정하였거나 MS(100)가 선호하는 대역을 선택하여 접속을 시도하거나 동시에 다중 NIC(111, 113)로 접속을 시도할 수 있다. 이를 MS decision 단계(S107)라 한다. 추가적으로 상기 Probe Response 메시지(S105)에는 각 주파수 대역의 트래픽 혼잡도나 AP의 부하를 고려한 load/availability indicator가 각 BSSI에 포함될 수 있다. MS(100)는 이 정보를 활용하여 AP(200)의 특정 NIC에 접속할 지 여부를 결정하는 데 활용할 수 있다.
이후에는 결정된 AP(200)의 NIC(211, 213)와 링크 설정을 위한 Authentication(S209) 및 Association(S211) 정보 교환단계로 진입할 수 있게 된다. 본 실시 예를 나타내는 도 7에서는 NIC-2(213)로만 접속을 요청한다고 가정한다.
도 8은 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 메시지 세부 내용을 포함하여 상세히 나타낸 것이다.
도 9는 도 7에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 2.4GHz와 5GHz 대역으로 예시하여 상세히 나타낸 것이다.
IEEE 802.11n 무선랜은 다중 주파수 대역에서 사용이 가능하며 대표적으로 2.4GHz와 5GHz에서 동작이 가능하다. 그러나 2.4GHz 대역에서는 Passive Scanning과 Active Scanning 기법을 둘 다 사용할 수 있는 데 반해, 5GHz 대역에서는 주파수 규제로 인해 Passive Scanning 기법만 사용이 가능하다. 그러나 5GHz 대역에서 Passive Scanning을 수행할 경우 다수의 채널에서 순차적으로 Beacon 메시지를 수신하기 위해 대기해야 하므로 MS가 AP 접속 정보를 획득하는 데 많은 시간이 소모된다.
도 9를 참조하고 상기 제약사항을 고려하면 본 발명은 2.4GHz 주파수 대역에서 Active Scanning을 통해 획득한 5GH 대역의 BSSI 정보를 이용하여, 5GHz 대역에서 Passive Scanning 수행 없이 신속하게 접속이 가능한 효과를 가진다.
도 9를 참조하여 MS(100)가 무선랜 접속을 시도하는 경우를 살펴보면, 먼저 AP(200)는 자신이 운영하는 모든 BSS들의 서비스 영역내에 존재하는 MS들에게 Broadcast 방식으로 개별적인 Beacon메시지를 주기적으로 전송한다(S101). 본 실시 예에서는 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)로 운영하는 BSS-1에서 Beacon을 전송하는 경우(S101)를 가정한다.
본 실시 예에서 MS(100)가 2.4GHz NIC(111)을 통해 Beacon을 수신하면 BSSI(BSS Information, 상세 접속 정보)(1011), OB(Operating Band, 운영 대역)(1013), OC(Operating Channel, 운영 채널)(1015)의 정보를 포함하여 수신하게 된다. 상기 BSSI(1011)에는 BSS-1의 접속 정보가 포함되어 있다. 상기 OB(1013)에는 상기 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)과 5GHz NIC(213)을 통해 운영하는 주파수 대역의 대역 ID 정보가 포함되어 있다. 상기 OC(1015)에는 상기 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)과 5GHz NIC(213)을 통해 운영하는 주파수 대역 내의 세부 채널 ID 번호 정보가 포함되어 있다.
상기 Beacon을 수신한 MS(100)는 BSSI (1011)정보를 이용하여 AP(200)가 2.4GHz NIC (211)으로 운영하는 BSS-1으로 바로 접속을 시도할 수 있다. 그러나 BSS-1이 아닌 AP(200)가 5GHz NIC(213)로 운영하는 BSS-2로 접속을 시도하고자 하는 경우에는 Beacon(S101)의 정보만으로는 접속이 불가하다. 이 경우 추가적인 정보 요청을 위해 MS(200)는 추가적으로 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어(S103) AP(200)에게 5GHz NIC(213)의 BSSI-2 정보를 요청할 수 있다. (추가적으로 상기 Beacon을 수신하지 못한 MS의 경우에도 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어 AP에게 상세한 BSSI 정보를 요청할 수 있다.)
상기 Probe Request(S103)에는 MS(100)가 지원하는 하나 또는 그 이상의 NIC(111, 113)가 접속 가능한 하나 또는 그 이상의 주파수 대역 정보를 포함한 SB(Supporting Band, 지원 대역)(1031) 정보를 포함하여 보낼 수 있다.
상기 Probe Request(S103) 메시지를 수신한 상기 AP(200)는 응답으로 Probe Response 메시지를 Unicast 방식으로 상기 MS(100)로 전송한다(S105). 상기 Probe Response(S105) 메시지에는 최초의 Beacon(S101) 메시지와 유사하게 MS(100)가 2.4GHz NIC(111)을 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(2.4GHz) 접속 정보(1011)와, 5GHz NIC(113)를 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(5GHz) 접속 정보(1053)를 포함할 수 있다.
상기 MS가 Probe Response(S105) 메시지를 수신하여 BSSI(2.4GHz) 접속 정보(1011)와 BSSI(5GHz) 접속 정보(1053)를 모두 수신하면 MS(100)는 사용자가 미리 설정하였거나 MS(100)가 선호하는 대역을 선택하여 접속을 시도하거나 동시에 다중 NIC(111, 113)로 접속을 시도할 수 있다. 이를 MS decision 단계(S107)라 한다. 추가적으로 상기 Probe Response 메시지(S105)에는 각 주파수 대역의 트래픽 혼잡도나 AP의 부하를 고려한 load/availability indicator가 각 BSSI에 포함될 수 있다. MS(100)는 이 정보를 활용하여 AP(200)의 특정 NIC에 접속할 지 여부를 결정하는 데 활용할 수 있다.
이후에는 결정된 AP(200)의 NIC(211, 213)와 링크 설정을 위한 Authentication(S209) 및 Association(S211) 정보 교환단계로 진입할 수 있게 된다. 본 실시 예를 나타내는 도 9에서는 5GHz NIC(213)로만 접속을 요청한다고 가정한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예로 MS가 다중 NIC를 가지고 있을 때, 더욱 상세하게는 MS가 다중 NIC 중 동시에 다수의 NIC를 사용하는 경우의 무선랜 접속 절차를 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하여 MS(100)가 무선랜 접속을 시도하는 경우를 살펴보면, 먼저 AP(200)는 자신이 운영하는 모든 BSS들의 서비스 영역내에 존재하는 MS들에게 Broadcast 방식으로 개별적인 Beacon메시지를 주기적으로 전송한다(S101). 본 실시 예에서는 AP(200)가 NIC-1(211)으로 운영하는 BSS-1에서 Beacon을 전송하는 경우(S101)를 가정한다.
본 실시 예에서 MS(100)가 NIC-1(111)을 통해 Beacon을 수신하면 BSSI(BSS Information, 상세 접속 정보)(도11의 1011), OB(Operating Band, 운영 대역)(도11의 1013), OC(Operating Channel, 운영 채널)(도11의 1015)의 정보를 포함하여 수신하게 된다. 상기 BSSI(도11의 1011)에는 BSS-1의 접속 정보가 포함되어 있다. 상기 OB(도11의 1013)에는 상기 AP(200)가 NIC-1(211)과 NIC-2(213)을 통해 운영하는 주파수 대역의 대역 ID 정보가 포함되어 있다. 상기 OC(도11의 1015)에는 상기 AP(200)가 NIC-1(211)과 NIC-2(213)을 통해 운영하는 주파수 대역 내의 세부 채널 ID 번호 정보가 포함되어 있다.
상기 Beacon을 수신한 MS(100)는 BSSI(도11의 1011)정보를 이용하여 AP(200)가 NIC-1(211)으로 운영하는 BSS-1으로 바로 접속을 시도할 수 있다. 그러나 BSS-1이 아닌 AP(200)가 NIC-2(213)로 운영하는 BSS-2로 접속을 시도하고자 하는 경우에는 Beacon(S101)의 정보만으로는 접속이 불가하다. 이 경우 추가적인 정보 요청을 위해 MS(200)는 추가적으로 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어(S103) AP(200)에게 NIC-2(213)의 BSSI-2 정보를 요청할 수 있다. (추가적으로 상기 Beacon을 수신하지 못한 MS의 경우에도 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어 AP에게 상세한 BSSI 정보를 요청할 수 있다.)
상기 Probe Request(S103)에는 MS(100)가 지원하는 하나 또는 그 이상의 NIC(111, 113)가 접속 가능한 하나 또는 그 이상의 주파수 대역 정보를 포함한 SB(Supporting Band, 지원 대역)(도11의 1031) 정보를 포함하여 보낼 수 있다.
상기 Probe Request(S103) 메시지를 수신한 상기 AP(200)는 응답으로 Probe Response 메시지를 Unicast 방식으로 상기 MS(100)로 전송한다(S105). 상기 Probe Response(S105) 메시지에는 최초의 Beacon(S101) 메시지와 유사하게 MS(100)가 NIC-1(111)을 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(NIC-1) 접속 정보(도11의 1011)와, NIC-2(113)를 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(NIC-2) 접속 정보(도11의 1053)를 포함할 수 있다.
상기 MS가 Probe Response(S105) 메시지를 수신하여 BSSI(NIC-1) 접속 정보(도11의 1011)와 BSSI(NIC-2) 접속 정보(도11의 1053)를 모두 수신하면 MS(100)는 사용자가 미리 설정하였거나 MS(100)가 선호하는 대역을 선택하여 접속을 시도하거나 동시에 다중 NIC(111, 113)로 접속을 시도할 수 있다. 이를 MS decision 단계(S107)라 한다. 추가적으로 상기 Probe Response 메시지(S105)에는 각 주파수 대역의 트래픽 혼잡도나 AP의 부하를 고려한 load/availability indicator가 각 BSSI에 포함될 수 있다. MS(100)는 이 정보를 활용하여 AP(200)의 특정 NIC에 접속할 지 여부를 결정하는 데 활용할 수 있다.
이후에는 결정된 AP(200)의 NIC(211, 213)와 링크 설정을 위한 Authentication(S109, S209) 및 Association(S111, S211) 정보 교환단계로 진입할 수 있게 된다. 본 실시 예를 나타내는 도 10에서는 NIC-1(211)과 NIC-2(213)로 동시에 접속을 요청한다고 가정한다. 이 경우 MS(100)의 NIC-1(111)은 AP(200)의 NIC-1(211)과 Authentication 절차(S109) 및 Association 절차(S111)을 수행하고, 동시 또는 순차적으로 MS(100)의 NIC-1(113)은 AP(200)의 NIC-1(213)과 Authentication 절차(S209) 및 Association 절차(S211)을 수행한다. 상기 절차들이 성공적으로 수행될 경우 MS(100)는 NIC-1(111)과 NIC-2(211)를 모두 활용하여 무선랜 서비스를 받을 수 있게 된다.
도 11은 도 10에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 메시지 세부 내용을 포함하여 상세히 나타낸 것이다.
도 12는 도 10에서 도시한 본 발명의 일 실시 예를 2.4GHz와 5GHz 대역으로 예시하여 상세히 나타낸 것이다.
IEEE 802.11n 무선랜은 다중 주파수 대역에서 사용이 가능하며 대표적으로 2.4GHz와 5GHz에서 동작이 가능하다. 그러나 2.4GHz 대역에서는 Passive Scanning과 Active Scanning 기법을 둘 다 사용할 수 있는 데 반해, 5GHz 대역에서는 주파수 규제로 인해 Passive Scanning 기법만 사용이 가능하다. 그러나 5GHz 대역에서 Passive Scanning을 수행할 경우 다수의 채널에서 순차적으로 Beacon 메시지를 수신하기 위해 대기해야 하므로 MS가 AP 접속 정보를 획득하는 데 많은 시간이 소모된다.
도 12를 참조하고 상기 제약사항을 고려하면 본 발명은 2.4GHz 주파수 대역에서 Active Scanning을 통해 획득한 5GH 대역의 BSSI 정보를 이용하여, 5GHz 대역에서 Passive Scanning 수행 없이 신속하게 접속이 가능한 효과를 가진다.
도 12를 참조하여 MS(100)가 무선랜 접속을 시도하는 경우를 살펴보면, 먼저 AP(200)는 자신이 운영하는 모든 BSS들의 서비스 영역내에 존재하는 MS들에게 Broadcast 방식으로 개별적인 Beacon메시지를 주기적으로 전송한다(S101). 본 실시 예에서는 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)로 운영하는 BSS-1에서 Beacon을 전송하는 경우(S101)를 가정한다.
본 실시 예에서 MS(100)가 2.4GHz NIC(111)을 통해 Beacon을 수신하면 BSSI(BSS Information, 상세 접속 정보)(1011), OB(Operating Band, 운영 대역)(1013), OC(Operating Channel, 운영 채널)(1015)의 정보를 포함하여 수신하게 된다. 상기 BSSI(1011)에는 BSS-1의 접속 정보가 포함되어 있다. 상기 OB(1013)에는 상기 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)과 5GHz NIC(213)을 통해 운영하는 주파수 대역의 대역 ID 정보가 포함되어 있다. 상기 OC(1015)에는 상기 AP(200)가 2.4GHz NIC(211)과 5GHz NIC(213)을 통해 운영하는 주파수 대역 내의 세부 채널 ID 번호 정보가 포함되어 있다.
상기 Beacon을 수신한 MS(100)는 BSSI (1011)정보를 이용하여 AP(200)가 2.4GHz NIC (211)으로 운영하는 BSS-1으로 바로 접속을 시도할 수 있다. 그러나 BSS-1이 아닌 AP(200)가 5GHz NIC(213)로 운영하는 BSS-2로 접속을 시도하고자 하는 경우에는 Beacon(S101)의 정보만으로는 접속이 불가하다. 이 경우 추가적인 정보 요청을 위해 MS(200)는 추가적으로 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어(S103) AP(200)에게 5GHz NIC(213)의 BSSI-2 정보를 요청할 수 있다. (추가적으로 상기 Beacon을 수신하지 못한 MS의 경우에도 Broadcast 방식으로 Probe Request 메시지를 보내어 AP에게 상세한 BSSI 정보를 요청할 수 있다.)
상기 Probe Request(S103)에는 MS(100)가 지원하는 하나 또는 그 이상의 NIC(111, 113)가 접속 가능한 하나 또는 그 이상의 주파수 대역 정보를 포함한 SB(Supporting Band, 지원 대역)(1031) 정보를 포함하여 보낼 수 있다.
상기 Probe Request(S103) 메시지를 수신한 상기 AP(200)는 응답으로 Probe Response 메시지를 Unicast 방식으로 상기 MS(100)로 전송한다(S105). 상기 Probe Response(S105) 메시지에는 최초의 Beacon(S101) 메시지와 유사하게 MS(100)가 2.4GHz NIC(111)을 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(2.4GHz) 접속 정보(1011)와, 5GHz NIC(113)를 통해 접속하기 위해 필요한 BSSI(5GHz) 접속 정보(1053)를 포함할 수 있다.
상기 MS가 Probe Response(S105) 메시지를 수신하여 BSSI(2.4GHz) 접속 정보(1011)와 BSSI(5GHz) 접속 정보(1053)를 모두 수신하면 MS(100)는 사용자가 미리 설정하였거나 MS(100)가 선호하는 대역을 선택하여 접속을 시도하거나 동시에 다중 NIC(111, 113)로 접속을 시도할 수 있다. 이를 MS decision 단계(S107)라 한다. 추가적으로 상기 Probe Response 메시지(S105)에는 각 주파수 대역의 트래픽 혼잡도나 AP의 부하를 고려한 load/availability indicator가 각 BSSI에 포함될 수 있다. MS(100)는 이 정보를 활용하여 AP(200)의 특정 NIC에 접속할 지 여부를 결정하는 데 활용할 수 있다.
이후에는 결정된 AP(200)의 NIC(211, 213)와 링크 설정을 위한 Authentication(S109, S209) 및 Association(S111, S211) 정보 교환단계로 진입할 수 있게 된다. 본 실시 예를 나타내는 도 12에서는 2.4GHz NIC(211)과 5GHz NIC(213)로 동시에 접속을 요청한다고 가정한다. 이 경우 MS(100)의 2.4GHz NIC(111)은 AP(200)의 2.4GHz NIC(211)과 Authentication 절차(S109) 및 Association 절차(S111)을 수행하고, 동시 또는 순차적으로 MS(100)의 5GHz NIC(113)은 AP(200)의 5GHz NIC(213)과 Authentication 절차(S209) 및 Association 절차(S211)을 수행한다. 상기 절차들이 성공적으로 수행될 경우 MS(100)는 2.4GHz NIC(111)과 5GHz NIC(211)를 모두 활용하여 무선랜 서비스를 받을 수 있게 된다.
도 13은 본 발명의 AP가 전송하는 Beacon 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 MS가 전송하는 Probe Request 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 AP가 전송하는 Probe Response 메시지의 패킷 구조를 나타낸 것이다.

Claims (14)

  1. 이동 단말기에서 수행되는 무선 링크 설정 방법으로서,
    복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로부터 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 통해 비콘 메시지를 수신하는 단계;
    상기 비콘 메시지로부터 상기 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보를 획득하는 단계; 및
    상기 비콘 메시지로부터 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 획득하는 단계를 포함하는 무선 링크 설정 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무선 링크 설정 방법은,
    상기 제1 통신 채널 및 가용 통신 채널 중 접속을 위한 통신 채널을 결정하는 단계; 및
    결정된 통신 채널을 사용하여 접속을 시도하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 접속을 시도하는 단계는,
    상기 결정된 통신 채널이 상기 제1 통신 채널인 경우, 상기 무선 접속정보를 사용하여 상기 제1 통신 채널로 인증을 요청하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 접속을 시도하는 단계는,
    상기 결정된 통신 채널이 상기 가용 통신 채널인 경우, 상기 가용 통신 채널을 통해 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하는 단계; 및
    상기 무선접속장치로부터 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법.
  5. 복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치에서 수행되는 무선 링크 설정 방법으로서,
    상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보, 및 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 포함한 비콘 메시지를 생성하는 단계; 및
    상기 제1 통신 채널을 통해 상기 비콘 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 무선 링크 설정 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 무선 링크 설정 방법은,
    상기 제1 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 인증 요청을 수신한 경우, 상기 이동단말기와의 인증 과정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 무선 링크 설정 방법은,
    상기 적어도 하나의 가용 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 수신한 경우, 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 상기 이동단말기에 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 링크 설정 방법.
  8. 이동단말기로서,
    상기 이동단말기의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드를 포함하되,
    상기 제어부는,
    복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로부터 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 통해 비콘 메시지를 수신하고, 상기 비콘 메시지로부터 상기 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보를 획득하고, 상기 비콘 메시지로부터 상기 복수의 통신 채널 중 상기 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 획득하는 이동단말기.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 통신 채널 및 가용 통신 채널 중 접속을 위한 통신 채널을 결정하고, 결정된 통신 채널을 사용하여 접속을 시도하는 것을 특징으로 하는 이동단말기.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 통신 채널이 상기 제1 통신 채널인 경우, 상기 무선 접속정보를 사용하여 상기 제1 통신 채널로 인증을 요청하는 것을 특징으로 하는 이동단말기.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 결정된 통신 채널이 상기 가용 통신 채널인 경우, 상기 가용 통신 채널을 통해 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 송신하고, 상기 무선접속장치로부터 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 수신하는 것을 특징으로 하는 이동단말기.
  12. 복수의 통신 채널을 지원하는 무선접속장치로서,
    상기 무선접속장치의 작동을 제어하는 제어부; 및
    상기 제어부의 명령에 기초하여 데이터를 송수신하는 적어도 하나의 네트워크 인터페이스 카드를 포함하되,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널로의 접속을 위해 사용되는 무선 접속정보, 및 상기 복수의 통신 채널 중 제1 통신 채널을 제외한 적어도 하나의 가용 통신 채널 목록을 포함한 비콘 메시지를 생성하고, 상기 제1 통신 채널을 통해 상기 비콘 메시지를 송신하는 무선접속장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 인증 요청을 수신한 경우, 상기 이동단말기와의 인증 과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선접속장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 적어도 하나의 가용 통신 채널을 통해 이동단말기로부터 프로브 리퀘스트(probe request) 메시지를 수신한 경우, 상기 프로브 리퀘스트 메시지에 대한 응답인 프로브 리스폰스(probe response) 메시지를 상기 이동단말기에 송신하는 것을 특징으로 하는 무선접속장치.
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