KR20140009040A

KR20140009040A - 무선랜 시스템에서 수동 검색 방법

Info

Publication number: KR20140009040A
Application number: KR1020130080737A
Authority: KR
Inventors: 정양석; 김주영
Original assignee: 주식회사 케이티
Priority date: 2012-07-11
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2014-01-22

Abstract

무선랜 시스템에서 수동 검색 방법이 개시된다. 수동 검색 방법은, 액세스 포인트로부터 짧은 비컨을 수신하는 단계, 짧은 비컨에 포함된 시간 정보를 기반으로, 짧은 비컨 이후에 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는 단계, 및 전송 시점에서 상기 액세스 포인트로부터 긴 비컨을 수신하는 단계를 포함한다. 따라서, 무선 채널의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

무선랜 시스템에서 수동 검색 방법{METHOD FOR PASSIVE SCANNING IN WIRELESS LOCAL AREA NETWORK SYSTEM}

본 발명은 수동 검색 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무선랜 시스템에서 수동 검색 방식을 기반으로 액세스 포인트를 검색하는 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 5GHz에서 비면허 대역(unlicensed band)을 이용하여, 54Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11b는 2.4GHz에서 직접 시퀀스 방식(direct sequence spread spectrum, DSSS)을 적용하여, 11Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11g는 2.4GHz에서 직교 주파수 분할 다중화(orthogonal frequency division multiplexing, OFDM)를 적용하여, 54Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n은 다중입출력 OFDM(multiple input multiple output-OFDM, MIMO-OFDM)을 적용하여, 2개의 공간적인 스트림(spatial stream)에 대해서 300Mbps의 전송 속도를 제공한다. IEEE 802.11n에서는 채널 대역폭(channel bandwidth)을 40MHz까지 지원하며, 이 경우에 600Mbps의 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 1Gbps 이상의 데이터 처리 속도를 지원하기 위하여 제안되고 있는 IEEE 802.11 무선랜 기술 중의 하나이다. 그 중, IEEE 802.11ac는 5GHz 이하 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있고, IEEE 802.11ad는 60GHz 대역에서 초고처리율 제공을 위한 표준으로서 개발되고 있다.

이러한 무선랜 기술을 기초로 한 저전력/저전송률 무선랜 시스템(예를 들어, 센서 네트워크 등)에 있어서, 액세스 포인트(access point)는 100Kbps의 최저 MCS(modulation and coding scheme) 레벨을 사용하여 (일반적으로) 100ms 주기로 비컨(beacon)을 전송한다. 이 경우 100Bytes 크기의 비컨을 전송하기 위해 약 8ms 정도의 전송 시간이 소요되므로, 일반적인 비컨 주기를 고려하면 약 8%의 오버헤드(overhead)로 무선 채널을 비효율적으로 사용하는 문제가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 필수 정보만을 포함하는 짧은 비컨 프레임을 사용하여 수동 검색을 수행하기 위해 단말에서 수행되는 수동 검색 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 긴 비컨 프레임 간격 내에서 필수 정보만을 포함하는 짧은 비컨 프레임을 전송하기 위해 액세스 포인트에서 수행되는 비컨 전송 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법은, 액세스 포인트로부터 짧은 비컨을 수신하는 단계, 상기 짧은 비컨에 포함된 시간 정보를 기반으로, 상기 짧은 비컨 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는 단계, 및 상기 전송 시점에서 상기 액세스 포인트로부터 긴 비컨을 수신하는 단계를 포함하되, 상기 짧은 비컨은 상기 긴 비컨의 간격 내에서 전송된다.

여기서, 상기 시간 정보는 상기 짧은 비컨의 간격 정보 및 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 시간 정보는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 긴 비컨의 주기는 상기 짧은 비컨 주기의 정수배일 수 있다.

여기서, 상기 짧은 비컨은 미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹에 대한 트래픽 할당 정보를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 단말은 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 슬립 모드로 동작할 수 있다.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수신 방법은, 액세스 포인트로부터 짧은 비컨을 수신하는 단계, 상기 짧은 비컨에 포함된 트래픽 할당 정보를 기반으로, 상기 단말을 위해 버퍼링된 데이터의 존재를 판단하는 단계, 및 상기 단말을 위한 데이터가 존재하는 경우 상기 액세스 포인트로부터 상기 데이터를 수신하는 단계를 포함하되, 상기 짧은 비컨은 긴 비컨의 간격 내에서 상기 액세스 포인트로부터 전송된다.

여기서, 상기 트래픽 할당 정보는 미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹을 위해 상기 액세스 포인트에 버퍼링된 데이터의 존재를 나타낼 수 있다.

여기서, 트래픽 할당 정보는 상기 짧은 비컨에 포함된 카운트 정보를 기초로 설정될 수 있다.

여기서, 상기 짧은 비컨은 상기 짧은 비컨 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함할 수 있다.

상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 비컨 전송 방법은, 미리 설정된 시점에서 긴 비컨을 전송하는 단계, 및 상기 긴 비컨의 간격 내에서 상기 긴 비컨보다 작은 크기를 가지는 짧은 비컨을 전송하는 단계를 포함하되, 상기 짧은 비컨은 상기 액세스 포인트로부터 상기 짧은 비컨 이후에 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함한다.

본 발명에 의하면, 기존 비컨(즉, 긴 비컨)의 주기를 상대적으로 길게 설정하고 기존 비컨 사이에 필수 정보만을 포함한 짧은 비컨을 전송함으로써, 무선 채널의 사용 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 짧은 비컨에 포함된 카운터 정보 및 간격 정보를 사용함으로써, 단말은 이후에 전송되는 기존 비컨의 전송 시점을 인지할 수 있고, 기존 비컨의 전송 시점까지 슬립 상태를 유지할 수 있으므로 소모 전력을 감소시킬 수 있다.

또한, 특정 단말(또는, 그룹)을 위한 TIM 정보를 포함한 짧은 비컨을 사용함으로써, 특정 단말(또는, 그룹)은 데이터를 수신하기 위해 기존 비컨의 전송 시점까지 기다리지 않아도 되므로 데이터의 전송 속도가 향상된다. 더불어, 이를 통해 데이터 수신을 위한 단말들의 채널 접근 시도가 시간적으로 분산되므로, 단말 간의 충돌을 방지할 수 있다.

도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 연결 과정을 도시한 개념도이다.
도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 4는 무선랜 시스템에서 비컨 전송에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 5는 비컨의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 TIM 요소의 구성을 도시한 블록도이다.
도 7은 수동 검색 방식에서 단말의 동작을 도시한 개념도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.
도 9는 짧은 비컨의 구성을 도시한 블록도이다.
도 10은 짧은 비컨에 포함된 짧은 비컨 정보 필드의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 블록도이다.
도 11은 짧은 비컨에 포함된 짧은 비컨 정보 필드의 구성에 대한 다른 실시예를 도시한 블록도이다.
도 12는 계층적 AID 구조를 도시한 블록도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도이다.
도 14는 짧은 비컨 전송에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법에 있어서 단말 동작에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.
도 16은 TIM 정보를 포함한 짧은 비컨 전송에 대한 일 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.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

명세서 전체에서, 스테이션(station, STA)은 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(medium access control, MAC)와 무선 매체(medium)에 대한 물리 계층(physical layer) 인터페이스(interface)를 포함하는 임의의 기능 매체를 의미한다. 스테이션(STA)은 액세스 포인트(access point, AP)인 스테이션(STA)과 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)으로 구분할 수 있다. 액세스 포인트(AP)인 스테이션(STA)은 단순히 액세스 포인트(AP)로 불릴 수 있고, 비-액세스 포인트(non-AP)인 스테이션(STA)은 단순히 단말(terminal)로 불릴 수 있다.

스테이션(STA)은 프로세서(Processor)와 트랜시버(transceiver)를 포함하고, 사용자 인터페이스와 디스플레이(display) 장치 등을 더 포함할 수 있다. 프로세서는 무선 네트워크를 통해 전송할 프레임을 생성하거나 무선 네트워크를 통해 수신된 프레임을 처리하도록 고안된 유닛(unit)을 의미하며, 스테이션(STA)을 제어하기 위한 여러 가지 기능을 수행한다. 트랜시버는 프로세서와 기능적으로 연결되어 있으며, 스테이션(STA)을 위하여 무선 네트워크를 통해 프레임을 송수신하도록 고안된 유닛을 의미한다.

액세스 포인트(AP)는 집중 제어기, 기지국(base station, BS), 노드-B(node-B), e노드-B, BTS(base transceiver system), 또는 사이트 제어기 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.

단말은 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit, WTRU), 사용자 장비(user equipment, UE), 사용자 단말(user terminal, UT), 액세스 단말(access terminal, AT), 이동국(mobile station, MS), 휴대용 단말(mobile terminal), 가입자 유닛(subscriber unit), 가입자 스테이션(subscriber station, SS), 무선 기기(wireless device), 또는 이동 가입자 유닛(mobile subscriber unit) 등을 지칭할 수 있고, 그 것들의 일부 또는 전부 기능을 포함할 수 있다.

여기서, 단말로 통신이 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 태블릿(tablet) PC, 무선전화기(wireless phone), 모바일폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), e-book 리더기, PMP(Portable Multimedia Player), 휴대용 게임기, 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB (Digital Multimedia Broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 영상 녹화기(digital picture recorder), 디지털 영상 재생기(digital picture player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player) 등을 사용할 수 있다.

도 1은 IEEE 802.11 무선랜 시스템의 구성에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 1을 참조하면, IEEE 802.11 무선랜 시스템은 적어도 하나의 기본 서비스 세트(basic service set, BSS)를 포함한다. BSS는 성공적으로 동기화를 이루어서 서로 통신할 수 있는 스테이션(STA 1, STA 2(AP 1), STA 3, STA 4, STA 5(AP 2))의 집합을 의미하며, 특정 영역을 의미하는 개념은 아니다.

BSS는 인프라스트럭쳐 BSS(infrastructure BSS)와 독립 BSS(independent BSS, IBSS)로 구분할 수 있으며, BSS 1과 BSS 2는 인프라스트럭쳐 BSS를 의미한다. BSS 1은 단말(STA 1), 분배 서비스(distribution service)를 제공하는 액세스 포인트(STA 2(AP 1)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템(Distribution System, DS)을 포함할 수 있다. BSS 1에서 액세스 포인트(STA 2(AP 1))는 단말(STA 1)을 관리한다.

BSS 2는 단말(STA 3, STA 4), 분배 서비스를 제공하는 액세스 포인트(STA 5(AP 2)) 및 다수의 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 연결하는 분배 시스템을 포함할 수 있다. BSS 2에서 액세스 포인트(STA 5(AP 2))는 단말(STA 3, STA 4)을 관리한다.

한편, 독립 BSS는 애드-혹(ad-hoc) 모드로 동작하는 BSS이다. IBSS는 액세스 포인트를 포함하지 않으므로, 중앙에서 관리 기능을 수행하는 개체(centralized management entity)가 존재하지 않는다. 즉, IBSS에서 단말들은 분산된 방식(distributed manner)으로 관리된다. IBSS에서 모든 단말은 이동 단말으로 이루어질 수 있으며, 분배 시스템(DS)으로 접속이 허용되지 않으므로 자기 완비적 네트워크(self-contained network)를 이룬다.

액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))는 자신에게 결합된 단말(STA 1, STA 3, STA 4)을 위하여 무선 매체를 통한 분산 시스템(DS)에 대한 접속을 제공한다. BSS 1 또는 BSS 2에서 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 사이의 통신은 일반적으로 액세스 포인트(STA 2(AP 1), STA 5(AP 2))를 통해 이루어지나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 단말들(STA 1, STA 3, STA 4) 간의 직접 통신이 가능하다.

복수의 인프라스트럭쳐 BSS는 분배 시스템(DS)을 통해 상호 연결될 수 있다. 분배 시스템(DS)을 통하여 연결된 복수의 BSS를 확장 서비스 세트(extended service set, ESS)라 한다. ESS에 포함되는 스테이션들은 서로 통신할 수 있으며, 동일한 ESS 내에서 단말은 끊김 없이 통신하면서 하나의 BSS에서 다른 BSS로 이동할 수 있다.

분배 시스템(DS)은 하나의 액세스 포인트가 다른 액세스 포인트와 통신하기 위한 메커니즘(mechanism)으로서, 이에 따르면 액세스 포인트는 자신이 관리하는 BSS에 결합되어 있는 단말들을 위해 프레임을 전송하거나, 다른 BSS로 이동한 임의의 단말을 위해 프레임을 전송할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크와 프레임을 송수신할 수가 있다. 이러한 분배 시스템(DS)은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11 표준에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 분배 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 액세스 포인트들을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수 있다.

후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법은 상기에서 설명한 IEEE 802.11 무선랜 시스템에 적용될 수 있으며, 더불어 IEEE 802.11 무선랜 시스템뿐만 아니라 WPAN(Wireless Personal Area Network), WBAN(Wireless Body Area Network) 등과 같은 다양한 네트워크에 적용될 수 있다.

도 2는 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말의 연결 과정을 도시한 개념도이다.

인트라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)이 데이터를 송수신하기 위해, 먼저 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 연결되어야 한다.

도 2를 참조하면, 인프라스트럭쳐 BSS에서 단말(STA)의 연결 과정은 크게 1) 액세스 포인트(AP)를 탐지하는 단계(probe step), 2) 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증 단계(authentication step), 3) 인증된 액세스 포인트(AP)와의 연결 단계(association step)로 구분된다.

단말(STA)은 먼저 탐지 프로세스(process)를 통해 이웃하는 액세스 포인트들(APs)을 탐지할 수 있다. 탐지 프로세스는 수동 스캐닝(passive scanning) 방법과 능동 스캐닝(active scanning) 방법으로 구분된다. 수동 스캐닝 방법은 이웃하는 액세스 포인트들(APs)이 전송하는 비컨을 엿들음(overhearing)으로써 수행될 수 있다. 한편, 능동 스캐닝 방법은 프로브 요청 프레임(probe request frame)을 브로드캐스팅(broadcasting)함으로써 수행될 수 있다. 프로브 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 프로브 요청 프레임에 대응된 프로브 응답 프레임(probe response frame)을 해당 단말(STA)에 전송할 수 있다. 단말(STA)은 프로브 응답 프레임을 수신함으로써 이웃하는 액세스 포인트들(APs)의 존재를 알 수 있다.

그 후, 단말(STA)은 탐지된 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행하며, 탐지된 복수의 액세스 포인트들(APs)과의 인증을 수행할 수 있다. IEEE 802.11 표준에 따른 인증 알고리즘(algorithm)은 두 개의 인증 프레임을 교환하는 오픈 시스템(open system) 알고리즘, 네 개의 인증 프레임을 교환하는 공유 키(shared key) 알고리즘으로 구분된다. 이러한 인증 알고리즘을 기초로 인증 요청 프레임(authentication request frame)과 인증 응답 프레임(authentication response frame)을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와의 인증을 수행할 수 있다.

마지막으로, 단말(STA)은 인증된 복수의 액세스 포인트들(APs) 중 하나의 액세스 포인트(AP)를 선택하고, 선택된 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행한다. 즉, 단말(STA)은 선택된 액세스 포인트(AP)에 연결 요청 프레임(association request frame)을 전송하고, 연결 요청 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 연결 요청 프레임에 대응된 연결 응답 프레임(association response frame)을 해당 단말(STA)에 전송한다. 이와 같이, 연결 요청 프레임과 연결 응답 프레임을 교환하는 과정을 통해, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)와 연결 과정을 수행할 수 있다.

도 3은 액세스 포인트의 데이터 전송 과정에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 비컨을 브로드캐스팅(broadcasting) 하며, 3개의 비컨 간격(interval)으로 DTIM이 포함된 비컨을 브로드캐스팅할 수 있다. 전력 절감 모드(power save mode, PSM)의 단말(STA 1, STA 2)은 주기적으로 깨어나(awake) 비컨을 수신하고, 비컨에 포함된 TIM 또는 DTIM을 확인하여 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트에 버퍼링되어 있는지 확인한다. 이때, 버퍼링된 데이터가 존재하는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 깨어있는 상태를 유지하여 액세스 포인트(AP)로부터 데이터를 수신하고, 버퍼링된 데이터가 존재하지 않는 경우 단말(STA 1, STA 2)은 절력 절감 상태(즉, doze 상태)로 돌아간다.

즉, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 1 로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 자신이 깨어 있고 데이터를 받을 준비가 되어 있음을 알리는 PS(Power Save)-Poll 프레임(또는, 트리거(trigger) 프레임)을 액세스 포인트(AP)에 전송하고, 액세스 포인트(AP)는 PS-Poll 프레임을 수신함으로써 단말(STA 1, STA 2)이 데이터 수신을 위한 준비가 되었음을 확인하고, 단말(STA 1, STA 2)에 데이터 또는 ACK(acknowledgement)을 전송할 수 있다. ACK을 단말(STA 1, STA 2)에 전송한 경우, 액세스 포인트(AP)는 적절한 시점에 데이터를 단말(STA 1, STA 2)에 전송한다. 한편, 자신의 AID에 대응하는 TIM 내의 비트가 0 으로 설정되어 있는 경우, 단말(STA 1, STA 2)은 전력 절감 상태로 돌아간다.

도 4는 무선랜 시스템에서 비컨 전송에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 4를 참조하면, 전통적인 무선랜 시스템(예를 들어, IEEE 802.11a/b/g/n)의 인프라스트럭쳐 BSS에서 액세스 포인트(AP)는 자신의 존재와 커버리지(coverage)를 단말들에게 알리기 위해 주기적(target beacon transmit time, TBTT)으로 비컨을 브로드캐스트(broadcast) 방식으로 전송한다.

액세스 포인트(AP)에 연결(association)되어 있지 않은 단말은 수신된 비컨을 기반으로 액세스 포인트(AP)의 존재와 연결 호환성을 확인하고, 액세스 포인트(AP)의 커버리지를 예측한다. 액세스 포인트(AP)에 연결된 단말은 액세스 포인트(AP)와의 연결 상태 유지, 이동성 지원, 데이터 전송을 위한 정보 수신을 위한 용도로 비컨을 사용한다.

도 5는 비컨의 구성을 도시한 블록도이다.

도 5를 참조하면, 비컨은 일반적으로 100Bytes 이상의 크기를 가지고, 엔터프라이즈(enterprise) 환경에서는 230Bytes 정도의 크기를 가진다. MAC 헤더는 프레임 제어(frame control) 필드, 듀레이션(duration) 필드, 주소(address 1, address 2, address 3) 필드, 시퀀스 제어(sequence control) 필드, HT 제어(HT control) 필드를 포함한다.

프레임 제어 필드는 프레임의 종류 및 기본 정보를 나타내고, 듀레이션 필드는 무선 채널의 점유 시간을 의미한다. 주소 필드는 송수신 주소를 의미하고, 시퀀스 제어 필드는 프레임 전송 순서를 나타내고, HT 제어 필드는 높은 처리량(high throughput, HT) 기능을 지원한다.

프레임 바디(frame body) 필드는 필수 항목으로 타임스탬프(timestamp), 성능(capability), SSID(service set identifier), 지원되는 레이트(supported rates) 정보를 포함하며, 필요에 따라 다수의 옵션(option) 정보를 포함할 수 있다. 옵션 정보는 단말에 전송할 데이터가 존재함을 알리는 TIM(traffic indication map) 요소(element)를 포함할 수 있다.

여기서, 타임스탬프 정보는 8Bytes의 크기를 가지고, 성능 정보는 2Bytes의 크기를 가지고, SSID 정보는 2 ~ 34Bytes의 크기를 가지고, 지원되는 레이트 정보는 3 ~ 11Bytes의 크기를 가진다.

도 6은 TIM 요소의 구성을 도시한 블록도이다.

도 6을 참조하면, TIM 요소는 1 옥텟(octet)의 크기를 가지는 요소(element) ID 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 길이(length) 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 DTIM 카운트(count) 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 DTIM 주기(period) 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 비트맵 제어(bitmap control) 필드, 1 ~ 251 옥텟의 크기를 가지는 부분 가상 비트맵(partial virtual bitmap) 필드를 포함한다.

도 7은 수동 검색 방식에서 단말의 동작을 도시한 개념도이다.

도 7을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 400ms 주기로 DTIM 비컨을 브로드캐스팅 방식으로 전송하고, DTIM 비컨의 간격 내에서 100ms 주기로 비컨을 브로드캐스팅 방식으로 전송한다. 액세스 포인트(AP)는 DTIM 카운트가 설정된 비컨을 전송할 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트(AP)는 DTIM 비컨 이후에 전송되는 첫 번째 비컨의 DTIM 카운트를 3으로 설정할 수 있고, 그 다음으로 전송되는 비컨의 DTIM 카운터를 2로 설정할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(AP)는 비컨을 전송할 때마다 DTIM 카운터를 1씩 차감하여 전송할 수 있으며, DTIM 비컨은 DTIM 카운트 0을 가진다.

전력 절감(power save) 상태로 동작하는 단말(STA)은 DTIM 비컨의 전송 직전에 깨어나며(wake-up), 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 DTIM 비컨을 수신할 수 있다. DTIM 비컨을 수신한 단말(STA)은 TIM 요소에 포함된 비트맵 제어 필드와 부분 가상 비트맵 필드에 자신의 AID 비트가 설정되어 있는지 확인할 수 있다.

자신의 AID 비트가 1로 설정이 되어 있는 경우 이는 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트(AP)에 존재함을 나타내므로, 단말(STA)은 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송하여 데이터를 수신할 준비가 완료되었음을 알릴 수 있다. PS-Poll 프레임을 수신한 액세스 포인트(AP)는 버퍼링(buffering)된 데이터를 단말(STA)에 전송한다.

비컨 주기인 TBTT가 길어지거나 DTIM 주기가 커지는 경우, 단말(STA)에 데이터를 전송할 수 있는 주기가 길어지게 된다. 이 경우, 액세스 포인트(AP)는 단말(STA)로 전송해야 할 데이터를 임시로 저장하는 저장 공간을 크게 할당해야 한다. 또한, 이 경우에 MAC 계층에서 데이터 전송 지연이 발생하므로, TCP(transmission control protocol) 계층의 전송 속도가 느려지게 된다.

액세스 포인트(AP)는 커버리지 내의 단말들과의 하위 버전 호환성 및 안정적인 프레임 전송 보장을 위해 가장 낮은 MCS(modulation and coding scheme) 레벨을 사용하여 비컨을 주기적으로 전송한다. IEEE 802.11b/g에 따른 무선랜 시스템에서 액세스 포인트(AP)는 1Mbps의 MCS 레벨을 사용하여 100ms 주기로 비컨을 전송하고, IEEE 802.11a에 따른 무선랜 시스템에서 액세스 포인트(AP)는 6Mbps의 MCS 레벨을 사용하여 100ms 주기로 비컨을 전송한다.

이러한 무선랜 기술을 기초로 한 저전력/저전송률 무선랜 시스템(예를 들어, 센서 네트워크 등)에 있어서, 액세스 포인트(AP)는 100Kbps의 최저 MCS 레벨을 사용하여 100ms 주기로 비컨을 전송한다. 이 경우 100Bytes 정도의 비컨을 전송하기 위해 약 8ms 정도의 전송 시간이 소요되므로, 일반적인 비컨 주기를 고려하면 약 8%의 오버헤드(overhead)로 무선 채널을 비효율적으로 사용하는 문제가 발생한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법을 도시한 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 액세스 포인트(10)는 미리 설정된 시점(예를 들어, TBTT)에서 주기적으로 긴 비컨(full beacon)을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다(S100). 긴 비컨은 일반적으로 사용되는 비컨(즉, 도 5에 도시된 비컨)을 의미한다. 단말(20)은 긴 비컨의 전송 시점에서 깨어있는 경우 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨을 수신할 수 있으나, 긴 비컨의 전송 시점에서 슬립 모드(sleep mode)로 동작하는 경우에 긴 비컨을 수신하지 못한다.

액세스 포인트(10)는 긴 비컨의 간격(interval) 내에서 긴 비컨보다 작은 크기를 가지는 짧은 비컨(short beacon)을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다(S110). 즉, 액세스 포인트(10)는 긴 비컨 간격 내에서 N개의(N = 정수) 짧은 비컨을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있으며, 긴 비컨을 통해 짧은 비컨의 전송 주기를 단말(20)에 알려줄 수 있다. 긴 비컨의 주기는 짧은 비컨 주기의 정수배일 수 있으며, 예를 들어, 짧은 비컨의 주기가 100ms인 경우에 긴 비컨은 700ms 주기를 가질 수 있다.

짧은 비컨은 신규 단말이 액세스 포인트를 검색하는데 필요한 정보, BSS 내의 단말들이 연결을 유지하는데 필요한 정보, 및 데이터 전송을 위해 필요한 정보 중 적어도 하나를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 짧은 비컨을 통해 액세스 포인트의 존재를 알릴 수 있고, 액세스 포인트와 단말 간의 동기를 맞출 수 있고, 전력 절감 상태의 단말에 전송될 데이터의 유무를 공지할 수 있다. 이외의 다른 정보들은 능동 검색(active scanning) 과정에서 프로브 응답 프레임, 연결(association) 과정에서 연결 응답 프레임, TBTT 주기에서 전송되는 기존의 긴 비컨을 통해 단말에 전송될 수 있다.

짧은 비컨은 짧은 비컨 이후에 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함할 수 있다. 시간 정보는 짧은 비컨의 간격(interval) 정보, 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 짧은 비컨의 개수 정보는 현재 전송된 짧은 비컨을 포함할 수 있다. 또한, 시간 정보는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함할 수 있다.

도 9는 짧은 비컨의 구성을 도시한 블록도이다.

도 9를 참조하면, 짧은 비컨은 프레임 제어(frame control) 필드, 소스 주소(source address) 필드, 타임스탬프(timestamp) 필드, 체인지 시퀀스(change sequence) 필드, 짧은 비컨 정보(short beacon information) 필드, 압축된 SSID(compressed SSID) 필드, 액세스 네트워크 옵션(access network options) 필드, 선택적인 IEs(optional information elements) 필드, CRC 필드를 포함할 수 있다.

짧은 비컨은 특정 단말로 전송되는 것이 아닌 브로드캐스트 방식으로 전송되는 프레임이므로, 주소 필드로 소스 주소 필드만을 가질 수 있다. 타임스탬프 필드는 액세스 포인트와 BBS 내의 단말들 간의 시각 동기를 맞추기 위해 사용되고, 체인지 시퀀스 필드는 액세스 포인트의 설정 정보가 변경되었는지 여부를 알려주기 위해 사용된다. 체인지 시퀀스 필드가 설정 정보의 변경이 있음을 나타내는 경우, 단말은 긴 비컨으로부터 변경된 정보를 획득하여 갱신할 수 있다. 액세스 포인트는 전체 SSID를 대표하는 압축된 SSID를 사용할 수 있다. 액세스 네트워크 옵션들은 액세스 포인트에 연결된 액세스 네트워크 정보를 나타낸다.

짧은 비컨 정보 필드는 짧은 비컨 이후에 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함할 수 있다. 즉, 짧은 비컨 정보 필드는 짧은 비컨의 간격 정보, 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함할 수 있다. 또한, 시간 정보는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함할 수도 있다.

프레임 제어 필드는 프로토콜 버전(protocol version) 필드, 타입(type) 필드, 서브타입(subtype) 필드, 짧은 비컨 정보 존재(short beacon information present) 필드, SSID 존재(SSID present) 필드, 인터워킹 존재(interworking presnet), BBS 대역폭(BBS bandwidth) 필드, 보안(security) 필드, reserved 필드 등을 포함할 수 있다.

타입 필드/서브타입 필드는 해당 비컨이 짧은 비컨임을 나타낼 수 있고, 짧은 비컨 정보 존재 필드는 짧은 비컨 정보의 존재 유무를 나타낼 수 있고, SSID 존재 필드는 압축된 SSID의 존재 유무를 나타낼 수 있고, 인터워킹 존재 필드는 액세스 네트워크 옵션들의 존재 유무를 나타낼 수 있다.

도 10은 짧은 비컨에 포함된 짧은 비컨 정보 필드의 구성의 일 실시예를 도시한 블록도이다.

도 10을 참조하면, 짧은 비컨 정보 필드는 1 옥텟의 크기를 가지는 짧은 비컨 카운트(SB count) 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 짧은 비컨 간격(SB interval) 필드를 포함할 수 있다. 짧은 비컨 카운트 필드는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함하며, 짧은 비컨의 개수 정보는 현재 전송된 짧은 비컨을 포함할 수 있다. 짧은 비컨 카운트는 긴 비컨의 전송 이후에 첫 번째로 전송되는 짧은 비컨에서 미리 설정된 값으로 초기화되고, 다음 짧은 비컨이 전송될 때마다 1씩 감소 또는 증가한다. 이러한 특징으로 인해, 짧은 비컨 카운트는 긴 비컨 내에서 짧은 비컨을 구별하는 ID 역할을 할 수 있다.

짧은 비컨 간격 필드는 짧은 비컨의 간격 정보를 포함한다. 짧은 비컨 간격의 일 실시예로 100TU(1TU = 1024us)를 사용할 경우, 짧은 비컨 주기는 100ms ~ 25.5s 범위 내에서 설정될 수 있다.

짧은 비컨을 수신한 단말은 짧은 비컨 정보 필드를 기반으로 다음 긴 비컨의 전송 시점을 인지할 수 있다. 즉, 단말은 아래 수학식 1을 통해 다음 긴 비컨의 전송 시점을 획득할 수 있다.

도 11은 짧은 비컨에 포함된 짧은 비컨 정보 필드의 구성의 다른 실시예를 도시한 블록도이다.

도 11을 참조하면, 짧은 비컨 정보 필드는 1 옥텟의 크기를 가지는 긴 비컨 주기(FB period) 필드, 1 옥텟의 크기를 가지는 짧은 비컨 카운트(SB count) 필드 및 1 옥텟의 크기를 가지는 짧은 비컨 간격(SB interval) 필드를 포함할 수 있다. 긴 비컨 주기 필드는 긴 비컨의 주기 정보를 포함하며, 긴 비컨의 주기는 짧은 비컨 주기의 정수배이다. 짧은 비컨 카운트 필드는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함하며, 짧은 비컨의 개수 정보는 현재 전송된 짧은 비컨을 포함할 수 있다. 짧은 비컨 간격 필드는 짧은 비컨의 간격 정보를 포함한다.

짧은 비컨을 수신한 단말은 상기 수학식 1을 통해 다음 긴 비컨의 전송 시점을 획득할 수 있고, 아래 수학식 2를 통해 긴 비컨의 간격을 획득할 수 있다.

한편, 짧은 비컨은 미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹에 대한 트래픽(traffic) 할당 정보를 더 포함할 수 있으며, 트래픽 할당 정보는 TIM 정보를 의미할 수 있다.

도 12는 계층적 AID 구조를 도시한 블록도이다.

도 12를 참조하면, 액세스 포인트는 단말의 AID를 계층 구조로 그룹화하여 관리할 수 있다. 하나의 페이지(page)는 복수의 블록을 포함할 수 있고, 하나의 블록은 복수의 서브-블록을 포함할 수 있고, 하나의 서브-블록은 복수의 단말을 포함할 수 있다.

액세스 포인트는 페이지 단위, 블록 단위 또는 서브-블록 단위로 TIM 정보를 짧은 비컨에 매핑할 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트는 짧은 비컨 카운트가 3으로 설정된 짧은 비컨에 블록 1에 대한 TIM 정보를 매핑할 수 있으며, 이에 따라 블록 1에 속하는 단말들은 짧은 비컨 카운트 3을 가지는 짧은 비컨을 기초로 하여 데이터를 수신할 수 있다. 또한, 액세스 포인트는 짧은 비컨 카운트가 2로 설정된 짧은 비컨에 블록 2에 대한 TIM 정보를 매핑할 수 있으며, 이에 따라 블록 2에 속하는 단말들은 짧은 비컨 카운트 2를 가지는 짧은 비컨을 기초로 하여 데이터를 수신할 수 있다.

다시 도 8을 참조하면, 짧은 비컨의 전송 직전에 깨어난 경우, 단말(20)은 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 짧은 비컨을 수신할 수 있다. 짧은 비컨을 수신한 단말(20)은 짧은 비컨에 포함된 정보를 사용하여, 짧은 비컨 이후에 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지할 수 있다(S120). 짧은 비컨은 짧은 비컨 카운트 정보, 짧은 비컨 간격 정보를 포함하므로, 단말(20)은 상기 수학식 1을 기초로 다음 긴 비컨의 전송 시점을 획득할 수 있다. 다음 긴 비컨의 전송 시점을 획득한 단말(20)은 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 슬립 모드로 동작할 수 있다.

또한, 짧은 비컨은 긴 비컨 주기 정보를 더 포함할 수 있으므로, 단말(20)은 상기 수학식 2를 기초로 긴 비컨 간격을 획득할 수 있다. 따라서, 단말(20)은 긴 비컨 간격 내에서 슬립 모드로 동작할 수 있다.

슬립 모드로 동작하는 단말(20)은 다음 긴 비컨의 전송 시점 직전에 깨어날 수 있고, 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨을 수신할 수 있다(S130). 긴 비컨을 수신한 단말(20)은 긴 비컨에 포함된 정보를 기초로 액세스 포인트(10)와의 다음 작업을 수행할 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트(10)에 연결되고자 하는 단말(20)은 긴 비컨에 포함된 정보를 기초로 액세스 포인트(10)와의 연결 과정을 수행할 수 있다. 한편, 액세스 포인트(10)의 설정 정보가 변경된 경우(체인지 시퀀스 필드가 설정 정보의 변경을 나타내는 경우), 단말(20)은 긴 비컨에 포함된 정보를 기초로 액세스 포인트(10)의 설정 정보를 갱신할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 수신 방법을 도시한 흐름도이다.

도 13을 참조하면, 액세스 포인트(10)는 미리 설정된 시점(예를 들어, TBTT)에서 주기적으로 긴 비컨을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다(S200). 여기서, 긴 비컨은 일반적으로 사용되는 비컨(즉, 도 5에 도시된 비컨)을 의미한다. 단말(20)은 긴 비컨의 전송 시점에서 깨어있는 경우 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨을 수신할 수 있으나, 긴 비컨의 전송 시점에서 슬립 모드로 동작하는 경우에 긴 비컨을 수신하지 못한다.

액세스 포인트(10)는 긴 비컨의 간격 내에서 긴 비컨보다 작은 크기를 가지는 짧은 비컨을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있다(S210). 즉, 액세스 포인트(10)는 긴 비컨 간격 내에서 N개의(N = 정수) 짧은 비컨을 브로드캐스트 방식으로 전송할 수 있으며, 긴 비컨을 통해 짧은 비컨의 전송 주기를 단말(20)에 알려줄 수 있다. 긴 비컨의 주기는 짧은 비컨 주기의 정수배일 수 있다.

짧은 비컨은 신규 단말이 액세스 포인트를 검색하는데 필요한 정보, BSS 내의 단말들이 연결을 유지하는데 필요한 정보, 및 데이터 전송을 위해 필요한 정보 중 적어도 하나를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 짧은 비컨을 통해 액세스 포인트의 존재를 알릴 수 있고, 액세스 포인트와 단말 간의 동기를 맞출 수 있고, 전력 절감 상태의 단말에 전송될 데이터의 존재를 공지할 수 있다. 이외의 다른 정보들은 능동 검색 과정에서 프로브 응답 프레임, 연결 과정에서 연결 응답 프레임, TBTT 주기에서 전송되는 기존의 긴 비컨을 통해 단말에 전송될 수 있다.

짧은 비컨은 짧은 비컨 이후에 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함할 수 있다. 시간 정보는 짧은 비컨의 간격 정보, 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함할 수 있다. 여기서, 짧은 비컨의 개수 정보는 현재 전송된 짧은 비컨을 포함할 수 있다. 또한, 시간 정보는 다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함할 수도 있다. 짧은 비컨은 도 9에 도시된 바와 같이 구성될 수 있으며, 짧은 비컨에 포함된 짧은 비컨 정보 필드는 도 10 또는 도 11에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다.

짧은 비컨은 미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹에 대한 트래픽 할당 정보를 더 포함할 수 있으며, 트래픽 할당 정보는 TIM 정보를 의미할 수 있다. 액세스 포인트(10)는 단말(20)의 AID를 계층 구조(도 12 참조)로 그룹화하여 관리할 수 있으며, 이 경우 액세스 포인트(10)는 짧은 비컨에 하나의 페이지 그룹에 대한 TIM 정보, 하나의 블록 그룹에 대한 TIM 정보, 또는 하나의 서브-블록에 대한 TIM 정보를 추가할 수 있고, TIM 정보가 추가된 짧은 비컨을 전송할 수 있다.

짧은 비컨의 전송 직전에 깨어난 경우, 단말(20)은 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 짧은 비컨을 수신할 수 있다. 짧은 비컨을 수신한 단말(20)은 짧은 비컨에 포함된 트래픽 할당 정보(예를 들어, TIM 정보)를 사용하여 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트(10)에 저장되어 있는지 판단할 수 있다(S220).

단말(20)은 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트(10)에 버퍼링되어 있는 경우, 액세스 포인트(10)로부터 해당 데이터를 수신할 수 있다. 즉, 단말(20)은 데이터를 수신할 준비가 완료되었음을 알리는 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(10)에 전송할 수 있고(S230), 그 후 액세스 포인트(10)로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다(S240).

도 14는 짧은 비컨 전송에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 14를 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 긴 비컨(FB)을 전송할 수 있고, 긴 비컨(FB)의 간격 내에서 짧은 비컨(SB)을 전송할 수 있다. 예를 들어, 긴 비컨(FB)의 간격이 700ms인 경우에 짧은 비컨(SB)은 100ms의 간격을 가진다. 즉, 액세스 포인트(AP)는 긴 비컨(FB)의 간격 내에서 6개의 짧은 비컨(SB)을 주기적으로 전송할 수 있다.

액세스 포인트(AP)는 긴 비컨(FB)을 전송한 후 짧은 비컨 간격으로 짧은 비컨(SB)을 전송할 수 있으며, 긴 비컨(FB)의 전송 직후 전송되는 첫 번째 짧은 비컨(SB)의 카운트를 6으로 설정할 수 있다. 짧은 비컨 카운트 6은 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨(SB)의 개수를 의미하며, 현재 전송된 첫 번째 짧은 비컨(SB)을 포함한 개수이다.

액세스 포인트(AP)는 짧은 비컨(SB)을 전송할 때마다 짧은 비컨(SB) 카운트를 1씩 감소시킬 수 있으며, 짧은 비컨 카운트가 0인 경우 이는 긴 비컨(FB)을 의미한다.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 수동 검색 방법에 있어서 단말 동작에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 15를 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 긴 비컨(FB)을 전송할 수 있고, 긴 비컨(FB)의 간격 내에서 짧은 비컨(SB)을 전송할 수 있다. 세 번째 짧은 비컨(SB)의 전송 직전에 단말(STA)이 깨어난(wake-up) 경우, 단말(STA)은 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 짧은 비컨(SB)을 수신할 수 있다. 짧은 비컨(SB)은 짧은 비컨 간격 및 짧은 비컨 카운트를 포함하므로, 단말(STA)은 수신된 짧은 비컨(SB)으로부터 짧은 비컨 간격 정보 및 짧은 비컨 카운트 정보를 획득할 수 있다.

단말(STA)은 '짧은 비컨 카운트 × 짧은 비컨 간격'를 통해 다음 긴 비컨의 전송 시점을 인지할 수 있다. 예를 들어, 짧은 비컨 카운트가 4이고 짧은 비컨 간격이 100ms인 경우, 다음 긴 비컨(FB)은 해당 짧은 비컨(SB)(즉, 짧은 비컨 카운트가 4로 설정된 짧은 비컨)의 전송 시점으로부터 400ms 후에 전송된다. 따라서, 단말(STA)은 다음 긴 비컨(FB)의 전송 시점을 획득한 후 슬립 모드로 동작할 수 있고, 다음 긴 비컨(FB)의 전송 직전에 깨어나서 액세스 포인트(AP)로부터 전송되는 긴 비컨(FB)을 수신할 수 있다.

도 16은 TIM 정보를 포함한 짧은 비컨 전송에 대한 일 실시예를 도시한 개념도이다.

도 16을 참조하면, 액세스 포인트(AP)는 주기적으로 긴 비컨(FB)을 전송할 수 있고, 긴 비컨(FB)의 간격 내에서 짧은 비컨(SB)을 전송할 수 있다. 짧은 비컨(SB)은 짧은 비컨 간격 및 짧은 비컨 카운트를 포함하며, 액세스 포인트(AP)는 짧은 비컨에 특정 그룹에 대한 TIM 정보를 추가할 수 있다. 이때, 액세스 포인트(AP)는 짧은 비컨 카운트의 값에 따라 특정 그룹에 대한 TIM 정보를 매핑할 수 있다. 예를 들어, 액세스 포인트(AP)는 짧은 비컨 카운트 6을 가지는 짧은 비컨(SB)에 블록 ID 1에 대한 TIM 정보를 추가할 수 있고, 짧은 비컨 카운트 5 또는 6을 가지는 짧은 비컨(SB)에 블록 ID 2에 대한 TIM 정보를 추가할 수 있고, 짧은 비컨 카운트 3을 가지는 짧은 비컨(SB)에 블록 ID 3에 대한 TIM 정보를 추가할 수 있다.

짧은 비컨(SB)을 수신한 단말(STA)은 짧은 비컨(SB)에 포함된 TIM 정보를 기반으로, 자신에게 전송될 데이터가 액세스 포인트(AP)에 저장되어 있는지 확인할 수 있다. 액세스 포인트(AP)에 버퍼링된 데이터가 존재하는 경우, 단말(STA)은 데이터를 수신할 준비가 완료되었음을 알리는 PS-Poll 프레임을 액세스 포인트(AP)에 전송할 수 있고, 그 후 액세스 포인트(AP)로부터 해당 데이터를 수신할 수 있다.

이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 액세스 포인트(AP)
20: 단말(STA)

Claims

단말에서 수행되는 수동 검색 방법으로서,
액세스 포인트(access point)로부터 짧은 비컨(short beacon)을 수신하는 단계;
상기 짧은 비컨에 포함된 시간 정보를 기반으로, 상기 짧은 비컨 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는 단계; 및
상기 전송 시점에서 상기 액세스 포인트로부터 긴 비컨을 수신하는 단계를 포함하되,
상기 짧은 비컨은 상기 긴 비컨의 간격(interval) 내에서 전송되는, 수동 검색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 시간 정보는,
상기 짧은 비컨의 간격 정보 및 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 검색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 시간 정보는,
다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 검색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 긴 비컨의 주기는 상기 짧은 비컨 주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 수동 검색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 짧은 비컨은,
미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹(group)에 대한 트래픽(traffic) 할당 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수동 검색 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 단말은 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 슬립 모드(sleep mode)로 동작하는 것을 특징으로 하는 수동 검색 방법.
단말에서 수행되는 데이터 수신 방법으로서,
액세스 포인트(access point)로부터 짧은 비컨(short beacon)을 수신하는 단계;
상기 짧은 비컨에 포함된 트래픽(traffic) 할당 정보를 기반으로, 상기 단말을 위해 버퍼링(buffering)된 데이터의 존재를 판단하는 단계; 및
상기 단말을 위한 데이터가 존재하는 경우 상기 액세스 포인트로부터 상기 데이터를 수신하는 단계를 포함하되,
상기 짧은 비컨은 긴 비컨의 간격(interval) 내에서 상기 액세스 포인트로부터 전송되는, 데이터 수신 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 트래픽 할당 정보는,
미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹(group)을 위해 상기 액세스 포인트에 버퍼링된 데이터의 존재를 나타내는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 트래픽 할당 정보는,
상기 짧은 비컨에 포함된 카운트(count) 정보를 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 긴 비컨의 주기는 상기 짧은 비컨 주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 짧은 비컨은,
상기 짧은 비컨 이후에 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 시간 정보는,
상기 짧은 비컨의 간격 정보 및 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 시간 정보는,
다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 데이터 수신 방법.
액세스 포인트(access point)에서 수행되는 비컨(beacon) 전송 방법으로서,
미리 설정된 시점에서 긴 비컨(full beacon)을 전송하는 단계; 및
상기 긴 비컨의 간격(interval) 내에서, 상기 긴 비컨보다 작은 크기를 가지는 짧은 비컨(short beacon)을 전송하는 단계를 포함하되,
상기 짧은 비컨은 상기 액세스 포인트로부터 상기 짧은 비컨 이후에 전송되는 긴 비컨의 전송 시점을 인지하는데 사용되는 시간 정보를 포함하는, 비컨 전송 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 시간 정보는,
상기 짧은 비컨의 간격 정보 및 다음 긴 비컨의 전송 시점까지 전송되는 짧은 비컨의 개수 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비컨 전송 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 시간 정보는,
다음 긴 비컨의 전송 시점까지의 잔여 시간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 비컨 전송 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 긴 비컨의 주기는 상기 짧은 비컨 주기의 정수배인 것을 특징으로 하는 비컨 전송 방법.
청구항 14에 있어서,
상기 짧은 비컨은,
미리 정의된 단말 또는 미리 정의된 그룹(group)에 대한 트래픽(traffic) 할당 정보를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비컨 전송 방법.
청구항 18에 있어서,
상기 트래픽 할당 정보는,
상기 짧은 비컨에 포함된 카운트(count) 정보를 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 비컨 전송 방법.