JP2008511242A - 無線ネットワーク装置およびそれを用いたチャネル移動方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、無線ネットワーク装置およびそれを用いたチャネル移動方法に関し、より詳しくは、無線ネットワークの間の干渉を防止することができるように通信チャネルを移動できる無線ネットワーク装置およびそれを用いた通信チャネル移動方法に関するものである。
本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置は、所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するビーコンフレームチェック部と、前記判断結果に応じて他のチャネルを検索するチャネル検索部と、前記検索結果に従うチャネルに移動する第1チャネル移動部とを含む。
本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置は、所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するビーコンフレームチェック部と、前記判断結果に応じて他のチャネルを検索するチャネル検索部と、前記検索結果に従うチャネルに移動する第1チャネル移動部とを含む。
Description
本発明は、無線ネットワーク装置およびそれを用いた通信チャネル移動方法に関し、より詳しくは、無線ネットワークの間の干渉を防止することができるように通信チャネルを移動できる無線ネットワーク装置およびそれを用いた通信チャネル移動方法に関するものである。
無線LANは、一般的なLANのように床に配線をせず、一定の距離内にあるステーションどうしのデータを送受信できるネットワーク網として無線LAN内におけるステーションの移動が自在である。
一般に、IEEE 802.11無線LANネットワークの基本構成はBSS(Basic Service Set)であり、前記BSSは独立ネットワーク(IBSS:Independent Basic Service Set)およびインフラストラクチャーネットワーク(Infrastructure BSS)からなる。
インフラストラクチャーネットワークでアクセスポイント(AP:Access Point)は、ビーコンフレームの伝送を担当する。ビーコンフレームが表れる領域は、基本サービス領域を定義する。
反面、IBSSネットワークは、APを用いない802.11ネットワークであって、BSS内にある他のステーションと直接通信するアドホックネットワークを意味する。
一方、IEEE 802.11標準で提案する伝送媒体に対するアクセスは、DCF(Distributed Coordination Function)とPCF(Point Coordination Function)とを用いる。
図1は、PCF方式によりステーション間にデータを伝送する過程を示す図面である。一般的にこのようなPCF方式はDCF方式と共に使われ、PCF区間が終わればDCF区間が始まり、全体が1つの繰り返し区間(CFP繰り返し区間)をなす。
ここで、D1、D2などはポイントコーディネイタから送ったフレームを意味し、U1、U2などはポールを受けたステーションから送ったフレームを意味する。PCFルールに従う無競争区間(Contention−Free Period)は、先ずポイントコーディネイタがビーコンを伝送することによって開始される。
APに存在するポイントコーディネイタが、各ステーションに送るデータがあるかを尋ねるポーリング過程は、ステーションごとにラウンドロビン(Round−Robin)方式によって進められる。
ポイントコーディネイタでポーリングをすると、ポーリングを受けたステーションは、データおよびACK(acknowledge)をポイントコーディネイタに送信する。そうすると、ポイントコーディネイタは前記データおよびACKを受信するステーションに送信して前記データを受信するステーションにポーリングをする。
前記ポーリングを受けたステーションは、再びACKをポイントコーディネイタに送信して、送るデータがあれば共に送信する。このような方式によって無競争区間(Contention−Free Period、CFP)の間ステーション間にデータを送受信する。
図2は、DCF方式のバックオフ手続きを示す図面である。
PCFは競争のないサービスを提供する一方、DCFは競争基盤のサービスを提供する。DCFは衝突防止のために、循環するバックオフウィンドウメカニズムを用いる。
PCFは競争のないサービスを提供する一方、DCFは競争基盤のサービスを提供する。DCFは衝突防止のために、循環するバックオフウィンドウメカニズムを用いる。
DCFで媒体の使用有無を判断する基準は、DIFS(DCF Inter Frame Space;約34μs)である。
図に示すように、DCF方式の競争区間(Contention Period;CP)は、DIFS期間の次に所定の大きさの競争ウィンドウ区間が設けられてバックオフアルゴリズムによって選択される確率が、同一のランダムスロットの大きさがIBSS内の競争に参加したステーションに各々割り当てられる。
現在のチャネルを用いているステーションAのフレームの伝送が終了すれば、フレームの伝送を延期しているステーションB、CおよびDがDIFS以後のチャネル確保のための競争に参加する。先ず、一番目の競争ウィンドウ区間で最小のバックオフ時間を選択したステーションCのバックオフタイマが0になって、フレームの伝送が始まる。
次にDIFS区間以後、2番目の競争ウィンドウ区間では、ステーションB、DおよびEが競争に参加して上記と同一の過程を行い、ステーションDが伝送媒体を確保してフレームの伝送を開始する。
3番目の競争ウィンドウ区間では、ステーションBおよびEが競争に参加して上記と同一の過程を行い、ステーションEが伝送媒体を確保してフレームを伝送する。
4番目の競争ウィンドウ区間では、ステーションBのみが競争に参加して上記と同一の過程を行い、ステーションBが伝送媒体を確保してフレームを伝送する。
一方、デジタル製品の拡散と発展に従い、デジタル技術は100Mbits/secを超える高速無線LAN(Wireless Local Area Network)の開発を要求している。このような開発要求を充足させられる次世代無線LANの高速化技術の候補のうちの1つとして認識されているものが、多重入力/多重出力(MIMO、Multiple Input Multiple Output)技術である。
この時、所定チャネルを複数のBSSまたはIBSSが用いる場合、各ステーションはデータを伝送する機会を得ることが難しくなるという問題点がある。
したがって、伝送されるデータの衝突確率が増加するようになり、それによって全体の帯域幅が減少してパケット損失が発生する問題点がある。
具体的に、図3に示すように、2つのBBSが1つのチャネルを共用する場合、各BBSに含まれたステーションのデータ伝送率10,20および全体帯域幅30が減少するようになる。
したがって、所定のチャネルを用いる複数の無線ネットワークが存在する場合、これを検出してより良いチャネルに移動し、データ伝送に必要な帯域幅を確保してパケット損失を防止する方案が要求されている。
特許文献1では、無線近距離ネットワークのための動的周波数の選択をBSSおよびIBSS構造を統合することによって、IBSSネットワーク内のDFS所有者のSTAは、ゼロのDFSカウント値を有するビーコンを受信した直後、可能であれば新しいチャネルの選択ができるようにするために、チャネル測定を実行する基本サービスセット無線ネットワーク対して復旧する動的周波数選択を開示しているが、これは所定チャネルに用いる複数の無線ネットワークが存在する場合、帯域幅確保およびパケット損失を防止できる方案が未だ開示されていない。
韓国公開特許第2003−0059122号公報
本発明は、所定チャネルを複数の無線ネットワークが用いる場合、相互間の干渉を避けることのできる無線ネットワーク装置およびそれを用いた通信チャネル移動方法を提供することにその目的がある。
本発明の目的は、以上で言及した目的に制限されず、言及していないまた他の目的は下記記載によって当業者が明確に理解できるものである。
前記目的を達成するために、本発明の一態様に係る無線ネットワーク装置は、所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するビーコンフレームチェック部と、前記判断結果に応じて他のチャネルを検索するチャネル検索部と、前記検索結果に従うチャネルに移動する第1チャネル移動部とを含む。
また、前記目的を達成するために、本発明の他の態様に係る無線ネットワーク装置は、所定機器からチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、前記受信されたチャネル情報を格納する第2メモリ部と、前記格納されたチャネル情報に該当するチャネルに移動する第2チャネル移動部とを含む。
また、前記目的を達成するために、本発明のまた他の態様に係る無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法は、所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するステップと、前記判断結果に応じて他のチャネルを検索するステップと、前記検索結果に従うチャネルに移動するステップとを含む。
また、前記目的を達成するために、本発明のまた他の態様に係る無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法は、所定機器からチャネル情報を受信するステップと、前記受信されたチャネル情報を格納するステップと、前記格納されたチャネル情報に該当するチャネルに移動するステップとを含む。
その他、実施形態の具体的な事項は、詳細な説明および図面に含まれている。
上記のような本発明の無線ネットワーク装置およびそれを用いたチャネル移動方法によれば、現在用いられるチャネル状態を判断し、判断の結果チャネルの移動が要求される場合、他のチャネルに移動してデータの送受信がなされるために、他の無線ネットワークとの相互干渉を避けてデータのQoSを保障できる効果がある。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付する図面と共に詳細に後述する実施形態を参照すれば明確になる。しかし、本発明は以下にて開示する実施形態に限定されず、互いに異なる多様な形態によって実施され、単に本実施形態は本発明の開示が完全なものとなるようにし、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者に発明の範疇を完全に知らせるために提供されるものであって、本発明は請求項の範疇によってのみ定義されるものである。明細書の全体に亘り、同一参照符号は同一構成要素を示す。
以下、添付された図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を詳細に、説明することにする。
図3は、本発明に適用される無線ネットワークを示している。
図に示すように、一般的に無線ネットワークは、複数の無線ネットワーク110,120を含むことができ、各無線ネットワーク110,120は互いに通信が行われる複数のステーション111,112,121,122を含むことができる。
図に示すように、一般的に無線ネットワークは、複数の無線ネットワーク110,120を含むことができ、各無線ネットワーク110,120は互いに通信が行われる複数のステーション111,112,121,122を含むことができる。
本発明の実施形態では、複数の無線ネットワーク110,120がIEEE 802.11a基盤のBSSである第1無線ネットワーク110と非IEEE 802.11a基盤のBSSである第2無線ネットワーク120からなる場合を例に挙げて説明する。
また、本発明の実施形態では、無線ネットワークがBSSの場合を例に挙げて説明しているが、これらに限定されずにIBSSモードで動作する無線ネットワークにも適用することができる。
この時、第1無線ネットワーク110は、アクセスポイント111と、アクセスポイント111と所定チャネルを介してデータを送受信するステーション112とを含むことができる。
IEEE 802.11a基盤の第1無線ネットワーク110は、他の無線ネットワークとの衝突を防止するために搬送波感知多重アクセス(CSMA:Carrier Sence Multiple Access)の形態を用いる。
このようなIEEE 802.11aは、他の無線ネットワークとの干渉を減少させてより多い帯域幅を確保するために動的周波数選択(DFS:Dynamic Frequency Selection)技法を用いることができる。
言い換えれば、IEEE 802.11a基盤の無線ネットワークの間には、DFS技法によって送受信するデータのQoSを保障することができるようにチャネルを移動することができる。
一方、第2無線ネットワーク120は、非IEEE 802.11a基盤のBSSであるため、第1無線ネットワーク110は第2無線ネットワーク120の存在を認識することができない。
したがって、第1無線ネットワーク110でアクセスポイント111とステーション112との間にデータを送受信する場合、第2無線ネットワーク120が第1無線ネットワーク110と同一のチャネルを介してデータを送受信するようになれば、伝送するデータのQoSを保障し難くなる。
図4は、本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置を示している。
図に示すように、本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置は、アクセスポイント210およびアクセスポイント210とデータを送受信するステーション220を含むことができる。
図に示すように、本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置は、アクセスポイント210およびアクセスポイント210とデータを送受信するステーション220を含むことができる。
本発明の実施形態において、アクセスポイント210およびアクセスポイント210とデータを送受信するステーション220は、前述した図3の第1無線ネットワーク110でアクセスポイント111およびアクセスポイント111と所定チャネルとを介してデータを送受信するステーション112と理解することができる。
アクセスポイント210は、ステーション220に伝送されるビーコンフレームの伝送の有無を判断するビーコンフレームチェック部211と、判断結果に応じて他のチャネルを検索するチャネル検索部212と、検索されたチャネルに関するチャネル情報を格納する第1メモリ部213と、検索結果に従う該当チャネルにチャネルを移動する第1チャネル移動部213とを含むことができる。
参考として、ビーコンフレームは、フレーム制御、フレーム持続期間、目的地アドレス(DA:Destination Address)、ソースアドレス(SA:Source Address)、基本サービスセット識別(BSSID:Basic Service Set IDentification)およびシーケンス制御情報などを含むことができる。
ビーコンフレームチェック部211は、ステーション220にビーコンフレームの伝送時に発生するビーコンフレームの割込によって実際にビーコンフレームが伝送されたか否かを判断することができる。
判断の結果、ビーコンフレームが伝送されない場合、ビーコンフレームチェック部211はビーコンフレームの伝送失敗回数をカウントすることができる。
チャネル検索部212は、ビーコンフレームチェック部211でカウントされたビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合、現在のチャネルから他のチャネルに移動するためにデータを送受信することのできるチャネルを検索することができる。
具体的に、前述した図3で、第2無線ネットワーク120からマルチメディアデータを伝送する状況において、第1無線ネットワーク110のアクセスポイント111は、同一のチャネルを介してビーコンフレームを伝送する機会を失い、それによってビーコンフレームの伝送失敗が発生し得る。
この時、第2無線ネットワーク120が持続的にマルチメディアデータを伝送するようになれば、第1無線ネットワーク110のアクセスポイント111では繰り返しビーコンフレームの伝送失敗が発生し得る。
このように、ビーコンフレームの伝送失敗が繰り返し発生する場合、該当チャネルを介して送受信されるデータのQoSを保障しにくいため、他のチャネルを検索する。
この時、チャネル検索部212は、事前に指定された条件に符合するチャネルを検索することができる。
例えば、チャネル検索部212は、現在のチャネルから最も遠距離に存在するか、隣接したチャネルが存在しないチャネルを検索することができるが、これらに限定されない。
このようなチャネル検索条件は、ネットワーク環境に応じて変更される。
このようなチャネル検索条件は、ネットワーク環境に応じて変更される。
一方、チャネル検索部212は、該当検索条件に符合するチャネルが検索されれば、検索されたチャネルのチャネル周波数、チャネルスイッチ時間などのようなチャネル情報を第1メモリ部213に格納することができる。
この時、第1メモリ部213に予め格納されたチャネル情報が存在する場合、検索されたチャネルに従うチャネル情報として更新することができる。
第1チャネル移動部214は、更新されたチャネル情報を同一の無線ネットワーク内に存在するステーションに伝送した後、更新されたチャネル情報に該当するチャネルを介してデータの送受信が行われるようにする。
ステーション220は、アクセスポイント210からチャネル情報を受信するチャネル情報受信部221と、受信されたチャネル情報を格納する第2メモリ部222と、受信されたチャネル情報に該当するチャネルに移動して、アクセスポイント210とデータの送受信が行われるようにする第2チャネル移動部223とを含むことができる。
チャネル情報受信部221は、チャネル検索部212によって検索されたチャネルに関するチャネル周波数およびチャネルスイッチ時間などのチャネル情報を受信することができる。
この時、チャネル情報受信部221は、受信されたチャネル情報と第2メモリ部222に予め格納されたチャネル情報が異なる場合、受信したチャネル情報に更新することができる。
第2チャネル移動部223は、チャネル情報受信部221で受信したチャネル情報に該当するチャネルに移動して、アクセスポイント210とデータを送受信することができるようにする。
本発明の実施形態で、第1メモリ部213および第2メモリ部222は、キャッシュ、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュ、SRAMおよびDRAMのような形態の装置が含まれ得るが、これらに限定されない。
上記のように構成された本発明の実施形態に係る無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法を詳しく見ると次の通りである。
図6は、本発明の実施形態によりアクセスポイントでデータ送受信時に用いられるチャネルを移動する方法が示された図面である。
図に示すように、先ずビーコンフレームチェック部211で現在のチャネルを介してビーコンフレームを伝送し(S110)、ビーコンフレームの伝送を失敗したか否かを判断する(S120)。
このようなビーコンフレームの伝送を失敗したか否かは、アクセスポイント210からビーコンフレームの伝送時に発生するビーコンフレームの割込によって判断することができる。
判断の結果、ビーコンフレームの伝送を失敗した場合、ビーコンフレームチェック部211はビーコンフレームの伝送失敗回数を1回増加させ(S130)、増加したビーコンフレームの伝送失敗回数と基準失敗回数とを比較する(S140)。
比較の結果、ビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合、チャネル検索部212は、事前に指定された検索条件に従って現在のチャネル以外の他のチャネルを検索する(S150)。
この時、チャネル検索部212は、使用可能チャネルリストを生成し、生成された使用可能チャネルリストから事前に指定された検索条件に符合するチャネルを検索することができる。
例えば、現在のチャネルから最も遠距離に存在するか、隣接したチャネルが存在しないチャネルを検索することができるが、これらに限定されない。
チャネル検索の結果、該当検索条件に符合するチャネルが検索された場合、チャネル検索部212は、第1メモリ部213に格納されたチャネル情報を検索されたチャネルに関するチャネル周波数およびチャネルスイッチ時間などのチャネル情報に更新する(S160)。
また、第1チャネル移動部214は、更新されたチャネル情報をステーション220に伝送し(S170)、第1チャネル移動部214は更新されたチャネル情報に該当するチャネルにアクセスポイント210を移動させる(S180)。
以後、ビーコンフレームの失敗回数をリセットし(S190)、移動したチャネルを介してステーション220とデータの送受信を行うようになる。
図7は、アクセスポイント210によってデータが送受信されるチャネルが移動した場合、アクセスポイント210とデータを送受信するステーション220のチャネル移動方法を示している。
図に示すように、先ずチャネル情報受信部221は、アクセスポイント210からチャネル情報を受信する(S210)。
この時、チャネル情報の受信は、所定周期ごとに受信されることもでき、チャネル情報が更新される時ごとに受信されることもできる。
チャネル情報受信部221は、受信されたチャネル情報を第2メモリ部222に予め格納されたチャネル情報と比較して受信されたチャネル情報が更新されたものであるかの有無を判断する(S220)。
比較の結果、受信されたチャネル情報が更新された場合、チャネル情報受信部221は、第2メモリ部222に格納されたチャネル情報を受信したチャネル情報に更新する(S230)。
チャネル移動部223は、更新されたチャネル情報に含まれたチャネル周波数およびチャネルスイッチ時間などを確認し、チャネルの移動が要求される場合に更新されたチャネル情報に従ってチャネルを移動する(S240)。
この時、チャネル移動部223は、更新されたチャネル情報に該当するチャネル周波数によって該当チャネルスイッチ時間に移動する。
以後、ステーション220は、チャネル移動部223によって移動したチャネルを介してアクセスポイント210とデータの送受信を行うようになる。
以上のように、本発明に係る無線ネットワーク装置およびそれを用いたチャネル移動方法を例示する図面を参照しながら説明したが、本明細書に開示された実施形態と図面に本発明は限定されず、その発明の技術思想の範囲内で当業者によって多様な変形が可能であることは明らかである。
Claims (17)
- 所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するビーコンフレームチェック部と、
前記ビーコンフレーム判断部の判断結果に応じて他のチャネルを検索するチャネル検索部と、
前記チャネル検索部の検索結果に従うチャネルに移動する第1チャネル移動部とを含む、無線ネットワーク装置。 - 前記検索結果に従うチャネルに関するチャネル情報を格納する第1メモリ部をさらに含む、請求項1に記載の無線ネットワーク装置。
- 前記ビーコンフレームチェック部は、前記ビーコンフレームの伝送時に発生するビーコンフレームの伝送割込によって前記伝送有無を判断する、請求項2に記載の無線ネットワーク装置。
- 前記チャネル検索部は、前記ビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合、事前に指定された検索条件に従って他のチャネルを検索する、請求項3に記載の無線ネットワーク装置。
- 前記チャネル検索部は、前記第1メモリ部に格納されたチャネル情報を前記検索されたチャネル情報に更新する、請求項3に記載の無線ネットワーク装置。
- 前記第1チャネル移動部は、前記チャネル情報を前記無線ネットワーク装置が属する無線ネットワークに存在するステーションに伝送する請求項2に記載の無線ネットワーク装置。
- 所定機器からチャネル情報を受信するチャネル情報受信部と、
前記受信されたチャネル情報を格納する第2メモリ部と、
前記格納されたチャネル情報に該当するチャネルに移動する第2チャネル移動部とを含む、無線ネットワーク装置。 - 前記チャネル情報は、前記チャネル情報を送信する機器から伝送されるビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合に受信する、請求項7に記載の無線ネットワーク装置。
- 前記第2チャネル移動部は、前記チャネル情報を送信した機器と同一のチャネルに移動させる、請求項8に記載の無線ネットワーク装置。
- 所定機器に伝送されるビーコンフレームの伝送有無を判断するステップと、
前記判断結果に応じて他のチャネルを検索するステップと、
前記検索結果に従うチャネルに移動するステップとを含む、無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。 - 前記ビーコンフレームの伝送有無は、前記ビーコンフレームの伝送時に発生するビーコンフレームの伝送割込によって判断される、請求項10に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
- 前記チャネルを検索するステップは、前記ビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合、事前に指定された検索条件に従って他のチャネルを検索する、請求項11に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
- 前記チャネルを検索するステップは、前記検索されたチャネルに関するチャネル情報を格納するステップを含む、請求項12に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
- 前記無線ネットワーク装置が属する無線ネットワークに存在するステーションに前記チャネル情報を伝送するステップをさらに含む、請求項12に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
- 所定機器からチャネル情報を受信するステップと、
前記受信されたチャネル情報を格納するステップと、
前記格納されたチャネル情報に該当するチャネルに移動するステップとを含む、無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。 - 前記チャネル情報は、前記チャネル情報を送信する機器から伝送されるビーコンフレームの伝送失敗回数が基準失敗回数を超過する場合に受信する、請求項15に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
- 前記チャネルを移動するステップは、前記チャネル情報を送信した機器と同一のチャネルに移動させる、請求項16に記載の無線ネットワーク装置を用いたチャネル移動方法。
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