KR100691367B1 - 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법 - Google Patents

무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력을 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 인터넷에 연결된 액세스 포인트와 무선 통신하는 무선 단말에서 송신 출력을 제어하는 방법에 있어서, 상기 액세스 포인트로부터 비콘 신호를 수신하는 단계; 상기 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값(RSSI)을 검출하는 단계; 상기 수신 신호 강도 지시값 및 상기 액세스 포인트의 송신 출력을 이용하여 링크 손실값을 계산하는 단계; 및 상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도 지시값을 이용하여 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정하는 단계를 포함하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법을 제공한다.
무선랜, 수신 신호 강도 지시값(RSSI), 액세스 포인트(AP), 무선 단말(station)

Description

무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING TX POWER OF STATION IN WIRELESS LAN SYSTEM}
도 1은 통상적인 무선랜 환경을 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 무선 단말의 송신 출력 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 인터넷 20: 액세스 포인트
30: 무선 단말
본 발명은 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력을 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 액세스 포인트로부터 수신되는 비콘 신호로부터 수신 신호 강도 지시값(Received Signal Strength Indication: RSSI)을 검출하고, 이를 이용하여 최적의 송신 출력을 결정함으로써 무선 단말의 송신에 소모되는 전력을 감소시킬 수 있는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신출력 제어 방법에 관한 것이다.
최근 차세대 유무선 통합기술로 주목받고 있는 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN)이 차기 통신시장의 핵심 이슈로 부각되고 있으며, 무선랜 기술의 발달은 IT 산업의 질적 변화를 불러올 전망이다. 특히, 무선랜은 단말기의 형태가 노트북 컴퓨터와 PDA(Personal Digital Assistant) 등 이동 단말기를 지향하고 있어, 무선랜을 사용하는 지역 및 범위가 다양해지고 또한 넓어지고 있다.
도 1은 통상적인 무선랜 환경을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 통상적인 무선랜은 인터넷(10)과 유선으로 연결된 액세스 포인트(Access Point: AP)(20)를 포함하며, 노트북, PDA 등과 같은 무선 단말(30)은 상기 액세스 포인트(20)와 무선통신을 수행한다. 이 때, 액세스 포인트(20)는 무선 단말(30)을 사용하는 사용자들로 하여금 인터넷(10)을 자유롭게 사용할 수 있도록 하기 위해, 유선랜과 무선랜을 연결시켜주는 장치이다. 상기 액세스 포인트(20)는 내부환경에서 20 내지 30 m, 외부환경에서 100 내지 150 m 정도의 범위를 가지고 동작한다. 즉 액세스 포인트(20)는 액세스 포인트(20)의 설치 위치로부터 반경 20 내지 30 m 이내에 위치한 건물 내부에서 사용되는 무선 단말(30), 또는 액세스 포인트(20)의 설치위치로부터 반경 100 내지 150 m 이내의 건물 외부에서 사 용되는 무선 단말(30)과 무선으로 연결될 수 있다.
이러한 무선랜 시스템은, CDMA 시스템과 같은 무선 시스템에서 제공하는 송신 전력 제어에 관한 지원이 프로토콜에 존재하지 않는다. 따라서, 무선 단말(30)에서 액세스 포인트(20)로 패킷을 전송할 때, 사전에 설정된 일정한 송신 출력으로 송신하게 된다. 예를 들면, PDA와 같은 무선 단말(30)이 출하될 때 설정된 최대 송신 파워로 통신이 이루어진다.
따라서, 경우에 따라 무선 단말(30)에서 과도한 송신 출력으로 패킷을 송신함으로써, 액세스 포인트와 통신하는데 필요한 전력보다 더 많은 전력을 소모하게 된다. 상기 무선 단말(30)은 대부분 노트북, PDA와 같은 휴대용 장치로서, 전술한 것과 같은 종래의 송신 방법으로 인해 필요 이상의 과도한 전력을 소모하게 되어 구동 시간이 단축되는 등의 문제가 발생한다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 무선랜 환경에서, 무선 단말이 액세스 포인트로부터 수신하는 비콘 신호를 이용하여 수신 신호 강도 지시값을 검출하고, 이 수신 신호 강도 지시값을 이용하여 액세스 포인트로의 패킷 송신에 적절한 송신 출력을 결정함으로써 전력소모를 절감할 수 있는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서, 본 발명은,
인터넷에 연결된 액세스 포인트와 무선 통신하는 무선 단말에서 송신 출력을 제어하는 방법에 있어서,
상기 액세스 포인트로부터 비콘 신호를 수신하는 단계;
상기 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값(RSSI)을 검출하는 단계;
상기 수신 신호 강도 지시값 및 상기 액세스 포인트의 송신 출력을 이용하여 링크 손실값을 계산하는 단계; 및
상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값를 이용하여 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정하는 단계
를 포함하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 수신 신호 강도 지시값을 검출하는 단계는, 복수회 수신된 복수의 비콘 신호로의 수신 신호 강도 지시값의 평균값을 계산하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시형태에서, 상기 링크 손실값을 계산하는 단계는, 상기 액세스 포인트의 송신 출력과 상기 수신 신호 강도 지시값의 차를 링크 손실값으로 결정하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시형태에서, 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정하는 단계는, 상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값의 합을 상기 무선 단말의 송신 출력으로 결정하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정하는 단계는, 상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값의 합에 소정의 송신 출력 마진값을 더한 값을 상기 무선 단말의 송신 출력으로 결정하는 단계인 것이 더 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태에 따른 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법을 도시한 플로우 차트이다.
본 발명은 액세스 포인트와 상기 액세스 포인트와 무선 통신하는 무선 단말(스테이션(station)이라고도 함)의 송신 출력을 적절하게 제어하는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 무선 단말은, 수신 신호 강도 지시값(RSSI)을 이용하여 액세스 포인트와 무선 단말 사이의 링크 손실값을 계산하고, 이 링크 손실값을 적용하여 송신 신호의 출력을 결정한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 액세스 포인트(20)와 무선 단말(30) 간의 통신이 시작된 후, 무선 단말(30)은 상기 액세스 포인트(20)로 부터 일정한 주기(예를 들어, 100 ms)로 비콘(beacon) 신호를 수신한다(S21).
이어, 무선 단말(30)은, 상기 수신된 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값(RSSI)을 검출한다(S22). 상기 수신 신호 강도 지시값은 무선 단말(30)에서 수신한 수신 신호의 강도를 나타 내는 것으로, 무선 단말(30)에 포함된 무선랜 칩셋에서 제공되며 본 발명에서는 이 값을 dBm 단위로 변환하여 사용할 수 있다. 이 때, 상기 무선 단말(30)은 일정한 주기로 수신되는 복수(예를 들어, 7~8개)의 비콘 신호 각각의 수신 신호 강도 지시값을 검출한 후 그 평균값을 계산하여, 송신 출력을 계산하는데 이용하는 것이 바람직하다. 상기 수신된 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값을 검출하기 이전에, 상기 무선 단말(30)이 수신 신호 강도 지시값을 검출하기 위한 원시 정보값들을 비콘 신호로부터 추출하는 과정이 더 포함될 수 있다.
이어, 무선 단말(30)은, 상기 수신 신호 강도 지시값 및 상기 액세스 포인트의 송신 출력을 이용하여 링크 손실값을 계산한다. 상기 링크 손실값은 하기 식 1을 이용하여 계산될 수 있다.
[식 1]
Figure 112005057177804-pat00001
상기 식 1에서 LINK_LOSS는 링크 손실값, TX_POWER_AP는 액세스 포인트(20)의 송신 출력, RSSI는 무선 단말(30)에서 계산한 수신 신호 강도 지시값(또는 수신 신호 강도 지시값의 평균값)이다. 예를 들어, 액세스 포인트(20)의 송신 출력이 20 dBm이고 무선 단말(30)에서 비콘 신호를 통해 계산한 수신 신호 강도 지시값이 -60 dBm이라면, 링크 손실값은 80 dBm이 된다. 즉, 액세스 포인트(20)에서 송신된 신호가 무선 단말(30)에서 수신될 때까지 손실이 80 dBm가 되는 것이다.
이어, 무선 단말(30)은, 상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값을 이용하여 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정한다. 상기 최소 수신가능 신호 강도값은, 액세스 포인트(20)가 수신 할 수 있는 또는 액세스 포인트(20)가 수신하여 신호를 인식할 수 있는 액세스 포인트(20)로 입력되는 최소의 신호 강도값이다. 상기 무선 단말의 송신 출력(30)은, 상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값의 합으로 결정될 수 있다. 즉, 하기 식 2와 같이 무선 단말(30)의 송신 출력이 결정된다.
[식 2]
Figure 112005057177804-pat00002
상기 식 2에서 TX_POWER_STA는 무선 단말(30)의 송신 출력이며, RX_SENS_AP 는 액세스 포인트가 수신할 수 있는 최소 수신가능 신호 강도값이며, LINK_LOSS는 상기 식 1에 의해 계산된 링크 손실값이다. 상기 식 1의 예에서와 같이, 링크 손실값은 80 dBm이고, 액세스 포인트(20)가 수신할 수 있는 최소 수신가능 신호 강도값이 -84 dBm이라고 하면, 무선 단말(30)의 송신 출력은 -4 dBm이 된다.
한편, 상기 식 2를 통해 계산되는 무선 단말(30)의 송신 출력은 액세스 포인(20)가 수신할 수 있는 최소 수신 가능 신호 강도값을 이용하여 계산되므로, 그 값은 무선 단말(30)에서 송신하여야 하는 최소의 송신 출력이된다. 따라서, 무선 송수신이 이루어지는 채널 환경이 변화하거나 액세스 포인트(20) 및 무선 단말(30)의 동작에 오차가 발생하는 경우, 즉 링크 손실값이 증가하거나 액세스 포인트(20)의 최소 수신 가능 신호 강도값이 증가하는 경우, 액세스 포인트(20)가 무선 단말(30)에서 송신되는 신호를 수신하지 못할 수도 있다.
따라서, 상기 식 2를 통해 계산되는 무선 단말(30)의 송신 출력에 소정의 송신 출력 마진값을 더한 값을 무선 단말(30)의 송신 출력으로 결정(S25)하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 하기 식 3으로 나타난다.
[식 3]
Figure 112005057177804-pat00003
상기 식 3에서 MARGIN은 무선 단말(30)의 송신 출력에 추가되는 소정의 송신 출력 마진값이다. 통상 이 송신 출력 마진값은 액세스 포인트(20)마다 수신 가능한 최소 수신가능 신호 강도값이 다르므로, 신뢰성 있는 통신을 보장하기 위해 액세스 포인트(20)의 최소 수신가능 신호 강도값보다 큰 강도값을 갖는 신호가 액세스 포인트(20)에 도달할 수 있도록 반복적인 실험에 의해 사전 결정되는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 무선 단말(30)이 수신하는 신호, 특히 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값을 이용하여 액세스 포인트(20)와 무선 단말(30) 사이의 통신에서 발생하는 링크 손실값을 계산하고, 이 링크 손실값과 액세스 포인트가 수신할 수 있는 최소 수신가능 신호 강도값을 이용하여 무선 단말(30)의 적절한 송신 출력을 결정하므로, 항시 고정된 송신 출력, 특히 최대 송신 출력으로 무선 단말(30)이 신호를 송신하는 종래 기술에 비해 전력 소모를 절감할 수 있고 이를 통해 무선 단말(30)의 배터리 운용시간을 증가시킬 수 있다. 더하여, 과도한 송신 출력으로 인한 간섭 발생을 예방할 수 있으며, 액세스 포인트(20)까지 도달할 수 있는 적절한 송신 출력을 유지하므로 망 외의 다른 무선 단말기에서 신호를 수신할 수 있는 확률을 줄여 보안성을 강화할 수 있다.
하기 표 1은 본 발명을 적용한 경우, IEEE 802.11g 호환 소형 무선 단말의 송신 출력에 따른 소모 전류의 차이를 측정한 것이다. 이 측정에서 무선 단말의 공급 전압은 3.3V 단일 전원을 사용하였다.
송신 출력 6dBm 9dBm 12dBm 15dBm
2Mbps Tx rate 394 mA 408 mA 436 mA 475 mA
11Mbps Tx rate 395 mA 406 mA 432 mA 477 mA
36Mbps Tx rate 420 mA 429 mA 447 mA 488 mA
54Mbps Tx rate 422 mA 431 mA 452 mA 488 mA
상기 표 1에 나타나듯이, 본 측정의 결과, 특히 9~15dBm 구간에서 6~9dBm 구간보다 소모 전류를 절감하는 효과가 크다. 소모 전력 감소를 위하여 지나치게 작은 출력을 송신할 경우 무선랜 패킷이 소실되는 경우가 발생할 수 있으므로, 바람직하게 6~15 dBm 사이에서 무선 단말의 송신 전력이 결정되는 것이 바람직하며, 이 범위의 송신 전력으로도 소모 전력의 절감하는 효과를 거둘 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 무선랜 시스템에서 무선 단말의 수신 신호 강도 지시값에 따라 송신 출력을 적절하게 제어함으로써, 무선 단말의 소모 전력을 감소시켜 무선 단말의 사용 시간이 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
더하여, 과도한 송신 출력으로 인한 간섭신호 절감으로 다른 무선 단말기의 송수신 성능이 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
더하여, 신호가 도달할 수 있는 범위를 제어함으로써 망 외부의 다른 무선 단말이 신호를 수신할 수 없게 되므로 보안성을 강화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 인터넷에 연결된 액세스 포인트와 무선 통신하는 무선 단말에서 송신 출력을 제어하는 방법에 있어서,
    상기 액세스 포인트로부터 비콘 신호를 수신하는 단계;
    상기 비콘 신호의 수신 신호 강도 지시값(RSSI)을 검출하는 단계;
    상기 액세스 포인트의 송신 출력과 상기 수신 신호 강도 지시값의 차를 링크 손실값으로 결정하는 단계; 및
    상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값의 합을 상기 무선 단말의 송신 출력으로 결정하는 단계
    를 포함하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신 신호 강도 지시값을 검출하는 단계는,
    복수회 수신된 복수의 비콘 신호로의 수신 신호 강도 지시값의 평균값을 계산하는 단계인 것을 특징으로 하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 무선 단말의 송신 출력을 결정하는 단계는,
    상기 링크 손실값과 상기 액세스 포인트의 최소 수신가능 신호 강도값의 합에 소정의 송신 출력 마진값을 더한 값을 상기 무선 단말의 송신 출력으로 결정하는 단계인 것을 특징으로 하는 무선랜 시스템에서 무선 단말의 송신 출력 제어 방법.
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