KR100743835B1 - 무선 랜의 트래픽 개선방법 - Google Patents

무선 랜의 트래픽 개선방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 랜의 트래픽 개선방법에 관한 것으로서; 하나의 억세스터미널(AT)과 복수 개의 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들 사이에서 연결되기 전 서로 설정을 맺기 위해 접속을 하는 무선 랜 망 상에서; 상기 하나의 억세스터미널(AT)은 상기 주변의 복수 개의 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하여 프레임을 추가하는 통신규약을 포함하고, 상기 하나의 억세스터미널(AT)이 상기 주변 복수 개의 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임은, 상기 억세스포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스터미널(AT)의 연결 설정 시 연결 설정을 맺기 위해 사용되는 연결설정의뢰정보(AI:Association Information)의 도착 시간의 구조설계 에 대한 것으로서, 본 발명의 무선 랜 트래픽 개선방법은; 간단한 통신 규약의 변경으로 로드밸런싱을 적용 할 수 있어 과도한 억세스 포인트의 부하를 막을 수 있어 사용자측면에서는 최대성능을 얻을 수 있으며, 망 사업자 측면에서는 효율적인 망 관리를 할 수 있다.
무선 랜, 규약, 억세스포인트, 억세스터미널

Description

무선 랜의 트래픽 개선방법{Improving method of over-traffics in wireless lan network}
도 1 은 일반적인 무선 랜 네트워크의 구성을 도시하는 개략적인 개념도.
도 2 는 일반적인 셀룰러 네트워크의 구성도.
도 3 은 IEEE802.11a 무선 랜 모뎀의 블록다이어그램도.
도 4 는 본 발명의 무선 랜의 트래픽 개선방법을 설명하기 위한 개념적인 모식도.
도 5 는 본 발명의 무선 랜 트래픽 개선방법을 설명하는 플로우챠트도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
AT: 억세스터미널
AP1,AP2,AP3..APN: 억세스포인트
본 발명은 무선 랜의 트래픽 개선방법에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 무선 랜 통신의 계층 구조상의 변경 없이 간단한 통신 알고리즘 변형만으로 부하 분산을 이루어 로드밸런싱의 최적화를 이룰 수 있게 하는 방법을 제공하는 것이다.
일반적인 무선 랜의 네트워크 구조는 유선을 통해 일반 소비자의 댁내로 들어온 케이블을 이용하여 억세스 포인트에 연결하고.
단지, 무선 구간은 억세스 포인트(Access point)에서 억세스터미널(Access Terminal) 사이만을 무선으로 사용하고 있기 때문에 셀룰러 망처럼 네트워크 구성이 모바일 스위치 센터(MSC: Mobile Switched Center)에서 베이스 스테이션(BS:Base Station) 그리고 모바일 노우드(MN: Mobile Node)와 연결되어 있는 구조와는 차이가 있다.
즉, 도 1 의 일반적인 무선 랜 네트워크의 구성에서,
보안서버(1)에 의하여 백업되는 메인스위치/xDSL(2)의 스위치/xDSL모뎀(3)과 연결선으로 댁내의 무선 억세스 포인트(AP)에 연결되어 다수 사용자의 개인용 컴퓨터(10,11,12,13..)과 무선망으로 연결되어 지는 구성은,
도 2 의 일반적인 셀률러 네트워크의 구성도와 같이, 셀룰러 망의 경우 BS을 관리하는 MSC에서 모든 사항을 제어하기 때문에 로드밸런싱이 자체적으로 제공됨으로서 가능하지만, 무선 랜의 경우 억세스 포인트(이하 'AP' 라 함)는 독립적으로 자신에게 연결되어 있는 억세스 터미널만을 제어하기 때문에 억세스 포인트를 제어할 수 있는 방법이 제공되어 지지 않고 있다.
따라서, 기존의 경우는 대부분 무선 랜 네트워크 구성을 변경하여 억세스 포인트 상위 단에 제어나 관리를 할 매개체를 두고 그 매개체에서 억세스 포인트를 제어하는 방식을 사용하여 부하의 분산을 도모하는 로드밸런싱(Load balancing) 기 법을 사용하였으나 이 경우 네트워크 구성의 비용이 증대하고, 개별적인 사용자의 관리가 불가능한 등의 여러 가지 문제점이 있다.
본 발명은 상술하는 종래 구성의 무선 랜에서 발생하는 트래픽을 개선하는 방법을 제공함에 있어서, 별도의 무선 랜 통신의 계층 구조 및 하드웨어적인 변경 없이 간단한 통신 알고리즘 변형만으로 부하 분산을 이루어 성능의 최적화를 이룰 수 있게 하는 것을 주요한 목적으로 하고 있다.
상술하는 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명에서 무선 랜의 트래픽 개선방법은; 하나의 억세스 터미널(AT)과 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들 사이에서 연결되기 전 서로 설정을 맺기 위한 접속을 하는 무선 랜 망 상에서;
상기 하나의 억세스 터미널(AT)은 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임을 추가하는 통신규약을 더 포함하는 것을 기본적인 특징으로 하고,
상기 하나의 억세스 터미널(AT)이 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과의 연결 설정을 위해 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임은,
상기 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT)의 연결 설정 시 연결 설정을 맺기 위해 사용되는 연결설정의뢰정보(AI:Association Information)의 도착 시간에 대한 구조에 대한 특징과,
첫 번째 돌아오는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 연결설정의뢰정보(AI)는 무시하고 상기 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과 연결 설정을 하여 가장 빠른 시간에 두 번째 연결설정의뢰정보(AI)가 도착하는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)가 가장 부하가 적음을 판단하여 연결하는 로직을 포함하는 것은 구체적인 방법의 특징이 된다.
이하의 부수된 도면과 함께 본 발명의 무선 랜의 트래픽 개선방법을 종래 구성의 무선 랜 모뎀과 관련하여 더욱 상세하게 설명한다.
기존의 IEEE802.11에서 규약된 무선 랜은 DSSS, FHSS, IR(Infrared) 방식을 사용하여 2.4GHz ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역에서 2Mbps의 전송률을 지원한다.
그러나 이러한 규격으로는 증가해 가는 높은 전송속도에 대한 요구를 만족시킬 수 없어, IEEE802.11a와 IEEE802.11b의 새로운 물리계층 표준안이 확정되었다.
IEEE802.11b는 2.4GHz 대역에서 기존의 DSSS방식을 확장한 CCK(Complementary Code Keying) 방식을 사용하여 11Mbps의 전송률을 지원한다.
한편 IEEE802.11a는 5GHz 대역의 U-NII (Unlicenced National Information Infrastructure) 비면허 대역에서 DSSS 방식의 한계를 극복하고 더 높은 전송 속도를 얻기 위하여 OFDM 변조방식을 채택하였다.
도 3 의 IEEE802.11a의 무선 모뎀 블록도에서,
송신부에서 입력 데이터 먼저 전방 오류정정 부호화(forward error correction coding)에 의해 부호화 된다.
전방오류정정 부호화는 전송률에 따라 구속장이 7이고 각각 1/2, 2/3, 3/4인 길쌈(convolutional) 부호화기(콘볼루션 인코더:50)에 의해 부호화 되어 진다. 부호화된 데이터는 연집 에러를 랜덤 에러로 바꾸어 주기위해 인터리버(51)가 사용되는데 전송에 따라 데이터에 에러가 발생하면 복구가 불가능하게 되어 데이터를 이용할 경우가 발생하는데 이를 최소화하기 위하여 에러 정정 기술을 사용 한다.
콘볼루션인코더(50)에서 코드화된 코드는 에러가 드문드문 산제되어있을 경우에 복구가 가능하다. 하지만 에러가 일정 부분에 집중되어 있으면 에러 정정 코드로는 정정이 불가능해지게 된다.
그러나, 인터리버(51)를 사용하여 이를 최소화할 수 있다. 콘볼루션인코더(50)에서 코드화된 데이터는 블록 인터리버(2)로 입력되어 인터리빙된다.
변조기(53)에서 BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM로 변조된다.
변조된 신호는 IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)(54)를 통하여 다수의 부반송파에 실리게 된다.
I/Q 변조기(5)는 baseband processor로부터의 신호를 각 신호 위상차가 나는 변조 방식으로 신호를 변환하여 RF로 전송하고 I/Q 복조기(56)는 I component와 Q component를 통과한 신호를 비교하여 신호가 어떤 값을 의미하는 해석을 하는 구성을 구비하고 있다.
이러한 구성의 종래로부터의 무선 랜의 구성에도 불구하고 현재의 무선 랜은 통신 방식의 특성상 많은 취약점을 가지고 있다.
무선 랜은 전파의 세기에 따라 억세스 포인트(AP)와 억세스 터미널(AT)의 연결이 이루어지는 특성을 가지고 있다.
따라서, 억세스 포인트(AP) 상위 단에 아무 매개체가 없는 관계로 로드밸런싱이 자체적으로 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
이로 인하여 주변 억세스 포인트(AP)의 부하와는 상관없이 전파의 세기에 따라 가장 인접한 억세스 포인트(AP)에 접속이 이루어져 사용자 측면에서의 많은 어려움과 품질 면에서 신뢰성이 떨어지는 상황이다.
본 발명의 무선 랜 트래픽 개선방법에서는 억세스 포인트(AP) 상위 단에 제어나 관리를 할 매개체를 추가하는 것이 아니라 억세스 포인트(AP)와 억세스 터미널(AT) 사이의 통신상에 간단한 신호만을 추가하여 로드밸런싱을 적용할 수 있어 억세스 터미널 입장에서는 부하가 적은 억세스 포인트를 사용할 수 있어 질 좋은 통신을 사용 할 수 있게 하는 것이 목적이다.
도 4 이하와 함께 본 발명의 무선 랜의 트래픽 개선방법을 설명한다.
복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT) 사이의 접속 방식은 전파 강도의 세기를 바탕으로 하나, 최종 접속은 주변의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 중, 2번째 연결설정의뢰정보(AI:Association Information) 요구가 제일 먼저 도착한 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 접속을 한다는 것을 기본적인 발명의 사상으로 하고 있다.
무선 랜은 기본적으로 통신 방식이 CSMA/CA방식임을 감안한다.
무선 랜 망에는 복수의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과 복수의 억세 스 터미널(AT)들과의 접속이 이루어진다. 이 경우 전파 강도의 세기로 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT)의 연결이 이루어지는데, 연결이 이루어지기 전에 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT)은 서로 연결 설정을 맺기 위한 접속을 한다.
억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT) 사이에 첫 번째 연결설정의뢰정보(AI) 요구는 정확한 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 현재의 부하상태를 알 수 없다.
하지만 이때 연결을 의도적으로 맺지 않고 두 번째 연결설정의뢰정보(AI) 요구의 도착시간이 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 부하와 관련이 있다.
도 4 는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT) 사이의 연결 설정 순서를 나타내고 있다.
부하가 많이 걸린 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 경우 다른 억세스 터미널(AT)과의 접속 관계로 연결을 희망하는 다른 억세스 터미널(AT)에 요구하는 연결설정의뢰정보(AI)가 늦게 도착 한다.
이 경우 첫 번째 돌아오는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 연결설정의뢰정보(AI)는 내가 어느 위치에서 연결 설정이 되는지 알 수 없고, 또한 다른 억세스 터미널(AT)과의 순서를 알 수 없으므로 이 도착 시간으로는 정확한 접속하고자 하는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 부하상태를 알 수 없다.
하지만 두 번째 연결설정의뢰정보(AI)는 주변 억세스 터미널(AT)과 접속이 한번 끝나고 연결을 설정하는 것이므로 그 도착시간이 접속하고자 하는 억세스 포 인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 부하상태를 의미한다.
따라서 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과 연결 설정을 하여 가장 빠른 도착시간(ΔT21,ΔT22ΔT23ΔT24)에 두 번째 연결설정의뢰정보(AI)가 도착하는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)가 가장 부하가 적다는 것을 알 수 있다.
억세스 터미널(AT)은 두 번째 연결설정의뢰정보(AI)가 가장 빨리 도착하는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 접속을 하게끔 하는 프레임을 무선 랜에 추가하는 통신규약을 설정하여 연결 접속 방식으로 변경하면 추가적인 어떠한 매개체를 사용하지 않고도 로드밸런싱을 적용할 수 있는 것이다.
이를 순차적인 단계로서 도시하는 것이 도 5 이다.
우선 억세스 터미널(AT)은 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들을 파악(200)하기 위하여,
주변의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들에 연결설정의뢰정보(AI)를 송신(210)하게 되고, 그 순간부터 억세스 터미널(AT)의 내장된 타이머가 도착시간을 카운트(220)한다.
주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들로부터 연결설정의뢰정보(AI)에 대한 인포메이션리퀘스트(IR)을 수신(230)하여,
이것이 첫 번째의 인포메이션리퀘스트(IR)인가를 판단하는 단계(40)에서,
만일 그렇다면(yes), 이를 무시하고 다시 억세스 터미널(AT)이 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들을 파악(200)하는 단계로 루프복귀하고, 그렇지 않다면(no), 이때의 측정된 복귀한 인포메이션리퀘스트(IR)까지의 소요된 도착시간을 주변의 다른 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과의 두 번째의 인포메이션리퀘스트(IR)의 도착시간(ΔT21,ΔT22ΔT23ΔT24)의 데이터를 정리(250)하여,
도착시간(ΔT21,ΔT22ΔT23ΔT24)들을 비교하여 최단 시간의 두 번째의 인포메이션리퀘스트(IR)인가를 판단(260)하여,
최단 시간의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 접속을 수행(260)(yes)하고, 다른 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)과는 차단(no)하게 하는 것이다.
상기하는 프레임은 통신규약으로 설정될 수도 있지만 기존에 존재하는 억세스 터미널(AT)에 상기의 프레임논리를 포함하는 별도의 하드웨어로 구성하여 보급이 가능함은 물론이다.
기존의 로드밸런싱을 위한 발명은 억세스 포인트 상위 단에 매개체를 추가하여 이루어지므로 경제적인 측면이나 추가적인 다른 계통 측면에서 현실적으로 이루어지지 않았으나, 이상과 같은 구성을 가지는 본 발명의 무선 랜 트래픽 개선방법은; 간단한 통신 규약의 변경으로 로드밸런싱을 적용 할 수 있어 과도한 억세스 포인트의 부하를 막을 수 있어 질 좋은 통신을 할 수 있게 하는 유용성을 가진다.

Claims (4)

  1. 하나의 억세스 터미널(AT)과, 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들 사이에서 연결되기 전 서로 설정을 맺기 위한 접속을 하는 무선 랜 망 상에서, 상기 하나의 억세스 터미널(AT)은 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임을 추가하는 통신규약을 포함하고,
    상기 하나의 억세스 터미널(AT)이 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임은, 상기 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)와 억세스 터미널(AT)의 연결 설정 시, 연결 설정을 맺기 위해 사용되는 연결설정의뢰정보(AI:Association Information)의 도착시간에 대한 구조분석에 대한 것임을 특징으로 하는 무선 랜의 트래픽 개선방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 억세스 터미널(AT)이, 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.) 들과 연결 설정을 위해 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임은, 첫 번째 돌아오는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)의 연결설정의뢰정보(AI)는 무시하고, 상기 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들과 연결 설정을 하여 가장 짧은 도착시간(ΔT21,ΔT22,ΔT23,ΔT24)에 두 번째 연결설정의뢰정보(AI)가 도착하는 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)가 가장 부하가 적음을 판단하여 연결하는 로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 랜의 트래픽 개선방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나의 억세스 터미널(AT)이 상기 주변의 복수 개의 억세스 포인트(AP)들과 연결 설정을 위해 주변 억세스 포인트(AP1,AP2,AP3..APN.)들의 부하 상태를 파악하는 프레임은, 상기 로드밸런싱을 적용한 무선 랜의 억세스 터미널(AT)에 하드웨어적으로 규정될 수 있는 것을 특징으로 하는 무선 랜의 트래픽 개선방법.
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