KR101038897B1 - 무선 근거리 네트워크(lan) 시스템 - Google Patents
무선 근거리 네트워크(lan) 시스템Info
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Abstract
본 발명은 무선 LAN 시스템에 있어서, 차폐물, 전자파에 의한 노이즈 등의 영향에 의해 무선 통신을 할 수 없게 되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
외부 시스템과 통신할 수 있는 중계기와, 중계기와 통신할 수 있는 기저 유닛(100)과, 기저 유닛과 무선 통신할 수 있는 복수의 슬레이브 유닛으로서, 슬레이브 유닛의 일부가 기저 유닛으로부터의 동기 신호를 수신할 수 없는 경우에, 기저 유닛으로부터 수취한 정보 신호를 상기 일부의 슬레이브 유닛에 보내는 기능을 갖는 대체 슬레이브 유닛(112)으로 이루어지는 제1 그룹과, 상기 일부의 슬레이브 유닛에 대한 송신 기능을 갖지 않는 비대체 슬레이브 유닛(122, 124)으로 이루어지는 제2 그룹을 포함하는 복수의 슬레이브 유닛을 구비하는 무선 LAN 시스템이다.
무선, LAN, 전자파, 노이즈, 통신, 동기 신호, 정보.
Description
본 발명은, 일반적으로는 무선 근거리 네트워크(LAN) 시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 보다 상세하게는 가정이나 사무실과 같은 비교적 작은 공간에서의 LAN 시스템에 관한 것이다.
최근, IEEE 802.11a/g/b에 준거한 무선 LAN이 가정용으로 보급되고 있다. 보다 빠른 무선 규격도 책정 단계에 있다. 업계에서는, 고속의 무선 LAN을 사용한 AV 스트림의 전송, 무선 처리의 장점을 이용한 홈 보안 센서(유리 균열 검출) 등에 의해, 무선 LAN을 가정 내의 인프라로서 위치시키고자 하는 움직임이 있다.
한편, 전파로서의 특질로부터, 무선 LAN은 차폐물, 전자파에 의한 노이즈 등의 영향을 받기 쉽다. 특히, 고속 무선 LAN을 위한 밀리파, UWB 등은 장해물 등에 의한 영향을 받기 쉽다. 고속 무선 LAN을 가정 내의 인프라로서 보급시키기 위해서는, 이러한 장해에 대한 대책이 필요하게 된다.
그런데, 무선 LAN은 애드혹(ad hoc)이라는 접속(상시 통신이 아니라, 동적으로 네트워크에 대한 접속이 행해짐)을 전제로 하고 있다. 따라서, 무선이 끊어지는 것을 이상 상태로 인식하지 않는다. IEEE 802.15.3 등의 규격에서도, 무선이 끊어 진 것을 이상 상태로 취급하는 구조는 고려되어 있지 않다. 또한, 무선 네트워크층에서의 통신 중단을 통지하는 구조도 없다. 특히, 유선 부분을 터널링(IP 패킷 또는 이더넷 프레임을 캡슐화)하는 네트워크의 경우에는, 이더넷(Ethernet)측의 디바이스로부터는 원인 불명의 통신 장해로 간주 되어 버린다.
이 고속 무선 LAN의 개발은 아직 실용화를 향한 실험 단계에 있다. 현행 대책은, 「도파관을 사용하여 전망 좋은 장소에서 전파를 발신한다」 또는 「출력을 적절하게 조정한다」와 같은, 전파 장해를 일으키지 않도록 고안하는 견지에서의 방지책이 주류이다.
종래 기술로서, 일본 공개 특허 공보 2004-282758에는, 하나의 컨트롤러로 제어되는 무선 네트워크에 있어서, 그 컨트롤러가 고장(또는 정지)난 경우에, 네트워크의 제어를 대체 컨트롤러로 전환하여 무선 네트워크를 유지시키는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 이 방법은 차폐물, 전자파에 의한 노이즈 등의 영향에 의해 무선 통신을 할 수 없게 되는 것을 방지하는 것이 아니다.
특허문헌 1: 일본 공개 특허 공보 2004-282758
본 발명의 목적은 무선 LAN 시스템에 있어서, 무선 장해가 발생한 경우에, 통신 상태(서비스)를 자동적으로 유지하는 것이다.
본 발명의 목적은 무선 LAN 시스템에 있어서, 차폐물, 전자파에 의한 노이즈 등의 영향에 의해 무선 통신을 할 수 없게 되는 것을 방지하는 것이다. 또한, 본 출원의 「무선 통신을 할 수 없게 된다」란, 완전히 통신할 수 없는 경우뿐만 아니라 안정적으로 통신할 수 없는 경우(통신이 빈번하게 또는 단속적으로 끊어지는 경우 등)도 포함한다.
본 발명에 의하면, 외부 시스템과 통신할 수 있는 중계기와, 중계기와 통신할 수 있는 기저 유닛과, 이 기저 유닛과 무선 통신할 수 있는 복수의 슬레이브 유닛으로서, 슬레이브 유닛의 일부가 기저 유닛으로부터의 동기 신호를 수신할 수 없는 경우에, 기저 유닛으로부터 수취한 정보 신호를 상기 일부의 슬레이브 유닛에 보내는 기능을 갖는 대체 슬레이브 유닛으로 이루어지는 제1 그룹과, 상기 일부의 슬레이브 유닛에 대한 송신 기능을 갖지 않는 비대체 슬레이브 유닛으로 이루어지는 제2 그룹을 포함하는 복수의 슬레이브 유닛을 포함하는 무선 LAN 시스템이 제공된다.
본 발명에 의하면 기저 유닛과 복수의 슬레이브 유닛을 포함하는 무선 LAN 시스템에 있어서, 기저 유닛으로부터 복수의 슬레이브 유닛에 제1 동기 신호를 보내는 단계와, 제1 동기 신호를 수취한 슬레이브 유닛으로부터 기저 유닛에 제1 수신 신호를 보내는 단계와, 복수의 슬레이브 유닛 중 특정한 슬레이브 유닛으로부터 다른 슬레이브 유닛에 제2 동기 신호를 발신하는 단계와, 제2 동기 신호를 수신한 슬레이브 유닛으로부터 상기 특정한 슬레이브 유닛에 제2 수신 신호를 보내는 단계와, 기저 유닛으로부터 상기 특정한 슬레이브 유닛에 정보 신호를 보내는 단계와, 상기 특정한 슬레이브 유닛으로부터, 상기 제2 동기 신호를 수신한 슬레이브 유닛 중에서 제1 수신 신호를 발신하지 않는 슬레이브 유닛에 정보 신호를 보내는 단계를 포함하는 기저 유닛과 복수의 슬레이브 유닛 사이의 무선 통신 방법이 제공된다.
본 발명에 의하면 무선 LAN 시스템에 있어서, 장해물, 노이즈 등에 기인하는 무선 장해에 의해, 기저 유닛과 일부 슬레이브 유닛과의 통신을 할 수 없게 된 경우라도, 기저 유닛과 그 일부 슬레이브 유닛과의 대체 통신 경로를 자동적으로 확보할 수 있다.
본 발명에 의하면 무선 LAN 시스템에 있어서, 장해물, 노이즈 등에 기인하는 무선 장해에 의해, 기저 유닛과 일부 슬레이브 유닛과의 통신을 할 수 없게 된 경우에, 자동적으로 슬레이브 유닛 중 특정한 슬레이브 유닛이 기저 유닛을 대신(중계)하게 되어, 기저 유닛과 그 일부 슬레이브 유닛과의 통신을 유지시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 무선 LAN 시스템에 있어서, 장해물, 노이즈 등에 기인하는 무선 장해가 해제된 경우에, 대체되어 있던 통신 경로로부터 그 장해 발생 전의 통신 경로에 자동적으로 복귀시킬 수 있다.
본 발명에 의하면 무선 LAN 시스템에 있어서, 장해물, 노이즈 등에 기인하는 무선 장해의 발생에 관계없이, 기저 유닛과 슬레이브 유닛과의 통신 상태(서비스)를 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 통상의 PICONET을 사용한 LAN 패킷 통신 시스템의 기본 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 시스템 구성을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 시스템 구성(장해 발생 전)을 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 시스템 구성(장해 발생 직후)을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 시스템 구성(장해 발생 후의 대체 경로의 확보 모습)을 도시하는 도면이다.
도 6은 PNC가 갖는 스위치 테이블과 접속 테이블을 나타내는 도면이다.
도 7은 IP#5로서 도 2의 DEV-B(#5)가 등록된 경우의 테이블을 나타내는 도면이다.
도 8은 IP#4로서 도 2의 DEV-B(#4)가 등록된 경우의 테이블을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 #4가 인식된 후, #3, #6의 DEV-B가 접속된 상태를 더 도시하는 도면이다.
도 10은 DEV-B의 (#3, #4)와 PNC의 접속이 끊어진 상태를 도시하는 도면이다.
도 11은 DEV-B(#3)와 PNC의 접속을 DEV-A(#1)를 통한 대체 경로에 의해 확보한 상태를 도시하는 도면이다.
도 12는 장해가 제거되고, 원래의 DEV-B(#3)와 PNC의 접속이 회복된 상태를 도시하는 도면이다.
<부호의 설명>
10, 100: PNC, 20: DEV,
30: 무선 경로, 110, 112, 114: DEV-A(대체 PNC),
120, 122, 124: DEV-B, 200: 장해물
본 발명에 대해서 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 이하의 설명은 IEEE 802.15.3 규격의 PICONET을 이용하는 것을 전제로 하고 있다. 그러나, 본 발명은 이 전제에 한정되는 것이 아니라, 다른 규격, 방식 등에서도 물론 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서는 IEEE 802.15.3의 PICONET상에서, LAN 패킷을 송수신하는 시스템을 상정한다. PICONET이란, IEEE 802.15.3으로 정의되는 무선에 의한 통신 서브넷을 의미한다. 본 실시예에서는 이하의 내용(A, B)을 개시한다. 또한, 이하에 등장하는 Child PICONET이란, IEEE 802.15.3으로 정의되고 네트워크의 최소 단위를 의미한다.
A. 장해(무선 단절) 발생시에 Child PICONET을 사용한 다른 경로를 동적으로 확보하는 시스템
(a-1) 장해(무선 단절)시에 다른 경로를 확보하기 위한 시스템 구성
(a-2) 장해(무선 단절) 발생을 시스템 내의 각 디바이스가 검지하는 방법
(a-3) 다른 경로를 선택하는 방법
(a-4) 장해 복구를 검지하고, 원래의 경로에 복귀하는 방법
B. 특정 디바이스간의 무선 부분의 장해 발생을 무선층으로 인식하고, 통지된 장해를 통보하는 방법
도 1은, 본 발명에 따른 PICONET을 사용한 LAN 패킷 통신 시스템의 기본 구성을 도시한다. 이 구성에서는 PICONET을 제어하는 PNC(PICONET COORDINATOR)(10)와 복수의 DEV(DEVice)(20)가 무선으로 접속되고, LAN 패킷을 터널링(또는 프로토 콜 변환)한다. PNC(10)는 중계기(도시 생략)를 통해 외부 시스템에 접속한다. 광 통신(FTTH)에서는, 중계기는 광을 전기 신호(밀리파 등)로 변환하는 변환기를 포함한다. PNC(10)와 각 DEV(20) 사이의 선(30)은 무선 통신 경로의 존재를 의미한다. 이 선(30)의 의미는 다른 도면에서도 마찬가지이다. IP#1부터 IP#4는 각 DEV에 할당되는 LAN 기기(PC, 각종 가전기기 등)를 의미한다. 동시에, IP#n은, 각 기기에 대응하는 이더넷(Ethernet)의 MAC 어드레스 또는 IP 패킷의 IP 어드레스도 의미한다. 이 IP#n의 의미는 다른 도면에서도 마찬가지이다.
IEEE 802.15.3에서는, PICONET 내의 장치는 서로 통신할 수 있다고 정의되어 있다. 인터넷 접속을 가정에 인입하는 통신으로는,
(a) 인터넷의 출입구는 1개 지점이고 PNC로 통합한다,
(b) DEV끼리는 반드시 통신 가능한 장소에 설치되지 않는 것을 이유로 하여, DEV간의 통신도 DEV->PNC->DEV라는 경로를 사용한다. PICONET에의 접속은 ad hoc이지만, LAN 패킷의 경로는 DEV와 PNC의 조합으로 구성된다. 무선이 전달되는 범위를 확장하기 위해, IEEE 802.15.3에서는 Child PICONET을 사용할 수 있는 것도 정의되어 있다.
A. 장해(무선 단절) 발생시에 다른 경로를 동적으로 확보하는 시스템
(a-1) 장해(무선 단절)시에 다른 경로를 확보하기 위한 시스템 구성
도 2는, 장해(무선 단절)시에 다른 경로를 확보하기 위한, 본 발명에서의 시스템 구성이다. PNC(100)는 하나이다. DEV는 DEV-A와 DEV-B 2 종류를 포함한다. DEV-A(110)는 Child PICONET의 PNC가 되는 기능을 갖는다. DEB-B(120)는 PNC가 되 는 기능을 갖지 않는다.
도 3부터 도 5를 참조하면서, 이하에 장해(무선 단절)시의 처리 흐름을 도시한다.
(1) 도 3에서, 통상은 PNC(100)가 관리하는 하나의 PICONET을 기초로, PNC(100), DEV-A, DEV-B가 무선 통신을 행한다. 즉, LAN 기기(IP#n)에 대하여 LAN 패킷 통신이 행해진다. 도 3에서는 예컨대 PNC(100)와 DEV-B(122)의 IP#3이 통신하고 있다.
(2) 도 4에서, 장해물 등(200)이 놓이면, PNC(100)와 통신할 수 없는 DEV-B가 발생한다. 도 4에서는 2개의 DEV-B(122)(IP#3)와 DEV-B(124)(IP#4)가 PNC(100)와 통신할 수 없다.
(3) 도 5에서, 장해(무선 단절)를 검지한 DEV-A(112)가 대체 PNC로서 동작하고, Child PICONET을 구성한다. 도 5에서, PNC(100)와 통신할 수 없게 된 DEV-B(122)(IP#3)와 DEV-B(124)(IP#4)는 DEV-A(112)(PNC)로 접속을 전환한다. LAN 패킷은 PNC(100)-DEV-A(112)-DEV-B(122/124)의 대체 경로로 전송된다.
(4) 장해가 없어지면 도 3의 원래의 경로에 되돌아간다.
도 2부터 도 5에 예시되는 본 발명의 시스템에서의 동작의 특징은 다음의 2개이다.
(1) 종래의 네트워크 장해에 대하여 대체 경로를 선택하는 방법에서는, 라우팅 프로토콜에 기초를 둔 복잡한 루트 정보를 교환한다. 그러나, 본 발명에서는 상대에게 자신의 존재를 통지하는 패킷을 멀티캐스트하는 것만으로 대체 경로로 전환 한다. 본 발명은, 경로 정보 교환의 부하가 크고, 장해시에 경로 요구를 하는 종래의 방식과는 상이하기 때문에, 대체 경로로의 전환이 빠르다.
(2) 본 발명에서는, Static 접속이 필요한 디바이스와 그렇지 않은 디바이스(ad hoc)를 구별하여 취급함으로써, 불필요한 대체 경로의 기동에 의한 시스템 부하의 증대를 막을 수 있다.
(a-2) 장해(무선 단절) 발생을 시스템 내의 각 디바이스가 검지하는 방법
PNC는 비컨(동기 신호)을 정기적으로 발신하고, 자신의 존재를 각 DEV에 전한다. 비컨의 발신은 IEE 802.15.3에 기초하여 행한다. DEV-A는 정기적으로 "Static 접속 INFO" 패킷을 송신한다. PNC는 각 DEV와의 접속 관계를 관리하기 위해, 도 6의 (a) 스위치 테이블과 (b) 접속 테이블을 갖는다. 도 6의 (b) 접속 테이블에, #1과 #2가 타입 A의 DEV(DEV-A)로서 기록된다. (b) 접속 테이블의 "static"은 static 접속을 의미한다. 그 옆의 (#2)와 (#1)은 각각 DEV-A(#1)부터 DEV-A(#2)가 보이는(통신 가능한) 것과 그 반대도 성립하는 것을 의미한다. PNC는 "Static 접속 INFO" 패킷이 일정 시간 수신되지 않는 경우, DEV-A가 보이지 않게 되었다고 판단한다.
타입 B의 DEV 중에 Static한 접속을 필요로 하는 DEV-B는, 정기적으로 "Static 접속 INFO" 패킷을 송신( multicast)한다. "Static 접속 INFO" 패킷은 DEV-A의 존재 확인에 사용하는 패킷과 동일한 것이다. 도 7에, IP#5로서 도 2의 DEV-B(#5)가 등록된 경우의 테이블을 나타낸다. 도 7의 (b) 접속 테이블 중에서는, #5의 DEV-B가 static으로서, DEV-A의 #1과 #2에 접속할 수 있는 것이 표시된다.
Static한 접속을 필요로 하지 않는 DEV-B, 즉 ad hoc 접속의 DEV-B는 "Static 접속 INFO" 패킷을 보내지 않는다. 이 DEV-B는 IEEE 802.15.3으로 정의되어 있는 대로의 동작을 한다. 도 8에, IP#4로서 도 2의 DEV-B(#4)가 등록된 경우의 테이블을 나타낸다. 도 8의 (b) 접속 테이블 중에서는, #4의 DEV-B가 ad hoc인 것이 기록된다. 이와 같이, 접속 테이블을 이용함으로써, Static과 ad hoc인 디바이스가 혼재하는 경우라도 적절히 관리할 수 있다.
(a-3) 다른 경로를 선택하는 방법
다른 경로 선택은 PMC/DEV-A가 관리하는 스위치 테이블을 사용하여 이하와 같이 행해진다.
(1) 도 9에서, 통상의 상태에서는 PNC(100)의 (b) 스위치 테이블을 바탕으로, LAN 패킷을 무선 부분의 프로토콜로 캡슐화(encapsulation)하여 터널링한다. 도 9의 상태는, 도 8의 #4가 인식된 후, #3, #6의 DEV-B가 더 접속된 상태이다.
(2) 도 10과 도 11에 있어서, 예컨대 DEV-B의 DEV-B(#3, #4)와 PNC(100)의 접속이 끊어지는 것으로 한다.
2-1) Static 접속이 불필요한 #4의 DV-B(124)는 IEEE 802.15.3의 정의와 같이 접속을 해제한다.
2-2) Static 접속이 필요한 #3의 DEV-B(122)는 대체 PICONET(#1이 관리하는 Child PICONET)인 DEV-A(112)에 접속한다.
2-3) DEV-A(#1)(112)는 IP#3을 #1 내의 (a) 스위치 테이블에 등록한다.
2-4) DEV-A(#1)(112)는 PNC(#0)(100)에, 대체 패스로서 #3을 접속한 것을 통 지한다(이 통지의 #0에서의 처리는 비동기).
2-5) #3, #4의 접속단을 검지한 PNC(100)는 (b) 스위치 테이블(도 10)에서 #3, #4의 정보를 삭제한다.
2-6) #3 목적지의 LAN 패킷이 전달되면, PNC(100)는 브로드캐스트로 PICONET 전체에 송신한다.
2-7) DEV-A(#1)는 LAN 패킷을 수취하고, #1의 스위치 테이블 내에 있는 #3에 LAN 패킷을 송신한다.
2-8) DEV-B(#3)는 #0->#1->#3의 대체 경로로 LAN 패킷을 송수신한다.
(3) 상기 2-4)의 #1에서의 처리가 종료하면, PNC(#0)(100)의 (b) 스위치 테이블(도 11)에, #3에의 데이터는 #1 경유인 것(DEV#1)의 정보가 등록된다. 이후, #3 목적지의 LAN 패킷이 전달되면 PNC(100)는 유니캐스트로 DEV-A(#1)에 송신하게 된다.
(a-4) 장해 복구를 검지하고, 원래의 경로에 복귀하는 방법
도 12에서, 대체 경로를 사용하고 있는 DEV-B(#3)(122)는 PNC(100)로부터의 비컨이 재개하는 것을 감시한다. 장해물의 제거 등으로 비컨이 재개되면 PNC(100)로의 접속을 복귀시킨다. PNC(100), DEV-A(#1)(112)의 스위치 테이블은 통상시의 내용으로 복귀되고, 원래의 경로에서의 LAN 패킷의 송수신이 행해지게 된다.
무선 부분의 장해 발생을 무선층으로 인식하고, 통지된 장해를 통보하는 방법으로서, 우선 접속 테이블에서, 각 DEV의 접속 요구가 Static인지 ad hoc인지를 관리한다. 통상과 상이한 상황이 된 경우, PNC 또는 DEV는 통지(Notification)를 행한다. 그 통지는 메일, 소리, 전화 등으로 행해진다. 통지 상태에 있는 것은 접속 테이블에 기록되고, 관리된다.
본 발명의 PNC는, 예컨대 PC 베이스의 전용기기로서, 그 위에서 움직이는 SW에 의해 동작한다. 본 발명의 DEV-A는, 예컨대 방 안에서, 복수의 DEV-B 및 PNC로부터 보이도록(무선 통신할 수 있게) 설치된다. DEV-A는, 예컨대 Eth/밀리파 인터페이스를 갖는 박스형 디바이스로서 제공된다. 이 디바이스는, 본 발명의 방법을 실행하기 위한 내장 소프트웨어(SW)를 내장할 수 있다. 디바이스는 어떠 내장 OS로 동작하고, 디바이스가 갖는 Eth/밀리파 인터페이스의 하드웨어(HW)를 동작시키는 드라이버로서 기능한다.
본 발명의 DEV-B는, 예컨대 퍼스널 컴퓨터(PC)로 종단시키는 경우는, 밀리파무선 LAN 카드에 부속되는 소프트웨어에 의해 동작한다. 또는, DEV-B는 외부 부착디바이스로 하는 경우(PC와 같이 카드를 확장할 수 없는 LAN 대응 보안기기나 가전의 경우)는, DEV-A와 같은 박스형 디바이스 안에서 동작하는 내장 SW에 의해 동작한다.
본 발명에 대해서, 도면을 인용하면서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 어떠한 변형도 가능한 것은 당업자에게는 명백할 것이다.
Claims (10)
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- 기저 유닛 및 복수의 슬레이브 유닛을 포함하는 무선 근거리 네트워크(LAN) 시스템에서, 기저 유닛과 복수의 슬레이브 유닛 사이에서 무선 통신을 하기 위한 방법으로서, 기저 유닛이,복수의 슬레이브 유닛에 제1 동기 신호를 보내는 단계와,상기 제1 동기 신호를 수취한 제1 슬레이브 유닛으로부터 제1 수신 신호를 수신하는 단계와,상기 제1 수신 신호를 발신하지 않은 제2 슬레이브 유닛을 검출하는 단계와,상기 제1 슬레이브 유닛 중 특정 슬레이브 유닛에 대하여, 상기 특정 슬레이브 유닛으로 하여금 제2 동기 신호를 발신하도록 재촉하는 지시 신호를 보내는 단계와,상기 특정 슬레이브 유닛으로부터, 상기 제2 슬레이브 유닛이 상기 제2 동기 신호를 수신한 것을 나타내는 제2 수신 신호를 수취하는 단계와,상기 특정 슬레이브 유닛에, 상기 제2 동기 신호를 수신한 상기 제2 슬레이브 유닛을 위한 데이터 패킷 신호를 보내는 단계를 실행하는 것을 포함하는 무선 통신 방법.
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