KR101134826B1 - 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법 - Google Patents

무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무선 단말과 액세스 포인트간의 무선 랜 통신의 데이터 전송에 관한 것으로, 상기 무선 단말의 동작을 위한 연산처리 및 제어를 수행하는 중앙처리장치(CPU; Center Process Unit); 상기 중앙 처리장치의 사용량을 측정하는 측정부; 상기 무선 단말이 무선 랜통신을 위해 전송하는 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 상기 프레임 생성부가 데이터 프레임을 생성할 때, 상기 측정부가 측정한 중앙처리장치의 사용량 정보추가하도록 제어하는 제어부; 및 상기 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 위한 통신부를 포함하는 무선단말을 구성하여, 액세스 포인트로부터 중앙처리장치의 사용량에 따라 DTIM(Delivery Traffic Indication Message) 기간을 설정받을 수 있도록 하여, CPU 사용량에 따라 효율적이 데이터 통신이 가능하도록 한다.
무선 랜, CPU, DTIM

Description

무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법{Apparatus and method of data transmission for wireless LAN}
도 1은 일반적인 무선 랜 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3은 일반적인 무선 랜 통신의 전력관리 방법을 위한 시간관계를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법의 동작 순서도이다.
본 발명은 무선 랜 통신의 데이터 전송에 관한 것으로, 특히 무선 랜 통신을 수행하는 이동통신 기기의 전력 상태에 따른 데이터 전송 기간의 조절을 수행하도록 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 랜(LAN; Local Area Network)은 유선 랜의 허브(Hub)와 같은 AP(Access Point) 장치를 사용하여 무선 랜카드를 장착한 PDA(Personal Digital Assistant)나 노트북과 같은 무선 단말에 랜 서비스를 제공하는 네트워크 환경이다.
기존의 이더넷(Ethernet) 시스템에서 허브와 사용자 단말 사이의 유선 구간을 AP와 무선 랜카드와 같은 NIC(Network Interface Card) 사이의 무선 구간으로 대체한 시스템이라 할 수 있다.
무선 랜은 무선 단말의 배선이 필요 없어 단말기의 재배치가 용이하며 네트워크의 구축 및 확장이 용이하고, 이동 중에도 통신이 가능하다는 장점이 있다.
상기한 무선 랜 시스템은 AP를 포함하는 형태의 인프라스트럭쳐(Infrastructure) 네트워크의 형태와, AP를 포함하지 않는 Ad-hoc 형태의 네트워크로 나눌 수 있다.
다음은 인프라스트럭쳐 네트워크의 구조를 나타낸다.
도 1은 일반적인 무선 랜 시스템의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 인프라스트럭쳐 네트워크는 무선 랜 카드를 장착한 무선 랜 통신 기기인 무선 단말(110)과, 상기 무선 단말(110)의 무선 랜 통신을 위한 AP(120)를 포함하여 구성된다.
상기 AP(120)가 제공하는 서비스 영역을 BSA(Basic Service Arear)라고 하며, AP(120)를 포함하여 그 AP(120)에 접속된 무선 단말(110)을 BSS(Basic Service Set)이라고 한다.
또한, 이렇게 AP(120)에 접속되어 무선단말(110)이 서비스 받게 되는 것을 SS(Station Service)라고 한다.
상기 도 1에 나타난 바와 같이, 서비스 영역인 BSA는 서로 중첩될 수 있으 며, 두개 이상의 AP(120)가 서로 연동되어 각각의 AP(120)에 접속되어 있는 무선 단말(110)이 다른 AP(120)에 접속되어 있는 무선 단말과 통신하도록 할 수 있다
상기한 무선 랜 시스템에서 무선 단말(110)은 아답터를 통해 계속적으로 전원을 공급받을 수 있거나, 배터리 등을 통해 전원을 공급받을 수 있다.
그러나 무선 단말(110)은 이동성을 부여하기 위하여 배터리를 이용하여 전원공급을 하는 경우가 많으며, 이때는 무선 단말(110)이 배터리를 통해 전원을 공급받는 모드인 것을 AP(120)로 알린다.
AP(120)는 무선 단말(110)이 배터리를 통해 전원을 공급받기 때문에 전원을 절약해야 하는 모드(Power Save; PS)로 동작하는 것을 확인하고, 주기적인 시간마다 깨어나서, AP(120)로부터의 신호를 받아 데이터 송수신 여부를 판단하고, 데이터 통신을 수행하는데, 이러한 무선 단말(110)이 깨어나는 시간 주기를 DTIM(Delivery Traffic Indication Message)기간 이라 하고, 이때 무선 단말(110)은 AP(120)로부터 DTIM을 수신한다.
상기와 같이 무선 단말의 배터리에 따라 DTIM 기간을 설정함으로써 전원 절약 효과를 노릴 수 있다. 그러나 무선단말의 배터리가 최소인 상태에서는 DTIM 기간은 더욱더 길어지게 되는데, 만약 무선 단말의 CPU가 활발히 사용하는 경우라 해도, 배터리가 최소라면, DTIM 기간이 길기 때문에 무선 랜 데이터 통신이 효율이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 무선 단말의 CPU 용량에 따른 DTIM 기간을 설정하여 무선 단말의 CPU 사용량에 따라 효과적인 무선 랜 데이터 통신이 가능하도록 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치는,
무선 랜 시스템의 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 수행하는 무선 단말의 데이터 통신 장치에 있어서, 상기 무선 단말의 동작을 위한 연산처리 및 제어를 수행하는 중앙처리장치(CPU; Center Process Unit); 상기 중앙 처리장치의 사용량을 측정하는 측정부; 상기 무선 단말이 무선 랜통신을 위해 전송하는 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부; 상기 프레임 생성부가 데이터 프레임을 생성할 때, 상기 측정부가 측정한 중앙처리장치의 사용량 정보추가하도록 제어하는 제어부; 및 상기 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 위한 통신부를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 랜 통신의 액세스 포인트 장치는,
무선 단말과의 무선 랜 통신을 수행하는 액세스 포인트 장치에 있어서, 상기 무선단말로부터 전송되는 무선 단말의 중앙처리장치 사용량 정보에 따라, 상기 무선 단말의 전송 트래픽 지시 메시지 수신 기간을 설정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법은,
액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 수행하는 무선단말의 데이터 전송을 위한 방법에 있어서, (a) 상기 무선단말의 중앙처리장치(CPU; Center Process Unit)의 사용량을 측정하는 단계; (b) 상기 측정된 중앙처리장치의 사용량 정보를 포함하는 무선 랜 통신을 위한 데이터 프레임을 생성하여 액세스 포인트로 전송하는 단계; 및 (c) 상기 액세스 포인트로부터 상기 중앙처리장치의 사용량 정보에 따라 설정된 전송 트래픽 지시 메시지 수신 기간 정보를 수신하여, 무선 랜 통신을 수행하는 단계를 포함한다.
언급된 바와 같이 본 발명에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법은 무선 단말의 CPU의 사용 용량에 따라 엑세스 포인트의 트래픽 지시 메시지(DTIM)를 수신하는 주기를 변경함으로써 효율적인 데이터 통신이 가능하도록 하며, 이하에서는 도면을 참조하여 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서 종래에 공지가 되어 알려진 부분에 대해서는 자세한 설명을 생략하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치의 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 무선 랜 통신을 수행하는 노트북과 같은 무선 단말이 배터리에 의해 전원을 공급 받을 때, 전원을 절약하기 위해서 DTIM(Delivery Traffic indication message) 기간에 따라 AP로부터 DTIM을 수신할 때, 무선 단말은 전체적인 동작 및 제어를 위한 CPU(210)와, 상기 CPU(210)의 사용량을 측정하기 위한 측정부(220) 및 상기 측정부(220)가 측정한 CPU(210)의 사용량 정보가 저장부(230)와, 무선 랜 통신을 위한 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부(250)와, 상기 프레임 생성부(250)가 AP로 전송하기 위한 데이터 프레임을 생성할 때 상기 저장부(230)에 저장된 CPU의 사용량 정보를 포함시키도록 제어하는 제어부(240) 및 상기 프레임 생성부(250)가 생성한 데이터 프레임을 무선 랜 통신에 의해 송수신하는 통신부(260)를 포함한다.
이때, 상기 저장부(230)는 상기 무선 단말의 데이터를 저장하는 데이터 저장부(231) 및 상기 측정부(220)가 측정한 CPU의 사용량 정보가 저장되는 CPU 정보부(232)를 포함한다.
무선 단말이 동작하는 동안 CPU(210)가 동작하며, 측정부(220)는 CPU(210)의 사용량을 주기적으로 측정하여 측정된 사용량 정보를 저장부(230)의 CPU 저장부(232)에 저장한다.
제어부(240)는 무선 랜 통신을 제어하는 장치로, 프레임 생성부(250)가 데이터 프레임을 생성할 때, 상기 CPU 저장부(232)에 저장된 CPU 사용량 정보를 포함하도록 제어한다.
상기 CPU 사용량 정보가 포함되는 데이터 프레임은 무선 단말의 관리를 위한 프레임, 즉 비콘 메시지, 프로브 요청 메시지 등이며, 상기의 메시지 포맷의 특정 필드를 추가하여 정보를 부가할 수 있도록 한다.
예를 들면, 세 개의 비트를 추가로 부여하여 CPU 용량정보를 나타낼 수 있도록 하며, 001은 95% 이상, 010은 75% 이상 95% 미만, 010은 40% 이상 75% 미만이며, 011은 40% 이하의 CPU 사용량을 나타내도록 설정할 수 있다.
상기 CPU의 사용량에 따라 AP는 무선 단말의 DTIM 기간을 조정함으로써, 보 다 효율적인 데이터 통신이 가능하도록 하는데, DTIM 에 대하여 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 일반적인 무선 랜 통신의 전력관리 방법을 위한 시간관계를 나타낸다.
무선 랜 통신에서 AP는 무선 단말로 전송할 데이터가 있는 것을 알리기 위하여 주기적으로 DTIM 를 무선 단말로 전송하며, 무선 단말은 상기 DTIM을 수신하여 AP가 데이터를 전송하는지 여부를 확인한다.
특히 무선 단말이 배터리에 의해 동작하는 경우는, 전원 절약을 위하여 AP가 설정해주는 DTIM 기간에 따라 무선 단말은 휴지 상태에서 깨어나 DTIM을 수신하여 수신 데이터가 있는지를 확인한다.
도 3을 참조하면, 무선 랜 통신에서 TIM(Traffic Indication Message)은 무선 단말이 AP에서 트래픽이 대기중인지 버퍼링되어 있는지를 식별하도록 하며, 방송 또는 멀티캐스트 되는 트래픽이 대기 중인지에 대한 정보를 포함한다.
TIM은 TIM 타입과 DTIM(Delivery TIM)타입으로 구별되는데, DTIM 기간 후에, AP는 실제 데이터를 전송하기 전에, 일반적인 프레임 전송 규칙을 이용하는 MAC(Media Access Control) 서비스 데이터 유닛을 송신한다.
그리고 도 3의 첫 번째 나타난 타임 스케쥴과 같이 AP는 비콘주기마다 TIM을 전송하며, 두 번째 라인은 AP의 동작에 대해 나타내고, 세 번째 라인은 파워 절약모드(PS; Power Save)인 무선단말(스테이션)의 동작에 대해 나타내고, 네 번째 라인은 극히 최소의 전력만을 가지는 무선단말의 동작을 나타낸다.
도 3에 나타난 바와 같이, 일반적인 무선 랜 통신에서는 무선 단말의 전원운용에 따라 DTIM 주기를 AP가 조절하여 무선단말이 AP로부터 DTIM을 수신하는 시간을 조절하도록 하여 전원을 절약하도록 한다.
이에 더하여, 본 발명은 CPU(210)의 사용량에 따라 AP가 DTIM기간을 자동으로 조절하도록 함으로써, 무선단말의 CPU(210)의 부하를 줄이고, 그에 따른 무선단말의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법의 동작 순서도이다.
도 4를 참조하면, 상기 도 2와 같은 무선랜 데이터 전송 장치 기능을 포함하는 무선단말이 배터리에 의해 전원을 공급받으면, 측정부(220)는 CPU(210)의 사용량을 주기적으로 측정한다(S401).
측정부(220)가 측정하는 CPU(210)의 사용량 정보는 저장부(230)의 CPU 정보부(232)에 저장된다.
제어부(240)는 무선 데이터 통신을 위한 비콘 메시지와 같은 관리 메시지를 보내기 위한 프레임을 프레임 생성부(250)가 생성할 때, 상기 CPU 정보부(232)의 CPU 사용량 정보를 생성되는 프레임에 추가하여 생성하도록 한 후, 통신부(260)를 통해 AP로 전송되도록 한다(S402).
AP는 수신된 프레임에서 CPU(210) 사용량 정보를 확인하여, 해당 무선 단말의 DTIM 기간을 설정하는데, 무선 단말의 CPU(210) 사용량이 95% 이상인 경우는 DTIM 기간을 3으로 설정한다(S403, S404).
그리고 CPU(210)의 사용량이 75%이상 95% 미만이면, DTIM 기간이 4로 설정되며(S405, S406), CPU(210)의 사용량이 40%이상 75% 미만이면 DTIM 기간은 5로 설정된다(S407, S408).
마지막으로 CPU(210)의 사용량이 40% 미만이면 DTIM 기간은 6으로 설정된다(S409).
상기와 같이 CPU(210)가 활발히 활동하는 동안에는 무선 데이터 통신을 할 확률이 높기 때문에, AP는 DTIM 기간을 짧게 설정하여 무선단말이 DTIM을 보다 짧은 주기로 받을 수 있도록 하여 사용 효율을 높이도록 한다.
설정된 DTIM 기간에 따라, AP는 DTIM기간 정보가 저장되는 프레임을 무선단말로 전송하여 알리고(S410), 무선단말은 AP에 의해 설정된 DTIM기간에 따라 DTIM을 수신하여 무선 랜 통신을 하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법은 무선 단말의 배터리 뿐만 아니라, CPU의 사용량에 따른 DTIM 기간을 자동으로 설정하도록 하는 특징이 있으며, 본 발명을 올바르게 이해하는 당업자는 본 발명의 사상 범위 내에서 구성 요소의 취사선택에 의해서 또 다른 실시 예를 만들어 내는 것은 쉬운 일이다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따른 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치 및 방법은 무선 단말의 CPU의 사용 용량에 따라 엑세스 포인트의 트래픽 지시 메시지(DTIM)를 수신하는 주기를 변경함으로써 보다 효율적인 무선 랜 통신이 가능하도록 하는 효과가 있다.

Claims (10)

  1. 무선 랜 시스템의 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 수행하는 무선 단말의 데이터 통신 장치에 있어서,
    상기 무선 단말의 동작을 위한 연산처리 및 제어를 수행하는 중앙처리장치(CPU; Center Process Unit);
    상기 중앙 처리장치의 사용량을 측정하는 측정부;
    상기 무선 단말이 무선 랜통신을 위해 전송하는 데이터 프레임을 생성하는 프레임 생성부;
    상기 프레임 생성부가 데이터 프레임을 생성할 때, 상기 측정부가 측정한 중앙처리장치의 사용량 정보추가하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 위한 통신부
    를 포함하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 측정부가 측정한 중앙처리장치의 사용량 정보가 저장되는 저장부를 더 포함하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 액세스 포인트가 상기 무선단말로부터 수신되는 데이터 프레임에 포함된 중앙처리장치 사용량 정보에 따라 설정하는 전송 트래픽 지시 메시지(DTIM; Delivery Traffic Indication Message)를 수신하는 기간에 따라, 상기 액세스 포인트로부터 전송되는 전송 트래픽 지시 메시지를 수신하도록 상기 통신부를 제어하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 무선 단말과의 무선 랜 통신을 수행하는 액세스 포인트는 상기 무선단말로부터 수신되는 데이터 프레임에 포함된 중앙처리장치 사용량 정보에 따라, 상기 무선 단말의 전송 트래픽 지시 메시지를 수신하는 기간을 설정하여, 상기 무선단말로 알리는 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 장치.
  5. 무선 단말과의 무선 랜 통신을 수행하는 액세스 포인트 장치에 있어서,
    상기 무선단말로부터 전송되는 무선 단말의 중앙처리장치 사용량 정보에 따라, 상기 무선 단말의 전송 트래픽 지시 메시지 수신 기간을 설정하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 액세스 장치.
  6. 액세스 포인트와의 무선 랜 통신을 수행하는 무선단말의 데이터 전송을 위한 방법에 있어서,
    (a) 상기 무선단말의 중앙처리장치(CPU; Center Process Unit)의 사용량을 측정하는 단계;
    (b) 상기 측정된 중앙처리장치의 사용량 정보를 포함하는 무선 랜 통신을 위한 데이터 프레임을 생성하여 액세스 포인트로 전송하는 단계; 및
    (c) 상기 액세스 포인트로부터 상기 중앙처리장치의 사용량 정보에 따라 설정된 전송 트래픽 지시 메시지 수신 기간 정보를 수신하여, 무선 랜 통신을 수행하는 단계
    를 포함하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 측정된 중앙처리장치 사용량을 저장수단에 저장하는 단계를 포함하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 중앙처리장치 사용량 정보를 포함하는 데이터 프레임은 비콘 메시지 프레임을 포함하는 관리 프레임인 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 (b) 단계에서, 상기 중앙처리장치 사용량 정보는, 데이터 프레임에 설정된 비트를 추가하여 포함시키는 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 (c) 단계에서,
    상기 액세스 포인트가 설정한 전송 트래픽 지시 메시지 기간에 따라, 상기 액세스 포인트로부터 전송 트래픽 지시 메시지를 수신하고, 데이터 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선 랜 통신의 데이터 전송 방법.
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