KR101258588B1 - 동일 채널 내 존재하는 ｂｓｓ 간의능동주파수선택(ｄｆｓ) 방법 및 장치 - Google Patents

동일 채널 내 존재하는 ｂｓｓ 간의능동주파수선택(ｄｆｓ) 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 5GHz를 사용하는 무선 랜에서 동일 채널 내 존재하는 BSS(Basic Service Set)간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법 및 장치에 관한 것으로, 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 수행하고 교섭 결과에 기초하여 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널을 선택함으로서 제 2 디바이스의 교섭 능력에 상관없이 효율적으로 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 채널 선택을 수행하는 동일 채널 내 존재하는 BSS간의 능동주파수선택(DFS) 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
DFS(Dynamic Frequency Selection). IEEE 802.11h

Description

동일 채널 내 존재하는 ＢＳＳ 간의 능동주파수선택(ＤＦＳ) 방법 및 장치{Method and apparatus for Dynamic Frequency Selection between Basic Service Set in same channel}
도 1은 동일 채널 내에 2 이상의 BSS 및 레이더가 존재 시 종래의 능동주파수선택(DFS) 방법에 의할 경우 발생할 수 있는 문제점을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법의 흐름도이다.
도 3은 도 2의 4단계에서 제 2 능동주파수선택 결정자에게 본 실시예의 구현 여부를 확인하기 위한 바람직한 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 바람직한 일 실시예에 따라 능동주파수선택 결정자가 관리하는 채널 정보 리스트 구조체의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 IEEE 802.11h에 나타나 있는 채널 정보 취득 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 채널 정보를 나타낸 채널 정보 요소에서 능동주파수선택(DFS)에 관련된 내용을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 BSS 간의 능동주파수선택(DFS) 방법을 본 발명의 바람 직한 일 실시예에 따라 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 발명 및 802.11h의 구현여부에 따라 구별하여 상세히 BSS 간의 능동주파수선택(DFS)의 차이를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 장치를 나타낸 도면이다.
본 발명의 일 실시예에서 쓰이는 용어는 IEEE(Institute Electrical and Electronics Engineers) 802.11 및 IEEE(Institute Electrical and Electronics Engineers) 802.11h에 정의된 내용으로 이를 정리하면 다음과 같다.
BSS(Basic Service Set, 기본 서비스 세트)란 어느 하나의 채널을 통해 통신하는 스테이션(Station)들의 집합으로 통신 영역이라 한다. 즉, 무선 랜은 하나의 BSS단위로 통신이 이루어진다.
스테이션(Station)이란 하나의 BSS(Basic Service Set)의 구성원으로 무선 통신이 가능한 장치를 의미한다.
능동주파수선택 결정자(Dynamic Frequency Selection OWNER)란 동일 채널 내에서 동작하는 레이더를 검출 후 이동할 채널을 결정하는 스테이션을 의미한다. 독립 BSS(Basic Service Set) 내에서는 어떤 스테이션이라도 능동주파수선택 결정자가 될 수 있다.
본 발명은 무선 랜에서 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 5GHz의 주파수 대역을 사용하는 무선 랜 스테이션들을 구성원으로 가지며 동일 채널 내에 존재하는 BSS 간의 능동주파수선택 결정자의 교섭능력에 상관없이 효율적으로 능동주파수선택(DFS)을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
통신 기술이 발달하고, 통신 시 항상 선이 필요한 유선통신의 불편함을 극복하고자 다양한 무선통신의 방법이 사용되고 있다. IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11 계열의 무선 랜은 그 중 한가지로 근래에 들어 크게 부각되고 있다. IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11은 사용되는 주파수와 방법 등에 의해 a/b/g/(n)(으)로 나뉘는데, 이 가운데 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11a에서는 5GHz의 주파수 대역을 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)를 이용하여 송수신을 하고 있다. 하지만, 이 5GHz 대역은 군사용 레이더를 비롯하여, 기상용, 무선항해용, 위성용 레이더 등에서 이미 사용하고 있어, ITU-R(International Telecommunications Union-Radiocommunications)뿐만 아니라 유럽전기통신표준기구(ETSI, European Telecommunications Standards Institute) 및 FCC(Federal Communications Commission)에서도 이 대역을 사용하는 무선 랜이 레이더에 심각한 문제를 초래함을 인지하고 이를 해결하기 위해 '능동주파수선택(DFS, Dynamic Frequency Selection)'과 '전송출력제어(TPC, Transmit Power Control)'라는 방법을 사용하여, 레이더 신호에 영향을 최소화하도록 하였다. 레이더 신호를 검출하고 그 레이더가 위치한 채널을 회피하여 새로운 채널에서 통신을 재개하도록 하는 '능동주파수선택(DFS, Dynamic Frequency selection)'은 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11h에 정의된 내용으로 그 내용은 레이더 신호를 검출하고 인지된 후 네트워크를 구성하는 구성원에게 공지하여 채널을 옮기도록 하는 메커니즘이다.
현재의 IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.11h에서의 능동주파수선택(DFS)는 레이더를 회피하기 위해 사용되고, 하나의 BSS에서의 동작만이 정의되어 있다. 하지만 근래에 들어 무선 랜 시장은 급격한 성장을 하고 있어 한 채널 내에 여러 개의 BSS가 존재하는 경우도 발생할 수 있다. 그러나 현재의 기술에는 BSS간의 프로토콜이 정의되어 있지 않기 때문에 송수신의 영향을 받던 BSS들이 모두 현재 채널을 버리고 다른 채널로 이동할 가능성이 발생하게 되고, 결과적으로 현재의 채널은 비게 되고 다른 채널에서 채널의 QoS(Quality of Service)가 떨어져 정상적인 송수신을 하기 어려운 상황이 발생할 수 있다.
도 1은 동일 채널 내에 2 이상의 BSS 및 레이더가 존재 시 종래의 능동주파수선택(DFS) 방법에 의할 경우 발생할 수 있는 문제점을 나타낸 도면이다.
도 1a는 두 개의 BSS가 동일 채널 내에 존재하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 1a를 참조하면, 서로 다른 BSS 1과 BSS 2가 동일한 채널 A에 존재하게 되면, 각 BSS는 같은 채널에 존재하는 다른 BSS의 송수신의 영향을 받아 현재 채널의 QoS(Quality of Service)가 일정 수준 이하로 떨어져 정상적인 송수신을 하기가 어려운 상황이 생길 수 있다. 이에 대해 종래의 능동주파수선택(DFS) 매커니즘을 통 해 채널을 이동할 수 있는데 종래의 능동주파수선택(DFS) 매커니즘은 동일 채널 내에 존재하는 BSS간의 프로토콜을 제시하지 않았기 때문에 BSS 1과 BSS 2는 채널 이동에 관해 서로 교섭을 할 수 없고, 서로 어느 채널로 이동을 할 것인지에 대해 모른 상태로 채널 이동을 하게 된다.
도 1b는 도 1a의 동일 채널 내 존재하는 두 개의 BSS가 종래의 능동주파수선택(DFS) 방법에 의해 채널 이동을 한 경우를 나타낸 도면이다.
도 1b를 참조하면, 도 1a과 같은 상황에서 BSS 1 및 BSS 2는 서로 채널 교환에 대한 정보 없이 능동주파수선택(DFS) 방법을 이용하여 채널 이동을 하므로, 도 2b에 나타난 바와 같이 모두 채널 A에서 채널 B로 이동을 할 수 있다. 이렇게 되면 BSS 1 및 BSS 2는 채널 B에서 채널 A에 존재하였던 문제가 채널 B에서 동일하게 발생하므로 채널 이동을 한 것이 의미가 없어지게 된다.
도 1c는 두 개의 BSS와 레이더가 동일 채널 내에 존재하는 경우를 나타낸 도면이다.
도 1c를 참조하면, 서로 다른 BSS 1, BSS 2가 동일한 채널 A에 존재할 때, 레이더가 동일 채널 내로 끼어들면, BSS 1 및 BSS 2는 능동주파수선택(DFS) 매커니즘을 통해 레이더를 피해 다른 채널로 이동하여야 한다. 그러나 도 1a의 상황과 유사하게 종래의 능동주파수선택(DFS) 매커니즘은 동일 채널 내에 존재하는 BSS간의 프로토콜을 제시하지 않았기 때문에 BSS 1과 BSS 2는 채널 이동에 관해 서로 교섭을 할 수 없고, 서로 어느 채널로 이동을 할 것인지에 대해 모른 상태로 채널 이동을 하게 된다.
도 1d는 도 1b의 동일 채널 내 존재하는 레이더 및 두 개의 BSS가 종래의 능동주파수선택(DFS) 방법에 의해 채널 이동을 한 경우를 나타낸 도면이다.
도 1d를 참조하면, 도 1c와 같은 상황에서 BSS 1 및 BSS 2는 서로 채널 교환에 대한 정보 없이 능동주파수선택(DFS) 방법을 이용하여 채널 이동을 한다. 그러나 성능에 따라서 레이더를 먼저 검출 하는 BSS가 존재할 수 있고, 나중에 레이더를 검출하는 BSS가 존재할 수도 있다. 도 1d에 나타난 바와 같이 성능이 좋은 BSS 1은 레이더를 피해 채널 B로 이동을 할 수 있지만, 그렇지 못한 BSS 2는 시간이 흐른 뒤에 레이더를 검출하므로 채널을 이동하지 못하고 채널 A에 계속 머무르게 되어 여전히 문제점을 가지게 된다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 IEEE 802.11h에 정의되어 있는 능동주파수선택(DFS) 매커니즘을 이용하여 레이더 및 서로 다른 BSS가 같은 채널에 존재하여 각 BSS에서 원활한 송수신이 불가능할 경우 교섭을 통해 효율적으로 채널을 이동할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한 선택된 BSS가 채널을 이동한 후 이동한 채널에서 이동할 채널 내에 존재할 지도 모르는 또 다른 BSS들에게 이동 전 채널에 대한 정보를 미리 주어 능동주파수선택(DFS)를 효과적으로 수행 할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한 상기된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으 며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법은 제 1 디바이스에서의 채널 선택 방법에 있어서, 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 상기 제 2 디바이스와 수행하는 단계; 및 상기 교섭 결과에 기초하여 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널을 선택하는 단계를 포함한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상기된 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 장치는 제 1 디바이스에서의 채널 선택 장치에 있어서, 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널에 관한 교섭을 수행하는 교섭부; 및 상기 교섭 결과에 기초하여 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널을 선택하는 채널 선택부를 포함한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간 의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법의 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS(Basic Service Set)간의 효율적인 능동주파수선택(DFS)방법은 다음과 같은 단계로 구성된다. 특히 본 실시예에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법은 도 2에 도시된 BSS의 능동주파수선택 결정자(이하, 제 1 능동주파수선택 결정자라 한다.)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다.
1단계에서 BSS(Basic Service Set, 기본 서비스 세트)의 제 1 능동주파수선택 결정자는 능동주파수선택(DFS)를 개시하기 위한 조건이 형성되었는지 판단한다. 이 때 제 1 능동주파수선택 결정자는 BSS내의 어떤 스테이션이라도 가능하나, BSS가 AP(Access Point, 접근점)을 중심으로 통신이 이루어지는 infrastructure(인프라스트럭처)인 경우에는 AP(Access Point, 접근점)만 가능하다. 여기서 제 1 능동주파수선택 결정자가 BSS(Basic Service Set, 기본 서비스 세트)내에서 DFS(Dynamic Frequency Selection)를 개시하기 위한 조건으로는 BSS의 제 1 능동주파수선택 결정자가 현재의 채널에서 레이더의 존재를 검출한 경우, 원인을 알 수 없는 잡음이나 채널 열화 현상으로 인한 일정 수준 이하의 송수신 성공률을 감지하였을 경우, 다른 BSS의 존재를 감지한 이후 일정 수준 이하의 송수신 성공률을 감지한 경우, 같은 BSS내에 존재하는 제 1 능동주파수선택 결정자 이외의 다른 스테이션이 IEEE(Institute Electrical and Electronics Engineers) 802.11h에 정의된 Measurement Report를 수신한 경우 및 본 발명에서 정의된 채널 정보를 가지고 다른 BSS으로부터 채널 정보를 포함한 Beacon, Probe responce, Channel switch announcement 등을 수신한 경우 등이 있다.
2단계에서 BSS의 제 1 능동주파수선택 결정자는 동일 채널 내에 레이더가 존재하는지 확인한다. 레이더가 존재하지 않으면 3단계로 진행하고, 레이더가 존재하지 않으면 5단계로 진행한다.
3단계에서 BSS의 제 1 능동주파수선택 결정자는 동일 채널 내에서 제 1 능동주파수선택 결정자가 존재하는 BSS(Basic Service Set, 기본 서비스 세트)이외의 다른 BSS가 존재하는지 확인하다. 동일 채널 내에서 다른 BSS가 존재하는 것을 확인하면, 4단계를 진행하고, 존재 하지 않은 것을 확인하면 7단계를 진행한다.
4단계에서 BSS의 제 1 능동주파수선택 결정자는 동일 채널 내에 존재하는 다른 BSS의 능동주파수선택 결정자(이하, 제 2 능동주파수선택 결정자라 한다.)에게 본 실시예가 구현되어 교섭이 가능한지를 확인하고, 타이머를 동작 시킨다.
도 3은 도 2의 4단계에서 제 2 능동주파수선택 결정자에게 본 실시예의 구현 여부를 확인하기 위한 바람직한 일 실시예에 따른 데이터 프레임의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 데이터 프레임은 제 2 능동주파수선택 결정자와 교섭이 가능한지를 확인하는 기능을 가지며, 이는 기존의 802.11h에 정의된 Capability information fixed field에 B 12 bit field(200)에 있는 내용을 정의한 것이다. 본 실시예에 의해 정의된 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200)에 대한 응답을 통해 제 1 능동주파수선택 결정자은 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 실시예가 구현되어 있는 지를 확인할 수 있다. 제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수 선택 결정자에게 본 실시예의 구현 여부를 확인하기 위해 도 3에 도시된 데이터 프레임(Negotiation validation request)을 전송하고 이에 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200)가 설정되어 수신되는 데이터 프레임(Negotiation validation response)을 통해 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 실시예가 구현되었는지를 알 수 있다. 도 3에 도시된 데이터 프레임에서 B 12 bit field(200)의 DFS negotiation field는 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 발명의 구현이 가능한지를 나타내는 것으로서 수신되는 데이터 프레임(Negotiation validation response)의 B 12 bit field(200)가 설정된 경우에는 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 실시예가 구현되어 있다는 것을 알 수 있다. 이 때 B 12 bit field(100)는 B 8 bit field(200)의 Spectrum Management bit가 설정된 경우에 한해서만 유효하게 된다. 즉, 수신되는 데이터 프레임(Negotiation validation response)에서 B 8 bit field(100)의 Spectrum Management bit가 설정되고, B 12 bit field(200)의 DFS Negotiation bit가 설정되면, 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 실시예가 구현되어 교섭이 가능한 것을 나타낸다. 반면, B 8 bit field(100)의 Spectrum Management bit는 설정되었으나, B 12 bit field(200)의 DFS negotiation field bit가 설정되지 않은 경우에는 제 2 능동주파수선택 결정자에 기존의 IEEE 802.11h가 구현되었음을 나타낸다. 또한, B 8 bit field(100)의 Spectrum Management bit도 설정되지 않으면, 제 2 능동주파수선택 결정자는 기존의IEEE 802.11h도 구현되지 않은 일반적인 BSS 내의 제 2 능동주파수선택 결정자임을 알 수 있다. 이는 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 발명이 구현되어 있는 지를 확인하기 위한 일 실시예의 데이터 프레임이므로 이에 한정되지는 않는다.
다시 도 2를 참조하면, 5 단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 동일 채널 내에 다른 BSS가 존재하는지 확인한다. 확인 결과 존재하지 않으면 7단계로 진행하고, 다른 BSS가 존재하면 6단계를 진행한다.
6단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 상기 4단계에서와 같은 방법으로 제 2 능동주파수선택 결정자에게 본 발명이 구현되어 교섭이 가능한지를 확인하기 위한 데이터 프레임(Negotiation Validation request)을 전송하고 이에 대한 응답(Negotiation Validation request)을 수신한다. 이 때 이용되는 데이터 프레임은 도 3에 도시되어 있고, 그 확인 방법도 동일하다.
7단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 채널 이동을 결정하기 위한 채널 정보가 충분한지를 판단한다. 이 때 채널 정보가 충분한지의 판단은 제 1 능동주파수선택 결정자 내에 존재하는 채널 정보 리스트 구조체를 통해 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 4는 바람직한 일 실시예에 따라 능동주파수선택 결정자가 관리하는 채널 정보 리스트 구조체의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 채널 정보 리스트 구조체에는 DFS와 TPC등에 관한 정보가 저장되며, 채널에 대한 새로운 정보를 습득하게 되면 이를 구조체에 반영한다. 이 구조체는 기존의 802.11h의 Basic report에서 BSS field(300)와 Radar field(400)을 정의한 것이다. 이 구조체에서 DFS에 관한 항목을 살펴보면, 이 중 BSS에 관한 항목은 BSS exist field(310)와 Number of identified BSS field(320)로 구성되는데, BSS exist bit field(310)는 그 채널에 BSS가 하나 이상 존재할 때 설정되며, Number of identified BSS field(320)는 채널에서 정확하게 확인된 기본 서비스 세트의 개수를 나타낸다. 이 부분은 5GHz에 존재할 수 있는 IEEE 802.11a 계열, 5 GHz에서 존재할 수 있는 IEEE 802.11n 계열 등의 분별된 BSS들을 개수로 나뉠 수도 있다. 이는 모든 채널에 BSS들이 다수 존재할 경우 DFS 구동 시 채널 선택에 도움을 주기 위해 존재한다. 이를 참조하여 능동주파수선택 결정자는 모든 채널에 동일하게 BSS를 분배할 수 있다. 그리고 레이더에 관한 항목을 Radar exist bit field(410)와 Radar detected time field(430)로 구성되는데 현대 BSS의 시간을 기준으로 레이더가 발견된 시간을 적고 있다. 이는 레이더 보호를 위한 각국의 규제사항 중 채널 비 점유시간을 충족 시에 이용된다. 따라서 BSS 비트와 레이더 비트에 대한 정보가 전혀 나타나 있지 않은 경우에는 채널 이동을 위한 정보가 나타나 있지 않아 새로운 채널 정보가 필요한 것으로 판단하고 8단계를 진행한다. 그러나 BSS 비트와 레이더 비트에 정보가 충분히 나타나 있는 경우에는 새로운 채널 정보가 불필요한 것으로 판단하여 10단계를 진행한다.
다시 도 2를 참조하면, 8단계에서 능동주파수선택 결정자는 다른 채널에 대한 정보를 얻기 위한 채널 정보를 취득한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 IEEE 802.11h에 나타나 있는 채널 정보 취득 방법을 나타낸 도면이다.
IEEE 802.11h에 나와있는 채널 취득은 Measurement 프레임을 교환함을 통해 이루어진다. 제 1 능동주파수선택 결정자(3000)의 MLME(MAC sublayer management entity)는 동일 BSS내의 다른 이동 스테이션(4000)에게 Measurement Request frame을 통해 다른 채널에 대한 정보를 요청하게 되고, 이를 요청 받은 동일 BSS 내의 다른 이동 스테이션(4000)의 MLME(MAC sublayer management entity)는 다른 채널로 이동하여 다른 채널에 대한 정보를 취득한 후(이를 Measurement process라 한다.), 취득한 정보를 Measurement Report frame을 통해 제 1 능동주파수선택 결정자(3000)로 전달하여 준다. 제 1 능동주파수선택 결정자(3000)는 이처럼 동일 BSS 내의 다른 이동 스테이션(4000)으로부터 Measurement Report frame을 수신 받음으로써 다른 채널에 대한 정보를 얻게 된다.
제 9단계에서 제 8단계의 채널 정보 취득을 위해 다른 채널로 이동한 동일 BSS 내의 다른 스테이션은 이동한 채널에서 제 1 능동주파수선택 결정자가 존재하는 현재 채널에 대한 정보를 브로드캐스트한다. 이처럼 이동한 채널에서 현재 채널에 대한 정보를 브로드캐스트 함으로써 다른 채널에 존재하는 BSS들은 현재 채널에 대한 정보를 얻을 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 채널 정보를 나타낸 채널 정보 요소에서 능동주파수선택(DFS)에 관련된 내용을 나타낸 도면이다.
도 6의 채널 정보 요소는 채널에 대한 정보를 나타내는 데이터 프레임으로서 이를 통해 채널에 존재하는 레이더와 BSS에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이는 기존의 802.11의 Information Elements에 BSS 정보 및 레이더 정보 취득을 위해 Channel number field(500), BSS exist field(600), Radar exist field(700) 및 Current Time-Radar detected time(TSF)(800)을 정의한 것이다. Channel number field(500)에는 어떤 채널인지를 나타내는 채널 식별기능을 하고 BSS exist field(600)는 BSS가 존재하는 지를 나타낸다. Radar exist field(700)에는 레이더가 존재하는지를 나타내는 곳이며 Current Time-Radar detected time(TSF)(800)에는 레이더가 발견된 시간을 나타내어, 비 점유시간을 적용하는 기준을 제공을 한다. 이와 같은 채널 정보 요소는 전송되는 데이터 프레임의 뒤에 첨가되는 형식으로 전송되게 된다. 상기 9단계의 경우에 현재 채널에 대한 정보가 Channel number field(500), BSS exist field(600), Radar exist field(700) 및 Current Time-Radar detected time(TSF)(800)에 각각 저장되어 브로드캐스트함으로써 이를 수신한 BSS는 현재 채널에 대한 정보를 얻게 된다.
제 10단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 동작한 타이머에서 소정의 시간이 경과하거나 소정의 시간 내에 제 2 능동주파수선택 결정자로부터 채널 정보를 나타내는 데이터 프레임을 수신 받는지 확인한다. 이 때 수신 받는 데이터 프레임으로는 기존 802.11h에 정의된 데이터 프레임에 채널 정보를 부가한 Channel Switch Announcement frame 또는 Measurement report frame 등이 있다. 이 데이터 프레임에는 도 6에 나타난 채널 정보가 첨가될 수 있다. 소정의 시간이 경과하는 동안 아무런 응답을 수신 받지 못하면, 다른 BSS의 제 2 능동주파수선택 결정자는 본 실시예뿐만 아니라 802.11h도 구현되어 있지 않다는 것을 확인할 수 있고, Channel Switch Announcement frame 또는 Measurement report frame와 같은 채널 정보 데이터 프레임을 수신 받는 경우에는 다른 BSS의 제 2 능동주파수선택 결정자에 802.11h가 구현되어 있음을 알 수 있다. 이와 같이 제 2 능동주파수선택 결정자 에 802.11h가 구현되어 있는지에 대한 확인은 상기 4단계에서 데이터 프레임의 수신을 통해서도 가능하지만, 이에 한정되지 않고, 10단계에 나타난 바와 같이 Channel Switch Announcement frame 또는 Measurement report frame와 같은 채널 정보 데이터 프레임의 수신을 통해서도 알 수 있다. 이와 같이 다른 채널로부터 채널 정보를 수신하게 되면 제 1 능동주파수선택 결정자는 다른 능동주파수선택 결정자의 채널 이동에 관한 정보를 알 수 있다.
제 11단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 채널 정보 리스트에 저장되어 있는 채널 정보와 제 10단계에서 수신한 다른 능동주파수선택 결정자의 채널 이동에 대한 정보를 기초로 하여 이동 가능한 채널을 선택한다.
제 12단계에서는 제 11단계와 더불어 제 1 능동주파수선택 결정자는 채널 이동이 필요한지에 대해 판단을 한다. 이는 다른 채널 정보를 통해 판단을 할 수 있는데, 제 1 능동주파수선택 결정자는 현재 위치하고 있는 채널에 다른 BSS나 레이더가 존재하지 않아서, 현재 채널에서 통신 하는 경우에 아무런 통신의 제약이 없게 되면, 제 1 능동주파수선택 결정자는 다른 채널로 이동할 필요가 없으므로, 채널을 이동하지 않아도 된다. 또한, 현재 채널에 있는 다른 BSS의 제 2 능동주파수선택 결정자가 다른 채널로 이동하게 된다면, 제 1 능동주파수선택 결정자는 이동할 필요가 없으므로 이 경우에도 제 1 능동주파수선택 결정자는 이동할 필요가 없다고 판단을 한다. 이처럼 제 1 능동주파수선택 결정자의 채널 이동 필요성은 제 1 능동주파수선택 결정자가 이동할 채널이 현재 채널인지 아닌지에 대한 판단에 의한다. 판단 결과 이동할 채널이 현재 채널을 제외한 다른 채널인 경우 13단계를 진행 하고, 이동할 채널이 현재 채널인 경우로 채널 이동이 필요하지 않게 되면 절차를 종료한다.
제 13단계에서 제 능동주파수선택 결정자는 제 4단계 및 제 10단계를 통한 판단 결과를 기초로 제 2 능동주파수선택 결정자와 교섭이 가능한지를 결정한다. 이 때 제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수선택 결정자와 교섭이 가능하다고 결정하면 14단계로 진행하고, 교섭이 가능하지 않다고 결정하면 16단계로 진행한다.
제 14단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자와 제 2 능동주파수선택 결정자는 본 발명이 구현된 능동주파수선택 결정자끼리 교섭 프레임을 교환함으로써 서로 이동하게 될 채널에 대한 정보를 교환한다.
이 때 교환되는 교섭 프레임은 제 2 능동주파수선택 결정자와 채널 정보 교환을 통해 교섭을 하는 프레임으로 Negotiation request/response로 정할 수 있다.
교섭은 IEEE 802.11e등의 구현 여부에 따라 각 BSS의 내부에서 송수신되는 데이터의 속성에 의해 결정된다. 이때 데이터의 속성은 데이터의 종류, 대역폭(data bandwidth)이나 우선순위(priority)등에 의해 결정된다. IEEE 802.11e에선 데이터의 종류에 따라 전송 우선순위를 결정할 수 있는데 이를 능동주파수선택(DFS) 교섭과정에 이용하여 데이터의 가중치가 낮거나, 전송량이 작은 경우 등을 따져 옮겨가게 될 BSS를 결정할 수 있다. IEEE 802.11e가 구현되어 있지 않더라도 데이터의 전송량 등을 고려하여 결정할 수 있다.
15단계에서 제 1 DFS OWNER는 제 14단계에서 교환한 교섭 프레임의 정보를 기초로 하여 능동주파수선택(DFS) 여부 등을 판단하고 이를 통해 이동할 채널을 선택한다.
16단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 이동할 채널이 결정되었으나, 현재 채널에 혹시 존재할지도 모르는 다른 BSS들에게 정보를 주기 위해 현재 채널에서 현재 채널 정보와 이동할 채널에 대한 정보를 브로드캐스트한다. 이와 같은 제 1 능동주파수선택 결정자의 브로드캐스트로부터 현재 채널에 존재할 수 있는 다른 BSS들은 채널에 대한 정보를 얻게 되어 채널 선택 시 이를 참조하여 이동할 채널을 선택할 수 있다. 이 때 전송될 채널 정보의 데이터 프레임으로는 도 6에 도시된 데이터 프레임이 부가되어 전송 될 수 있다.
17단계에서 제 1 능동주파수선택 결정자는 선택한 채널로 이동한다.
18단계에서 채널을 이동한 제 1 능동주파수선택 결정자는 이동한 채널에서 이동 전 채널에 대한 정보를 브로드캐스트하고 절차를 종료한다. 이와 같은 제 1 능동주파수선택 결정자의 이동 전 채널 정보의 브로드 캐스트는 이동할 채널에서 이동 전 채널에 대한 정보를 다른 BSS들에게 알 수 있게 하여 다른 BSS의 채널 선택에 도움을 준다. 이 때 전송될 채널 정보의 데이터 프레임으로는 도 6에 도시된 데이터 프레임이 부가되어 전송 될 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 BSS 간의 능동주파수선택(DFS) 방법을 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 실시예 및 802.11h의 구현여부에 따라 구별하여 상세히 BSS 간의 능동주파수선택(DFS)의 차이를 나타낸 도면이다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 발명이 구현된 경우에 BSS간의 능동주파수선택(DFS) 과정을 나타낸 도면이다.
제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수선택 결정자로 본 실시예가 구현되어 있는 지를 확인하기 위한 데이터 프레임인 Negotiation validation request를 요청한다.
이에 대응하여 제 2 능동주파수선택 결정자는 본 실시예가 구현되었음을 나타내는 데이터 프레임인 Negotiation validation response를 제 1 능동주파수선택 결정자로 전송한다. 이 때 전송되는 Negotiation validation request에는 도 3에 나타낸 채널 정보 구조 리스트가 쓰일 수 있으며 Negotiation validation response에는 도 3의 채널 정보 구조 리스트의 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200)가 설정됨으로써 제 2 능동주파수선택 결정자에 본 발명이 구현되어 있음을 나타낸다.
이와 같이 제 1 능동주파수선택 결정자와 제 2 능동주파수선택 결정자는 Negotiation validation request/response의 송수신 후에 채널을 결정하고, 교섭 프레임의 교환을 통해 이동할 채널을 결정한다.(Negotiation request/response 교환)
도 7b는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 2 능동주파수선택 결정자에 IEEE 802.11h가 구현된 경우에 BSS간의 능동주파수선택(DFS) 과정을 나타낸 도면이다.
제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수선택 결정자로 본 발명이 구현되어 있는 지를 확인하기 위한 데이터 프레임으로 Negotiation validation request를 요청한다. 이 때 전송되는 데이터 프레임인 Negotiation validation request은 도 3에 도시된 채널 정보 구조 리스트가 쓰일 수 있는데, 이 경우 도 3의 채널 정보 구조 리스트에서 B 8 bit field(100)만 설정되어 수신되거나, Channel switch announcement 또는 Measurement report와 같은 데이터 프레임을 수신한 경우에 제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수선택 결정자에 IEEE 802.11h가 구현되었음을 알 수 있고, 이를 기초로 하여 이동할 채널을 결정한다.
도 7c는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라 제 2 능동주파수선택 결정자에 IEEE 802.11h도 구현되어 있지 않은 일반 능동주파수선택 결정자인 경우에 BSS간의 능동주파수선택(DFS) 과정을 나타낸 도면이다.
제 1 능동주파수선택 결정자는 제 2 능동주파수선택 결정자로 본 실시예가 구현되어 있는 지를 확인하기 위한 데이터 프레임으로 Negotiation validation request를 요청한다. 이 때 전송되는 데이터 프레임인 Negotiation validation request은 도 2에 도시된 채널 정보 구조 리스트가 쓰일 수 있는데, 이 경우 도 3의 채널 정보 구조 리스트에서 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200) 모두 설정되지 않은 상태로 수신되거나, 아무런 응답이 제 2 능동주파수선택 결정자로부터 수신되지 않은 경우에 제 2 능동주파수선택 결정자는 IEEE 802.11h도 구현되어 있지 않은 일반 능동주파수선택 결정자임을 알 수 있다.
이 경우 제 1 능동주파수선택 결정자는 능동주파수선택(DFS) 내에 존재하는 채널 정보리스트를 참조하여 이동할 채널을 결정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동일 채널 내 존재하는 BSS 간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 장치를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)는 교섭부(1100) 및 선택부(1200)로 구성된다.
교섭부(1100)는 동일 채널 내에 다른 BSS의 제 2 능동주파수선택 결정자(2000)에게 본 일 실시예가 구현되어 교섭이 가능한지를 문의하는 전송부(1110) 및 교섭 문의에 대한 응답을 수신하는 수신부(1120)로 구성된다. 또한 교섭부(1100)는 사용될 채널에 관한 교섭을 수행하는데, 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)에 의해 사용될 채널에 관한 교섭 수행에 있어서, 필요한 채널 정보를 보유하고 이런 채널 정보는 교섭부(1100)내의 저장소에 저장될 수 있다.
전송부(1110)는 본 일 실시예가 구현되어 교섭이 가능한지를 나타내는 데이터 프레임을 전송하고, 채널 이동 정보를 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)가 존재하는 채널로 브로드캐스트하여 채널 내 존재할 수 있는 다른 BSS들에게 채널 이동 정보를 공지한다.
수신부(1200)는 제 2 능동주파수선택 결정자(2000)로부터 본 일실시예가 구현되어 교섭이 가능한지를 나타내는 데이터 프레임을 수신한다. 도 3의 데이터 프레임을 수신하는 경우, 본 발명이 구현된 경우에는 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200) 모두 설정된 형태의 데이터 프레임을 수신 받고, IEEE 802.11h가 구현된 경우에는 B 8 bit field(100)만 설정된 형태의 데이터 프레임을 수신 받고, 일반적인 BSS의 경우에는 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200) 모두 설정되지 않은 형태의 데이터 프레임을 수신 받는다.
선택부(1200)는 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)가 보유하는 채널 정보와 교섭부의(1100)의 교섭 결과를 기초로 제 1 능동주파수선택 결정자에 의해 사용될 채널을 선택한다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 제 2 능동주파수 결정자(2000)는 교섭부(2100) 및 선택부(2200)로 구성된다.
교섭부(1100)는 제 1 능동주파수선택 결정자(2000)로부터 본 일실시예가 구현되어 교섭이 가능한지를 문의를 요청받는 수신부(2110) 및 교섭 문의에 대한 응답을 전송하는 전송부(2120)로 구성된다.
수신부(2110)는 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)로부터 본 실시예의 구현 여부를 확인하는 데이터 프레임을 수신 받는다. 이때 수신 받는 데이터 프레임으로는 도 3의 데이터 프레임이 쓰일 수 있다.
전송부(2120)는 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)로 본 발명이 구현되어 있는 지를 나타내는 데이터 프레임을 전송한다. 도 3의 데이터 프레임을 전송하는 경우, 본 발명이 구현된 경우에는 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200) 모두 설정된 형태의 데이터 프레임을 전송하고, IEEE 802.11h가 구현된 경우에는 B 8 bit field(100)만 설정된 형태의 데이터 프레임을 전송하고, 일반적인 BSS의 경우에는 B 8 bit field(100) 및 B 12 bit field(200) 모두 설정되지 않은 형태의 데이터 프레임을 전송한다.
선택부(2200)는 제 2 능동주파수선택 결정자(2000)에 본 실시예가 구현되어 있어 사용될 채널에 관한 교섭을 수행하게 되는 경우에는 상기 교섭부(2100)를 통해 제 1 능동주파수선택 결정자(1000)와 교섭을 한 후 교섭 결과를 바탕으로 사용될 채널을 선택하고, 교섭을 수행하지 않은 경우에는 제 2 능동주파수선택 결정자(2000)의 채널 정보를 기초로 채널 이동을 결정한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따르면, 5GHz를 사용하는 무선 랜에서 동일 채널 내 존재하는 BSS간의 효율적인 능동주파수선택(DFS) 방법은 기존의 능동주파수선택(DFS)에서 존재하지 않아 문제가 되는 BSS간 능동주파수선택(DFS)의 교섭과정이 포함되어 능동주파수선택(DFS) 과정이 보다 지능적이고 효율적으로 수행할 수 있으며 기존의 능동주파수선택(DFS) 기능을 가지고 있는 BSS와 능동주파수선택(DFS) 기능이 없는 BSS들과의 능동주파수선택(DFS)도 고려되었기 때문에 능동주파수선택(DFS) 과정이 능동주파수선택 결정자 능력에 상관없이 효율적으로 수행될 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

  1. 제 1 디바이스에서의 채널 선택 방법에 있어서,
    (a) 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 상기 제 2 디바이스와 수행하는 단계; 및
    (b) 상기 교섭 결과에 기초하여 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널을 선택하는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제 2 디바이스와 서로 상이한 통신 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 제 1 디바이스가 위치한 통신 영역 내에서 사용될 채널과 상기 제 2 디바이스가 위치한 통신 영역 내에서 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 상기 제 2 디바이스와 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 제 1 디바이스가 위치한 통신 영역 내에서 사용 중인 채널과 제 2 디바이스가 위치한 통신 영역 내에서 사용 중인 채널이 동일한 경우에 상기 교섭을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는 상기 제 1 디바이스에 의해 사용 중인 채널과 상기 제 2 디 바이스에 의해 사용 중인 채널이 동일한 경우에 상기 교섭을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스에게 상기 교섭이 가능한지를 문의하는 단계를 더 포함하고,
    상기 (a) 단계는 상기 문의에 대한 응답이 상기 제 2 디바이스가 상기 교섭이 가능함을 나타내는 경우에 상기 제 2 디바이스와 상기 교섭을 수행하는 것을 특징으로 하는 채널 선택 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 문의에 대한 응답이 상기 제 2 디바이스가 상기 교섭이 가능하지 않음을 나타내는 경우에 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널을 제외한 어느 하나의 채널을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 채널 선택방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계는 상기 제 1 디바이스에 의해 송수신되는 데이터의 속성과 상기 제 2 디바이스에 의해 송수신되는 데이터의 속성을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널 보다 양호한 또는 양호하지 않은 채널을 선택함으로서 상기 교섭을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 속성은 상기 데이터의 우선순위 또는 상기 데이터의 대역폭인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 (a)단계는 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널에 관한 정보를 수신하고, 상기 수신된 정보가 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널이 동일함을 나타내는 경우에 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널 이외의 어느 하나의 채널을 선택하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제 1 디바이스에 의해 사용 중인 채널 정보 및 레이더가 존재하고 있는 채널 정보를 보유하고,
    상기 (a) 단계는 상기 채널 정보를 기초로 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 상기 제 2 디바이스와 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중에 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  12. 제 1 디바이스에서의 채널 선택 장치에 있어서,
    상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널에 관한 교섭을 수행하는 교섭부; 및
    상기 교섭 결과에 기초하여 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널을 선택하는 채널 선택부를 포함하고,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제 2 디바이스와 서로 상이한 통신 영역에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 제 1 디바이스에 의해 사용 중인 채널 정보 및 레이더가 존재하고 있는 채널 정보를 보유하고,
    상기 교섭부는 상기 채널 정보를 기초로 상기 제 1 디바이스에 의해 사용될 채널과 상기 제 2 디바이스에 의해 사용될 채널의 선택에 관한 교섭을 상기 제 2 디바이스와 수행하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 교섭부는 상기 제 2 디바이스에 상기 교섭이 가능한지를 문의하는 전송부; 및
    상기 문의에 대한 응답을 수신하는 수신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
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