KR101355998B1 - 확률분포 기반 무선망 검색방법 및 장치 - Google Patents

확률분포 기반 무선망 검색방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무선망 검색 장치가 단말기의 무선망 검색을 최소화하기 위하여, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포 및 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 이용하여 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색단계를 포함하는 무선망 검색 방법 및 장치를 제공한다.

Description

확률분포 기반 무선망 검색방법 및 장치{Probability Distribution Based Method and Apparatus for Searching Wireless Network}
본 발명의 실시예는 확률분포 기반 무선망 검색방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 이동 단말이 무선망을 통한 데이터 업로드/다운로드를 위해 주변에 분포하는 무선망을 지속적으로 스캐닝하는 경우 그 스캐닝 주기를 효율적으로 결정하고자 하는 확률분포 기반 무선망 검색방법 및 장치에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 발명의 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
이동통신단말기는 휴대성을 기본으로 하므로 전력소모의 최소화가 매우 중요하다. 전력소모의 감소를 위해서는 여러 가지 방법이 사용되고 있다. 그 중 가장 기본적인 방법으로 슬립모드(sleep mode)의 사용이 있다.
슬립모드란 이동통신단말기로 전화통화를 하지 않는 동안 또는 와이파이를 사용하지 않는 동안에 일정 시간 간격으로 이동통신단말기가 슬립모드로 진입하여 단말기의 동작을 정지시킴으로써 전력소모를 줄이는 것을 말한다. 그러나, 이동통신단말기가 장시간 슬립모드에 머무르게 되면 기지국 또는 AP(Access Point)과의 연결이 끊길 수도 있으므로 일정 주기마다 슬립 모드에서 깨어나 채널을 탐색하게 된다.
그런데, 이동통신단말기가 기지국 또는 AP로부터 신호를 받을 수 없는 음영지역에 장시간 머무르는 경우에는 일단 슬립모드에서 깨어나 기지국 또는 AP의 채널을 탐색하더라도 이동통신채널을 수신할 수 없는 경우에는 재차 연결을 시도하게 되는 방법을 사용하는 것이 일반적인데 이로 인하여 불필요하게 탐색에 필요한 전력을 소모하게 되는 문제점이 있다.
현재 무선랜 단말의 파워 관리기법은 무선랜 AP에 연결(Association)되는 경우에 대해서 슬립 모드와 아이들 모드를 조절하여 전력을 절약하는 기법이 있지만(소비전력 441.82mW), AP에 접속 가능하지 않은 경우는 무선랜 망을 검색하는 데 드는 전력이 확실히 높다(예컨대, 아이들(Idle) 모드에서의 전력: 1042.44mW). 단말기의 모바일 어플리케이션에 따라, 어플리케이션을 활성화할 때마다 무선랜 망을 사용하는 경우와 무선랜 망을 최대한 활용해야 할 필요가 있는 경우로 나뉠 수 있다. 최근 DTN 어플리케이션이 가시화됨에 따라 무선랜 망을 최대한 활용해야 할 필요성이 발생하게 되었고, 이에 무선랜 망을 검색하는데 드는 파워를 효율적으로 관리할 필요성이 있다.
무선랜 망을 최대한 활용해야 하는 경우, 단말이 AP의 커버리지(coverage) 내에 있을 때, 100%의 확률로 접속하기 위해서는 계속해서 무선랜 망을 검색하고 있어야 한다. 하지만, 이 방법은 단말의 파워를 많이 소모하기 때문에 (1042.44mW), 연결 시간을 줄이면서 간헐적으로 무선랜 망을 검색하는 방법이 있다. 첫 번째는 고정된 주기를 가지고 검색하는 방법, 두 번째는 한 번 검색해 보고, 검색이 되지 않으면 검색 주기를 두 배씩 늘리는 방법, 세 번째는 무선랜 사용자는 이동성이 낮다는 특성을 활용하여, 단말이 연결(association)된 셀룰러 기지국 위치가 일정 시간 이상 변하지 않는 경우, 무선랜 망 검색을 수행하는 방법 등이 있다. 기본적으로 설정된 시간 주기로 무선랜 망 검색을 수행하는데, 일정 시간은 1분이상 5분이하로 설정할 수 있다. 동일 기지국 위치 하에서 무선랜 망 검색이 연속해서 수행됨에 따라 설정주기가 증가한다. 이 검색 설정 주기의 증가분은 5분이상 10분이하의 시간으로 정해진다. 즉, n번째 무선랜 망 검색인 경우, n*X분 (X는 5분 이하)의 주기로 증가한다. 이 설정주기는 셀룰러의 기지국 위치가 변경되는 경우 초기화된다. 한번 무선랜 망이 검색되면, 그 당시의 셀룰러 기지국 위치를 저장하여, 다시 한 번 동일한 셀룰러 기지국에 연결(association)되면, 무선랜망 검색 설정주기를 작게 한다. 무선랜 망 검색 중에 상기 추출된 기지국 위치가 변경된 경우, 상기 무선랜 망 검색을 초기화한다. 기지국 위치는 10개이상 20개 이하의 이내의 기지국 위치를 저장하는 방법을 사용할 수 있다.
이러한 위의 방법들은 무선랜 망을 검색하는데 필요한 파워를 줄이는 대신, 파워와 Association 시간과의 trade-off 관계가 있으므로 AP에 Association할 수 있는 시간을 줄임으로써 무선랜 망을 최대한 활용해야 하는 어플리케이션의 이득을 줄이는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 이동 단말이 무선망을 통한 데이터 업로드/다운로드를 위해 주변에 분포하는 무선망을 지속적으로 스캐닝하는 경우 그 스캐닝 주기를 효율적으로 결정하기 위하여 무선망내 접속기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포를 이용하여 통신채널을 수신하는 확률에 따라 스캐닝 주기를 결정함으로써 불필요한 이동통신채널의 탐색을 최소화하여 이동통신단말기의 전력소모를 감소시키는 데에 주된 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예는, 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 장치에 있어서, 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 저장하는 이탈기간확률 분포DB; 및 상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치를 제공한다.
상기 무선망 검색부는, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색부는, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색 장치는, 무선망셀에서 이탈한 후 다시 어떤 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함할 수 있다.
상기 무선망 검색부는, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률값에 따라 상기 무선망 검색 주기 값을 결정할 수 있다.
상기 무선망 검색부는, 획득된 무선망 이탈기간 확률값이 클수록 상기 무선망 검색 주기 값이 작도록 결정할 수 있다.
상기 무선망 검색 장치는 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB를 더 포함하고, 상기 무선망 검색부는, 상기 접속기간확률분포 및 상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색할 수 있다.
상기 무선망 검색부는, 상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속후 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후의 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색주기는 크고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색 주기는, 다음의 수식에 의해 결정될 수 있다.
[수식]
Figure 112012001382898-pat00001
(λ(t): 최적주기 결정함수, G(x): 접속기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), F(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), f(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포 함수, t: 무선망셀에서 이탈한 후 또는 무선망셀에서 접속종료 후부터 현 시점까지의 경과된 시간, a: 무선망의 평균 스루풋(Throughput), c: 무선망을 한번 검색 시도하는데 소모되는 파워, γ: 사용자가 무선망검색을 중요시하는 정도를 나타내는 파라미터)
상기 무선망 검색 장치는, 제1무선망셀에 접속된 후 해당 제1무선망셀에서 이탈한 경우 해당 제1무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하고 제1무선망셀에서 이탈한 후 다시 어느 하나의 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함할 수 있다.
상기 무선망 이탈기간은, 상기 어느 하나의 무선망셀에 접속된 시각과 이전 무선망 검색신호 발생시점과의 중간점과, 상기 제1무선망셀에서 이탈한 시각까지의 시간일 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예는, 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 장치에 있어서, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB; 및 상기 접속기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치를 제공한다.
상기 무선망 검색부는, 상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속 후의 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 큰 무선망 검색 주기를 산출할 수 있다.
상기 무선망 검색 장치는, 무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함할 수 있다.
상기의 무선망 검색 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기를 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예는, 무선망 검색 장치가 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 방법에 있어서, 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 이용하여 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법을 제공한다.
상기 무선망 검색단계에서는, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색단계에서는, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색단계에서는,
상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률값에 따라 상기 무선망 검색 주기 값을 결정할 수 있다.
상기 무선망 검색단계에서는, 상기 접속기간확률분포 및 상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색할 수 있다.
상기 무선망 검색단계에서는, 상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속후 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후의 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색주기는 크고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 무선망 검색 방법은, 무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하고 무선망셀에서 이탈한 후 다시 어떤 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시예는, 무선망 검색 장치가 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 방법에 있어서, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하되, 상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 큰 무선망 검색 주기를 산출하는 무선망 검색단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법을 제공한다.
상기 무선망 검색 방법은, 무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 이동 단말이 무선망을 통한 데이터 업로드/다운로드를 위해 주변에 분포하는 무선망을 지속적으로 스캐닝하는 경우 그 스캐닝 주기를 효율적으로 결정하기 위하여 무선망내 접속기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포를 이용하여 통신채널을 수신하는 확률에 따라 스캐닝 주기를 결정함으로써 불필요한 이동통신채널의 탐색을 최소화하여 이동통신단말기의 전력소모를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 장치를 간략히 블록도로 도시한 도면이다.
도 2는 AP를 검색하는 주기를 예시한 도면이고,
도 3은 접속기간확률분포를 예시한 도면이고,
도 4는 이탈기간확률분포를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 방법을 간략히 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 장치를 간략히 블록도로 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 장치는 단말기(100)에 장착되는 장치로서, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB(110), 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 저장하는 이탈기간확률 분포DB(120), 접속기간확률분포 및 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색부(130) 및 패턴 학습부(150)를 포함하여 구성될 수 있으며, 경우에 따라서 확률 갱신부(140)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 장치는 무선랜 칩을 탑재하고 있는 단말이 전력을 최대한 적게 사용하면서 무선망(예컨대, 액세스 포인트(AP: Access Point)가 제공하는 무선랜망)을 검색하며, 단말이 AP를 만나는 확률 및 무선망내 접속기간 확률 패턴들을 활용하여 Wi-Fi AP 센싱 주기를 결정한다.
Wi-Fi AP 센싱 주기란, 구체적으로 802.11 슬립 모드(sleep mode)에서 프로빙 패킷(Probing packet)을 날려 주변의 AP를 검색하는 주기를 의미한다. 이 주기를 길게 하면 프로빙 패킷을 날림으로 인해 발생하는 단말 배터리 파워 소모를 줄이는 효과가 있지만 대신 Wi-Fi AP를 센싱하는 기회를 잃을 확률이 커진다. 반면에 주기를 짧게 하면 반대로 단말의 파워소모가 커지는 대신에 Wi-Fi AP를 성공적으로 찾아내어 이를 활용할 여지가 생기게 된다.
이 주기는 물론 상황에 따라 짧게 변할수도 길게 변할수도 있는 가변적 특성을 지니고, 본 발명의 실시예에서는 가변적 Wi-Fi 최적 센싱 주기를 Wi-Fi 만남 패턴 확률분포에 기반하여 계산한다.
무선랜 망을 검색하는 단계는 다음과 같이 (1)패턴을 수집 및 학습하는 단계와 (2)패턴을 활용하는 단계로 나눌 수 있다.
패턴 학습부(150)는 패턴을 수집 및 학습하는 단계를 수행하는 구성요소로서 일정한 짧은 주기를 가지고 무선망을 검색한다.
패턴 학습부(150)는 이전 AP의 통신반경에서 벗어난 직후부터 현재 AP를 만나는데 까지 걸린 시간(즉, 무선망 이탈기간, inter-AP arrival time)을 기록한다. 또한, AP를 만난 이후 무선망내 접속기간(AP의 통신반경내에 머무르는 시간(contact duration time))을 기록하여 저장한다. 무선망내 접속기간과 무선망 이탈기간 각각에 대해 수집된 샘플들의 확률 분포를 각각 추출하여, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 접속기간확률 분포DB(110)에 저장하고 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 이탈기간확률 분포DB(120)에 저장한다.
한편, 본 발명의 실시예에서 검색하는 무선망의 예로 WIFI AP를 예로 들었으나, 본 발명이 이에 한정되지 않고 셀룰러 망의 기지국에서 발생하는 신호망, 근거리 통신망 등 다양한 무선 신호 망일 수 있다.
도 2는 AP를 검색하는 주기를 예시한 도면이고, 도 3은 접속기간확률분포를 예시한 도면이고, 도 4는 이탈기간확률분포를 예시한 도면이다.
무선망 검색부(130)는 도 3과 같은 접속기간확률 분포DB(110)에서 접속기간확률분포를 참조하여 접속 후의 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 이탈기간확률 분포DB(120)에서 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망에서의 이탈 후의 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색주기는 크고, 또한 획득된 현재 시점의 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 한다.
각 단말은 자신이 학습한 접속기간확률 분포와 이탈기간확률분포를 이용하여 수학식1을 이용하여 주기 결정 함수 λ(t)를 계산한다.
Figure 112012001382898-pat00002
수학식 1에서, λ(t): 최적주기 결정함수, 1/λ(t): 무선망 검색주기, G(x): 접속기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), F(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), f(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포 함수, t: 무선망셀에서 이탈한 후 또는 무선망셀에서 접속종료 후부터 현 시점까지의 경과된 시간, a: 무선망의 평균 스루풋(Throughput), c: 무선망을 한번 검색 시도하는데 소모되는 파워, γ: 사용자가 무선망검색을 중요시하는 정도를 나타내는 파라미터를 의미한다.
도 3의 접속기간확률분포에서 도시하듯이, G(t1)는 t1 시점까지의 접속기간확률 누적값을 의미하고, 도 4의 이탈기간확률분포에 도시하듯이, f(t1)는 t1 시점에서의 이탈기간확률을, F(t1)는 t1 시점까지의 이탈기간확률 누적값을 의미한다.
도 2에서, 가장 최근에 만난 AP의 통신반경을 벗어난 직후(즉, T0 시점), AP를 센싱하는 첫 주기(즉, T1)는 1/λ(0)로 설정한다. 또한, 이와 유사하게 Tk는 최근에 만났던 AP의 통신반경을 벗어난 이후 k번째 센싱할 때까지 걸린 시간이다. 따라서, Tk = Tk -1 + 1/λ(Tk -1)가 된다.
무선망 검색부(130)는 일정시간(예컨대 매 초)마다 AP반경에서 떠난 이후 지난 시간이 Tk 인지를 체크한다. 만약 현재시간이 Tk가 되면, Wi-Fi AP를 다시 센싱하는 프로빙 패킷을 발생한다. 이때, AP를 찾지 못하였다면 새로운 프로빙패킷 발생 주기를 1/λ(Tk)로 설정하여 다음 프로빙패킷 발생시점인 Tk +1 를 Tk + 1/λ(Tk)로 재설정하고 k=k+1 로 설정한다. 하지만 이때 AP를 찾았다면 무선망 센싱 주기 계산을 멈추고 찾은 AP에 접속하여 서비스를 받는다.
확률 갱신부(140)는 단말의 무선망 접속패턴을 수집 및 학습하는 단계에서만 작동할 수도 있지만, (2)패턴을 활용하는 단계에서도 동작할 수 있다. 즉, 단말이 접속기간확률 분포DB(110) 및 이탈기간확률 분포DB(120)를 활용하여 무선망 검색을 하다가 무선망에 접속 또는 이탈하는 경우에도 지속적으로 접속기간확률 분포DB(110) 및 이탈기간확률 분포DB(120)를 갱신할 수 있다. 따라서 확률 갱신부(140)는 제1무선망셀에 접속된 후 해당 제1무선망셀에서 이탈한 경우 해당 제1무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 접속기간확률분포를 계산하여 접속기간확률 분포DB(110)를 갱신할 수 있다. 또한, 제1무선망셀에서 이탈한 후 어느 하나의 무선망셀(제1무선망셀일 수도 있고 다른 제2무선망셀일 수도 있음)에 접속된 경우(예컨대, 도 2의 T4에서) 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 이탈기간확률분포를 계산하여 이탈기간확률 분포DB를 갱신할 수 있다. 여기서, 무선망 이탈기간은 어느 하나의 무선망셀에 접속된 시각(T4)과 이전 무선망셀에서 이탈한 시각(T0)까지의 시간(즉, 도 2의 T0에서 T4까지의 시간)으로 설정할 수도 있으며, 어느 하나의 무선망셀에 접속된 시각과 이전 무선망 검색신호 발생시점과의 중간점(tx)과 이전 무선망셀에서 이탈한 시각(T0)까지의 시간(즉, 도 2의 T0에서 Tx까지의 시간)으로 설정할 수도 있다. 여기서 중간점이란 중앙점일 수도 있으나, 반드시 중앙점을 의미하는 것은 아니며, 중앙점 이외의 여러 파라미터를 이용하여 중간점을 설정할 수 있다.
본 발명의 실시예에서 제안하는 알고리즘을 분석해 보면, 무선망 센싱 주기는 AP 만남 확률 분포에 의해 결정되는데, 인간이동 환경에서 나타나는 확률분포의 특징에 의해 센싱주기는 매 센싱 할 때마다 AP를 만나지 못하였을 시에는 그 주기를 이전에 비해 늘리게 되는 특징을 지닌다. 늘어나는 주기는 다시 AP를 만났을 때 초기값으로 감소하게 된다.
본 발명의 실시예에서의 알고리즘으로 성능을 실제 AP 접속 트레이스 장치를 이용하여 테스트해 본 결과 기존의 알고리즘 대비 최대 50%의 성능을 내는 것을 확인하였다.
이상의 실시예에서 무선망 검색부(130)는 접속기간확률 분포DB(110) 및 이탈기간확률 분포DB(120)를 활용하여 무선망 검색을 하는 것을 예로 들었으나, 무선망 검색부(130)는 접속기간확률 분포DB(110) 또는 이탈기간확률 분포DB(120) 어느 하나만을 활용하여 무선망 검색을 할 수도 있다.
접속기간확률 분포DB(110)를 사용하여 무선망 검색을 하는 경우에, 무선망 검색부(130)는 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속 후의 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 큰 무선망 검색 주기를 갖도록 설정할 수 있다.
이탈기간확률 분포DB(120)를 사용하여 무선망 검색을 하는 경우에, 무선망 검색부(130)는 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 할 수 있다. 또한 무선망 검색부(130)는 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률을 획득하되, 획득된 무선망 이탈기간 확률값에 따라 무선망 검색 주기 값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 무선망 이탈기간 확률값이 클수록 무선망 검색 주기를 크게 하는 방법을 사용할 수 있으며, 반대로 무선망 이탈기간 확률값이 클수록 무선망 검색 주기를 작게 하는 방법도 사용할 수 있다. 이러한 확률값은 무선망으로부터 이탈된 후로부터 경과기간에 따라 결정되므로 무선망으로부터 이탈된 후로부터 경과기간에 따라 무선망 검색 주기를 결정할 수 있도록 한다. 또한, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 설정할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 방법을 간략히 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시하듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 확률분포 기반 무선망 검색 방법은, 무선망 접속패턴을 수집 및 학습하는 패턴 학습단계(S510), 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포 및/또는 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 이용하여 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색단계(S520), 무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 접속기간확률분포를 계산하여 접속기간확률 분포DB(110)를 갱신하고(S530) 무선망셀에서 이탈한 후 다시 어떤 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 이탈기간확률분포를 계산하여 이탈기간확률 분포DB(120)를 갱신하는 확률 갱신단계(S540)를 포함한다.
여기서, 패턴 학습단계(S510)는 패턴 학습부(150)의 동작에 대응되고, 무선망 검색단계(S520)는 무선망 검색부(130)의 동작에 대응되고, 확률 갱신단계(S530, S540)는 확률 갱신부(140)의 동작에 대응되므로 상세한 설명은 생략한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 이동 단말이 무선망을 통한 데이터 업로드/다운로드를 위해 주변에 분포하는 무선망을 지속적으로 스캐닝하는 경우 그 스캐닝 주기를 효율적으로 결정하기 위하여 무선망내 접속기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률에 대한 분포를 이용하여 통신채널을 수신하는 확률에 따라 스캐닝 주기를 결정함으로써 불필요한 이동통신채널의 탐색을 최소화하여 이동통신단말기의 전력소모를 감소시키는 효과가 있어 유용한 발명이다.

Claims (24)

  1. 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 장치에 있어서,
    무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 저장하는 이탈기간확률 분포DB; 및
    상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 무선망 검색 장치는,
    무선망셀에서 이탈한 후 다시 어떤 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률값에 따라 상기 무선망 검색 주기 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    획득된 무선망 이탈기간 확률값이 클수록 상기 무선망 검색 주기 값이 작도록 결정하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 무선망 검색 장치는 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB를 더 포함하고,
    상기 무선망 검색부는, 상기 접속기간확률분포 및 상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속후 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후의 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고,
    산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색주기는 크고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 무선망 검색 주기는, 다음의 수식에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
    [수식]
    Figure 112012001382898-pat00003

    (λ(t): 최적주기 결정함수, 1/λ(t): 무선망 검색주기, G(x): 접속기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), F(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포의 누적함수(Cumulative Distribution Function), f(x): 이탈기간 x에 대한 확률분포 함수, t: 무선망셀에서 이탈한 후 또는 무선망셀에서 접속종료 후부터 현 시점까지의 경과된 시간, a: 무선망의 평균 스루풋(Throughput), c: 무선망을 한번 검색 시도하는데 소모되는 파워, γ: 사용자가 무선망검색을 중요시하는 정도를 나타내는 파라미터)
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 무선망 검색 장치는,
    제1무선망셀에 접속된 후 해당 제1무선망셀에서 이탈한 경우 해당 제1무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하고 제1무선망셀에서 이탈한 후 다시 어느 하나의 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 무선망 이탈기간은,
    상기 어느 하나의 무선망셀에 접속된 시각과 이전 무선망 검색신호 발생시점과의 중간점과, 상기 제1무선망셀에서 이탈한 시각까지의 시간인 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  12. 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 장치에 있어서,
    무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB; 및
    상기 접속기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 무선망 검색부는,
    상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속 후의 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 큰 무선망 검색 주기를 산출하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 무선망 검색 장치는,
    무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 장치.
  15. 제 1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 무선망 검색 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  16. 무선망 검색 장치가 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 방법에 있어서,
    무선망 이탈기간 확률에 대한 분포인 이탈기간확률분포를 이용하여 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 무선망 검색단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 무선망 검색단계에서는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  18. 제 16항에 있어서,
    상기 무선망 검색단계에서는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  19. 제 16항에 있어서,
    상기 무선망 검색단계에서는,
    상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈기간 확률을 획득하고, 획득된 무선망 이탈기간 확률값에 따라 상기 무선망 검색 주기 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  20. 제 16항에 있어서,
    상기 무선망 검색단계에서는, 무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포 및 상기 이탈기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 무선망 검색단계에서는,
    상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속후 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 상기 이탈기간확률분포를 참조하여 무선망 이탈 후의 시간에 따른 무선망 이탈기간 확률 및 무선망 이탈기간 확률 누적값을 획득하고,
    산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색주기는 크고, 획득된 무선망 이탈기간 확률 대비 무선망 이탈기간 확률 누적값이 클수록 상기 무선망 검색 주기가 큰 값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  22. 제 20항에 있어서,
    상기 무선망 검색 방법은,
    무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률분포를 저장하는 접속기간확률 분포DB를 갱신하고 무선망셀에서 이탈한 후 다시 어떤 무선망셀에 접속된 경우 무선망 이탈기간에 대한 정보를 획득하고 상기 이탈기간확률분포를 계산하여 상기 이탈기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  23. 무선망 검색 장치가 단말기의 무선망 검색을 최소화하는 무선망 검색 방법에 있어서,
    무선망내 접속기간 확률에 대한 분포인 접속기간확률분포를 이용하여 무선망 검색 주기를 계산하고 상기 계산된 무선망 검색 주기로 무선망을 검색하되, 상기 접속기간확률분포를 참조하여 무선망 접속 시간에 따른 무선망내 접속기간 확률을 획득하고, 산출되는 무선망 검색주기에 비례하는 기간동안의 무선망내 접속기간 확률 누적값이 클수록 큰 무선망 검색 주기를 산출하는 무선망 검색단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
  24. 제 23항에 있어서,
    상기 무선망 검색 방법은,
    무선망셀에 접속된 후 해당 무선망셀에서 이탈한 경우 해당 무선망셀에 접속되었던 기간에 대한 정보를 획득하고 상기 접속기간확률분포를 계산하여 상기 접속기간확률 분포DB를 갱신하는 확률 갱신단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선망 검색 방법.
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