KR101742336B1

KR101742336B1 - 무선랜에서의 채널 정보의 이용 방법

Info

Publication number: KR101742336B1
Application number: KR1020120146577A
Authority: KR
Inventors: 박재우; 정민호; 이석규
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2012-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2017-06-15
Also published as: KR20140077595A

Abstract

본 발명에 따른 무선랜에서 채널 정보를 이용하는 방법은 복수의 단말들 각각이 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트에 대하여 스캐닝을 수행하는 단계; 상기 복수의 단말들 각각이 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트의 리스트를 대상 억세스 포인트로 송신하는 단계; 상기 대상 억세스 포인트가 비콘을 송신하는 단계- 상기 비콘은 상기 복수의 단말들 각각의 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트와 해당 단말의 거리를 나타내는 정보를 요구하는 플래그를 포함함- 상기 대상 억세스 포인트가 상기 비콘에 대한 상기 복수의 단말들 각각의 응답의 유사도에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각의 위치를 추정하는 단계; 상기 추정된 위치에 기초하여 상기 복수의 단말들을 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑하는 단계; 및 동일한 그룹에는 동일한 타임 슬롯을 할당하는 단계를 포함한다.

Description

무선랜에서의 채널 정보의 이용 방법{METHOD OF USING CHANEL INFORMATION IN WIRELESS LAN}

아래의 실시예들은 무선랜에서의 채널 정보의 이용 방법에 관한 것으로 보다 구체적으로, 근거리 무선 통신 시스템에서 채널상태와 인접 BSS의 정보를 이용하여 STA 그룹을 제어하는 방법에 관한 것이다.

무선랜은 기본적으로 이동통신 Cellular 시스템과 다르게 CSMA/CA 프로토콜을 이용하여 엑세스 포인트(AP)나 각 STA(Station)가 독립적으로 channel을 access하는 DCF나 EDCA protocol을 수행한다.

일반적으로 무선랜과 같이 사용자별로 별도로 분리된 채널이 없이 여러 사용자가 무선채널을 공유하는 시스템은 각 채널의 커버리지에 따라서 hidden node문제가 발생하게 된다.

1GHz 이하의 대역에서 논의되고 있는 무선랜 규격에서는 많은 수의 STA가 존재할 시스템을 고려하고 있다. CSMA/CA 프로토콜에서는 STA의 개수가 증가함에 따라 어느 정도 전체 성능이 증가하다가 특정 경계를 넘어서면 급격히 성능이 저하되는 문제가 있다. 새로운 무선랜 규격에서는 STA들을 구분해서 같은 group으로 묶고 같은 slot을 할당한 후 channel access를 수행하도록 하는 slotted CSMA 방법이 논의되고 있다. 각 STA는 beacon 프레임에 포함된 TIM message를 보고 STA들이 지정된 time slot에서 접속을 시작하도록 한다. Time slot으로 구분하면 시간적으로 구분되므로 CSMA/CA의 특성에 의해서 많은 STA가 동시에 접속해서 성능이 저하되는 문제는 해결될 수 있다.

여러 개의 STA를 묶어서 그룹을 만들어서 같은 slot에 할당할 경우 STA들이 AP를 중심으로 반대방향으로 분산되어 있다면 같은 group 내부에서 hidden node관계가 형성되고 무선랜 시스템의 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. RTS/CTS를 이용하여 hidden node 문제를 완화시킬 수 있지만 RTS/CTS frame을 주고받는 sequence에 의해서 시스템의 전체 성능이 저하되는 문제가 있으므로 RTS/CTS frame sequence를 최대한 사용하지 않는 것이 성능개선에 도움이 된다.

본 발명은 STA들을 그룹으로 묶을 때 인접한 STA들끼리 묶어서 group을 만들고 같은 slot을 할당하여 hidden node문제를 해결하고 성능을 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 통신 네트워크를 나타낸 도면이다.
도 2는 BSS에 속하는 STA의 AP 스캐닝 정보를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 일 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 무선랜 통신 네트워크를 나타낸 도면이다.

도 2는 BSS에 속하는 STA의 AP 스캐닝 정보를 나타낸다.

전술한 문제를 해결하기 위해서 각각의 단말(STA)은 도 1과 같이 인접하는 억세스 포인트(AP)의 정보를 이용한다. STA는 접속하려는 AP에게 자기 주변에서 scan된 정보를 이용하여 어떤 AP가 있는지 AP에게 알려준다. AP에서는 STA가 제공한 정보를 바탕으로 STA들끼리의 상태적인 위치를 파악한다. 예를 들면, 도 1과 같이 STA1과 STA2가 제공하는 AP들의 정보가 일치할수록 서로 인접한 위치에 있음을 알 수 있다.

더 구체적인 예를 들면, STA 1 주변에는 AP(101), AP 6, AP 7이 존재하고, STA 2 주변에는 AP, AP 6, AP 7이 존재하며, STA 3 주변에는 AP, AP 4, AP 5가 존재하며, STA 4 주변에는 AP, AP 8, AP 5, AP 6이 존재하며, STA 5 주변에는 AP, AP 7, AP 2, AP 6이 존재하며, STA 6 주변에는 AP, AP 8, AP 7, AP 3이 존재한다.

STA는 AP에 접속하기 위해 AP scanning 과정을 수행한다. STA는 scanning 과정에서 수집된 정보를 도 1과 같이 가지고 있는다. 이때 STA가 수집하는 정보는 SSID(compressed SSID), BSSID, RCPI, RSSI(수신 신호 세기 지시자)와 같은 정보를 가지고 있는다. 구체적인 예를 들어, STA 2는 AP, AP 6, AP 7 각각에 대한 RSSI를 가질 수 있다.

도 1에서 AP(101)는 Association하려는 STA들에게 주변에서 Scan 된 AP의 리스트를 수신한다. 예를 들어, AP(101)는 STA 2로부터 AP, AP 6, AP 7의 리스트를 수신할 수 있다.

또한, AP(101)는 Association하려는 STA들에게 해당 STA와 주변에 존재하는 억세스 포인트들 사이의 거리를 예측할 수 있는 정보(예를 들면, RCPI, RSSI)를 요구하기 위하여, flag(도 2의 202)가 설정된 Beacon(도 2의 201)을 송신한다. 이때 설정되는 flag는 Capability Element나 다른 Information element에 추가될 수 있다.

도 1에서 AP(101)에 접속하려는 STA들은 scan 중에 수집된 정보를 Association Request frame(도 2의 203)에 설정하여 AP에 전달한다. STA는 각각의 AP에 대한 정보를 도 2의 205와 같이 생성한다. 도 205와 같이 각각의 AP에 대한 정보를 포함한 Information Element의 하위 필드로 구성된다. Association Request frame(203)은 Adjacent AP Report Information element(204)를 포함한다. Adjacent AP Report Information Element(204)는 Element ID, Length, 다수의 AP정보(205)로 구성된다.

AP는 기존의 수집된 정보와 새로 association을 요구한 STA에서 제공한 Association Request frame에 포함된 Adjacent AP report Information Element의 정보를 이용하여 가장 정보의 correlation이 높은 그룹을 선정하고 같은 group에 배치한다. 기존 group에 많은 STA가 할당된 경우에는 새로운 group을 만들어서 group을 분리한다. STA가 제공하는 정보는 AP의 목록과 AP로부터의 상대적인 거리를 비교할 수 있는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), RCPI (Received Channel Power Indicator)등의 값으로 구성된다. AP의 목록은 AP를 구분할 수 있는 SSID, BSSID등의 정보로 구성된다.

도 1에서 STA1과 STA2는 같은 그룹으로 할당될 수 있고, STA4, STA5, STA6는 같은 그룹으로 할당될 수 있다. STA1과 STA2는 AP, AP6, AP7을 동일하게 인접 AP로 보고하였으므로 서로 인접할 가능성이 높으므로 같은 그룹으로 할당한다. STA3는 AP4를 보고한 유일한 STA이므로 다른 STA들과 떨어져 있을 가능성이 높으므로 별도의 그룹으로 할당한다. STA4, STA5, STA6는 공통으로 보고한 AP들이 많고 AP8의 상대적인 거리를 알 수 있는 RSSI 가 유사한 값을 가질 것으로 보이므로 같은 group에 할당한다.

AP는 STA가 보고하는 주변 AP의 정보에 의해서 AP를 중심으로 해서 같은 방향에 있다는 것을 추정하고 각 STA가 보고하는 정보가 일치할 수록 같은 위치에 있을 것으로 추정한다. 같은 위치에 있는 것으로 추정되는 STA는 같이 Grouping을 한 이후에 같은 time slot을 할당한다.

같은 group에 할당된 STA들은 Beacon의 TIM message를 통해서 같은 timeslot을 할당 받게 되고 인접한 STA들끼리는 hidden node 문제가 없어지게 된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 복수의 단말들 각각은 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트에 대하여 스캐닝을 수행한다.

상기 복수의 단말들 각각이 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트의 리스트를 대상 억세스 포인트로 송신한다.

상기 복수의 단말들 각각의 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트와 해당 단말의 거리를 나타내는 정보를 요구하는 플래그를 설정한다.

상기 대상 억세스 포인트가 플래그를 포함하는 비콘을 송신한다.

상기 대상 억세스 포인트가 상기 비콘에 대한 상기 복수의 단말들 각각의 응답의 유사도에 기초하여 상기 복수의 단말들 각각의 위치를 추정한다.

상기 추정된 위치에 기초하여 상기 복수의 단말들을 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑한다.

동일한 그룹에는 동일한 타임 슬롯을 할당한다.

본 발명에 따른 억세스 포인트 및 단말은 프로세서, 통신 인터페이스, 메모리를 이용하여 구현될 수 있다. 억세스 포인트 및 단말은 프로세서, 통신 인터페이스, 메모리를 이용하여 상술한 기술적 사상을 그대로 채용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims

무선랜에서 채널 정보를 이용하는 억세스 포인트의 동작 방법에 있어서,
복수의 단말들로부터 적어도 하나의 억세스 포인트의 리스트를 수신하는 단계;
미리 정해진 플래그를 포함하는 비콘을 송신하는 단계;
상기 복수의 단말들로부터 상기 비콘에 대한 응답 프레임들을 수신하는 단계;
상기 복수의 단말들에 대응하는 복수의 리스트들의 유사도 및 상기 응답 프레임들에 포함된 정보의 유사도에 기초하여 상기 복수의 단말들을 적어도 하나의 그룹으로 그룹핑하는 단계; 및
동일한 그룹에는 동일한 타임 슬롯을 할당하는 단계
를 포함하는,
억세스 포인트의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 억세스 포인트의 리스트는
상기 복수의 단말들 각각이 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트를 스캔함으로써 생성되는,
억세스 포인트의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 미리 정해진 플래그는,
상기 복수의 단말들 각각의 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트와 해당 단말의 거리를 나타내는 정보를 요구하는 플래그인,
억세스 포인트의 동작 방법.
제1항에 있어서,
상기 응답 프레임들은
결합 요청 프레임(Association Request Frame)을 포함하고,
상기 결합 요청 프레임의 하위 필드는 상기 복수의 단말들이 상기 적어도 하나의 억세스 포인트에 대하여 스캐닝을 수행하는 중 수집된 억세스 포인트에 대한 정보를 포함하는,
억세스 포인트의 동작 방법.
제4항에 있어서,
상기 결합 요청 프레임은,
상기 복수의 단말들 각각의 주변에 존재하는 적어도 하나의 억세스 포인트와 해당 단말의 거리를 비교할 수 있는 RSSI(Received Signal Strength Indicator), RCPI (Received Channel Power Indicator) 중 적어도 하나를 포함하는,
억세스 포인트의 동작 방법.
삭제
제1항에 있어서,
상기 동일한 그룹에는 동일한 타임 슬롯을 할당하는 단계는,
대상 억세스 포인트가 상기 동일한 그룹 내의 단말들로 TIM(Traffic indication map) 메시지를 포함하는 비콘을 전송하는 단계
를 포함하는,
억세스 포인트의 동작 방법.