KR101970145B1 - 게이트웨이 장치, 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법, 네트워크 시스템 - Google Patents

게이트웨이 장치, 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법, 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 제공하는 게이트웨이 장치는, 소정 범위의 영역 내에 있는 하나 이상의 전자장치가 무선 접속되는 인터페이스와; 인터페이스에 접속된 전자장치가 무선통신 가능하도록 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 제공하며, 인터페이스에 접속된 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면 기 설정된 주파수 대역을 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하며, 복수의 분할 대역을 복수의 전자장치에 각기 할당함으로써 복수의 전자장치가 분할 대역 각각을 통한 통신을 수행 가능하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

게이트웨이 장치, 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법, 네트워크 시스템 {GATEWAY APPARATUS, METHOD PROVIDING WIRELESS COMMUNICATION THEREOF, AND NETWORK SYSTEM}
본 발명은 다양한 전자장치에 대해 무선통신을 제공하는 게이트웨이 장치, 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법, 네트워크 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 근거리 무선 네트워크를 구성하는 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 경우에 통신 간섭을 최소화시키는 구조의 게이트웨이 장치, 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법, 네트워크 시스템에 관한 것이다.
전자장치는 전기 등의 에너지에 의하여 전자의 이동을 제어함으로써 사용자가 요구하는 다양한 기능을 수행할 수 있는 제반 장치들의 총칭이다. 예를 들면, 일반 사용자의 가정 내에서는 세탁기, 냉장고, 식기세척기와 같은 가전제품과, 셋탑박스, 광학미디어 재생장치, TV와 같은 A/V 디바이스와, 퍼스널 컴퓨터와, 모바일 폰, 휴대용 미디어 플레이어와 같은 모바일 디바이스 등, 다양한 형식 및 특성의 전자장치가 사용자의 요구를 충족시킨다.
기술의 발달 및 사용자 요구의 확장에 부응하여, 이러한 전자장치들은 개별적인 단독 기능을 수행하는 것에 한정되지 않고, 본연의 기능 이외에도 다양한 부가 기능을 수행할 수 있도록 발전하고 있다. 예를 들면, 전자장치들은 상호간에 데이터 통신을 수행할 수 있도록 네트워크를 형성함으로써, 전자장치들 사이의 통신 연계 또는 기능 분담 등을 통하여 보다 복잡하고도 다양한 기능을 사용자에게 제공할 수 있다. 일반적인 예로는, 사용자의 가정 내의 전자장치들을 네트워크화시킨 홈 네트워크(home network)와 같이, 한정된 범위 내의 전자장치들에 의한 네트워크 시스템이 있다.
이와 같은 네트워크 시스템을 구현함에 있어서, 설치 시 환경의 영향을 받기 쉬운 유선보다 상대적으로 설치가 간단한 무선 통신 시스템이 점차 많이 적용되고 있다. 그러나, 전자장치의 무선 통신 품질을 보장하기 위해서는 통신 규격의 문제, 타 통신 네트워크와의 연동, 통신 채널의 점유 문제, 통신 간섭 문제 등, 유선 통신과 상이한 형태의 다양한 문제점이 해결될 필요가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 무선통신을 제공하는 게이트웨이(gateway) 장치는, 소정 범위의 영역 내에 있는 하나 이상의 전자장치가 무선 접속되는 인터페이스와; 상기 인터페이스에 접속된 상기 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 제공하며, 상기 인터페이스에 접속된 복수의 상기 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하며, 상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당함으로써 상기 복수의 전자장치가 상기 분할 대역 각각을 통한 통신을 수행 가능하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치 각각의 통신 사용도에 따라서 상기 복수의 전자장치 각각에 대한 상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정할 수 있다.
여기서, 상기 전자장치의 상기 통신 사용도는 상기 전자장치의 통신 트래픽 레벨을 포함하며, 상기 제어부는 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 높은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭을, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 낮은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭보다 넓게 설정할 수 있다.
또한, 복수의 상기 분할 대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 인터페이스에 접속된 상기 전자장치의 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 인터페이스는 하나 이상의 타 게이트웨이 장치와 통신 가능하며, 상기 제어부는, 상기 인터페이스 및 상기 하나 이상의 타 게이트웨이 장치에 접속된 상기 전자장치의 총 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하지 않는다고 판단하면, 상기 분할 대역의 할당을 해제한 상태로 통신을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 인터페이스에 새로운 상기 전자장치가 접속되면, 상기 기 설정된 주파수 대역에 대한 분할 및 할당을 재실행할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주파수 대역은, 2.4GHz의 ISM 주파수 대역 또는 5GHz의 OFDM 주파수 대역일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템은, 하나 이상의 전자장치와; 소정 범위의 영역 내에 있는 상기 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 제공하는 게이트웨이 장치를 포함하며, 상기 게이트웨이 장치는, 복수의 상기 전자장치가 접속된 상태에서 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하며, 상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당함으로써 상기 복수의 전자장치가 상기 분할 대역 각각을 통한 통신을 수행 가능하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전자장치는, 상기 분할 대역을 통한 통신이 수행되는 동안에 상기 게이트웨이 장치가 통신 접속을 제공하는 상기 영역을 벗어나면, 상기 분할 대역의 할당이 해제되고 상기 기 설정된 주파수 대역 전체를 통한 타 게이트웨이 장치와의 통신 접속을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법은, 소정 범위의 영역 내에서 접속된 하나 이상의 전자장치에 대해, 상기 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 제공하는 단계와; 복수의 상기 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하는 단계와; 상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당함으로써 상기 복수의 전자장치가 상기 분할 대역 각각을 통한 통신을 수행 가능하도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 분할 단계는, 상기 복수의 전자장치 각각의 통신 사용도에 따라서 상기 복수의 전자장치 각각에 대한 상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 전자장치의 상기 통신 사용도는 상기 전자장치의 통신 트래픽 레벨을 포함하며, 상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정하는 단계는, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 높은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭을, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 낮은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭보다 넓게 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 상기 분할 대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 설정될 수 있다.
또한, 상기 분할 단계는, 상기 인터페이스에 접속된 상기 전자장치의 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 게이트웨이 장치는 하나 이상의 타 게이트웨이 장치와 통신 가능하며, 상기 분할 단계는, 상기 게이트웨이 장치 및 상기 하나 이상의 타 게이트웨이 장치에 접속된 상기 전자장치의 총 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하지 않는다고 판단하면, 상기 분할 대역의 할당을 해제한 상태로 통신을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어 단계는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 새로운 상기 전자장치가 접속되면, 상기 기 설정된 주파수 대역에 대한 분할 및 할당을 재실행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기 설정된 주파수 대역은, 2.4GHz의 ISM 주파수 대역 또는 5GHz의 OFDM 주파수 대역일 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 네트워크 시스템의 예시도,
도 2는 도 1의 시스템에서 게이트웨이의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도,
도 3은 도 1의 시스템에서 각 전자장치에 대응하는 서브대역의 설정 예시도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 네트워크 시스템의 예시도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 네트워크 시스템(1)의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 무선 네트워크 시스템(1)은 하나 이상의 전자장치(210 내지 270)가 게이트웨이(gateway)(100)에 무선으로 접속됨으로써 구현되는 시스템(1)이다. 각 전자장치(210 내지 270)는 게이트웨이(100)를 통해 타 전자장치(210 내지 270) 또는 외부의 광역 네트워크와 통신을 수행할 수 있다.
전자장치(210 내지 270)는 세탁기, 냉장고, 식기세척기와 같은 가전제품과, 셋탑박스, 광학미디어 재생장치, TV와 같은 A/V 디바이스와, 퍼스널 컴퓨터와, 모바일 폰, 휴대용 미디어 플레이어와 같은 모바일 디바이스 등, 통상적인 의미의 전자장치로 구현될 수 있는 바, 그 종류 및 특성을 한정하지 않는다.
게이트웨이(100)는 전자장치(210 내지 270)와 근거리 통신망(local area network)과 같은 하나의 네트워크를 다른 네트워크와 통신 연결한다. 어느 하나의 네트워크는 사전에 약속된 프로토콜(protocol)에 따라서 데이터를 전송하는데, 각 네트워크는 이러한 프로토콜이 서로 다를 수 있다. 서로 다른 네트워크를 상호간에 직접 연결시키는 경우에는 네트워크들 사이에 통신이 불가능하므로, 게이트웨이(100)는 어느 하나의 네트워크를 타 네트워크와 접속시킴으로써 네트워크들 사이에 통신이 가능하게 한다.
게이트웨이(100)는 또한 라우터(router)와 유사한 개념으로 볼 수 있다. 라우터는 데이터 패킷(packet)을 타 네트워크로 전송하는 역할과 함께, 최적의 네트워크 경로를 찾아주는 역할을 수행한다. 이와 같이, 라우터도 상이한 복수의 네트워크를 연결한다는 부분에서 게이트웨이와 상통한다.
게이트웨이(100)는 시스템(1) 내부의 전자장치(210 내지 270) 및 시스템(1) 외부의 네트워크가 접속되는 인터페이스(interface)(110)와, 게이트웨이(100)의 제반 동작을 제어하는 제어부(120)를 포함한다.
인터페이스(110)는 전자장치(210 내지 270)가 유선 또는 무선 방식으로 통신 가능하게 접속하다. 본 실시예에 따르면, 인터페이스(110)는 무선 통신방식에 따라서 전자장치(210 내지 270)에 접속하며, 그 접속 방식은 블루투스(Blue-tooth), 와이파이(Wi-Fi), 지그비(Zigbee) 등 다양한 방식이 적용될 수 있다. 이러한 무선 통신방식의 인터페이스(110)는 전자장치(210 내지 270)와의 물리적 거리에 따라서 해당 전자장치(210 내지 270)와의 통신이 가능한 한계거리를 가지는 바, 이러한 한계거리의 범위 내에 있는 전자장치(210 내지 270) 및 게이트웨이(100)에 의해 소정 범위 내의 무선통신 시스템(1)이 형성된다.
제어부(120)는 칩셋(chip-set), CPU, 반도체 부품, 회로가 장착 또는 형성된 인쇄회로기판으로 구현되며, 게이트웨이(100)가 수행하는 제반 동작의 주체이다. 제어부(120)는 전자장치(210 내지 270)들의 상호 통신 또는 전자장치(210 내지 270) 및 외부 네트워크 사이의 통신에 있어서, 통신 속도의 제어, 통신 트래픽(traffic)의 제어, 네트워크 상에서의 어드레스 변환, 프로토콜 변환, 대역폭 변환 등의 다양한 네트워킹 프로세스를 수행한다.
전자장치(210 내지 270)는 게이트웨이(100)에 무선 접속함에 있어서 기 설정된 주파수 대역을 사용한다. 이러한 주파수 대역은, 예를 들면 2.4GHz의 ISM(Industrial, Scientific, Medical) 주파수 대역이나 5GHz의 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 주파수 대역일 수 있다.
ISM은 산업, 과학, 의료용 기기에서 사용 가능한 근거리 통신이나 측정용 주파수 대역으로서, 별도의 복잡한 인증과정 없이 쉽게 사용할 수 있는 대역이다. 전달거리 범위가 수십미터 정도 이내의 짧은 거리에서만 사용 가능하게 규정되어 있으며, 근거리 통신용으로 많이 적용된다.
OFDM은 고속의 송신신호를 다수의 직교(orthogonal)하는 협대역(narrowband) 부-반송파(sub-carrier)로 다중화시키는 변조 방식을 말한다. OFDM은 데이터열을 여러 개의 부채널(sub-channel)로 동시에 나란히 전송하는 다중 반송파 (multi-carrier) 전송방식이다. 따라서, OFDM 기법은, 1개 채널의 고속의 원천 데이터열을 다중의 채널로 동시에 전송한다는 측면에서 다중화 기술이며, 데이터열을 다중의 반송파에 분할하여 실어 전송한다는 측면에서 변조 기술이다.
게이트웨이(100)는 이와 같은 방식의 기 설정된 주파수 대역의 무선통신 접속을 전자장치(210 내지 270)에 제공함으로써, 각 전자장치(210 내지 270)가 상호간에 또는 외부 네트워크에 대해 통신을 수행할 수 있도록 한다.
예를 들면, 각 전자장치(210 내지 270)가 2.4GHz의 ISM 주파수 대역을 사용하여 게이트웨이(100)에 접속하는 경우, 하나의 전자장치(210 내지 270)는 게이트웨이(100)에 대한 접속 프로토콜에 따라서 2.4GHz의 주파수 대역을 수십개의 대역으로 분할하고, 분할된 대역을 랜덤(random)으로 선택하여 게이트웨이(100)에 통신 가능하게 접속한다. 여기서, 2.4GHz의 주파수 대역을 분할하는 대역의 폭과 수는 통신 프로토콜마다 상이할 수 있다.
그런데, 각 전자장치(210 내지 270)가 이와 같은 프로세스에 따라서 게이트웨이(100)에 접속하므로, 게이트웨이(100)에 접속된 전자장치(210 내지 270)의 수가 많아질수록 전자장치(210 내지 270)들 사이의 통신 간섭이 현저히 발생한다.
어느 하나의 전자장치(210 내지 270)가 사용하는 대역은 타 전자장치(210 내지 270)에 의해 사용되지 않는 경우에 통신품질이 가장 좋으며, 둘 이상의 전자장치(210 내지 270)가 각기 사용하는 대역이 겹치게 되면 통신 간섭이 발생함으로써 통신품질이 저하된다. 소정 시점을 기준으로 볼 때 둘 이상의 전자장치(210 내지 270)가 각기 사용하는 대역이 겹치는 경우가 발생할 수 있는데, 게이트웨이(100)에 접속된 전자장치(210 내지 270)의 수가 많아질수록 이러한 현상이 심해진다. 전자장치(210 내지 270)들 사이의 이러한 간섭 현상은 시스템(1) 전체의 통신 효율성을 저하시킨다.
요약하면, 소정 범위 내에서 복수의 전자장치(210 내지 270)가 동일한 ISM 주파수 대역을 사용하는 경우에 각 전자장치(210 내지 270)들 간의 통신 간섭이 발생하며, 전자장치(210 내지 270)의 수가 많아질수록 통신 간섭 현상이 현저해진다.
시스템(1) 내의 이러한 통신 간섭 현상을 최소화하기 위해, 본 실시예에 따르면 다음과 같은 방법/구조가 제안된다.
우선, 제어부(120)는 인터페이스(110)에 접속된 전자장치(210 내지 270)가 무선통신 가능하도록 전자장치(210 내지 270)에 대해 기 설정된 주파수 대역, 예를 들면 2.4GHz의 ISM 주파수 대역을 사용한 통신 접속을 제공한다. 이 경우에, 각 전자장치(210 내지 270)는 통신을 사용하는 동안에 타 전자장치(210 내지 270)와 사용 대역이 겹칠 수 있다. 즉, 게이트웨이(100)는 ISM 주파수 대역을 통한 통신 접속을 제공함에 있어서 각 전자장치(210 내지 270)가 ISM 주파수 대역을 어떻게 사용하여 통신을 하는지에 관해서는 제한하지 않는 바, 제어부(120)가 정상모드(normal mode)에서 이와 같이 동작한다.
그런데, 인터페이스(110)에 접속된 전자장치(210 내지 270) 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면, 제어부(120)는 ISM 주파수 대역을 전자장치(210 내지 270) 각각에 대응하는 복수의 대역으로 분할하고, 이러한 복수의 분할 대역을 복수의 전자장치(210 내지 270)에 각기 할당한다. 그리고, 제어부(120)는 복수의 전자장치(210 내지 270)가 분할 대역 각각을 통한 통신을 수행하도록 제어하는 바, 이러한 동작을 대역분할모드라고 지칭한다.
즉, 제어부(120)는 인터페이스(110)에 접속된 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 발생하지 않거나 또는 상대적으로 크지 않다고 판단하면 정상모드로 동작하며, 인터페이스(110)에 접속된 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 발생하거나 또는 상대적으로 크다고 판단하면 대역분할모드로 동작한다. 또한, 대역분할모드로 동작하는 동안에 통신 간섭이 발생하지 않거나 또는 상대적으로 크지 않다고 판단하면, 제어부(120)는 정상모드로 회귀하여 동작한다.
이하, 게이트웨이(100)가 대역분할모드로 동작하는 과정에 관해 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 게이트웨이(100)의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 게이트웨이(100)는 최초 통신 접속을 제공하기 위해, 통신가능범위 내의 전자장치(210 내지 270)를 스캐닝한다(S100). 스캐닝을 통해 통신가능범위 내의 전자장치(210 내지 270)가 감지되면, 게이트웨이(100)는 해당 전자장치(210 내지 270)와의 통신 접속을 수행한다(S110).
게이트웨이(100)는 접속된 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 발생하는지 판단한다(S120). 이러한 판단 방법은 다양한 구성이 적용될 수 있다. 예를 들면, 게이트웨이(100)는 접속된 전자장치(210 내지 270)의 수가 기 설정값보다 크면 통신 간섭이 발생할 것으로 예측할 수 있다. 또는, 게이트웨이(100)는 최초에 정상모드로 동작하고, 시스템(1) 내의 측정된 통신 트래픽 양의 합산값이 기 설정 레벨보다 크면 통신 간섭이 발생한다고 판단할 수도 있다.
게이트웨이(100)는 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 발생하지 않는다고 판단하면, ISM 또는 OFDM 주파수 대역과 같은 메인 주파수 대역을 사용한 통신 접속을 각 전자장치(210 내지 270)에 제공하는 정상모드로 동작한다(S130). 정상모드 시에 게이트웨이(100)는 메인 주파수 대역 내에서 특정 대역에 대한 제한을 하지 않으며, 전자장치(210 내지 270)가 메인 주파수 대역의 범위 내에서 대역을 랜덤하게 사용하여 통신하도록 허용한다.
반면, 게이트웨이(100)는 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 발생한다고 판단하면, 메인 주파수 대역을 접속된 각 전자장치(210 내지 270)에 대응하게 복수의 서브대역으로 분할한다(S140). 게이트웨이(100)는 복수의 서브대역을 각 전자장치(210 내지 270) 별로 할당한다(S150).
게이트웨이(100)는 전자장치(210 내지 270)의 수에 따라서 메인 주파수 대역을 분할한다. 예를 들면, 게이트웨이(100)에 접속된 전자장치(210 내지 270)가 8개인 경우, 메인 주파수 대역을 8개의 서브대역으로 분할한다. 각 서브대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 분할된다.
여기서, 게이트웨이(100)는 각 서브대역의 대역폭을 동일하게 할 수 있다. 그러나, 이러한 방식은 전자장치(210 내지 270)의 특성을 고려하지 않으므로 리소스(resource) 분배 측면에서 비효율적일 수 있다.
따라서, 게이트웨이(100)는 각 서브대역의 대역폭을 전자장치(210 내지 270) 별로 상이하게 설정한다. 이에 관한 자세한 설명은 후술한다.
게이트웨이(100)는 각 전자장치(210 내지 270)에 대해 할당한 서브대역을 통한 통신 접속을 제공한다(S160). 이에 따라서 각 전자장치(210 내지 270)는 해당 전자장치(210 내지 270)에 할당된 서브대역을 통한 통신 접속이 가능하다. 각 서브대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않으므로, 각 전자장치(210 내지 270) 사이에 통신 간섭이 최소화된다.
이하, 게이트웨이(100)가 각 서브대역을 설정하는 예시에 관해 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 게이트웨이(100)에 의한 각 전자장치(210 내지 270)에 대응하는 서브대역의 설정 예시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 게이트웨이(100)는 예를 들면 7개의 전자장치(210 내지 270)가 접속되어 있는 경우에, 대역분할모드 시에 2.4GHz의 메인 주파수 대역을 각 전자장치(210 내지 270)에 대응하게 7개의 서브대역으로 분할한다.
이 때, 게이트웨이(100)는 각 전자장치(210 내지 270)의 통신 사용도를 판단하고, 판단한 통신 사용도에 따라서 전자장치(210 내지 270) 각각에 대한 서브대역의 폭을 상이하게 설정한다.
전자장치(210 내지 270)의 통신 사용도는 해당 전자장치(210 내지 270)가 어느 정도로 통신을 사용하는지를 정량화시킨 패러미터로서, 예를 들면 해당 전자장치(210 내지 270)가 송수신한 데이터 패킷의 양이나, 해당 전자장치(210 내지 270)의 통신 트래픽 레벨 등을 의미한다. 어느 전자장치(210 내지 270)의 통신 트래픽 레벨이 높다는 것은 해당 전자장치(210 내지 270)가 수행하는 통신 데이터량이 높다는 것인 바, 이는 통신 사용도가 높다는 것을 의미한다.
전자장치(210 내지 270)의 통신 트래픽 레벨은 게이트웨이(100)가 소정 시간 동안에 각 전자장치(210 내지 270)에 대한 모니터링을 통해 판단할 수 있다. 또는, 전자장치(210 내지 270)의 통신 트래픽 레벨은 대체적으로 전자장치(210 내지 270)의 장치/모델 종류에 따라서 상이하므로, 게이트웨이(100)는 전자장치(210 내지 270)의 장치 종류에 따라서 해당 전자장치(210 내지 270)의 통신 사용도를 판단할 수 있다.
예를 들면, 컴퓨터는 사용자가 인터넷을 통한 작업을 주로 수행하는 장치이므로, 게이트웨이(100)는 컴퓨터의 통신 사용도가 가장 높다고 판단할 수 있다. 다음으로, TV 또는 모바일 폰 또한 기본적으로 네트워크에 접속됨으로써 VOD(video-on-demand) 서비스, EPG 서비스, 어플리케이션 다운로드 등과 같은 다양한 서비스를 제공하는 바, 게이트웨이(100)는 TV 또는 모바일 폰의 통신 사용도가 상대적으로 높은 레벨에 속한다고 판단할 수 있다.
한편, 블루레이 플레이어, 냉장고, 에어컨, 청소기 등은 앞서 설명한 장치들에 비해 상대적으로 네트워크의 활용성이 떨어진다고 볼 수 있으므로, 게이트웨이(100)는 이들의 통신 사용도가 상대적으로 낮은 레벨에 속한다고 판단할 수 있다.
게이트웨이(100)는 이와 같이 각 전자장치(210 내지 270)의 통신 사용도의 판단이 완료하면, 2.4GHz의 메인 주파수 대역을 각 전자장치(210 내지 270) 별 서브대역으로 분할 및 할당한다.
게이트웨이(100)는 통신 사용도가 상대적으로 높다고 판단한 전자장치(220, 230, 270)의 서브대역의 폭을, 통신 사용도가 상대적으로 낮다고 판단한 전자장치(210, 240, 250, 260)의 서브대역의 폭보다 넓게 설정한다.
예를 들면, 게이트웨이(100)는 컴퓨터인 제7전자장치(270)의 서브대역을 20Hz 폭을 가지는 2460 내지 2480Hz의 대역으로, TV인 제2전자장치(220)의 서브대역을 10Hz 폭을 가지는 2410 내지 2420Hz의 대역으로, 모바일 폰인 제3전자장치(230)의 서브대역을 8Hz 폭을 가지는 2422 내지 2430Hz의 대역으로 설정한다.
이에 비해, 게이트웨이(100)는 블루레이 플레이어인 제1전자장치(210)의 서브대역을 5Hz 폭을 가지는 2400 내지 2406Hz의 대역으로, 냉장고인 제4전자장치(240)의 서브대역을 5Hz 폭을 가지는 2435 내지 2440Hz의 대역으로, 청소기인 제6전자장치(260)의 서브대역을 5Hz 폭을 가지는 2450 내지 2455Hz의 대역으로, 에어컨인 제5전자장치(250)의 서브대역을 3Hz 폭을 가지는 2442 내지 2445Hz의 대역으로 설정한다.
이와 같이 상대적으로 통신 사용도가 높은 전자장치(220, 230, 270)의 서브대역의 폭을 보다 넓게 설정함으로써, 해당 전자장치(220, 230, 270)의 통신이 원활하게 수행되도록 하고 리소스의 효율성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 할당이 완료되면, 게이트웨이(100)는 각 전자장치(210 내지 270)가 각기 할당된 서브대역을 통해 통신을 수행하도록 통신 접속을 제공한다. 즉, 2460 내지 2480Hz의 서브대역을 통해서는 제7전자장치(270)만이 통신이 가능하며, 2410 내지 2420Hz의 서브대역을 통해서는 제2전자장치(220)만이 통신이 가능하다.
여기서, 게이트웨이(100)는 각 서브대역 사이를 몇 Hz만큼 이격되게 설정함으로써, 각 서브대역을 사용하는 전자장치(210 내지 270)들 사이에 통신 간섭이 최소화되도록 한다.
한편, 게이트웨이(100)는 이와 같이 대역분할모드로 동작하는 동안에 새로운 전자장치가 접속되면, 상기한 대역분할모드 프로세스를 재실행함으로써 새로이 접속된 전자장치를 포함한 모든 전자장치(210 내지 270)에 대한 메인 주파수 대역의 분할 및 할당을 실행한다.
만일, 이와 같이 대역분할모드가 실행되고 있는 시스템(1) 내에서 어느 하나의 전자장치(230), 예를 들면 제3전자장치(230)가 게이트웨이(100)에 의한 통신제공영역을 벗어날 수도 있다. 이 경우, 게이트웨이(100)가 제3전자장치(230)에 대한 통신 접속을 제공할 수 없으므로, 제3전자장치(230)에 대한 서브대역의 할당이 해제된다. 따라서, 제3전자장치(230)는 타 게이트웨이에 정상모드로의 통신 접속이 가능하다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 네트워크 시스템(3)의 예시도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 무선 네트워크 시스템(3)은 상호간에 통신 가능한 복수의 게이트웨이(101, 102, 103)를 포함하며, 복수의 게이트웨이(101, 102, 103)는 각기 통신 접속을 제공할 수 있는 범위인 통신제공영역(10, 20, 30)을 가진다.
제1게이트웨이(101)는 제1통신제공영역(10) 내의 전자장치(310)들에 대해 통신 접속을 제공하며, 제2게이트웨이(102)는 제2통신제공영역(20) 내의 전자장치(320)들에 대해 통신 접속을 제공하며, 제3게이트웨이(103)는 제3통신제공영역(30) 내의 전자장치(330)들에 대해 통신 접속을 제공한다.
그런데, 이러한 통신제공영역(10, 20, 30)이 상호간에 근접한 경우, 각 게이트웨이(101, 102, 103)가 정상모드로 각기 통신 접속을 제공하는 동안에 상이한 통신제공영역(10, 20, 30)에 있는 전자장치(310, 320, 330) 사이에 통신 간섭이 발생할 수 있다.
예를 들면, 제2게이트웨이(102)에 통신 접속된 전자장치(320)의 수와 제2게이트웨이(103)에 통신 접속된 전자장치(330)의 수 각각이 대역분할모드를 실행하도록 미리 설정된 값보다 작을 수 있다. 그러나, 제2통신제공영역(20) 및 제3통신제공영역(30)이 상호간에 근접하여 위치하거나 또는 일부 영역이 겹쳐있는 경우에, 제2게이트웨이(102)에 통신 접속된 전자장치(320)와 제2게이트웨이(103)에 통신 접속된 전자장치(330) 사이에 통신 간섭이 발생할 수 있다.
이에, 본 실시예에 따르면 다음과 같은 방법이 제안된다.
시스템(3) 내에 복수의 게이트웨이(101, 102, 103)가 있고 각 게이트웨이(101, 102, 103) 사이에 통신 가능하게 접속되어 있는 경우, 시스템(3) 전체 내에서 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단되면 각 게이트웨이(101, 102, 103)는 대역분할모드를 실행한다. 여기서, 모든 게이트웨이(101, 102, 103)에 각기 접속된 전자장치(310, 320, 330)의 총 수가 기 설정값보다 큰 경우에 통신 간섭이 발생한 것으로 판단될 수 있다.
이로써, 각 통신제공영역(10, 20, 30) 간의 통신 간섭을 최소화할 수 있다.
한편, 시스템(3) 내에서 대역분할모드가 실행되고 있는 동안에 각 게이트웨이(101, 102, 103)에 접속된 전자장치(310, 320, 330)의 총 수가 기 설정값보다 작아지면, 각 게이트웨이(101, 102, 103)는 정상모드로 이행한다. 정상모드 및 대역분할모드에 관해서는 앞선 실시예에서 이미 설명한 바 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1, 3 : 무선 네트워크 시스템
100, 101, 102, 103 : 게이트웨이
110 : 인터페이스
120 : 제어부
210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 310, 320, 330 : 전자장치

Claims (20)

  1. 무선통신을 제공하는 게이트웨이(gateway) 장치에 있어서,
    소정 범위의 영역 내에 있는 하나 이상의 전자장치가 무선 접속되는 인터페이스와;
    상기 인터페이스에 접속된 복수의 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 복수의 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 수행하고,
    상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 지를 판단하고,
    상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 경우, 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하고,
    상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당하고,
    상기 복수의 분할 대역을 사용하여 상기 복수의 전자장치에 대한 통신을 수행하도록 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 복수의 분할 대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치 각각의 통신 사용도에 따라서 상기 복수의 전자장치 각각에 대한 상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 전자장치 각각의 상기 통신 사용도는 상기 전자장치의 통신 트래픽 레벨을 포함하며,
    상기 제어부는 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 높은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭을, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 낮은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭보다 넓게 설정하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 인터페이스에 접속된 상기 전자장치의 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인터페이스는 하나 이상의 타 게이트웨이 장치와 통신 가능하며,
    상기 제어부는, 상기 인터페이스 및 상기 하나 이상의 타 게이트웨이 장치에 접속된 상기 전자장치의 총 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하지 않는다고 판단하면, 상기 분할 대역의 할당을 해제한 상태로 통신을 제공하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 인터페이스에 새로운 상기 전자장치가 접속되면, 상기 기 설정된 주파수 대역에 대한 분할 및 할당을 재실행하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 대역은, 2.4GHz의 ISM 주파수 대역 또는 5GHz의 OFDM 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치.
  10. 네트워크 시스템에 있어서,
    복수의 전자장치와;
    소정 범위의 영역 내에 있는 상기 복수의 전자장치가 무선통신 가능하도록 하는 게이트웨이 장치를 포함하며,
    상기 게이트웨이 장치는,
    상기 복수의 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 복수의 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 수행하고,
    상기 복수의 전자장치가 접속된 상태에서 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 지를 판단하고,
    상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 경우, 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하고,
    상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당하고,
    상기 복수의 분할 대역을 사용하여 상기 복수의 전자장치에 대한 통신을 수행하도록 제어하며,
    상기 복수의 분할 대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 전자장치 각각은, 상기 분할 대역을 통한 통신이 수행되는 동안에 상기 게이트웨이 장치가 통신 접속을 제공하는 상기 영역을 벗어나면, 상기 분할 대역의 할당이 해제되고 상기 기 설정된 주파수 대역 전체를 통한 타 게이트웨이 장치와의 통신 접속을 수행하는 것을 특징으로 하는 네트워크 시스템.
  12. 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법에 있어서,
    소정 범위의 영역 내에서 인터페이스에 접속된 복수의 전자장치에 대해, 상기 복수의 전자장치가 무선통신 가능하도록 상기 복수의 전자장치에 대해 기 설정된 주파수 대역의 통신 접속을 제공하는 단계와;
    상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 지를 판단하는 단계와;
    상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하는 경우, 상기 기 설정된 주파수 대역을 상기 복수의 전자장치 각각에 대응하게 복수의 대역으로 분할하는 단계와;
    상기 복수의 분할 대역을 상기 복수의 전자장치에 각기 할당하는 단계와;
    상기 복수의 분할 대역을 사용하여 상기 복수의 전자장치에 대한 통신을 수행하도록 제어하는 단계를 포함하며,
    상기 복수의 분할 대역은 상호간에 주파수가 겹치지 않도록 설정되는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 분할 단계는, 상기 복수의 전자장치 각각의 통신 사용도에 따라서 상기 복수의 전자장치 각각에 대한 상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 전자장치 각각의 상기 통신 사용도는 상기 전자장치의 통신 트래픽 레벨을 포함하며,
    상기 분할 대역의 폭을 상이하게 설정하는 단계는, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 높은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭을, 상기 통신 트래픽 레벨이 상대적으로 낮은 전자장치에 대한 상기 분할 대역의 폭보다 넓게 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 판단 단계는, 상기 인터페이스에 접속된 상기 전자장치의 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 게이트웨이 장치는 하나 이상의 타 게이트웨이 장치와 통신 가능하며,
    상기 판단 단계는, 상기 게이트웨이 장치 및 상기 하나 이상의 타 게이트웨이 장치에 접속된 상기 전자장치의 총 수가 기 설정값 이상이면 상기 통신 간섭이 발생하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 제어 단계는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 상기 복수의 전자장치 사이에 통신 간섭이 발생하지 않는다고 판단하면, 상기 분할 대역의 할당을 해제한 상태로 통신을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제어 단계는, 상기 복수의 전자장치에 대해 상기 복수의 분할 대역을 할당하여 통신을 제공하는 동안에 새로운 상기 전자장치가 접속되면, 상기 기 설정된 주파수 대역에 대한 분할 및 할당을 재실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 기 설정된 주파수 대역은, 2.4GHz의 ISM 주파수 대역 또는 5GHz의 OFDM 주파수 대역인 것을 특징으로 하는 게이트웨이 장치의 무선통신 제공방법.
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