KR102161700B1 - 다중 ｆａ 기반 광대역 무선 접속 장치 - Google Patents

다중 ｆａ 기반 광대역 무선 접속 장치 Download PDF

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Abstract

다중 ＦＡ 기반 광대역 무선 접속 장치가 제공되며, 제 1 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 제 1 주파수 대역 모듈, 제 2 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 복수의 제 2 주파수 대역 모듈, 제 1 주파수 대역 모듈 및 복수의 제 2 주파수 대역 모듈을 통해 데이터가 송수신되도록 제어하는 제어부, 제 1 주파수 대역 모듈과 복수의 제 2 주파수 대역 모듈의 채널 신호를 다중화하는 멀티 플렉서, 다중화된 채널 신호를 무선 단말로 전송하는 안테나를 포함한다.

Description

다중 ＦＡ 기반 광대역 무선 접속 장치{APPARATUS FOR BROAD BAND WIRELESS ACCESS BASED ON MULTI FREQUENCY ALLOCATION}
본 발명은 다중 ＦＡ 기반 광대역 무선 접속 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 주파수 대역에서 사용가능한 FA를 증가시켜 접속 단말의 수를 늘릴 수 있는 장치에 관한 것이다.
최근, 스마트 패드나 타블렛 PC, 스마트 폰과 같은 무선 단말의 보급이 증가하면서 무선랜 AP로 접속하고자 하는 무선 단말이 늘어나고 있다. 이때, 무선랜 AP는 2.4GHz에 존재하는 복수의 FA 중 어느 하나의 FA를 이용하거나 또는 5GHz에 존재하는 복수의 FA 중 어느 하나의 FA를 이용하는 방법을 이용하는 것이 대부분이다.
이때, 다중 FA를 이용하는 방법은 다중 FA 접속을 위한 다수의 MAC 주소를 획득하는 방법으로 이루어지고 있다. 이와 관련하여, 선행기술인 한국공개특허 제2008-0085992호(2008.09.25 공개)에는, 로딩된 MAC 주소를 MAC 계층의 상위 계층에서 사용하도록 등록하고, 적어도 하나의 FA에 대한 망 진입이 완료되면, 등록된 MAC 주소를 이용하여 IP를 획득하는 방법이 개시되어 있다.
다만, 다중 FA를 사용한다고 할지라도, 서로 다른 주파수 대역을 함께 사용하는 구성을 개시하고 있지 않다. 또한, 서로 다른 주파수 대역에서 다중 FA를 선택할 때, 주변 간섭만을 이용하여 채널을 결정하므로 무선랜 AP의 개수나 다양한 주파수 대역을 사용하는 무선 단말의 사양은 고려되지 않고 있다.
한국공개특허 제2008-0085992호(2008.09.25 공개)에는 "광대역 무선 통신 시스템에서 다중 에프에이를 사용하는 단말의 아이피 주소 획득 장치 및 방법"이 공개되어 있다.
본 발명의 일 실시예는, 복수의 주파수 대역을 제공함과 동시에, 복수의 주파수 대역 각각에서 사용할 적어도 하나의 FA를 할당하고, 간섭 무선랜 AP 정보에 기초하여 간섭 파라미터가 최소화되는 FA를 주파수 대역별로 선택하고, 선택된 주파수 대역의 하위 대역과 채널을 선택함으로써 제어 채널을 결정할 수 있는 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치를 제공할 수 있다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예는, 제 1 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 제 1 주파수 대역 모듈, 제 2 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 복수의 제 2 주파수 대역 모듈, 제 1 주파수 대역 모듈 및 복수의 제 2 주파수 대역 모듈을 통해 데이터가 송수신되도록 제어하는 제어부, 제 1 주파수 대역 모듈과 복수의 제 2 주파수 대역 모듈의 채널 신호를 다중화하는 멀티 플렉서, 다중화된 채널 신호를 무선 단말로 전송하는 안테나를 포함한다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, FA 사용을 증가시킬 수 있음으로써, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에 접속하는 무선 단말의 수를 늘릴 수 있으며, 하나의 무선랜 AP로 복수개의 AP를 설치한 것과 같은 효과를 가질 수 있고, 효율적인 부하 분산 기술을 통하여 Wi-Fi 사용자의 체감 속도를 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치의 채널 할당부를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에서 사용하는 5GHz 대역의 주파수 대역폭을 도시한 일 실시예이다.
도 5는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 6은 도 5에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에서 5GHz 대역을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템을 설명하기 위한 구성도이다. 도 1을 참조하면, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템(1)은 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100), 무선 단말(200), 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템(1)은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니다.
다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 2.4GHz 및 5GHz 주파수 대역에서 무선 단말(200)의 접속 요청을 수신하고, 무선 단말(200)의 데이터 송수신 요청을 처리할 수 있는 장치일 수 있다. 또한, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 5GHz 대역에 위치한 적어도 하나의 FA 중에서 어느 하나의 FA만을 사용하는 것이 아니라, 적어도 하나의 FA 중 복수의 FA를 사용할 수 있는 장치일 수 있다. 이를 위하여, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)가 점유하고 있는 FA를 탐색하고, 해당 FA와의 간섭을 최소화할 수 있는 FA를 선정하고, 해당 FA를 사용할 수 있도록 각 대역폭에 대한 채널을 선택할 수 있다. 이때, 각 대역폭은, 80MHz, 40MHz, 20MHz 중 적어도 하나일 수 있다.
무선 단말(200)은, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)에서 제공하는 주파수 대역 중 특정 채널을 통하여 다른 무선 단말(미도시)이나 서버(미도시)와 통신을 수행하는 단말일 수 있다. 이때, 무선 단말(200)은, 원격지의 서버나 단말에 접속할 수 있는 단말로 구현될 수 있다. 무선 단말(200)은 예를 들어, 휴대성과 이동성이 보장되는 무선 통신 장치로서, 무선랜 AP에 접속가능한 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 무선 통신 장치를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)는, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)에 간섭을 일으킬 수 있는 위치 또는 장소에 설치된 무선랜 AP일 수 있다. 즉, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)는, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)가 임의의 FA를 점유하고 특정 채널을 무선 단말(200)에게 제공하기 전, 이미 임의의 FA를 점유하고 특정 채널을 무선 단말(200)에게 제공하고 있는 AP일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)에서 이미 서비스하고 있는 FA와의 간섭을 최소화하는 FA를 선택하고, 선택된 FA내의 특정 대역폭 및 채널을 선택하는 방법을 이용한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템을 예로 들어 설명하면 아래와 같다.
최근, 스마트 패드나 타블렛 PC, 스마트 폰과 같은 무선 단말의 보급이 증가하면서 무선랜 AP로 접속하고자 하는 무선 단말이 늘어나고 있다. 이때, 무선랜 AP는 2.4GHz에 존재하는 복수의 FA 중 어느 하나의 FA를 이용하거나 또는 5GHz에 존재하는 복수의 FA 중 어느 하나의 FA를 이용하는 방법을 이용하는 것이 대부분이다.
다만, 다중 FA를 사용한다고 할지라도, 서로 다른 주파수 대역을 함께 사용하는 구성을 개시하고 있지 않다. 또한, 서로 다른 주파수 대역에서 다중 FA를 선택할 때, 주변 간섭만을 이용하여 채널을 결정하므로 무선랜 AP의 개수나 다양한 주파수 대역을 사용하는 무선 단말의 사양은 고려되지 않고 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템은, 복수의 주파수 대역을 제공함과 동시에, 복수의 주파수 대역 각각에서 사용할 적어도 하나의 FA를 할당하고, 간섭 무선랜 AP 정보에 기초하여 간섭 파라미터가 최소화되는 FA를 주파수 대역별로 선택하고, 선택된 주파수 대역의 하위 대역과 채널을 선택함으로써 제어 채널을 결정할 수 있다. 이를 통하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 시스템은, FA 사용을 증가시킬 수 있음으로써, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에 접속하는 무선 단말의 수를 늘릴 수 있으며, 하나의 무선랜 AP로 복수개의 AP를 설치한 것과 같은 효과를 가질 수 있고, 효율적인 부하 분산 기술을 통하여 Wi-Fi 사용자의 체감 속도를 증가시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치를 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치의 채널 할당부를 설명하기 위한 구성도이고, 도 4는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에서 사용하는 5GHz 대역의 주파수 대역폭을 도시한 일 실시예이다.
도 2를 참조하여 설명하면, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 제어부(110), 채널 할당부(120), 제 1 주파수 대역 모듈(130), 제 2 주파수 대역 모듈(150(1),...150(n)), 멀티 플렉서(170), 안테나(190)를 포함할 수 있다.
제어부(110)는, 제 1 주파수 대역 모듈(130)과 복수의 제 2 주파수 대역 모듈(150(1),...(150(n)) 을 통해 데이터가 송수신되도록 제어할 수 있다.
채널 할당부(120)는, 제어부(110)에 포함되도록 구현될 수도 있으며, 별도의 구성으로 구성될 수도 있다. 채널 할당부(120)는, 복수의 제 2 주파수 모듈에 할당할 채널의 채널 대역폭 및 제어 채널을 결정할 수 있다.
제 1 주파수 대역 모듈(130)은, 제 1 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말(200)과의 데이터 송수신을 위하여 구비될 수 있다. 이때, 제 1 주파수 대역은 2.4GHz 대역일 수 있다.
제 2 주파수 대역 모듈(150)은, 제 2 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말(200)과의 데이터 송수신을 위하여 구비될 수 있다. 이때, 제 2 주파수 대역은 5GHz 대역일 수 있다.
멀티플렉서(170)는, 제 1 주파수 대역 모듈(130)과 복수의 제 2 주파수 대역 모듈(150(1),...150(n))의 채널 신호를 다중화할 수 있다.
안테나(190)는, 다중화된 채널 신호를 무선 단말(200)로 전송할 수 있다.도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)의 채널 할당부(120)의 구성을 설명한다. 도 3을 참조하면, 채널 할당부(120)는 수집부(121), 산출부(123), 채널 선택부(125)를 포함할 수 있다.수집부(121)는, 제 2 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)의 정보를 수집할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)의 정보는, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 개수 또는 RSSI(Received Signal Strength Indication)일 수 있다.
산출부(123)는, 수집된 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300) 정보에 기초하여, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)의 간섭 파라미터를 산출할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP(300)의 간섭 파라미터는 하기 수학식 1과 같다.
Figure 112013091657219-pat00001
여기서, P는 간섭 파라미터를 의미하고, X, X+4, X+8, X+12는 각각 채널을 의미하고, a1, a2, a3, a4는 각각 상기 X, X+4, X+8, X+12 채널에서 상기 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 RSSI가, 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 간섭 무선랜의 개수를 의미하고, i1, i2, i3, i4는 각각 X, X+4, X+8, X+12 채널에서 적어도 하나의 무선랜 AP의 RSSI가, 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 간섭 무선랜 AP의 RSSI 평균값을 의미한다.
여기서, 채널이 X, X+4, X+8, X+12와 같이 4의 배수로 이어지는 이유는, 채널이 36, 40, 44와 같이 4의 배수로 이어지기 때문이며, X, X+4, X+8, X+12와 같이 4 개의 채널만을 계산하는 이유는, 예를 들어 대역폭이 최대 80MHz, 최소 20MHz이고, 1 개의 채널당 최소 20MHz 단위로 설정되기 때문에 X, X+4, X+8, X+12를 고려하기로 한다.
또한, 산출부(123)는, 하기 수학식 2와 같이 제 2 주파수 대역에 포함된 인접한 80MHz 대역에서, 간섭 파라미터의 최소값을 산출할 수 있다.
Figure 112013091657219-pat00002
여기서, CH는 간섭 파라미터의 최소값을 의미하고, X는 채널을 의미하고, P는 X 채널에서의 간섭 파라미터를 의미하고, w1은 X 채널에 대한 가중치를 의미하고, w2는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치를 의미하고, w3는 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치를 의미한다. 이때, X 채널에 대한 가중치인 w1는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2나 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3 보다 큰 값을 가질 수 있고, X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3는 동일한 값을 가질 수 있다. X 채널에 대한 가중치 w1와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3와 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2를 모두 합한 값은 1 일 수 있다. 또한, 산출부(123)는, 하기 수학식 3과 같이 선택된 80MHz 대역에 포함된 인접한 40MHz 대역에서, 간섭 파라미터의 최소값을 산출할 수 있다.
Figure 112013091657219-pat00003
여기서, CH는 간섭 파라미터의 최소값을 의미하고, X는 채널을 의미하고, P는 X 채널에서의 간섭 파라미터를 의미하고, w1은 X 채널에 대한 가중치를 의미하고, w2는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치를 의미하고, w3는 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치를 의미한다. 이때, X 채널에 대한 가중치인 w1는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2나 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3 보다 큰 값을 가질 수 있고, X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3는 동일한 값을 가질 수 있다. X 채널에 대한 가중치 w1와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3와 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2를 모두 합한 값은 1 일 수 있다.
그리고, 산출부(123)는, 하기 수학식 4와 같이 선택된 40MHz 대역에 포함된 인접한 20MHz 대역에서, 간섭 파라미터의 최소값을 산출할 수 있다.
Figure 112013091657219-pat00004
여기서, CH는 간섭 파라미터의 최소값을 의미하고, X는 채널을 의미하고, P는 X 채널에서의 간섭 파라미터를 의미하고, w1은 X 채널에 대한 가중치를 의미하고, w2는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치를 의미하고, w3는 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치를 의미한다. 이때, X 채널에 대한 가중치인 w1는 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2나 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3 보다 큰 값을 가질 수 있고, X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3는 동일한 값을 가질 수 있다. X 채널에 대한 가중치 w1와 X 채널의 상위 채널에 대한 가중치 w3와 X 채널의 하위 채널에 대한 가중치 w2를 모두 합한 값은 1 일 수 있다.
채널 선택부(125)는, 제 2 주파수 대역에 포함된 인접한 80MHz 대역에서, 수학식 2를 통하여 산출된 간섭 파라미터가 최소가 되는 80MHz 대역을 선택하고, 선택된 80MHz 대역에 포함된 인접한 40MHz 대역에서, 수학식 3을 통해 산출된 간섭 파라미터가 최소가 되는 40MHz 대역을 선택하고, 선택된 40MHz 대역에 포함된 인접한 20MHz 대역에서, 수학식 4를 통해 산출된 간섭 파라미터가 최소가 되는 20MHz 대역을 선택하여 제어 채널로 설정할 수 있다.
상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치의 동작을 설명하면 아래와 같다.
우선, 국내의 경우, 무선랜 서비스가 가능한 5GHz 대역은 채널 대역폭 20MHz 기준으로 총 19개의 채널이 있으며, 40MHz 기준으로는 인접 채널 포함(Bonding)을 통하여 9 개까지 사용이 가능하고, 80MHz 기준으로는 4 개까지 사용이 가능하다. 2.4GHz 대역에서는 40MHz 기준으로 2 개까지 사용이 가능하므로, 5GHz 대역에서 간섭에 의한 혼신은 40MHz 기준으로 4 ~ 5 배 정도 줄어들게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, AP 내에 다수의 5GHz 모듈을 추가하여, 다중 FA(Multi-FA) 기반의 5GHz 대역 동시 서비스 장치 및 그 운영 방법을 제공하며, 트래픽 밀집 지역에서의 구축 비용 감소를 통한 비용 효율성 방안을 제공할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, FA #1에 접속한 무선 단말, FA #2에 접속한 무선 단말, FA #n에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 처리할 수 있으므로, FA 개수 증가를 통하여 1 개 사용 대비 무선 단말의 수를 n 배까지 수용할 수 있고, 무선랜 AP 구축 대수를 1/n으로 감소시켜 비용절감이 가능하다.
이와 같은 도 2 내지 도 4의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
도 5는 도 1에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이고, 도 6은 도 5에 도시된 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에서 5GHz 대역을 선택하는 개념을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 제어부(110), 제 1 주파수 대역 모듈(130), 제 2 주파수 대역 모듈(150(1), 150(2)), 트리플렉서(Triplexer, 170), 안테나(190)를 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)는, 도 2의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)의 제 2 주파수 대역 모듈(150(1),...150(n))이 2 개로 구현된 실시예이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)를 도 6을 참조하여 설명한다.
국내의 경우, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치(100)에서 주파수 대역별로 80MHz를 할당할 때, 도 6과 같이 총 4 개의 FA(①,②,③,④)를 활용할 수 있지만, 동시에 데이터 송수신시 주파수 대역 간 간섭이 발생할 수 있으므로, 가드 밴드(Guard Band)를 고려하여 ① 주파수 대역(5210MHz)과, ② 주파수 대역(5290MHz)을 하나의 FA(제 2 주파수 대역 모듈(150(1))로, ③ 주파수 대역(5530MHz),④ 주파수 대역(5775MHz)을 하나의 FA(제 2 주파수 대역 모듈(150(2))로 운용할 수 있다. 이때, 1 개의 안테나(190)를 5GHz 대역 및 2.4GHz가 공유할 수 있도록 트리플렉서(170)가 각 모듈과 안테나(190) 사이에 위치할 수 있다. 이때, 트리플렉서(170)는 5GHz 대역 및 2.4GHz 대역에서 데이터 송수신시 타 모듈부에서 간섭에 의한 영향을 최소화할 수 있도록 밴드패스 필터(Band Pass Fitler)가 구현될 수 있다.
한편, 5GHz 대역에서 20MHz 서비스가 가능한 채널의 개수는 총 19 개이며, 이는 하기 표 1과 같다.
대역 채널 번호 중심 주파수(MHz)
UNII 대역(A 대역)
5150~5250MHz		 36 5180
40 5200
44 5220
48 5240
UNII 대역(B 대역)
5250~5350MHz		 52 5260
56 5280
60 5300
64 5320
UNII 대역(C 대역)
5470~5650MHz		 100 5500
104 5520
108 5540
112 5560
116 5580
120 5600
124 5620
UNII Band(D 대역)
5725~5825MHz		 149 5745
153 5765
157 5785
161 5805
표 1을 참조하면, 20MHz는 가장 기본이 되는 채널 대역폭이며, 무선랜 AP에서 비콘(Beacon) 등과 같은 관리 프레임(Management Frame)을 전송하는 단위이기도 하다. 이러한 채널을 제어 채널이라고 하며, 더 많은 데이터를 전송하기 위하여 제어 채널을 중심으로 좌우 채널 대역폭 결합(Bonding)을 통하여 대역폭을 넓힐 수 있다. 예를 들어, 108 번 채널을 제어 채널로 사용할 때, 40MHz 대역폭인 경우 112 번 채널과 결합을 통해 대역폭을 확장할 수 있다. 또한, 112 번 채널이 제어 채널로 사용될 수 있으며, 108번 채널과 결합하고 80MHz 대역폭으로 사용하는 경우, 100번, 104번, 108번과의 결합을 통하여 대역폭을 확장할 수 있다. 이러한 논리에 따라, 40MHz 및 80MHz도 가능한 채널 수의 채널 구성은 하기 표 2 및 표 3과 같다.
대역 채널 번호 중심 주파수(MHz)
UNII 대역(A 대역)
5150~5250MHz		 36~40 5180, 5200
44~48 5220, 5240
UNII 대역(B 대역)
5250~5350MHz		 52~56 5260, 5280
60~64 5300, 5320
UNII 대역(C 대역)
5470~5650MHz		 100~104 5500, 5520
108~112 5540, 5560
116~120 5580, 5600
UNII Band(D 대역)
5725~5825MHz		 149~153 5745, 5765
157~161 5785, 5805
대역 채널 번호 중심 주파수(MHz)
UNII 대역(A 대역)
5150~5250MHz		 36~48 5180, 5200,
5220, 5240
UNII 대역(B 대역)
5250~5350MHz		 52~64 5260, 5280,
5300, 5320
UNII 대역(C 대역)
5470~5650MHz		 100~112 5500, 5520,
5540, 5560
UNII Band(D 대역)
5725~5825MHz		 149~161 5745, 5765,
5785, 5805
상용 스마트 폰의 경우, 80MHz 지원 단말, 40MHz 지원 단말, 20MHz 지원 단말 등 다양하게 존재하기 때문에, 80MHz, 40MHz, 20MHz 대역폭 설정 시 어떠한 채널 대역을 사용하는지와, 제어 채널은 어떠한 채널을 사용하는지에 대한 선택 방법이 요구된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 채널 대역 선택시 고려하는 요소로 간섭 파라미터(P)를 선택하는데, 이는 간섭 무선랜 AP의 개수와, 간섭 무선랜 AP로부터 수신된 수신신호세기(RSSI)를 고려한 값이다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 주파수 대역별로80MHz 운용 대역을 먼저 설정하는데, 예를 들어, 도 5와 같은 제 2 주파수 대역 모듈(150(1), 150(2)의 경우, 제 2 주파수 대역 모듈(150(1)은 표 3의 A/B 대역 중 어느 하나를 선정하고, 제 2 주파수 대역 모듈(150(2)는 표 3의 C/D 대역 중 다른 하나를 선택하도록 할 수 있다. 제 2 주파수 대역 모듈(150(1)을 기준으로 채널 선택 방법을 예로 들어 설명한다.
우선, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, A/B 대역을 20MHz 기준으로 탐색을 통해 주변의 간섭 무선랜 AP의 숫자와 간섭 무선랜 AP별 RSSI 값을 수집한다. 간섭 무선랜 AP의 제어 채널이 52번이고, 40MHz 채널 결합을 사용하는 경우, 56번에도 같은 크기의 신호가 존재하는 것으로 판단한다. 또한, 간섭 무선랜 AP의 제어 채널이 60번이고, 80MHz 채널 결합을 사용하는 경우, 52번, 56번, 64번에도 같은 크기의 신호가 존재하는 것으로 판단한다.
20MHz 기준 특정 채널 X에서, 간섭 무선랜 AP의 RSSI 값이 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 간섭 무선랜 AP의 수를 a1이라 하고, 해당 간섭 무선랜 AP의 RSSI 평균값을 i1이라 한다. 같은 방식으로, X+4, X+8, X+12에 대해서도 각각의 파라미터를 적용한다. 이를 통하여, 수학식 1을 도출할 수 있으며, 채널 X를 기준으로 X+4, X+8, X+12번과의 채널 결합을 고려할 수 있다.
그리고 나서, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 80MHz 채널을 수학식 2를 통하여 산출할 수 있다. 즉, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 채널 선택시 후보 대역을 기준으로 좌우 인접한 80MHz 대역에 대해서 수학식 1과 같은 간섭 파라미터 값을 계산하여, 수학식 2와 같이 후보 대역에 대해 계산한 후, 최소값을 가지는 대역을 선택할 수 있다.
또한, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치에서 80MHz 대역 내에서 40MHz 및 20MHz의 하위 대역은, 수학식 3을 통해 선택할 수 있다. 즉, 수학식 2를 통하여 선택된 80MHz 대역을 선정한 후, 수학식 1과 같은 방법으로 수학식 3과 같이 40MHz 대역을 선택할 수 있다.
그리고 나서, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 수학식 3과 같이 선택된 40MHz 대역 내에서 수학식 4와 같이 20MHz 대역을 선택할 수 있다. 이에 따라, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 수학식 4에서 선택한 20MHz 채널을 FA #1의 제어 채널로 사용할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, FA 증가에 따른 용량을 확대할 수 있으며, 무선랜 AP의 구축 대수를 감소시켜 비용을 절감시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 효율적인 부하 분산 기술을 통하여 Wi-Fi 사용자 체감 속도를 증가시킬 수 있고, 대학 병원이나 방송국 등 B2B 사이트에서 일반에게 개방된 Wi-Fi 서비스 외에 지원 또는 한정된 사용자에게 대역폭을 보장할 수 있고, Wi-Fi 인프라의 추가 설치 없이도 다중 FA 장비로 대체할 수 있으므로 투자비를 절감할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다. 이하, 도 7을 통해 본원의 일 실시예에 따라 신호가 송수신되는 과정의 일 예를 설명할 것이나, 이와 같은 실시예로 본원이 한정 해석되는 것은 아니며, 앞서 설명한 다양한 실시예들에 따라 도 7에 도시된 데이터가 송수신되는 과정이 변경될 수 있음은 기술분야에 속하는 당업자에게 자명하다.
도 7을 참조하면, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 제 2 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 정보를 수집한다(S7100).
그리고 나서, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 수집된 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP 정보에 기초하여, 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 간섭 파라미터를 산출한다(S7200).
여기서, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치는, 산출된 간섭 파라미터가 최소가 되는 채널을 제 2 주파수 대역 모듈별로 선택한다(S7300).
이와 같은 도 7의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 방법에 대해서 설명되지 아니한 사항은 앞서 도 1 내지 도 6의 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 방법에 대하여 설명된 내용과 동일하거나 설명된 내용으로부터 용이하게 유추 가능하므로 이하 설명을 생략하도록 한다.
상술한 단계들(S7100~S7300)간의 순서는 예시일 뿐, 이에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 단계들(S7100~S7300)간의 순서는 상호 변동될 수 있으며, 이중 일부 단계들은 동시에 실행되거나 삭제될 수도 있다.
도 7을 통해 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 애플리케이션이나 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 다중 FA(Frequency Allocation) 기반 광대역 무선 접속 장치에 있어서,
    제 1 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 제 1 주파수 대역 모듈;
    제 2 주파수 대역의 적어도 하나의 채널에 접속한 무선 단말과의 데이터 송수신을 위한 복수의 제 2 주파수 대역 모듈;
    상기 제 1 주파수 대역 모듈 및 상기 복수의 제 2 주파수 대역 모듈을 통해 데이터가 송수신되도록 제어하는 제어부;
    상기 제 1 주파수 대역 모듈과 상기 복수의 제 2 주파수 대역 모듈의 채널 신호를 다중화하는 멀티 플렉서;
    상기 다중화된 채널 신호를 상기 무선 단말로 전송하는 안테나; 및
    상기 복수의 제 2 주파수 모듈에 할당할 채널의 채널 대역폭을 결정하는 채널 할당부를 포함하고,
    상기 채널 할당부는 상기 제2 주파수 대역의 채널별로 간섭 무선랜 AP의 개수에 기초하여 상기 복수의 제2 주파수 대역 모듈에 할당할 채널의 대역폭을 결정하는 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 채널 할당부는 상기 복수의 제 2 주파수 모듈에 할당할 채널의 제어 채널을 결정하는 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 채널 할당부는,
    상기 제 2 주파수 대역을 사용하는 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 정보를 수집하는 수집부;
    상기 수집된 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP 정보에 기초하여, 상기 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 간섭 파라미터를 산출하는 산출부; 및
    상기 산출된 간섭 파라미터가 최소가 되는 채널을 복수의 제 2 주파수 대역 모듈별로 선택하는 채널 선택부;
    를 포함하는, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 대역폭은 80MHz이고, 상기 간섭 파라미터는 하기 수학식으로 산출되는 것인, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치:
    Figure 112013091657219-pat00005

    여기서, P는 간섭 파라미터를 의미하고, X, X+4, X+8, X+12는 각각 채널을 의미하고, a1, a2, a3, a4는 각각 상기 X, X+4, X+8, X+12 채널에서 상기 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 RSSI가, 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 간섭 무선랜의 개수를 의미하고, i1, i2, i3, i4는 각각 X, X+4, X+8, X+12 채널에서 적어도 하나의 무선랜 AP의 RSSI가, 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 간섭 무선랜 AP의 RSSI 평균값을 의미한다.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 채널 선택부는,
    상기 제 2 주파수 대역에 포함된 인접한 80MHz 대역에서, 간섭 파라미터가 최소가 되는 80MHz 대역을 선택하고,
    상기 선택된 80MHz 대역에 포함된 인접한 40MHz 대역에서, 간섭 파라미터가 최소가 되는 40MHz 대역을 선택하고,
    상기 선택된 40MHz 대역에 포함된 인접한 20MHz 대역에서, 간섭 파라미터가 최소가 되는 20MHz 대역을 선택하여 제어 채널로 설정하는 것인, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 산출부는 상기 적어도 하나의 채널에서 상기 적어도 하나의 간섭 무선랜 AP의 RSSI가 기 설정된 임계값인 RSSIth 이상인 AP에 대한 정보를 이용하여 상기 간섭 파라미터를 산출하는 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 주파수 대역은 2.4GHz 대역이고, 상기 제 2 주파수 대역은 5GHz 대역인 것인, 다중 FA 기반 광대역 무선 접속 장치.
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