KR102486002B1

KR102486002B1 - 안테나의 송신출력 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102486002B1
Application number: KR1020180060179A
Authority: KR
Inventors: 오영석; 길호균; 전병국
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사; 주식회사 에치에프알; 엘텍주식회사
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2023-01-10
Also published as: KR20190135578A

Abstract

안테나의 송신출력 제어 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 통신하는 단말기에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream) 수와 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 서로 불균형(Asymmetry)할 때, 무선랜 단말기에 대한 무선 커버리지를 개선하기 위해 AP와 단말기 간의 동일한 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 유지하도록 안테나의 송신출력을 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.

Description

안테나의 송신출력 제어 방법 및 장치{Method And Apparatus for Controlling Target Power of Antenna}

본 실시예는 안테나의 송신출력 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.

무선랜 표준인 802.11a/b/g/n를 적용한 AP는 스트림 수가 1개 또는 2개로서 무선랜 단말기와 스트림의 수가 거의 차이나지 않았다. 하지만, 무선랜 표준이 802.11ac/ax로 발전하면, 802.11ac/ax를 적용한 AP는 스트림의 수가 적게는 3개에서 많게는 8개 이상으로 증가하고 있다.

무선랜 단말기는 스트림 수가 증가하는 경우, 단말기 내부의 물리적인 공간 상의 한계로 인해 다수의 안테나를 배치하기 어렵다. 다시 말해, 무선랜 단말기는 안테나를 물리적으로 배치할 수는 있으나 안테나간 상관관계(Correlation)가 ‘0’에 근접하도록 이격시켜서 배치하기 어렵다.

무선랜 단말기에 탑재되는 안테나 수가 증가하는 구조의 대표적인 이유가 MIMO(Multi-Input Multi-Output)이다. MIMO에서 중요한 파라미터(Parameter) 중 하나가 바로 상관관계이다. 따라서, 향후에 출시되는 무선랜 단말기의 경우에도 4개 이상의 안테나를 실장하기 어려운 문제가 있다.

본 실시예는 통신하는 단말기에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream) 수와 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 서로 불균형(Asymmetry)할 때, 무선랜 단말기에 대한 무선 커버리지를 개선하기 위해 AP와 단말기 간의 동일한 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 유지하도록 안테나의 송신출력을 제어하는 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 접속중인 무선랜 단말기에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream) 수를 확인하는 스트림 확인부; 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수와 상기 출력 스트림 수가 서로 불균형(Asymmetry)한지의 여부를 확인한 결과 데이터를 생성하는 불균형 확인부; 및 상기 결과 데이터를 기반으로 상기 무선랜 단말기로 출력하는 송신출력(Target Power)을 조정하는 출력 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치를 제공한다.

본 실시예의 다른 측면에 의하면, 접속중인 무선랜 단말기에 대해 출력 스트림(Stream) 수를 확인하는 과정; 구비된 안테나 개수와 상기 출력 스트림 수가 서로 불균형(Asymmetry)한지의 여부를 확인한 결과 데이터를 생성하는 과정; 및 상기 결과 데이터를 기반으로 상기 무선랜 단말기로 출력하는 송신출력(Target Power)을 조정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 방법을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 통신하는 단말기에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream) 수와 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 서로 불균형(Asymmetry)할 때, 무선랜 단말기에 대한 무선 커버리지를 개선하기 위해 안테나의 송신출력을 제어하여 AP와 단말기 간의 동일한 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 유지하도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 장치를 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a,4b는 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 송신출력을 적용한 예시를 나타낸 도면이다.

이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 시스템은 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 및 AP(120)를 포함한다. 송신출력 제어 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)는 사용자의 키 조작에 따라 네트워크를 경유하여 음성 또는 데이터 통신을 수행하는 전자 기기를 의미한다. 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)는 AP(120)와 통신하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비한다.

무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)는 스마트폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 미디어 플레이어 등과 같은 전자 기기일 수 있다.

AP(120)는 네트워크 상에서 WLAN(Wireless Local Area Network) 관련 표준을 이용하여 무선 장치들을 유선 장치와 연결할 수 있는 장치를 의미한다. AP(120)는 복수 개의 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 접속하는 경우, 1:N으로 연결한다.

IEEE 802.11a/b/g/n의 기술을 기반으로 하는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 경우 무선랜 AP(120)의 스트림(Stream) 수와 거의 동일한 구조(1x1, 2x2)를 가진다. 최근 무선랜의 기술 발전에 의해 802.11ac/ax 등의 무선랜 표준이 발표되면서 무선 속도가 증가하기 시작했으며, 무선 속도 증가로 인해 스트림 수가 증가 되었다.

본 실시예에 따른 AP(120)는 안테나 송신출력 제어 장치로서, AP(120)의 스트림 수 증가와 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 스트림 수가 불균형(Asymmetry)하여 발생할 수 있는 무선 커버리지(Coverage)를 개선하기 위해 AP(120)에서 방사되는 송신출력(Target Power)이 동일한 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 갖도록 한다.

무선랜 환경과 동일한 무선의 링크 버짓(Link Budget)은 출력, 수신감도, 안테나 게인 및 경로 손실(Path Loss)로 정의된다. 주로 하향속도(Download)가 중요한 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 입장에서 AP(120)로부터 전송되는 출력이 낮으면 무선 커버리지와 속도에 영향을 받는다. 따라서, AP(120)의 송신출력은 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 무선 품질에 큰 영향을 준다.

각 국가별 전파법에 의해 스트림 수만큼 출력을 낮게 설정하도록 하는 안테나 게인을 포함하여 EIRP로 규제하고 있다. 예컨대, 특정 국가 내의 전파법이 EIRP 기준으로 규제하는 출력이 20 dBm이라고 가정하면, 출력과 안테나 게인의 합이 20 dBm이여야 한다.

1x1 안테나를 갖는 AP의 경우 안테나 게인이 3 dBi이라고 가정하면 출력이 17 dBm이어야 EIRP가 20 dBm이 된다. 2x2 안테나를 갖는 AP의 경우 1x1 안테나를 갖는 AP와 동일한 EIRP를 만족하기 위해서는 출력을 포트별로 14 dBm씩 설정해야 1x1 안테나를 갖는 AP와 동일한 EIRP가 되어 포트당 출력이 낮아지게 된다.

일반적인 무선랜 칩셋 제조사의 경우 스트림의 수를 기반으로 고정 출력으로 설정되어 2x2 안테나를 갖는 AP(120)에 1x1 안테나를 갖는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 접속하게 되면 2x2 안테나를 갖는 AP(120)의 스트림 중 한 개의 스트림만 사용하게 된다.

전술한 예시를 기준으로 14 dBm으로 출력하는 AP(120)의 EIRP는 17 dBm이 된다. 물론, 무선랜 표준인 802.11n/ac 상에는 선택적(Optional)으로 STBC(Space-Time Block Coding)를 제공하는 AP(120)의 경우, 포트별로 14 dBm씩 출력하므로 EIRP는 20 dBm이 되어 2x2 안테나 조건과 무관할 수 있다.

하지만, 무선랜 단말기가 802.11a/b/g를 기반으로 동작하는 레거시(Legacy) 단말기인 경우 STBC를 지원하지 않는다. 802.11n/ac/ax의 4x4, 8x8 안테나가 STBC를 지원하더라도 대부분의 무선랜 칩셋 제조사들이 2x1 안테나 구조의 STBC만 지원하므로 4x4 안테나를 갖는 AP에서는 2개의 스트림을 출력하지 못하게 된다.

8x8 안테나를 갖는 AP는 6개의 스트림을 출력하지 못한다. 4x4 안테나를 갖는 AP는, 설정된 출력인 4x4 출력이 모두 출력되지 못하고 2x2 안테나 구조로 출력되어 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 입장에서 AP(120)의 기본 EIRP보다 약 3 dB 낮은 출력으로 받게 된다. 8x8 안테나를 갖는 AP는, 설정된 출력인 8x8 출력이 모두 출력되지 못하고 2x2 안테나 구조로 출력되어 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 입장에서 AP(120)의 기본 EIRP보다 약 6dB 낮은 출력을 받게되어 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 무선 커버리지에 영향을 주게 된다.

무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 무선 커버리지에 영향을 주지 않도록 본 실시예에 따른 AP(120)는 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수(또는 구비된 안테나 개수)와 출력 스트림 수를 고려하여 AP(120)의 출력을 적절하게 조절하여 동일한 EIRP로 유지되도록 한다.

AP(120)는 송신출력을 조절하여 동일한 EIRP를 갖도록 하기 위해, 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로부터 수신되는 출력이 동일하도록 제어하므로 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 균일한 무선 커버리지를 갖도록 한다.

무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)는 AP(120)와 접속 초기에 서로 간의 정보를 공유한다. 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 AP(120) 간의 무선랜 접속 과정은 ‘프로브 요청/프로브 응답(Probe Request/Response)’, ‘인증 요청/인증 응답(Authentication Request/Response)’, ‘결합 요청/결합 응답(Association Request/Response)’ 등의 과정을 수행한다.

AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 지원하는 스트림(Stream) 수를 프로브 요청 프레임(Probe Request Frame) 또는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)에서 확인한다. AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 802.11a/b/g를 지원하는 레거시(Legacy) 단말기인 경우, 지원속도(Supported Rates)항목을 참조한다. AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 802.11n 이상을 지원하는 단말기인 경우, HT 능력 필드(HT Capabilities Field)를 참조한다.

도 1에 도시된 바와 같이, AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 상황에 따라 조건별로 나눠 동일한 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 갖도록 동작한다.

본 실시예에서는 설명의 편의상 기본적으로 4x4 안테나를 갖는 AP(120)로 가정하여 설명하도록 하나, 실제 적용되는 범위는 4x4 이상의 모든 구조에서 적용 가능하다.

도 1에 도시된 바와 같이, AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 접속 시에 단말기의 지원 스트림수를 확인하여 AP(120)의 스트림(Stream) 수보다 적을 경우 그 만큼을 출력으로 보상하여 동일한 EIRP로 운용한다.

AP(120)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 접속 초기에 AP(120)와 동일한 스트림 수를 가진 단말이라 하더라도 실제 운용 중 주변 환경에 의해 자동 폴백(Auto Fallback)이 동작하여 기본 스트림 수보다 낮은 수로 운용될 수 있다.

AP(120)는 기본 스트림 수보다 낮은 수로 운용되는 경우에도 낮아진 스트림 수를 대비 출력을 보상하여 동일한 EIRP를 갖도록 할 수 있다.

도 2는 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 장치를 나타낸 블럭 구성도이다.

본 실시예에 따른 AP(120)는 안테나의 송신출력 제어하기 위해 초기 설정부(210), 스트림 확인부(220), 불균형 확인부(230) 및 출력 조정부(240)를 포함한다. AP(120)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

AP(120)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.

도 2에 도시된 AP(120)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

초기 설정부(210)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 접속 초기에 서로 간의 정보를 공유한다. 초기 설정부(210)는 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 무선랜 접속 과정으로 프로브 요청/프로브 응답(Probe Request/Response), 인증 요청/인증 응답(Authentication Request/Response), 결합 요청/결합 응답(Association Request/Response) 과정을 수행한다.

초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로부터 수신한 공유 정보의 프레임(Frame)을 기반으로 단말 지원 안테나 수를 확인한다. 초기 설정부(210)는 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP, 단말 지원 안테나 수에 대응하는 출력을 기반으로 한 오프셋 값을 미리 설정한다.

초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 공유 정보의 프레임(Frame)을 기반으로 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말지원 안테나수(예컨대, 1x1, 2x2, 4x4 등)를 확인한다. 초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말지원 안테나수를 프로브 요청 프레임(Probe Request Frame) 또는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)으로부터 확인한다.

초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 802.11a/b/g를 지원하는 레거시(Legacy) 단말기인 경우, 지원속도(Supported Rates)항목을 참조하여 단말지원 안테나수를 확인한다. 초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 802.11n 이상을 지원하는 단말기인 경우, HT 능력 필드(HT Capabilities Field)를 참조하여 단말지원 안테나수를 확인할 수 있다.

초기 설정부(210)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말지원 안테나수가 기 설정된 조건에 해당하는 지의 여부를 확인하여 단말 지원 안테나 수에 대응하는 출력을 기반으로 한 오프셋 값을 미리 설정한다.

초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제1 안테나 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다. 초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제1 안테나 조건에 해당하는 경우, 제1 안테나 조건에 대응하는 안테나의 포트에서만 기본 출력 대비하여 제1 안테나 조건에 대한 차이값만큼 오프셋값을 높이도록 미리 세팅값을 초기 설정한다.

초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제1 안테나 조건에 해당하지 않는 경우, 단말지원 안테나수가 기 설정된 제2 안테나 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다. 초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제2 안테나 조건에 해당하는 경우, 제2 안테나 조건에 대응하는 안테나의 포트에서만 기본 출력 대비하여 제2 안테나 조건에 대한 차이값만큼 오프셋값을 높이도록 미리 세팅값을 초기 설정한다.

초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제1 안테나 조건, 제2 안테나 조건에 해당하지 않는 경우, 단말지원 안테나수가 기 설정된 제3 안테나 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다. 초기 설정부(210)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 제3 안테나 조건에 해당하는 경우, 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 스트림 수와 기본 출력의 스트림 수가 동일한 것으로 판단하여 기본 출력에 해당하는 송신출력을 유지하도록 초기 설정한다.

스트림 확인부(220)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream) 수를 확인한다. 스트림 확인부(220)는 주기적으로 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 출력 스트림 수에 변화가 있는 지의 여부를 확인한다. 스트림 확인부(220)는 출력 스트림 수에 변화가 있는 경우 출력 스트림 수를 업데이트하여 업데이트 출력 스트림 수를 확인한다.

스트림 확인부(220)는 공유 정보의 프레임을 기반으로 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 주변 환경에 의해 변화되는 출력 스트림 수를 확인한다. 스트림 확인부(220)는 출력 스트림 수를 프로브 요청 프레임 또는 결합 요청 프레임으로부터 확인할 수 있다.

불균형 확인부(230)는 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수(또는 구비된 안테나 개수)와 출력 스트림 수가 서로 불균형한지의 여부를 확인한 결과 데이터를 생성한다. 불균형 확인부(230)는 출력 가능 안테나 개수와 업데이트 출력 스트림 수가 서로 불균형한지의 여부를 확인하여 결과 데이터에 반영한다.

불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수를 기반으로 불균형을 확인한다. 불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 주변 환경에 의해 변화되는 출력 스트림 수가 기 설정된 조건에 해당하는 지의 여부에 따라 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 지원하는 무선랜 규격에 따른 스트림 수와 현재 출력되는 스트림 수가 서로 불균형한지의 여부를 확인한다.

불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 주변 환경에 의해 변화되는 출력 스트림 수가 기 설정된 제1 스트림 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다. 불균형 확인부(230)는 출력 스트림 수가 기 설정된 제1 스트림 조건에 해당하는 경우, 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 스트림 수와 기본 출력의 스트림 수가 불균형한 것으로 판단한다.

불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제1 스트림 조건에 해당하지 않는 경우, 출력 스트림 수가 기 설정된 제2 스트림 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다. 불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제2 스트림 조건에 해당하는 경우, 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 스트림 수와 기본 출력의 스트림 수가 불균형한 것으로 판단한다.

불균형 확인부(230)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제1 스트림 조건, 제2 스트림 조건에 해당하지 않는 경우, 출력 스트림 수가 기 설정된 제3 스트림 조건에 해당하는 지의 여부를 확인한다.

불균형 확인부(230)는 출력 스트림 수가 기 설정된 제3 스트림 조건에 해당하는 경우, 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 스트림 수와 기본 출력의 스트림 수가 동일한 것으로 판단한다.

출력 조정부(240)는 불균형 확인부(230)로부터 수신된 결과 데이터를 기반으로 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로 출력하는 송신출력을 조정한다.

출력 조정부(240)는 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 비동일한 경우 출력 스트림 수가 출력 가능 안테나 개수보다 낮거나 높은 경우, 불균형이 발생한 것으로 인지하여 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로 출력하는 송신출력의 오프셋(Offset)값을 조정한다.

출력 조정부(240)는 불균형이 발생한 것으로 인지한 경우, 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 송신출력의 오프셋값을 조정한다.

출력 조정부(240)는 출력 스트림 수가 출력 가능 안테나 개수보다 낮은 경우 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 송신출력이 높아지는 방향으로 오프셋값을 조정한다.

출력 조정부(240)는 출력 가능 안테나 개수에 대응하는 기본 출력을 확인하고, 출력 스트림 수에 대응하는 현재 출력을 확인한다. 출력 조정부(240)는 기본 출력에 비해 현재 출력이 떨어지는 경우 무선랜 단말기와 멀어지거나 간섭이 있는 것으로 판단하여 현재 출력에 오프셋값을 가산하고 안테나 이득을 추가로 가산하여 출력 스트림 수와 무선랜 규격에 따른 스트림 수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 한다.

출력 조정부(240)는 출력 가능 안테나 개수에 대응하는 기본 출력을 확인하고, 출력 스트림 수에 대응하는 현재 출력을 확인한다. 출력 조정부(240)는 기본 출력에 비해 현재 출력이 높은 경우 무선랜 단말기와 가까워진 것으로 판단하여 현재 출력에 오프셋값을 차감하고 안테나 이득을 추가로 가산하여 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 한다.

출력 조정부(240)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제1 스트림 조건에 해당하면, 구비된 복수의 안테나 중 제1 스트림 조건에 대응하는 안테나 개수만큼 운영되도록 한다. 출력 조정부(240)는 제1 스트림 조건에 대응하는 안테나의 포트에서만 기본 출력 대비하여 제1 스트림 조건에 대응하는 값만큼 오프셋값을 높여서 출력되도록 하여 EIRP가 유지되도록 한다.

출력 조정부(240)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제2 스트림 조건에 해당하면, 구비된 복수의 안테나 중 제2 스트림 조건에 대응하는 안테나 개수만큼 운영되도록 한다. 출력 조정부(240)는 제2 스트림 조건에 대응하는 안테나의 포트에서만 기본 출력 대비하여 제2 스트림 조건에 대응하는 값만큼 오프셋값을 높여서 출력되도록 하여 EIRP가 유지되도록 한다.

출력 조정부(240)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수가 기 설정된 제3 스트림 조건에 해당하면, 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말기의 스트림 수와 기본 출력의 스트림 수가 동일한 것으로 판단하여, 기본 출력에 해당하는 송신출력이 유지되도록 한다.

도 3은 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로부터 수신한 공유 정보의 프레임(Frame)을 기반으로 단말 지원 안테나 수를 확인한다. AP(120)는 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP, 단말 지원 안테나 수에 대응하는 출력을 기반으로 한 오프셋 값을 미리 설정한다(S310).

AP(120)는 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수를 확인한다(S320). 단계 S320에서 AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 서로 간의 공유한 공유 정보를 기반으로 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 지원하는 무선랜 규격에 따른 스트림 수를 확인한다.

AP(120)는 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수(또는 구비된 안테나 개수)와 출력 스트림 수가 서로 불균형한지의 여부를 확인한다(S330). 단계 S330에서 AP(120)는 불균형 여부에 따른 결과 데이터를 생성한다.

단계 S330의 확인 결과, 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 비동일한 경우, AP(120)는 불균형한 상태로 인지하여 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 송신출력을 조정한다(S340).

단계 S340에서 AP(120)는 출력 스트림 수가 출력 가능 안테나 개수보다 낮거나 높은 경우, 불균형이 발생한 것으로 인지하여 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로 출력하는 송신출력의 오프셋(Offset)값을 조정한다.

AP(120)는 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 비동일한 경우, 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 오프셋값을 조정한다.

AP(120)는 출력 스트림 수가 출력 가능 안테나 개수보다 낮은 경우 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 송신출력이 높아지는 방향으로 오프셋값을 조정한다.

AP(120)는 출력 가능 안테나 개수에 대응하는 기본 출력을 확인하고, 출력 스트림 수에 대응하는 현재 출력을 확인한다.

AP(120)는 기본 출력에 비해 현재 출력이 떨어지는 경우 무선랜 단말기와 멀어지거나 간섭이 있는 것으로 판단하여 현재 출력에 오프셋값을 가산하고 안테나 이득을 추가로 가산하여 출력 스트림 수와 무선랜 규격에 따른 스트림 수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 한다.

AP(120)는 기본 출력에 비해 현재 출력이 높은 경우 무선랜 단말기와 가까워진 것으로 판단하여 현재 출력에 오프셋값을 차감하고 안테나 이득을 추가로 가산하여 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP를 갖도록 한다.

단계 S330의 확인 결과, 출력 스트림 수와 출력 가능 안테나 개수가 동일한 경우, AP(120)는 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 송신출력을 유지한다(S350).

단계 S350에서 AP(120)는 출력 스트림 수가 출력 가능 안테나 개수와 동일한 경우, 불균형하지 않은 것으로 인지하여 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로 출력하는 송신출력을 유지(오프셋(Offset)값을 미조정)한다.

AP(120)는 AP(120)는 주기적으로 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수를 확인한다(S360). AP(120)는 주기적으로 현재 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수에 변화가 있는 지의 여부를 확인한다(S370). 단계 S370 이후, AP(120)는 출력 스트림 수에 변화가 있는 경우 단계 S330 내지 S350을 반복 수행한다.

도 S310에서는 단계 S370 내지 단계를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

도 4a,4b는 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 구체적으로 설명하기 위한 순서도이다.

AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 접속 초기에 서로 간의 정보를 공유한다. AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)와 ‘요청/ 응답(Probe Request/Response)’, ‘인증 요청/인증 응답(Authentication Request/Response)’, ‘결합 요청/결합 응답(Association Request/Response)’ 등을 포함하는 제어 패킷을 송수신한다.

AP(120)는 제어 패킷(요청 프레임(Probe Requests Frame) 또는 결합 요청 프레임(Association Request Frame))을 기반으로 ‘단말지원 안테나수(예컨대, 1x1, 2x2, 4x4 등)’를 확인한다(S410).

AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말지원 안테나수와 AP에 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 동일한지의 여부를 확인한다(S420).

단계 S420의 확인 결과, AP(120)는 단말지원 안테나수와 AP에 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 동일한 경우, 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 ‘단말지원 안테나수’가 기 설정된 ‘제3 안테나 조건(4x4 안테나)’에 대응하는 것으로 인지한다. AP(120)는 제3 안테나 조건으로 인지하여 AP에 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나에서 기본 출력을 유지하도록 초기 설정한다(S422).

단계 S420의 확인 결과, AP(120)는 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대한 단말지원 안테나수와 AP에 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수가 비동일한 경우, ‘단말지원 안테나수’가 기 설정된 ‘제1 안테나 조건(예컨대, 1x1 안테나)’에 해당하는 지의 여부를 확인한다(S432).

단계 S432의 확인 결과, AP(120)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 ‘제1 안테나 조건(예컨대, 1x1 안테나)’에 해당하는 경우, 제1 안테나조건에 해당하는 안테나에서 출력 스트림 수(예컨대 4x4)와 출력 가능 안테나 개수(예컨대 4x4)가 동일할 때의 EIRP 갖도록 기본 출력을 높이도록 초기 설정한다(S434).

단계 S434에서, AP(120)는 제1 안테나 조건에 대응하는 안테나(예컨대 1x1) 포트에서 기본 출력 대비 약 6dB를 높게 출력할 수 있도록 세팅값을 초기 설정하여 AP(120)와 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 간의 동일한 EIRP 출력을 유지하도록 한다.

단계 S432의 확인 결과, AP(120)는 단말지원 안테나수가 기 설정된 ‘제1 안테나 조건(예컨대, 1x1 안테나)’에 해당하지 않는 경우, 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N)의 단말지원 안테나수가 기 설정된 ‘제2 안테나 조건(예컨대, 2x2 안테나)’에 해당하는 것으로 인지한다. AP(120)는 제2 안테나 조건에 해당하는 안테나에서 출력 스트림 수(예컨대 4x4)와 출력 가능 안테나 개수(예컨대 4x4)가 동일할 때의 EIRP 갖도록 기본 출력을 높이도록 초기 설정한다(S436).

단계 S436에서, AP(120)는 제2 안테나 조건에 대응하는 안테나(예컨대 2x2) 포트에서 기본 출력 대비 약 3dB를 높게 출력할 수 있도록 세팅값을 초기 설정하여 AP(120)와 접속 시도 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 간의 동일한 EIRP 출력을 유지하도록 한다.

AP(120)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로부터 수신된 공유 정보(예컨대, 통신 패킷)을 기반으로 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 ‘출력 스트림 수’를 확인한다(S440).

AP(120)는 구비된 안테나 중 ‘출력 가능 안테나 개수’와 ‘출력 스트림 수’가 서로 동일한지의 여부를 확인다(S442).

단계 S442의 확인 결과, ‘출력 가능 안테나 개수’와 ‘출력 스트림 수’가 서로 동일한 경우, AP(120)는 ‘출력 스트림 수’가 ‘제3 스트림 조건’에 해당하는 것으로 인지하여 ‘제3 스트림 조건’에 대응하는 안테나에서 EIRP 출력을 유지하는 것으로 인지하여 기본 출력을 유지한다(S450).

단계 S450에서, AP(120)는 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 스트림 수(예컨대 4x4)와 AP(120)에 구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수(예컨대, 4x4)가 동일한 것으로 판단하여 AP(120)의 송신출력을 기본 출력으로 운용한다.

단계 S442의 확인 결과, ‘출력 가능 안테나 개수’와 ‘출력 스트림 수’가 서로 비동일한 경우, AP(120)는 주변 환경에 의해 변화되는 ‘출력 스트림 수’가 기 설정된 ‘제1 스트림 조건’에 해당하는 지의 여부를 확인한다(S464).

단계 S464의 확인 결과, ‘출력 스트림 수’가 기 설정된 ‘제1 스트림 조건’에 해당하는 경우, AP(120)는 기 설정된 안테나 중 ‘제1 스트림 조건’에 대응하는 안테나에서 ‘출력 스트림 수’와 ‘출력 가능 안테나 개수’가 동일할 때의 EIRP를 가질수 있을 만큼 dB를 높여서 출력한다(S466).

단계 S466에서, AP(120)는 ‘제1 스트림 조건’에 대응하는 안테나(예컨대 1x1) 포트에서 기본 출력 대비 약 6dB를 높여서 출력되도록 하여 AP(120)와 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 간의 동일한 EIRP 출력을 유지하도록 한다.

단계 S464의 확인 결과, ‘출력 스트림 수’가 기 설정된 ‘제1 스트림 조건’에 해당하지 않는 경우, AP(120)는 ‘출력 스트림 수’가 ‘제2 스트림 조건’에 해당하는 것으로 인지한다.

AP(120)는 기 설정된 안테나 중 ‘제2 스트림 조건’에 대응하는 안테나에서 ‘출력 스트림 수’와 ‘출력 가능 안테나 개수’가 동일할 때의 EIRP를 가질 수 있을 만큼 dB를 높여서 출력한다(S468).

단계 S468에서, AP(120)는 ‘제2 스트림 조건’에 대응하는 안테나(예컨대 2x2) 포트에서 기본 출력 대비 약 3dB를 높여서 출력되도록 하여 AP(120)와 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N) 간의 동일한 EIRP 출력을 유지하도록 한다.

AP(120)는 기 설정된 주기로 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)로부터 수신된 통신 패킷을 기반으로 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 ‘출력 스트림 수’를 확인한다(S470).

AP(120)는 새롭게 확인한 ‘출력 스트림 수’에 변화가 있는지의 여부를 확인한다(S480). 단계 S480의 확인 결과, 새롭게 확인한 ‘출력 스트림 수’에 변화가 있는 경우, AP(120)는 단계 S442 내지 S468을 반복 수행한다.

도 4a,4b에서는 단계 S410 내지 단계 S480을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 4a,4b에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 4a,4b는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

전술한 바와 같이 도 4a,4b에 기재된 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 안테나의 송신출력 제어 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

도 5는 본 실시예에 따른 송신출력을 적용한 예시를 나타낸 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, AP(120)에 설정할 송신출력의 적용 예시이다.

일반적으로 무선랜 AP(120)는 ‘송신출력’을 정의하고, 정의된 ‘송신출력’으로 운용된다. ‘송신출력’의 값은 각 국가별 전파법의 기준을 넘지않는 한도 내에서 안테나 게인(Gain)을 포함하여 정의된다.

도 5에 도시된 바와 같이, ‘X’는 AP(120)에 정의되는 ‘송신출력’이다. 일반적으로 비콘(Beacon)은 상시 모든 스트림으로 방사되어 특별히 보상할 필요는 없으나 만약 1 스트림(1 Stream)으로만 비콘을 송신하는 장치의 경우 동일하게 전술한 조건을 반영하면 된다.

스트림의 수가 낮아질수록 ‘X’값에 오프셋(Offset)을 더하는 방식으로 운용할 수 있다. 예컨대, AP(120)는 스트림의 수가 AP(120)와 동일한 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 접속해서 운용할 때, 기본적으로 ‘X’값으로 ‘송신출력’을 운용하다가 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 AP(120)와 멀어지거나 간섭에 의해 출력 스트림 수가 낮아질 경우 ‘X’값을 기준으로 오프셋을 더해주면 AP(120)는 항상 동일한 EIRP를 유지할 수 있다.

AP(120)는 반대로 AP와 멀어진 무선랜 단말기(110-1, 110-2, 110-N)가 다시 AP(120)와 가까워져서 출력 스트림 수가 최대로 될 경우 다시 오프셋을 차감한다. AP(120)는 전술한 바와 같이, 통신하는 단말기(110-1, 110-2, 110-N)에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림 수를 주기적으로 확인하여 AP(120)의 안정적인 EIRP를 유지할 수 있다.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예는 안테나의 송신출력을 제어하는 분야에 적용되어, 무선랜 단말기의 스트림 수와 무선랜 AP와 스트림이 서로 불균형할 때, 무선랜 단말기의 무선 커버리지를 개선하는 효과를 발생하는 유용한 발명이다.

110-1, 110-2, 110-N: 무선랜 단말기
120: AP
210: 초기 설정부 220: 스트림 확인부
230: 불균형 확인부 240: 출력 조정부

Claims

접속중인 무선랜 단말기에 대해 현재 출력하고 있는 출력 스트림(Stream)의 개수를 확인하는 스트림 확인부;
구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수와 상기 출력 스트림의 개수가 서로 불균형(Asymmetry)한지의 여부를 확인하고, 결과 데이터를 생성하는 불균형 확인부; 및
상기 결과 데이터를 기반으로 상기 무선랜 단말기에 대한 송신출력(Target Power)을 조정하는 출력 조정부
를 포함하되,
상기 불균형 확인부는,
상기 출력 가능 안테나 개수 및 상기 출력 스트림의 개수 간의 차이를 기초로 상기 결과 데이터를 생성하는
것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 출력 조정부는,
상기 출력 스트림 수와 상기 출력 가능 안테나 개수가 비동일한 경우, 불균형이 발생한 것으로 인지하여 상기 무선랜 단말기로 출력하는 송신출력의 오프셋(Offset)값을 조정하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 2 항에 있어서,
상기 출력 조정부는,
불균형이 발생한 것으로 인지한 경우, 상기 출력 스트림 수와 상기 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP(Effective Isotropic Radiatied Power)를 갖도록 오프셋값을 조정하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 출력 조정부는,
상기 출력 스트림 수가 상기 출력 가능 안테나 개수보다 낮은 경우 상기 EIRP를 갖도록 상기 송신출력을 높이도록 오프셋값을 조정하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 출력 조정부는,
상기 출력 가능 안테나 개수에 대응하는 기본 출력을 확인하고, 상기 출력 스트림 수에 대응하는 현재 출력을 확인한 후 상기 기본 출력에 비해 상기 현재 출력이 떨어지는 경우 상기 무선랜 단말기와 멀어지거나 간섭이 있는 것으로 판단하여 상기 현재 출력에 상기 오프셋값을 가산하여 상기 출력 스트림 수와 상기 EIRP를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 출력 조정부는,
상기 출력 가능 안테나 개수에 대응하는 기본 출력을 확인하고, 상기 출력 스트림 수에 대응하는 현재 출력을 확인한 후 상기 기본 출력에 비해 상기 현재 출력이 높은 경우 상기 무선랜 단말기와 가까워진 것으로 판단하여 상기 현재 출력에 상기 오프셋값을 차감하여 상기 EIRP를 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 스트림 확인부는,
주기적으로 상기 무선랜 단말기에 대해 출력 스트림 수에 변화가 있는 지의 여부를 확인하고 경우, 확인 결과 상기 출력 스트림 수에 변화가 있는 경우 상기 출력 스트림 수를 업데이트하여 업데이트 출력 스트림 수를 생성하고,
상기 불균형 확인부는 상기 출력 가능 안테나 개수와 상기 업데이트 출력 스트림 수가 서로 불균형한지의 여부를 확인하여 상기 결과 데이터에 반영하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 1 항에 있어서,
접속 시도 단말기로부터 수신한 공유 정보의 프레임(Frame)을 기반으로 단말 지원 안테나 수를 확인한 후 상기 출력 스트림 수와 상기 출력 가능 안테나 개수가 동일할 때의 EIRP, 상기 단말 지원 안테나 수에 대응하는 출력을 기반으로 한 오프셋 값을 미리 설정하는 초기 설정부
를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 초기 설정부는,
상기 접속 시도 단말기와 무선랜 접속 과정으로 프로브 요청/프로브 응답(Probe Request/Response), 인증 요청/인증 응답(Authentication Request/Response) 및 결합 요청/결합 응답(Association Request/Response) 중 적어도 하나 이상을 수행하며,
상기 접속 시도 단말기에 대한 상기 단말 지원 안테나 수를 프로브 요청 프레임(Probe Request Frame) 또는 결합 요청 프레임(Association Request Frame)으로부터 확인하는 것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 장치.
접속중인 무선랜 단말기에 대해 출력 스트림(Stream)의 개수를 확인하는 과정;
구비된 안테나 중 출력 가능 안테나 개수와 상기 출력 스트림의 개수가 서로 불균형(Asymmetry)한지의 여부를 확인하고, 결과 데이터를 생성하는 과정; 및
상기 결과 데이터를 기반으로 상기 무선랜 단말기에 대한 송신출력(Target Power)을 조정하는 과정
을 포함하되,
상기 결과 데이터를 생성하는 과정은,
상기 출력 가능 안테나 개수 및 상기 출력 스트림의 개수 간의 차이를 기초로 상기 결과 데이터를 생성하는 과정인
것을 특징으로 하는 안테나 송신출력 제어 방법.