KR20040001354A - 광역 무선랜 서비스 방법 - Google Patents

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주식회사 케이티
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 광역 무선랜 서비스 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은, 고이득 안테나와 섹터화 기법을 사용하여 광역으로 무선랜 서비스를 제공할 수 있는 광역 무선랜 서비스 방법을 제공하고자 함.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 광역 무선랜 서비스 방법에 있어서, 무선랜 서비스를 위한 경로손실을 송신출력 및 송수신 안테나 이득으로 보상하고, 송수신기 사이의 거리를 소정의 거리내에 두어 지연시간을 최소화하며 무선 간섭을 최소로하는 6각형의 기본셀을 구성하여 무선랜의 커버리지를 확대하는 것을 특징으로 함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선랜 서비스 시스템 등에 이용됨.

Description

광역 무선랜 서비스 방법{Method for Wireless LAN Service in Wide Area}
본 발명은 서비스 제공범위가 협소한 무선랜(Wireless LAN : Wireless Local Area Network) 통신기술을 개선하여 광역의 무선랜 서비스를 제공하기 위한 광역 무선랜 서비스 방법에 관한 것이다.
일반적으로 개인용 컴퓨터(PC)들은 근거리 통신망(Local Area Network : LAN, 이하 "랜"이라 함)에 접속되어 있는데, 랜 시스템은 근거리 정보망으로서 망 접속을 통하여 개인용 컴퓨터(PC) 데이터, 서비스, 어플리케이션 등의 정보를 공유하고 있다.
이러한 랜 시스템은 장소 이동 가능의 유무에 따라 유선 랜 시스템과 무선랜 시스템으로 구분할 수 있다.
유선랜 시스템은 정보망을 케이블을 통하여 고정된 장소에서 정보 및 자원을 공유하는데, 유선으로 연결되어 있기 때문에 장소이동이 불편하고, 설치시 전문적인 케이블 설치 작업이 필요하다. 또한, 유지 보수시 시간이 오래걸리게 되고 업무에 장애를 받는 등 불편한 점이 많아서 무선랜 시스템을 많이 사용하고 있다.
무선랜 시스템은 전자파(전파) 또는 광(적외선) 등 전선(유선 케이블) 이외의 전송로를 이용하는 구내 정보 통신망(LAN)으로서, 개인용 컴퓨터(PC) 등 컴퓨터 단말을 비교적 쉽게 이동할 수 있는 장점이 있고, 단말에 무선 통신 접합기를 접속함으로써 비교적 간단히 무선랜 시스템을 구성할 수 있다.
미국 전기 전자 학회(IEEE) 802.11b 분과에서 표준화를 진행하고 있는 무선랜은 2400MHz ~ 2483.5MHz의 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역을 사용하고 있다.
한편, 무선랜의 기본 동작형태는 유선랜을 단순히 무선구간으로 확장한 형태로 동작하는 브리지(Bridge)모드 동작형태와 별도의 프로토콜이 탑재되어 단말의 인증과 DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol) 클라이언트 및 서버 기능이 있어서 망으로부터 공중 IP(Internet Protocol) 주소를 받고 단말에게는 사설 IP 주소를 할당해 주는 기능 등이 추가된 형태가 있다.
한편, 무선랜접속장치(Access Point : 이하 "AP"라 함)는 무선랜 중계기능이외에 유선랜 허브(Hub) 기능을 내장하여 이동성이 필요없이 주로 고정된 위치에 놓여져 있는 프린터나 데스크탑 PC 등을 유선으로 연결할 수 있도록 유선포트를 내장하고, PDA 및 노트북 등의 휴대단말과는 무선랜으로 접속하게 한다.
무선랜의 경우 사전에 사용 허가된 단말들만이 망에 접속하여 통신이 가능하도록 하기 위해서, 사전에 무선랜 AP내에 등록된 단말접속장치(NIC)의 맥 식별자(MAC ID)를 이용하거나 혹은 서비스 제공업자가 제공하는 ID와 패스워드로 무선랜 AP에 접속하고자 하는 경우 접속을 허용하고, 그렇지 않은 경우는 접속을 허용하지 않는다.
이러한 기능을 선택적으로 사용하도록 하기 위하여 관리기능이 무선랜에 탑재되어 있고, 이러한 관리기능은 웹(Web) 방식으로 인터넷 익스플로어 등의 브라우저 창을 이용하여 일반이용자들이 쉽게 다양한 기능들을 활성화 및 비활성화할 수 있도록 하고 있다.
그러나, 무선랜 서비스 범위가 실내에서는 100m 이내, 실외에서는 300m 이내로 제한되어 있다. 따라서, 광역으로 무선랜 서비스를 제공하지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고이득 안테나와 섹터화 기법을 사용하여 광역으로 무선랜 서비스를 제공할 수 있는 광역 무선랜 서비스 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 광역 무선랜 서비스를 위한 기본 육각형 셀과 섹터의 구성을 나타낸 일실시예 설명도.
도 2 는 본 발명에 따른 고이득 안테의 빔패턴을 나타낸 일실시예 설명도.
도 3 은 본 발명에 따른 기본셀 확장을 나타낸 일실시예 설명도.
도 4 는 본 발명에 따른 사각형의 기본셀을 나타낸 일실시예 설명도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 광역 무선랜 서비스 방법에 있어서, 무선랜 서비스를 위한 경로손실을 송신출력 및 송수신 안테나 이득으로 보상하고, 송수신기 사이의 거리를 소정의 거리내에 두어 지연시간을 최소화하며 무선 간섭을 최소로하는 6각형의 기본셀을 구성하여 무선랜의 커버리지를 확대하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
먼저, 무선랜에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.
무선랜은 2400~2483.5MHz의 ISM(Industrial, Scientific, and Medical) 대역을 사용하고 있으며, 보통 서비스 범위가 실내에서는 100m 이내, 실외에서는 300m 이내로 제한되어 있다.
한편, 이동통신 사업자가 제공하는 cdma2000-1x/EV-DO/EV-DV 서비스의 경우 서비스 범위가 1.5Km 내지 2Km로 광역의 커버리지를 가지고 있다. 무선랜을 사용하여 광역의 커버리지를 확보한다면, 사용자들에게 광대역의 무선 서비스를 보다 저렴하게 제공할 수 있다.
이러한 무선랜의 광역화를 위해서는 다음의 두 가지를 고려해야 한다.
첫째로, 커버리지 확대로 인한 경로 손실이며, 둘째는 지연시간이다.
먼저, 커버리지 확대로 인한 경로의 손실은 고이득의 지향성 안테나를 사용하여 보상하도록 한다. 결국 송신출력과 송수신 안테나의 이득에서 경로손실을 제외한 값이 수신감도보다 높다면 통신이 가능하므로, 경로손실을 송신출력 및 송수신 안테나 이득으로 보상이 가능하다.
실외에서 무선랜 커버리지를 300m라고 가정하고, 이의 10배가 되는 3Km까지 커버리지를 확대하였을 경우 전송거리는 10배 확대되는 것으로 경로손실은 원래 경로손실의 100(10의 제곱) 이상으로 증가하므로, dB로 환산하면 20dB 이상 손실이 증가한다. 따라서, 송수신 안테나의 이득을 합하여 이러한 경로손실을 보상할 수 있다면 경로손실은 큰 문제가 되지 않는다.
지연시간의 경우 IEEE 802.11b 무선랜의 경우 송신된 데이터가 올바르게 전송되었는지를 수신측에서 응답하는 시간(SIFS, Short Inter Frame Space)이 10㎲로 되어 있다. 따라서, 송수신기 사이의 거리는 전파의 전파속도를 빛의 속도와 비슷하다고 가정하면 거리는 하기 [수학식 1]과 같이 나타난다.
즉, 3Km 이내에 있어야 한다.
따라서, 본 발명에서는 고이득 안테나를 사용하여 기존 무선랜의 커버리지를 확대하는 방안을 제안하고 있으며, 이를 도 1 내지 도 4를 이용하여 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 따른 광역 무선랜 서비스를 위한 기본 육각형 셀과 섹터의 구성을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 섹터의 채널 할당은 무선간섭을 최소화하도록 제안되었다.
우리나라의 경우 13번 채널까지 활용이 가능하며, 미국의 경우 11번 채널까지 활용이 가능하므로, 경우에 따라 6번과 7번, 11번과 13번 채널을 할당하도록 한다.
기본셀의 커버리지는 3Km 이내로 한다.
기본셀에서 사용되는 안테나의 이득은 송신 안테나만 고려하였을 경우, 20dB 이상이 되도록 한다. 보통 사용자는 이득이 낮은 랜카드를 사용하므로 송신 안테나 이득을 높여야 한다.
도 2 는 본 발명에 따른 고이득 안테의 빔패턴을 나타낸 일실시예 설명도로서, 지향성을 가지는 고이득 안테나를 나타낸다.
주빔의 정점에서 3dB 떨어진 지점까지의 각도 θ를 빔폭(Beam Width)라고 한다.
본 발명에서 제안하는 기본 셀의 경우 6각형이고 6개의 삼각형으로 섹터화하므로, 빔폭은 60°정도 되어야 한다.
빔폭이 너무 좁으면 서비스 커버리지에 빈곳이 생기며, 너무 넓으면 채널 간섭의 원인이 된다. 따라서, 섹터화에 따른 적정한 빔폭을 선택해야 한다.
이렇게 셀을 설계하였을 경우 AP 6대가 한 곳에 집중되므로 이들 AP 접속을 위한 유선의 설치, 유지 및 보수에도 이점이 있다.
도 3 은 본 발명에 따른 기본셀 확장을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기본셀을 확장하면서 서비스 범위를 넓히면 채널간섭이 일어나지 않도록 하면서 셀을 확장할 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 사각형의 기본셀을 나타낸 일실시예 설명도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 육각형의 기본셀이 아닌 사각형의 기본셀을 구성하였을 경우 안테나의 빔폭은 90°정도가 되며, 이는 기본 셀이 6각형이고 6개의 삼각형으로 섹터화할때의 빔폭 60°정도보다 넓혀지게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명은, 공중 무선랜 서비스 커버리지를 확대하여 사용자에게는 광대역의 무선 서비스를 저렴한 가격에 제공할 수 있으며, 서비스 제공자는 AP와 유선의 접속을 위한 유선의 설치, 유지 및 보수를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 광역 무선랜 서비스 방법에 있어서,
    무선랜 서비스를 위한 경로손실을 송신출력 및 송수신 안테나 이득으로 보상하고, 송수신기 사이의 거리를 소정의 거리내에 두어 지연시간을 최소화하며 무선 간섭을 최소로하는 6각형의 기본셀을 구성하여 무선랜의 커버리지를 확대하는 것을 특징으로 하는 광역 무선랜 서비스 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송수신기 사이의 거리는,
    실질적으로, 3Km 이내인 것을 특징으로 하는 광역 무선랜 서비스 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기본셀은,
    6각형으로 되어 하나의 AP(Access Point)가 서비스하는 각도가 60°이나, 상기 기본셀에서 사용되는 상기 기본셀을 N 각형으로 하였을 때 하나의 AP가 서비스하는 각도가 360/N°가 되는 것을 특징으로 하는 광역 무선랜 서비스 방법.
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