KR20060066997A

KR20060066997A - 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한네트워크 채널 선택 방법

Info

Publication number: KR20060066997A
Application number: KR1020040105752A
Authority: KR
Inventors: 한동운; 황민호; 조현철; 곽동훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-06-19
Also published as: KR100677216B1; CN1791043A; US20060239225A1; EP1672839A3; EP1672839A2

Abstract

본 발명은 무선 랜(Wireless local Area Network) 구성 시는 물론 동작 중에도 채널 선택을 자동으로 수행할 수 있도록 하되, AP(Access Point) 근처의 국지적인 정보가 아닌 무선 네트워크 각 노드가 되는 스테이션(STA)들로부터 획득한 정보를 통해, 종합적으로 무선 환경을 판단하여 최적의 채널을 선택할 수 있도록 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법에 관한 것으로, AP(Access Point)에서 무선 랜 네트워크를 구성하는 각 노드(STA)에 원격 스캐닝을 요청하는 단계와; 상기 각 노드(STA)에서는 상기 AP의 요청에 의해 스캐닝한 결과를 AP에 전송하는 단계와; 상기 AP는 각 노드로부터 받은 정보를 바탕으로 최적의 채널 및 그 채널로의 전이 여부를 판단하는 단계와; 상기 판단에 의해 채널 전이를 수행할 경우, 상기에서 판단된 최적 채널로 전이하여 새로운 무선 랜 네트워크를 구성하는 단계를 포함하여 이루어짐으로써 달성할 수 있다.

Description

무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법{NETWORK CHANNEL SELECTION METHOD FOR MOBILE APPARATUS BASED ON WIRELESS LAN USING REMOTE CHANNEL SCANNING}

도 1은 종래의 AP 기기에서의 무선 랜 네트워크 구성 과정을 설명하기 위한 예시도.

도 2는 본 발명에 따라 AP에서 최초 무선 랜 네트워크를 구성하는 과정을 보인 순서도.

도 3은 본 발명에 따라 무선 랜 네트워크에 스테이션들이 참가하는 경우 채널 전이 여부의 결정 과정을 보인 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 무선 랜 네트워크의 채널 전이 과정을 보인 순서도.

본 발명은 무선 랜 연결을 이용하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 네트워크 채널 선택 방법에 관한 것으로, 특히 무선 랜(Wireless local Area Network) 구성 시는 물론 동작 중에도 채널 선택을 자동으로 수행할 수 있도록 하되, AP(Access Point) 근처의 국지적인 정보가 아닌 무선 네트워크 각 노드가 되는 스테이션(STA) 들로부터 획득한 정보를 통해, 종합적으로 무선 환경을 판단하여 최적의 채널을 선택할 수 있도록 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 무선 환경은 유선 환경과 다르게 다양한 간섭이 존재하며, 이에 따라 각 채널이 제공할 수 있는 통신 품질은 유동적으로 변화한다. 이때, 간섭의 원인으로는 1)동일 주파수 대를 사용하는 타 무선 통신 제품이 유동적으로 생성하는 통신 트래픽 및 2)통신 목적은 아니나, 무선 네트워크가 사용하는 주파수 대에 방출된 전자파(예 : 마이크로웨이브 오븐) 등이 있다.

특히, 네트워크에 참여하는 스테이션(STA)이 무선 랜 기반 모바일 장치일 경우, 그 장치가 이동함에 따라 통신품질이 달라지기 때문에, 가장 좋은 품질을 제공할 수 있는 무선 채널을 선택하는 것이, 무선 네트워크 전체의 성능에 중요한 영향을 미치며, 무선 채널 선택 시 스테이션(STA) 주변의 채널 상태가 고려되어야 한다.

최근, 영상, 음악 등 멀티 미디어 콘텐츠를 무선으로 전송하는 AV(Audio & Video) 기기가 증가함에 따라 무선 환경 장해도 증가하게 되었다. 예컨대, 핫 스팟 서비스(Hot spot service), 무선 랜/블루투스가 장착된 피씨, 무선 전화기, 마이크로웨이브 오븐 등 여러 통신 및 비 통신용 장비가 무선 AV 기기가 사용할 채널 환경을 오염시키고 있으나, 상기와 같은 장치들은 대개 수시로 온/오프 되기 때문에 그 동작 시간(duration)을 예측할 수 없다.

따라서, 멀티미디어 콘텐츠 전송을 위한 QoS(Quality of Service) 요구 조건 을 만족시키기 위해서는 무선 환경에 무선 AV 기기가 적응할 필요가 있다.

종래에 무선 랜 IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g 등, 물리층을 기반으로 한 무선 네트워크를 구성할 경우, 다수의 사용 가능한 채널 가운데에 하나를 선택하는데, 통상적으로 상기 무선 채널은 AP(Access Point)에서 수동적으로 설정하거나, 공간적으로 AP 근처의 무선 환경을 모니터링하고, 그 결과에 기반하여 채널을 설정하였다.

그런데, 상기와 같이 수동으로 채널을 설정할 경우, 변화하는 무선 환경에 적응되지 않는 문제점이 있으며, AP에서 채널 환경을 모니터링하고 채널을 설정할 경우, 스테이션(STA) 주변의 STA 채널 환경이 고려되지 않은 채널이 설정되는 문제점이 있었다.

즉, 도1에 도시된 바와 같이 AP와 스테이션(STA)이 원거리에 위치하여, AP에서 공간적으로 스테이션(STA) 근처의 무선 환경이 모니터링 되지 않는 경우, AP에서 다른 무선기기가 감지되지 않거나 매우 작은 파워를 가진 채널(CH=10/CH=11)로 판단하여, 초기 무선 랜 설정 시 채널로 CH=11을 설정하였을 경우, 실제로는 스테이션(STA) 근처에 CH=10/CH=11에 동작하는 무선기기가 존재하여, 심각한 동작 장애를 일으킬 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 무선 랜 규격 상 동작 도중 AP는 채널을 스캐닝 할 수 없으므로, 즉, AP는 동작 중 다른 효율적인 채널의 무선 환경 모니터링이 불가능하여, 현 채널의 무선환경이 악화되더라도 최적의 채널로 전이하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로, 무선 랜 구성 시는 물론 동작 중에도 채널 선택을 자동으로 수행할 수 있도록 하되, AP 근처의 국지적인 정보가 아닌 무선 네트워크 각 노드가 되는 스테이션(STA)들로부터 획득한 정보를 통해, 종합적으로 무선 환경을 판단하여 최적의 채널을 선택할 수 있도록 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, AP(Access Point)에서 무선 랜 네트워크를 구성하는 각 노드(STA)에 원격 스캐닝을 요청하는 단계와; 상기 각 노드(STA)에서는 상기 AP의 요청에 의해 스캐닝한 결과를 AP에 전송하는 단계와; 상기 AP는 각 노드로부터 받은 정보를 바탕으로 최적의 채널 및 그 채널로의 전이 여부를 판단하는 단계와; 상기 판단에 의해 채널 전이를 수행할 경우, 상기에서 판단된 최적 채널로 전이하여 새로운 무선 랜 네트워크를 구성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 이동성이 강한 모바일/포터블 기기들로 구성되는 무선 네트워크에서, 상기 모바일/포터블 기기들이 무선 환경에 적응하여 동작할 수 있도록 하기 위하여, 무선 네트워크의 각 노드가 되는 스테이션(STA) 들로부터 정보를 획득하여 최적의 품질을 갖는 채널을 선택할 수 있도록 하는 방법의 제공을 요지로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 우선, 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다.

또한, 하기의 설명에서 구체적인 처리흐름과 같은 많은 특정 상세들은 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으며, 이들 특정 상세들 없이 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 그리고, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

참고적으로, 본 발명에서 AP(Access Point)와 스테이션(STA) 사이의 요청(Request) 및 응답(Response)은 MAC(Media Access Control) 층에서 구현되는 것이 바람직하나, MAC 단에서 지원되지 않을 경우 TCP/IP 또는 UDP/IP 계층에서 IP 패킷을 전송함으로써 구현 가능하다. 이 경우, 스테이션의 연결 시 IP 할당 및 네트워크 계층 연결이 함께 이루어진다고 가정한다.

도2는 본 발명에 따라 AP에서 최초 무선 랜 네트워크를 구성하는 과정을 보인 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 AP로 동작할 기기(Master)가 채널을 선택하여 무선 랜 네트워크를 구성해야 하는데, 이 경우 최초로 무선 랜 네트워크를 구성하는 것이기 때문에 이 무선 랜 네트워크에 연결된 스테이션은 없는 상태이다.

따라서, AP 기기가 최초 동작 시 자동으로 채널을 선택하도록 설정되어 있을 경우, AP 기기의 모드를 스테이션(STA)으로 설정하여 능동 또는 수동으로 스캐닝을 실시하여, 그 채널 스캐닝한 정보를 기반으로 하는 채널(최초 선택 채널)을 선택한다.

상기와 같이 AP 기기가 선택한 채널(최초 선택 채널)하에 무선 랜 네트워크를 구성함으로써, 최초의 무선 랜 네트워크 구성을 종료한다. 만약, 상기 AP 기기의 채널 선택 방법이 자동으로 설정되어 있지 않은 경우에는, 임의의 채널을 선택하여 무선 랜 네트워크를 구성한다.

다음, 도3은 본 발명에 따라 무선 랜 네트워크에 스테이션들이 참가하는 경우 채널 전이 여부의 결정 과정을 보인 순서도로서, 이에 도시한 바와 같이 AP 기기는 스테이션(STA)들에게 원격 스캐닝 요청(Request)을 보낸다.

상기 스캐닝 요청에 따라 각 스테이션(STA)들은 동작 가능한 채널 세트들을 능동(Active) 또는 수동(Passive)으로 스캐닝 하여 그 결과를 AP 기기로 전송(Response)한다.

이때, 상기 스캐닝 결과는 다음 항목으로 구성된다.

1) AP(master)의 수신 파워(RSSI : Received Signal Strength Indication 또는, RCPI : Received Channel Power Indicator, dBm)가 있으며, 만약 RSSI(일반 802.11 무선 랜)와 RCPI(802.11k 지원 무선 랜) 모두 지원될 경우 RCPI를 이용하도록 한다.

2) 채널 세트에 속하는 각 채널별 정보에는 감지된 각 무선 랜 네트워크의 종류(예 : IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g) 및 감지된 각 무선 랜 네트워크의 수신 파워(RSSI or RCPI)가 있다.

만약, IEEE 802.11g와 같이 IEEE 802.11b/IEEE 802.11와 같은 레거시(Legacy) 표준과 하위 호환성이 있는 경우, 무선 랜 네트워크에 하나라도 레거시 기기가 참여하여 있으면 레거시 네트워크로 간주한다. 예컨대, AP가 IEEE 802.11g를 지원하더라도 참여한 기기 가운데 IEEE 802.11b만 지원하는 기기가 있으면 전체 네트워크를 IEEE 802.11b로 간주하는 것으로, 이는 타임 슬롯 크기 등을 통하여 판별 가능하다.

다음, 지원 가능한 기기에 따라 추가로 선택할 수 있는 옵션(Optional) 항목은 다음과 같다.

1) CCA(Clear Channel Assessment) 비율 : 전체 측정 타임 슬롯 중 CCA가 On인 타임 슬롯의 비율.

2) 레이더(Radar) 감지 여부 : 5GHz 대일 경우 규정(Regulatory)에 따라 요구될 수 있음.

3) 기타 노이즈가 되는 RF 감지 여부 및 파워.

4) 전체 측정 타임 윈도우 중 PER(Packet Error Ratio).

5) 기타 모니터링 가능한 항목을 필요에 따라 송신할 수 있음.

상기와 같이 각 스테이션들로부터 스캐닝 한 결과를 수신한 AP 기기는, 그 스캐닝 결과를 처리하여 채널 전이 여부를 결정하게 된다.

만약, AP가 채널 전이를 결정하였으면, 첨부된 도4의 순서도와 같이 각 스테이션으로부터 수신한 원격 스캐닝 결과에 기반하여 최적 채널을 선택한 후 전이하고, AP가 채널 전이를 하지 않기로 결정하였으면 채널 전이 과정을 스킵(Skip)한다.

도4는 본 발명에 따른 무선 랜 네트워크의 채널 전이 과정을 보인 순서도로 서, 이에 도시한 바와 같이 AP 기기에서 채널 전이 결정을 내릴 경우, 기 결정된 다음 채널(Selected Channel)로 전이할 채널을 설정하고, 그 채널이 5GHz 대역(Band)의 채널인지 아니면 2.4GHz 대역의 채널인지를 판단한다.

만약, 5GHz 대역의 채널인 경우에는 IEEE 802.11h의 능동 주파수 선택(DFS : Dynamic Frequency Selection) 기능이 지원되는 기기인 경우, 그 DFS에서 지정한 채널 선택 및 광고(advertisement) 방법을 이용하여 채널을 전이한다.

그러나, 상기 전이할 채널이 2.4GHz 대역이거나 5GHz 대역이더라도 DFS 기능이 지원되지 않는 기기일 경우, AP 기기는 현재 무선 네트워크를 해체 후 상기 선택된 채널(Selected Channel)상에서 새로운 무선 네트워크를 구성한다.

다음, 각 스테이션(STA)들은 비콘(beacon)이 수신되지 않으면, 각 채널을 스캐닝 하여 AP가 전이한 새로운 채널을 찾은 후, 다시 참여(Association) 과정을 통해 새로운 채널의 무선 네트워크에 참여하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법은 AP 근처 채널 환경이 아니라 여러 스테이션들의 채널 환경까지 고려되어 채널을 선택함으로써, 채널을 선택하는 데 필요한 보다 많은 정보를 AP에게 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 동작 도중 채널 환경을 스캐닝하지 못하는 AP의 한계를 극복하기 위하여, 동작 도중에 채널 환경을 스캐닝 할 수 있는 스테이션의 정보를 활용함으로써, AP가 동작 도중 무선 채널 환경을 종합적으로 판단하고, 효율적으로 채널 전이 결정을 내릴 수 있는 효과가 있다.

Claims

AP(Access Point)에서 무선 랜 네트워크를 구성하는 각 노드(STA)에 원격 스캐닝을 요청하는 단계와;

상기 각 노드(STA)에서는 상기 AP의 요청에 의해 스캐닝한 결과를 AP에 전송하는 단계와;

상기 AP는 각 노드로부터 받은 정보를 바탕으로 최적의 채널 및 그 채널로의 전이 여부를 판단하는 단계와;

상기 판단에 의해 채널 전이를 수행할 경우, 상기에서 판단된 최적 채널로 전이하여 새로운 무선 랜 네트워크를 구성하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 AP 기기는 무선 랜 네트워크에 연결된 노드가 없는 상태에서 최초의 무선 랜 네트워크를 구성하기 위하여, AP 기기의 모드를 노드로 설정하여 채널 스캐닝을 실시하고, 그 스캐닝한 정보를 기반으로 하는 채널(최초 선택 채널)을 이용하여 무선 랜 네트워크를 구성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제2항에 있어서, 상기 AP 기기의 최초 무선 랜 네트워크는 AP 기기가 채널 자동 선택 모드로 설정되어 있는 경우로서, 상기 AP 기기의 채널 선택 방법이 수동 모드로 설정되어 있는 경우 디폴트로 지정된 임의의 채널에 의해 무선 랜 네트워크를 구성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 전이 여부는 무선 랜 네트워크의 각 노드에서 동작 가능한 채널 세트들을 능동(Active) 또는 수동(Passive)으로 스캐닝 하여 그 결과를 AP 기기로 전송하고, 그 스캐닝 결과를 종합적으로 처리하여 결정하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제4항에 있어서, 상기 노드에서 AP 기기로 전송하는 스캐닝 결과는, AP의 수신 파워(RSS, RCPI, dBm), 채널 세트에 속하는 각 채널별 정보에는 감지된 각 무선 랜 네트워크의 종류(예 : IEEE 802.11a, IEEE 802.11b, IEEE 802.11g) 및 감지된 각 무선 랜 네트워크의 수신 파워(RSSI or RCPI)에 대한 항목이 포함되는 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 스캐닝 결과는 지원 가능한 기기에 따라, CCA(Clear Channel Assessment) 비율, 레이더(Radar) 감지 여부, 기타 노이즈가 되 는 RF 감지 여부 및 파워 및 전체 측정 타임 윈도우 중 PER(Packet Error Ratio) 항목을 필요에 따라 더 추가하여 송신할 수 있도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 전이는 전이할 채널로 설정된 해당 채널의 주파수 대역을 판단하는 과정과;

상기 판단에 의해 해당 채널의 주파수 대역에서 IEEE 802.11h의 능동 주파수 선택(DFS) 기능이 지원되는지 판단하는 과정과;

상기 DFS 기능이 지원되는 경우, 그 DFS에서 지정한 채널 선택 및 광고 방법을 이용하여 채널을 전이하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제7항에 있어서, 상기 전이할 채널의 주파수 대역은 그 채널이 5GHz 대역(Band)의 채널인지 아니면 2.4GHz 대역의 채널인지를 판단하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 전이할 채널이 2.4GHz 대역이거나 5GHz 대역이더라도 DFS 기능이 지원되지 않는 AP 기기일 경우, 현재 무선 네트워크를 해체 후, 상기 전이할 채널로 설정된 채널(Selected Channel)상에서 각 노드를 참여시켜 새로운 무선 네트워크를 구성하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.
제9항에 있어서, 상기 새로운 무선 랜 네트워크에 참여하기 위해 각 노드는, 이전의 무선 랜 네트워크를 통해 비콘(beacon)이 수신되지 않을 경우, 각 채널을 스캐닝 하여 AP가 전이한 새로운 채널을 찾아, 그 채널에 의해 새로 설정된 무선 랜 네트워크에 참여하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 무선 랜 기반 모바일 장치의 원격 스캐닝을 이용한 네트워크 채널 선택 방법.