KR20130117562A - 채널 선택 시스템 및 방법, 그 ａｐ, 이를 위한 기록매체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 채널 선택 시스템 및 방법, 그 AP(Access Point), 이를 위한 기록매체에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예로서 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하고, 설정된 우선 순위에 따라 복수의 채널 선정 기준에 의하여 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 AP 및 AP가 선택한 동작 채널을 이용하여 AP와 데이터를 교환하는 단말을 포함한다.

Description

채널 선택 시스템 및 방법, 그 ＡＰ, 이를 위한 기록매체 {System and method for selecting channel, access point, and recording medium thereof}

본 발명은 무선 접속 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 무선 접속 시스템에서 채널을 선택하는 방법, 이를 지원하는 장치 및 이를 위한 기록매체에 관한 것이다.

최근 스마트폰의 출현과 더불어 무선 통신 서비스의 이용 범위가 음성뿐 아니라 영상 통화, 인터넷 접속을 통한 다양한 멀티미디어 제공으로 점차 확대되었다. 이에 따라 초고속 데이터 전송은 물론 다양한 어플리케이션(application)에 대한 수요가 크게 증가하였고, 이에 대한 해결책으로써 비용 면에서 더욱 경제적이고 사용면에서도 더욱 간편한 초고속 무선 액세스를 제공하는 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network) 연구가 활발히 진행되고 있다.

현재 초고속 무선 통신 및 다양한 어플리케이션 서비스 제공을 위한 무선랜 핵심 기술 중 하나로 무선 AP(Access Point)의 효과적인 채널 선택 알고리즘 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 고밀도 무선랜 환경에서 이웃 간섭(interference)을 고려한 AP의 채널 선택 알고리즘은 특정 서비스의 품질(QoS: Quality of Service) 측면이나 시스템 수율(throughput) 성능 최대화 측면에서 그 중요성이 매우 크다. 기본적으로 비면허 대역에서 동작하는 무선랜 채널들의 특성 상, 그 성능은 어느 채널을 사용하느냐에 따라 크게 달라지기 때문이다.

다만, 기존의 채널 선택 알고리즘은 AP 중심으로만 정보를 활용하여 채널을 선택하기 때문에 최적의 채널을 찾기 힘들다. 특히, VoIP(Voice over IP) 서비스의 경우 AP와 단말 사이의 양방향 통신 특성으로 인해 서비스의 품질 측면의 문제가 발생할 가능성이 크다.

또한, 기존의 채널 선택 알고리즘은 수율 성능 최대화 측면만을 고려하여 채널을 선택하도록 되어 있어 다양한 어플리케이션을 제공하는 데 한계를 가진다. 예를 들어 VoIP 트래픽(traffic)의 경우는 20 msec 간격으로 208 bytes의 짧은 프레임을 생성하므로 수율 성능에 대한 요구가 높지 않으나, 프레임 손실률은 VoIP의 품질에 심각한 영향을 주기 때문에 수율 최대화만을 고려한 채널 선택 방법은 VoIP 서비스에 있어서 최적의 채널이 아닐 수 있다.

마지막으로 기존의 채널 선택 알고리즘은 각 AP들이 통계적 정보를 사용하지 못하는 실정이다. 각 AP들의 사용 패턴을 분석한 통계적인 정보 예를 들어, 간섭(interference)을 발생시키는 이웃 간섭 AP(interfering AP)의 사용량, 신호 세기, 사용 시간 등의 사용 패턴에 대한 통계적 정보는 실제 AP의 성능 향상에 큰 도움이 될 수 있음에도 불구하고 기존의 채널 선택 알고리즘은 이러한 통계적 정보를 이용하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 제공해야 하는 다양한 어플리케이션이 존재할 때 보장해야 하는 우선 순위에 따른 단계적 채널 선택 알고리즘을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 그에 대한 한 예로 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 무선 접속 시스템, 특히 무선랜 시스템에서 제공되는 VoIP와 같은 실시간(real-time) 서비스의 품질을 극대화하기 위한 채널 선택 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 무선랜 시스템에서 제공되는 데이터 전송 수율 성능을 최대화하기 위한 채널 선택 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상술한 방법들을 지원하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.

현재의 무선 통신 시스템은 음성 및 영상 통화, 비디오, 인터넷 등의 application이 주로 제공되고 있지만, 사용 편의성과 비용 효율성으로 인해 그 이용 범위가 점차 확대되는 추세이다. 따라서, 다양한 application의 품질 보장을 위한 효과적인 채널 선택 시스템은 이를 위한 핵심 기술 중 하나이다.

지금까지 제안되었던 기존의 채널 선택 시스템은 이러한 환경에서는 적용되기 어렵다. 그 이유는 기존의 채널 선택 시스템은 수율(throughput), 음성 통신 등 하나의 특정 application을 최적화하는 것에 목적을 두었기 때문이다. 따라서 다양한 application이 존재할 경우 어떠한 방식으로 기존의 채널 선택 시스템을 적용하는 것이 효과적인지가 불명확하다.

이하, 본 발명에서는 최적의 채널을 선택하기 위하여 제공해야 하는 application의 우선 순위에 따라 단계별로 진행하는 방법을 제안한다. 제공되는 application들의 우선 순위는 사용자의 선택에 따라 혹은 제공자의 기준에 따라 다양하게 결정된다. 제안하는 방법은 먼저 가장 우선적으로 품질을 보장해야 하는 application 측면을 고려하여 최적의 채널을 최소 한 개 이상 선택한다. 이후 선택된 채널 후보군 중에서 그 다음으로 품질을 보장해야 하는 application의 최적 후보 채널을 한 개 이상 선택하고, 이 과정을 반복하면서 다양한 application을 만족하는 하나의 동작 채널을 선택한다. 이러한 방법은 기존에 제안되었던 채널 선택 방법을 쉽게 적용하여 사용할 수 있으며, 제공해야 하는 여러 application이 존재할 경우 매우 효과적이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 선택 시스템은 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하고, 설정된 우선 순위에 따라 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 AP 및 AP가 선택한 동작 채널을 이용하여 AP와 데이터를 교환하는 단말을 포함한다.

또한, 본 발명에서는 채널 선택 방법의 일례로 VoIP와 수율을 고려한 단계별 채널 선택 방법을 제안한다. 상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 선택 시스템은 VoIP 서비스를 위해 이웃 AP와의 간섭 영향을 최소화할 수 있는 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하고, 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 AP 및 AP가 선택한 동작 채널을 이용하여 AP와 데이터를 교환하는 단말을 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 AP는, RF(Radio Frequency)부 및 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준에 대한 우선 순위를 설정하고, 설정된 우선 순위에 따라 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 AP에 있어서, 복수의 채널 선정 기준은 이웃 AP로부터의 간섭의 정도 및 수율(throughput)의 값을 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 AP는, RF(Radio Frequency)부 및 이웃 AP와의 간섭 영향을 최소화할 수 있는 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하고, 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, 단말이 특정 위치에 있는 경우 단말 혹은 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP 또는 AP와 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 대한 간섭의 영향을 고려하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정하되, 이웃 AP에 대한 정보는 단말이 측정한 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 이웃 AP의 동작 채널 및 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, 단말이 복수의 위치에서 측정한 이웃 AP에 대한 정보를 이용해 단말이 특정 위치에 있는 경우 단말 혹은 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP에 대한 영향을 점수화하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, 이웃 AP의 동작 채널과 인접하는 채널에서의 간섭 영향을 고려하여 동작 채널을 선택한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, 선택된 동작 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 중에, 단말로부터 주기적으로 수신한 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 동작 채널을 재선택한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, VoIP(voice over IP) 통화 중인 단말로부터 수신한 현재 동작 중인 채널에서의 통화 품질에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, VoIP 통화가 끝난 단말로부터 수신한 VoIP 통화가 끝난 위치에서 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 AP에 있어서, 제어부는, AP가 다른 위치에 재설치 되는 경우, 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 재선정하되, 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보는 단말이 측정한 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 이웃 AP의 동작 채널 및 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 선택 방법은, AP가 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하는 단계 및 AP가 설정된 우선 순위에 따라 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 복수의 채널 선정 기준은 이웃 AP로부터의 간섭의 정도 및 수율(throughput)의 값을 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 채널 선택 방법은, AP가 이웃 AP와의 간섭 영향을 최소화할 수 있는 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하는 단계 및 AP가 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 단계를 포함한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는, AP가 단말이 특정 위치에 있는 경우 단말 혹은 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP 또는 AP와 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 대한 간섭의 영향을 고려하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는, AP가 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정하되, 이웃 AP에 대한 정보는 단말이 측정한 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 이웃 AP의 동작 채널 및 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는, 단말이 복수의 위치에서 측정한 이웃 AP에 대한 정보를 이용해 단말이 특정 위치에 있는 경우 단말 혹은 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP에 대한 영향을 점수화하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 동작 채널을 선택하는 단계는, 이웃 AP의 동작 채널과 인접하는 채널에서의 간섭을 고려하여 동작 채널을 선택한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 동작 채널을 선택하는 단계는, AP가 선택된 동작 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 중에, 단말로부터 주기적으로 수신한 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 동작 채널을 재선택한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는, AP가 VoIP 통화 중인 단말로부터 수신한 현재 동작 중인 채널에서의 통화 품질에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는, AP가 VoIP 통화가 끝난 단말로부터 수신한 VoIP 통화가 끝난 위치에서 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 선정한다.

본 발명의 채널 선택 방법에 있어서, AP가 다른 위치에 재설치 되는 경우, 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 후보 채널 리스트를 재선정하되, 단말로부터 수신한 이웃 AP에 대한 정보는 단말이 측정한 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 이웃 AP의 동작 채널 및 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하는 수단 및 설정된 우선 순위에 따라 상기 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 수단을 포함한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체는, 이웃 AP와의 간섭의 영향을 최소화할 수 있는 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하는 수단 및 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 수단을 포함한다.

본 발명에 의하면, QoS 보장이 필요한 다양한 어플리케이션이 존재할 때 보장해야 하는 목적에 부합하는 우선 순위에 따른 단계적 채널 선택 알고리즘을 제공할 수 있다.

본 발명에 의하면, 단계적으로 채널을 선택함으로써 VoIP와 같은 실시간(real-time) 서비스의 품질 및 데이터 전송의 수율 성능을 최대화할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, AP 뿐만 아니라 단말들의 협력을 통해 주변 통신 환경 탐지함으로써, 실시간 서비스의 품질 및 데이터 전송의 수율 성능을 최대할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network) 시스템의 예시도이다.
도 2는 히든 AP로 인하여 프레임 충돌이 발생되는 예를 나타낸다.
도 3은 히든 AP로 인한 프레임 손실률을 측정한 예를 나타낸다.
도 4는 인접 채널에서 동작하는 이웃 간섭 AP로 인하여 프레임 충돌이 발생되는 예를 나타낸다.
도 5는 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP로 인한 프레임 손실률을 측정한 예를 나타낸다.
도 6은 원하는 신호 세기와 간섭 신호 세기에 따라 인접 채널에서의 수율 성능을 측정한 예를 나타낸다.
도 7은 무선랜 시스템에서 사용되는 채널의 분포 형태를 나타낸다.
도 8은 무선랜 시스템에서 인접 채널의 신호로 인한 감쇠 효과의 예를 나타낸다.
도 9는 DSSS(Direct Sequence Spread Spectrum) 부호화 방식에 따른 신호의 송수신 과정의 예를 나타낸다.
도 10은 신호의 세기 또는 채널 간격에 따른 DSSS/CCK 신호의 인접채널 디코딩 여부를 측정한 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 단계적 채널 선택 방법을 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 AP가 설치되는 집안의 예시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 도 12에서 각 위치 별로 이웃 AP의 정보를 수집한 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 도 13에서 수집한 각 AP에 대한 정보에서 히든 AP를 추출한 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 히든 AP의 간섭 영향을 고려하여 채널별로 점수를 부여한 예를 나타낸다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP의 간섭 영향을 고려하여 채널별로 VoIP 품질을 예상하여 점수를 부여한 예를 나타낸다.
도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 일실시예에 따른 이웃에서 탐지되는 AP의 영향을 고려하여 채널별로 수율을 예상하여 점수를 부여한 예를 나타낸다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 AP가 동작 중에 이웃 AP의 정보를 단말로부터 누적하여 수집하는 예를 나타낸다.
도 19는 각 위치 별 VoIP 서비스 품질 성능(손실률)과 수율 성능을 측정한 결과를 나타낸다.
도 20은 AP의 무선랜 수율 성능을 측정한 결과를 나타낸다.
도 21은 본 발명이 구현되는 무선 접속 시스템을 나타내는 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 도면에 대한 설명에서, 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예들에서 사용되는 특정(特定) 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.

1. 본 발명이 적용될 수 있는 무선랜 시스템 일반

도 1은 무선랜(WLAN: Wireless Local Area Network) 시스템의 예시도이다.

무선랜 시스템은 하나 또는 그 이상의 기본 서비스 세트(Basic Service Set, BSS)를 포함한다. 기본 서비스 세트는 성공적으로 동기화를 이루고 서로 통신할 수 있는 스테이션(Station, STA)의 집합으로서, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다.

스테이션은 IEEE 802.11 표준의 규정을 따르는 매체 접속 제어(MAC: Medium Access Control)와 무선 매체에 대한 물리층(Physical Layer) 인터페이스를 포함하는 임의의 기능 매체로서, AP(Access Point)와 비-AP 스테이션(Non-AP STA)을 모두 포함한다. 스테이션은 사용자가 조작하는 장치로서, 단말 (terminal), 무선 송수신 유닛(WTRU: Wireless Transmit/Receive Unit), 사용자 장비(UE: User Equipment), 이동국(MS: Mobile Station), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로도 불릴 수 있다. 이하 편의상 스테이션은 비-AP 스테이션을 가정한다.

기본 서비스 세트는 인프라스트럭쳐(Infrastructure) 기반 기본 서비스 세트(BSS)와 독립 기본 서비스 세트(IBSS: Independent BSS)로 구분할 수 있다.

도 1의 (a)는 인프라스트럭쳐 기반 무선랜 시스템을 예시한 것이다. 인프라스트럭쳐 기반 무선랜 시스템은 기본 서비스 세트들과 각각의 기본 서비스 세트들을 연결하는 분배 시스템(DS: Distribution system)으로 구성된다.

기본 서비스 세트는 다수의 스테이션과 AP으로 구성된다. AP는 자신에게 결합된 스테이션(Associated Station)에게 무선 매체를 경유하여 분배 시스템에 접속을 제공하는 기능 개체이다. 다수의 스테이션은 무선 매체로서 접속 매커니즘을 가지고 있으며 AP에 무선으로 연결된다. 스테이션들 사이에서의 통신은 AP을 경유하여 이루어지는 것이 일반적이나, 다이렉트 링크가 설정된 경우에는 스테이션들 사이에서도 직접 통신도 가능하다.

기본 서비스들은 분배 시스템을 통해 상호 연결된다. 분배 시스템은 단일 네트워크를 형성하기 위하여 AP를 이용하여 복수의 기본 서비스 세트를 연결함으로써 무선 커버리지(coverage)를 확장할 수 있다. 스테이션은 자신이 관리하는 기본 서비스 세트에 결합되어 있는 스테이션들을 위해 분배 시스템을 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 또한, 어느 하나의 스테이션이 다른 기본 서비스 세트로 이동한 경우에 분배 시스템을 통하여 데이터를 전달할 수 있다. 또한, AP는 분배 시스템을 통하여 유선 네트워크 등과 같은 외부 네트워크로 데이터를 전달할 수가 있다. 이러한 분배 시스템은 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규정된 소정의 분배 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 분배 시스템에 의하여 확장된 네트워크를 확장 서비스 세트(ESS: Extended Service Set)라고 한다. 동일한 확장 서비스 세트 내에서 스테이션은 끊김 없이 통신하면서 하나의 기본 서비스 세트에서 다른 기본 서비스 세트로 이동할 수 있다. 이러한 확장 서비스 세트는 자신의 고유한 식별자인 확장 서비스 세트 식별자(ESSID)를 가진다.

도 1의 (b)는 애드-혹(Ad-Hoc) 모드로 동작하는 독립 기본 서비스 세트를 예시한 것이다. 독립 기본 서비스 세트는 AP을 포함하지 않기 때문에 중앙에서 관리기능을 수행하는 개체(Centralized Management Entity)가 없다. 즉, 독립 기본 서비스 세트에서는 스테이션들이 분산된 방식(distributed manner)으로 관리되며, 서로 다른 독립 기본 서비스 세트에 포함된 스테이션 간에는 직접적으로 통신을 할 수 없다. 다수의 독립 기본 서비스 세트는 독립 기본 서비스 세트 사이의 거리를 충분히 유지하거나, 서로 다른 반송 주파수를 사용하는 방법으로 구성될 수 있다.

2. 무선 AP 의 채널 선택 알고리즘

2. 1. VoIP 서비스 품질( QoS )

이하, 본 명세서에서 VoIP 서비스 품질은 사용자의 요구를 만족시키기 위한 음성 통화 품질을 의미하는 것으로 가정한다. 일반적으로 VoIP의 통화 품질을 판단하기 위한 요소에는 지연(delay), 지터(jitter), 패킷 손실(packet loss) 등이 포함되며, 사용자가 원하는 통화 품질을 보장하기 위해 이러한 요소를 모두 만족할 수 있는 방안을 제안한다.

2. 1. 1. VoIP 프레임의 충돌( collision )에 의한 품질 저하 패턴

일반적으로 VoIP의 경우 다른 신호에 비해 짧은 신호 길이의 특성 상 프레임 하나를 보내기 위해 사용하는 채널 점유 시간은 길지 않다. 따라서 여러 AP(Access Point)가 정상적으로 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance)

에 의해 무선 채널을 나눠 사용하는 경우에는 채널을 동시에 점유함으로써 생기는 프레임 간의 충돌에 의한 프레임 손실은 거의 발생하지 않는다. 반면, 여러 AP가 CSMA/CA에 의해 정상적으로 무선 채널을 나누어 사용하지 못할 경우 여러 AP들이 동시에 채널 점유를 시도함으로써 생기는 충돌에 의해 상당량의 프레임 손실이 발생할 수 있다. 여러 AP들간의 CSMA/CA가 정상적으로 동작하지 못하여 동시에 전송이 일어나 프레임 충돌이 발생하는 경우를 다음의 두 가지로 구분할 수 있다.

2. 1. 1. 1. 히든 AP ( Hidden AP ) 경우

도 2는 히든 AP로 인하여 프레임 충돌이 발생되는 예를 나타낸다. 도 3은 히든 AP로 인한 프레임 손실률을 측정한 예를 나타낸다.

일반적으로 동일한 채널을 사용하는 두 대의 AP가 존재할 경우 서로 상대방의 신호를 수신할 수 있는 거리 내에서는 해당 채널을 시간적으로 나누어 공유하여 사용하게 된다. 그러나, 도 2와 같이, 타겟 AP와 히든 AP가 신호의 세기나 물리적인 장해물로 인해 상대 AP의 신호를 수신할 수 없지만, 타겟 AP에 접속(association)되어 있는 스테이션 1에서는 히든 AP로부터의 간섭(interference) 영향을 받을 때 히든 AP(hidden AP) 문제가 발생한다.

히든 AP는 스테이션이 연결하고자 하는 타겟 AP 이외 타겟 AP의 주변에 위치하는 이웃 AP 중에서 스테이션이 특정 위치에 있는 경우에 타겟 AP(타겟 AP가 설치되는 지점에 위치하는 스테이션) 및 특정 위치에 있는 스테이션 모두에게 감지되지는 않는 AP를 의미한다. 즉, 타겟 AP에서만 감지되거나 (타겟 AP가 설치되는 지점에 위치하는 스테이션에서만 감지) 또는 특정 위치에 있는 스테이션에만 감지되는 AP를 말한다. 이와 같은 히든 AP는 타겟 AP의 신호와 비교하여 일정 수준 이상(예를 들어, 10dB)의 신호 세기를 가질 수 있다.

히든 AP가 타겟 AP와 스테이션 1 사이의 VoIP 통신에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하기 위하여 간단한 실험을 하였다. 먼저, 타겟 AP에서는 VoIP 형태의 데이터(208bytes의 프레임을 20 msec 간격으로 전송)를 전송하도록 설정하고, 히든 AP의 트래픽 양을 변화시켜가며 타겟 AP의 프레임 손실의 양을 측정하였다. 결과는 도 3과 같다.

도 3을 참조하면, 상단의 막대 그래프는 히든 AP에 부하가 많이 걸려 있을 때(heavy-traffic)의 타겟 AP의 프레임 손실률을 나타내고, 하단의 막대 그래프는 히든 AP에 부하(load)가 거의 걸려있지 않을 때(light-traffic)의 프레임 손실률(loss rate)을 나타낸다.

타겟 AP와 스테이션 1 사이의 링크에서 발생하는 프레임 손실률(loss rate)은 히든 AP의 부하가 크면(heavy-traffic) 패킷 간의 충돌로 인해 90%에 가까운 손실을 나타낸다. 손실률이 90%이면 R-score는 0에 가까운 값이 되고 심각한 VoIP 품질 저하가 일어날 수 있다. R-score는 VoIP 트래픽의 성능 평가 방식이며, 수치가 높을수록 좋은 음성 품질임을 의미한다.

2. 1. 1. 2. 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP 의 경우

도 4는 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP로 인하여 프레임 충돌이 발생되는 예를 나타낸다. 여기서, 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP는 타겟 AP에 설정된 채널과 겹치는 채널을 사용하는 AP로서, 타겟 AP와 동시에 데이터를 전송하게 되면 충돌(collision)이 발생하여 정상적인 서비스가 어렵게 되는 AP를 말한다.

도 4를 참조하면, AP와 접속된 단말에서 모두 탐지되어 히든 AP가 아닌 경우에도, 이웃 AP가 인접 채널에서 동작하는 경우에는 CSMA/CA가 정상적으로 동작하지 못하여 동시에 전송이 일어나 충돌이 일어날 수 있다.

이를 확인하기 위해, 타겟 AP와 이웃 AP는 서로 인접한 채널에서 동작하도록 설정하고, 타겟 AP에서는 VoIP 형태(208 bytes의 프레임을 20 msec 간격으로 전송)의 데이터를 전송하도록 설정하여, 이웃 AP에는 파일 전송과 같은 과부화 트래픽이 발생한 경우 타겟 AP의 프레임 손실률을 측정한 결과는 도 5와 같다. 이때, 실험 환경에서 타겟 AP로부터의 신호 세기와 이웃 AP로부터의 신호 세기는 비슷하다.

도 5는 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP로 인한 프레임 손실률을 측정한 예를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 이웃 AP가 인접 채널에서 동작하는 경우, 즉 채널 구분(channel separation)이 1 내지 3인 경우, VoIP 프레임은 상당한 낮은 PDR (packet delivery ratio) 값을 가지는 것을 나타낸다.

2. 1. 2. VoIP 품질 문제를 일으키는 요인 해결 방법

- 문제 요인에 따른 채널별 점수화를 통한 최적 채널 선택

2. 1. 2. 1. 히든 AP ( Hidden AP ) 경우

상술한 바와 같이, 히든 AP 문제가 발생하는 경우 프레임 간의 충돌로 인하여 심각한 프레임 손실이 발생할 수 있다. 일반적인 프레임 충돌은 원하는(desired) 프레임과 간섭(interference) 프레임 간의 시간 차이로 인하여 다양한 형태로 발생될 수 있으나, VoIP 프레임의 경우는 다른 프레임에 비해 길이가 짧기 때문에 충돌 발생시 간섭 프레임에 비해 나중에 들어오게 된다. 일반적인 무선랜 장치들은 기본적으로 먼저 들어 온 신호를 우선적으로 디코딩(decoding)하려 하기 때문에 나중에 오는 VoIP 프레임의 신호는 그 세기가 아무리 크더라도 디코딩하지 못한다. 따라서 단순히 전송 신호 세기를 증가시키는 것 만으로는 히든 AP로 인한 프레임 충돌 문제를 해결할 수 없다.

이를 해결하기 위해 히든 AP의 문제가 발생하는 채널을 미리 파악하여 타깃 AP가 동작할 채널을 선택할 때 해당 채널을 가능하면 피하게 하는 방법이 효과적이다. 즉, 타겟 AP가 동작 채널로 선택할 수 있는 여러 채널 중 히든 AP로부터 영향을 받는 채널들을 자신이 선택할 동작 채널에서 미리 제외시켜 VoIP의 서비스 품질(QoS)를 만족시킬 수 있는 채널들을 추려 나간다.

2. 1. 2. 2. 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP 의 경우

무선랜 관련 802.11 표준에서는 효과적으로 프레임 간의 충돌을 피하기 위해 세가지 모드(CS(Carrier Sensing), ED(Energy Detection), ED/CS)의 CCA(Clear Channel Assessment)를 정의하였다. 이를 통해 무선랜 장치들은 무선 채널의 상태가 사용 상태(busy)인지 휴지 상태(idle)인지를 판단하고, 휴지 상태일 때만 전송하도록 하여 가능하면 충돌을 피하도록 동작하고 있다. 하지만, 이러한 방법들은 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP가 있는 경우에는 심각한 문제가 발생할 수 있다(상술한 실험을 통해 확인).

보다 자세한 실험과 이론적인 분석을 통해 확인한 결과 다양한 해당 문제의 발생 원인 중 타깃 AP로부터의 신호 세기와 이웃 AP로부터의 신호 세기가 매우 중요하다. 특히, 타깃 AP로부터의 신호 세기와 이웃 AP로부터의 신호 세기의 비로 표현되는 SIR(signal to interference power ratio)은 문제의 발생 여부를 결정짓는 핵심 요소이다.

예를 들어, 타깃 AP가 특정 전송 속도로 VoIP 프레임을 전송한다고 가정하면, 이때, 인접 채널에서 이웃 AP가 동작할 경우 타깃 AP로부터의 VoIP 프레임과 이웃 AP로부터의 간섭 프레임은 서로 충돌을 하게 된다. 이 경우 타겟 VoIP 프레임의 디코딩 가능성은 SIR이 특정 임계값(threshold) 이상이 되면 높아진다는 것을 확인하였다.

분석 결과, SIR threshold는 전송 속도와 밀접한 관련이 있다. 전송 속도가 높아지면 threshold는 높아지고, 반대의 경우 전송 속도가 낮아지면 필요로 하는 threshold도 낮아진다.

따라서, 타겟 AP의 전송 속도를 1 Mbps으로 동작한다고 가정하여(여러 번 프레임 충돌이 발생할 경우 기본적으로 타겟 AP는 전송 속도를 낮추려고 한다는 것을 가정) -3 dB(전송 속도가 1 Mbps일 때의 PDR이 1이 되는 값)의 SIR threshold를 기준으로 해당 채널의 문제 여부를 판단할 수 있다. 즉, 히든 AP의 경우와 마찬가지로 타겟 AP가 동작 채널로 선택할 수 있는 여러 채널 중 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP로부터 영향을 받아 품질이 낮아질 가능성이 채널들을 자신이 선택할 동작 채널에서 미리 제외시켜 VoIP의 서비스 품질(QoS)를 만족시킬 수 있는 채널들을 추려 나간다.

2. 2. 수율( Throughput ) 성능

이하, 본 명세서에서 수율(throughput)은 네트워크 상의 특정 노드나 단말(terminal)로부터 또 다른 노드나 단말로 전달되는 단위 시간당 데이터량을 의미한다. 이때 단위로 bps(bit per second) 또는 pps(packet per second) 등이 사용될 수 있다. 이하, VoIP 음성 데이터의 원활한 송수신을 만족시킬 수 있는 방안을 제안한다.

2. 2. 1. 수율 성능에 문제를 일으키는 원인

무선랜 시스템의 수율 성능은 이웃 AP들의 동작에 따라 상당한 영향을 받는다. 특히, 이웃 AP가 사용하는 동작 채널이 타겟 AP가 동작하려는 채널과 같은 채널인지 인접 채널인지에 따라 수율 성능의 경향이 크게 달라질 수 있다.

2. 2. 1. 1. 이웃 AP 와 타겟 AP 가 같은 채널에서 동작하는 경우

이웃 AP와 타겟 AP가 같은 채널에서 동작할 경우, 각 AP들은 경쟁(contention)을 통해 무선 채널을 나누어 사용하게 된다. 따라서 타겟 AP 단독으로 무선 채널을 접근할 때보다 접근할 수 있는 기회가 줄어들게 되어 수율 성능은 감소한다. 수율 성능의 감소 정도는 경쟁(contention)하는 이웃 AP의 트래픽 양 혹은 채널 점유 시간과 밀접한 연관이 있을 수 있다.

2. 2. 1. 2. 이웃 AP 와 타겟 AP 가 인접 채널에서 동작하는 경우

상술한 VoIP 경우와 마찬가지로 이웃 AP와 타겟 AP가 인접 채널에서 동작하는 경우는 CSMA/CA가 정상적으로 동작하지 않아 충돌이 일어날 수 있다. 즉, 타겟 AP에서는 계속해서 타겟 랩탑(target laptop)으로 프레임을 전송하고 있으나, 타겟 랩탑에서는 인접한 채널에서 동작하는 이웃 AP의 프레임과의 충돌로 인해 거의 모든 프레임이 깨져서 실제 수율 성능이 현저하게 낮은 값을 가질 수 있다.

2. 2. 2. 수율 성능에 문제를 일으키는 요인 해결 방법

- 이웃 AP 의 동작에 따른 채널별 점수화를 통한 최적 채널 선택

2. 2. 2. 1. 이웃 AP 와 타겟 AP 가 같은 채널에서 동작하는 경우

상술한 바와 같이 이웃 AP와 타겟 AP가 같은 채널에서 동작하는 경우 각 AP들은 경쟁(contention)을 통해 무선 채널을 나누어 사용하게 된다. 따라서, 대략적으로 타겟 AP의 입장에서의 수율 성능은 단독으로 사용할 때에 비해 같은 채널에서 동작하는 AP들의 수만큼 감소하게 된다. 즉, 같은 채널에서 동작하는 이웃 AP의 수를 n개라고 할 때, 기대되는 타겟 AP의 수율은 단독으로 사용할 때에 비해 1/(n+1)배로 감소한다.

2. 2. 2. 2. 이웃 AP 와 타겟 AP 가 인접 채널에서 동작하는 경우

상술한 바와 같이, 원하는(desired) 신호의 세기와 간섭 세기가 비슷할 경우 오히려 이웃 AP와 같은 채널에서 동작하는 경우보다 실제 수율 성능이 더 낮은 경우가 빈번히 발생할 수 있다.

이를 확인하기 위해, 우선, 타겟 AP와 이웃 AP는 서로 인접한 채널에서 동작하도록 설정하고, 타겟 AP와 이웃 AP에서는 일반 데이터 형식의 1500 bytes 데이터를 전송하도록 설정하여, 인접 채널에서의 수율 성능을 측정한 결과는 도 6과 같다.

도 6은 원하는 신호 세기와 간섭 신호 세기에 따라 인접 채널에서의 수율 성능을 측정한 예를 나타낸다.

도 6을 참조하면, 인접 채널에서의 수율 성능 결과는 SINR(Signal to Interference-plus-Noise Ratio) 크게 달라지는 것을 확인할 수 있다. High-SINR일수록 인접 채널을 포함하여 채널을 선택하는 것이 수율 성능 결과가 좋으며, low-SINR일수록 인접 채널을 사용하지 않는 것이 수율 성능 결과가 좋은 것을 확인할 수 있다.

2. 3. 추가 연구

2. 3. 1. 부분적 오버랩( partially - overlapped ) 채널 모델링

도 7은 무선랜 시스템에서 사용되는 채널의 분포 형태를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 무선랜 시스템이 사용하는 2.4 GHz 대역의 ISM band의 경우, 아래 그림과 같이 총 14개의 채널이 서로 겹쳐있는 형태로 분포되어 있다. 총 14개의 채널 중 일반적으로 국내에서는 13개의 채널을 이용하고, 13개의 채널 중 서로 영향을 주지 않는 직교 채널(orthogonal channel) 세트는 {1, 6, 11}이다. 여기서 직교(orthogonal)란, 동작하는 각각의 채널들이 주파수 측에서 물리적으로 분리되어 있어 서로간의 간섭 영향을 거의 주지 않음을 뜻한다. 하지만 서로 직교 채널이 되기 위해서는 채널의 간격이 5 이상이 되어야 하는데, AP가 많은 고밀도 무선랜 환경에서는 이러한 조건을 만족시키기가 쉽지 않다. 따라서, 많은 경우 채널의 대역폭이 서로 중복되어 서로에게 간섭 영향을 미치게 된다. 이러한 채널을 부분적 오버랩(partially-overlapped) 채널이라고 한다.

인접 채널에서 오는 신호는 같은 채널에서 오는 신호에 비해 신호 크기적인 측면에서 감쇠 효과가 있다. 이러한 감쇠 효과는 실제 전송되는 신호의 스펙트럼과 필터를 이용하여 수학적으로 분석하는 방법을 이용하여 구할 수 있다.

도 8은 무선랜 시스템에서 인접 채널의 신호로 인한 감쇠 효과의 예를 나타낸다.

도 8을 참조하면, 특정 채널의 중심 주파수 Fc를 기준으로 신호가 수신되는 경우에, 실제 스테이션이 사용하는 채널이 전송 신호와 다를 경우 필터에 의해서 전체 신호 스펙트럼의 일부만 받게 된다. 자신이 사용하는 채널이 Fc에서 멀어질수록, 필터에 의해 얻는 신호 스펙트럼의 크기는 적어지게 된다. 이는 간단한 적분 형태로 아래 수학식 1과 같이 구할 수 있다. 또한 수학식 1을 이용하여 실제 감쇠효과를 구하면 아래 표 1과 같다.

표 1은 인접 채널의 신호로 인한 실제 감쇠 효과의 예를 나타낸다.

0	1	2	3	4
0 dB	-0.28 dB	-2.19 dB	-8.24 dB	-25.5 dB

2. 3. 2. DSSS ( Direct Sequence Spread Spectrum ) + CCK 신호의 인접 채널에서의 디코딩 여부

일반적으로 사용하는 802.11g/n 기반의 무선랜 장치들은 DSSS + CCK와 OFDM 두 가지 형태의 부호화(modulation) 방식을 동시에 사용한다. 이러한 두 가지 부호화 방식에 따른 신호는 그 특성이 상이하다. 특히, OFDM 신호와 달리 DSSS + CCK의 신호의 경우 인접 채널에서도 디코딩이 가능하기 때문에 타겟 AP가 받는 간섭의 영향을 분석할 때 인접 채널에서의 디코딩 가능성 여부도 함께 고려할 필요가 있다. 특히 히든 AP의 경우 프레임의 디코딩 여부에 따라 히든 AP의 동작 채널뿐만 아니라 인접 채널에서도 문제가 발생할 여지가 있는 채널이라 판단하여 타겟 AP의 동작 채널에서 제외하여야 하므로 이에 대한 정확한 분석은 중요하게 고려해야 되는 내용 중 하나이다.

도 9는 DSSS 부호화 방식에 따른 신호의 송수신 과정의 예를 나타낸다.

도 9를 참조하면, 도 9의 (a)는 DSSS 부호화 방식을 이용한 신호를 송수신 장치의 블록도를 나타내고, 도 9의 (b)는 DSSS 부호화 방식을 이용하여 송수신되는 신호의 파형을 나타낸다.

DSSS 부호화 방식은 기존 신호 d(t)에 칩 시퀀스(chip sequence) c(t)를 곱해서 전송하고, 수신기는 받은 신호에 다시 c(t)를 곱해서 원래의 d(t)를 복구해내는 방식을 말한다. 원래의 d(t)를 복구해낼 때 도 9과 같이 신호 구간 동안 적분하여 양수인지 음수인지 판단하여 원래의 신호 d(t) 값을 추정(estimate) 한다. DSSS 방식을 이용하면 수신하는 시점에 들어오는 간섭을 분산(spread) 시키게 되므로 디코딩할 때 특정 주파수대역으로 들어오는 간섭효과를 줄일 수 있다.

실측 결과 인접 채널에서 DSSS/CCK 신호의 디코딩 여부는 신호의 세기와 채널 간격에 영향을 받는다.

도 10은 신호의 세기 또는 채널 간격에 따른 DSSS/CCK 신호의 인접채널 디코딩 여부를 측정한 예를 나타낸다.

도 10을 참조하면, 도 10의 (a)는 채널 간격에 따른 디코딩 여부를 나타낸다. 결과를 통해 알 수 있듯이 채널 간격이 2 이상일 경우 디코딩이 거의 되지 않음을 확인하였다. 또, 10의 (b)에서는 채널 간격 1에서 신호 세기 별 디코딩 정도를 나타냈는데, 신호 세기가 클수록 디코딩이 더 잘 됨을 확인할 수 있다. 따라서, 히든 AP에 의해 문제가 발생하는 채널의 여부를 판단할 때 히든 AP의 동작 채널뿐 아니라 채널 간격 1까지 고려하며, 그 중 히든 AP의 신호 크기에 따라 실측한 디코딩 가능 확률값을 곱하여 점수화하는 표를 작성하는 것이 바람직하다.

3. 단계적인 채널 선택 방법

3. 1. 단계적 채널 선택 방법

도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 단계적 채널 선택 방법을 나타낸다.

도 11을 참조하면, AP는 이용 가능한 전체 채널 중에서 VoIP의 서비스 품질(QoS)을 만족시킬 수 있는 채널 군을 후보 채널 리스트로 선정한다(S1101). AP는 음성 품질을 저해하는 요소의 영향이 최소화되는 채널을 후보 채널 리스트로 선정할 수 있다. 이때, 음성 품질을 저해하는 요소로는 히든 AP에 의한 영향, 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 의한 영향 등을 포함할 수 있다.

이어, AP는 후보 채널 리스트 중에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 채널 군을 선택한다(S1103).

한편, AP는 최초 AP가 설치되는 시점, 동작 중인 시점, 재 부팅하는 시점에서 채널을 선택할 수 있다. 각 시기 별로 AP가 채널을 선택할 때 통계적 정보의 양이 상이할 수 있다. 이하, 각 시기 별로 구분하여 AP가 채널을 선택하는 과정을 상세히 설명한다.

3. 1. 1. 설치 시

VoIP의 서비스 품질과 무선랜 수율 성능은 모두 이웃 AP의 간섭(interference)으로부터 영향을 받을 수 있다. 이하, AP를 집안에서 설치하는 것을 가정한다.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 AP가 설치되는 집안의 예시한 도면이다.

도 12를 참조하면, 타겟 AP를 집안에서 최초에 설치하는 경우, 단말을 이용하여 AP의 설치 위치 또는 VoIP 서비스를 이용할 여러 위치(예를 들어, 각 방, 거실 등)에서 감지되는 이웃 AP를 탐색(probe)하여 수신되는 신호의 크기(RSS: received signal strength), 이웃 AP의 동작 채널, 서비스 세트 식별자(SSID) 등과 같은 이웃 AP에 대한 정보를 측정하고, 타겟 AP는 단말로부터 수신한 정보를 이용하여 채널을 보다 효과적으로 선택할 수 있다.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 도 12에서 각 위치 별로 이웃 AP의 정보를 수집한 예를 나타낸다.

도 13은, AP의 설치 위치, 방 1 내지 방 3에서 감지되는 이웃 AP의 정보를 탐색한 결과, 즉, 이웃 AP의 기본 서비스 세트 식별자(BSSID), 채널 번호 및 수신 신호의 크기(RSS)를 나타낸다. 이를 위해서 타겟 AP의 설치 위치인 거실은 물론 방 1 내지 방 3에서 감지되는 이웃 AP들에 대한 정보는 설치기사 또는 사용자가 각 위치를 이동한 후 단말(스테이션)을 이용하여 탐지할 수 있다.

단말은 이러한 각 위치에서의 이웃 AP에 대한 정보를 타겟 AP에 전송한다. 이러한 정보의 전송이 가능하기 위해, 타겟 AP는 임시로 임의의 채널에서 동작하고 있어야 하며, 정보를 전달하는 단말 역시 타겟 AP와 접속(association)하여 같은 채널에서 동작하고 있어야 한다. 타겟 AP는 전송 받은 정보를 바탕으로 도 11와 같은 방법을 통해 채널을 선택한다.

도 13에서, 각 위치에 따라 탐색되는 이웃 AP가 다른 것을 확인할 수 있다. 이는 신호가 집안의 벽을 통과할 때마다 10 dB정도 크기의 감쇠가 일어나기 때문이며, 이로 인하여 이웃 AP의 신호가 여러 벽을 통과하면서 특정 위치에서는 탐색되기도 하고 탐색되지 않을 수도 있다. VoIP 단말이 특정 위치에서 동작할 때 이웃 AP가 히든 AP처럼 동작하여 프레임 손실(loss)과 같은 문제를 일으킬 수 있기 때문에, 각 위치마다 서로 다르게 보이는 이웃 AP의 정보를 모두 고려하는 것이 바람직하다.

VoIP 의 서비스 품질( QoS )을 고려한 후보 채널 리스트 선정 ( S1101 )

1) 히든 AP에 의한 문제 발생 채널 제외

타겟 AP는 전송 받은 정보를 바탕으로 히든 AP를 탐색한다.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 도 13에서 수집한 각 AP에 대한 정보를 각 방(1 내지 3)에서 링크 별로 표시한 것이며, 그 중 히든 AP를 추출한 예를 나타낸다.

도 14를 참조하면, 도 14의 (a) 내지 (c)는 각 방(1 내지 3)에서 링크 별 히든 AP를 추출한 결과를 나타낸다.

도 14의 (a) 내지 (c)의 각 표에서 점선으로 표시된 이웃 AP가 각 위치 별 링크에서 히든 AP로 동작하는 AP를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 히든 AP는 스테이션이 연결하고자 하는 타겟 AP 이외 타겟 AP의 주변에 위치하는 이웃 AP 중에서 스테이션이 특정 위치에 있는 경우에 타겟 AP(타겟 AP가 설치되는 지점에 위치하는 스테이션) 및 특정 위치에 있는 스테이션 모두에게 감지되지 않는 AP로써, 타겟 AP에서만 감지되거나 (타겟 AP가 설치되는 지점에 위치하는 스테이션에서만 감지) 또는 특정 위치에 있는 스테이션에만 감지되는 AP를 말한다. 즉, 도 14의 (a)에서 방 1에 위치하는 단말에서는 감지되나 타겟 AP에서는 감지되지 않는 AP 'D'가 히든 AP가 되고, 마찬가지로 도 14의 (b)에서와 같이 AP 'E'가 히든 AP가 되며, 도 14의 (c)에서와 같이 AP 'F'가 히든 AP가 된다. 또한, 타겟 AP에서는 감지되나 방 3에 위치하는 단말에서는 감지되지 않는 AP 'F'도 히든 AP가 된다.

이러한 히든 AP가 동작 채널에서 타겟 AP가 동작할 경우 VoIP 성능에 문제가 발생할 수 있다. 또한, 히든 AP가 인접 채널에서도 문제를 일으키는 지 함께 간섭 신호의 세기를 통해 확인 할 수 있다. 구체적으로, (2. 1.)에서 설명한 내용과 같이 히든 AP로부터의 VoIP 품질 저하 여부를 판단할 수 있다.

도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 히든 AP의 간섭 영향을 고려하여 채널별로 점수를 부여한 예를 나타낸다. 도 15의 (a)는 AP 'D'에 대하여 점수를 부여한 예를 나타내고, 도 15의 (b)는 (a)와 같은 방식으로 각 위치에서의 링크(link) 별로 히든 AP에 대하여 점수를 부여한 예를 나타낸다.

도 15를 참조하면, 도 14의 (a)의 'Link 분석 1'에서 히든 AP인 'D' AP의 경우는 동작 채널에서 타겟 AP가 동작한다면 문제가 발생할 수 있다는 의미로 표에 1점을 부여한다. 또한, 히든 AP 'D'의 경우 신호의 세기가 -69 dBm 이므로 DSSS/CCK 신호로 데이터를 전송한다면 인접 채널 1까지도 역시 히든 AP에 의한 문제가 발생할 가능성이 있다. 따라서 위와 같은 경우 인접 채널 1까지 문제가 생길 가능성이 있다는 것을 표시하기 위해 인접 채널에 0.45점(도 10 (b)의 packet capture ratio 적용)을 준다. 각 위치에서의 link 별로 위와 같은 분석을 반복하면 도 15의 (b)와 같다.

2) 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 의한 문제 발생 채널 제외

상술한 바와 같이 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 의한 문제 발생 여부는 SIR에 따라 결정된다. SIR은 타겟 AP로부터 수신되는 신호의 크기(RSS)와 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기(RSS)의 비를 의미하며, 예를 들어 타겟 AP로부터 수신되는 신호의 크기와 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기의 차이로 구할 수도 있다. 타겟 AP의 전송 속도를 1 Mbps로 가정하고, 그에 따른 SIR threshold를 -3 dB로 하여 문제가 발생하는 채널에 1점을 표시할 수 있다. 일반적으로 SIR threshold 값이나 가정된 타겟 AP의 전송 속도는 칩셋에 의존적일 수 있다. 하지만, 이 예를 바탕으로 다양한 경우에 쉽게 적용될 수 있다.

이웃 AP는 타겟 AP의 주변에 위치하는 AP로써, 스테이션이 특정 위치에 있는 경우에 타겟 AP(타겟 AP가 설치되는 지점에 위치하는 스테이션) 또는 특정 위치에 있는 스테이션에 감지되는 모든 AP 를 말하며, 앞서 측정된 이웃 AP 정보를 이용한다.

도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP의 간섭 영향을 고려하여 채널별로 VoIP 품질을 예상하여 점수를 부여한 예를 나타내며, 앞서 히든 AP의 영향을 고려하기 위한 점수표에 추가한 예이다.도 14 및 도 16을 참조하면, 도 14에서 방 1에 단말이 위치하는 경우 타겟 AP로부터 수신되는 신호의 크기(RSS)는 -69 dB이고, AP 'A'로부터 수신되는 신호의 크기(RSS)는 -65 dB임을 알 수 있다. 즉, 방 1에서의 타겟 AP와 이웃 AP인 AP 'A'로부터의 신호 크기의 비인 SIR 값이 -4 dB로 SIR threshold 값보다 아래이다. 이 경우 타겟 AP가 이웃 AP인 AP 'A'의 인접채널인 2번 동작채널에서 작동할 경우 방 1에서 이웃 AP인 'A'로부터 인접채널 간섭 영향을 받아 VoIP 서비스의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 문제 가능성을 표시하기 위해 2번 채널에 1점을 부여한다.

3) 각 위치별 반복을 통한 VoIP 품질 측면의 후보군 채널 선정

각 위치에서의 link 별로 위와 같은 분석을 반복하면 최종적으로 도 16의 (b)와 같이 점수표를 얻을 수 있다. 표에 표시된 이 점수들은 각 위치 별 링크(link)에서 히든 AP로부터 프레임 손실(loss)이 발생될 가능성과 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP의 영향을 나타낸 것이므로 점수가 가장 낮은 채널에서 VoIP 품질이 좋을 가능성이 높다. 가장 낮은 점수를 받은 채널이 한 개일 경우에는 그 한 채널이 타겟 AP의 동작 채널로 선택되며, 여러 개일 경우 해당 채널들은 타겟 AP의 동작 채널 선택 후보군이 된다. 예를 들어, 도 16에서는 채널 8 내지 채널 13이 동작 채널 선택을 위한 후보군으로 설정된다. 이 후보군 중에 아래의 과정을 거쳐 수율 성능이 가장 높은 채널이 타겟 AP의 동작 채널로 선택된다.

후보 채널 리스트 중에서 무선랜 수율 성능이 가장 높은 채널 선택 ( S1103 )

상술한 바와 같이 무선랜 수율 성능 측면에서는 타겟 AP가 이웃 AP과 같은 채널에서 동작하는 것인지 혹은 인접 채널에서 동작하는 것인지에 따라 그 성능이 다르게 나타난다.

도 17a 내지 도 17c는 본 발명의 일실시예에 따른 타겟 AP 주변에 위치한 이웃 AP의 채널별로 점수를 부여한 예를 나타낸다. 이웃 AP 정보는 앞서 측정된 정보를 이용한다. 도 17a는 AP 'B'에 대하여 점수를 부여한 예를 나타내고, 도 17b는 (a)와 같은 방식으로 모든 이웃 AP에 대하여 점수를 부여한 뒤 부여된 점수를 합산 평균하여 점수를 부여한 예를 나타낸다.

점수 부여 방법은 두 가지 경우로 나누어 고려한다. 우선 이웃 AP와 같은 채널에서 동작하는 경우 서로간의 경쟁에 의해 채널을 나누어 사용할 것이므로 타겟 AP가 갖는 RSS에 따라 사용되는 평균 전송 rate를 예측하고 그에 따른 수율을 예상한다. 즉, 타겟 AP의 입장에서의 수율 성능은 단독으로 사용할 때에 비해 같은 채널에서 동작하는 AP들의 수만큼 감소하게 된다. 즉, 같은 채널에서 동작하는 이웃 AP의 수를 n개라고 할 때, 기대되는 타겟 AP의 수율은 단독으로 사용할 때에 비해 1/(n+1)배로 감소한다. 이를 바탕으로 해당 채널에서 동작하는 AP 수로 나누어 얻을 수 있은 예상 수율을 계산한다. 예를 들어, 17a의 9번 채널에서는 이웃 AP 'B'의 존재로 인해 자신의 수율(9번 채널)이 혼자서 동작할 때에 비해 1/2로 감소된 결과를 보여준다. 도 14에서 측정된 타겟 AP와 단말기 사이의 RSS는 대부분의 방에서 높은 값(약 30 dB)을 갖기 때문에 도 17c 에서의 표를 통해 알 수 있듯이 타겟 AP는 최대의 수율을 얻기 위해 54 Mbps 전송 속도로 동작할 것이다. 이러한 때에 얻는 수율은 9.51 Mbps로 혼자서 동작할 경우 이 정도의 값을 얻을 것이라 예측할 수 있다. 따라서, 무선랜의 기본적인 동작을 감안하면 타겟 AP가 9번 채널에서 동작할 경우 이웃 AP 'B'와 서로 경쟁에 의해 채널을 반반씩 나누어 사용할 것을 고려하면 9.51/2의 값을 예상 수율로 예측할 수 있다.

또한, 이웃 AP와 인접 채널에서 동작하는 경우 타겟 AP의 SINR에 따른 평균 전송 rate를 예측하고, 그에 따른 예상 수율을 계산한다. 인접 채널의 경우는 위의 경우인 이웃 AP와 같은 채널에서 동작하는 경우와는 다르게 서로 채널을 나누어 사용하지 않고 계속해서 자신의 패킷을 전송하여 패킷 간의 충돌이 많이 발생함을 확인하였다. 이러한 경우에는 자신의 SINR 값이 패킷을 디코딩 성공 여부를 결정짓는 가장 중요한 요소이다. 따라서 도 14에서 측정한 이웃 AP의 RSS 정보를 바탕으로 해당 채널에서의 자신의 SINR 값을 계산한 후 도 17c (이 표는 시뮬레이션을 통해 측정된 값이다.)을 바탕으로 그 SINR 값에서 타겟 AP가 최대의 수율을 얻기 위해 전송 속도를 선택하였을 경우를 가정하여 수율을 예측한다. 예를 들어, 도 17a를 살펴보면 채널 8번에서는 이웃 AP 'B'와 인접 채널에서 동작하게 된다. 도 14를 바탕으로 타겟 AP와 이웃 AP 'B' 간의 SINR 값은 6 dB 정도 되므로 타겟 AP가 최적의 전송 속도인 6 Mbps로 동작한다고 가정한다면 예상 수율은 2.8 Mbps 값을 가짐을 예측할 수 있다. 이와 같은 과정을 반복하여 자신의 SINR에 따른 예상 수율을 표 (도면 17b)를 통해 확인할 수 있다. 결국, 타겟 AP는 도 15와 도 16을 통해 선정된 후보군 채널 리스트 중 수율이 가장 높을 것으로 예상되는 채널을 동작 채널로 선택하게 된다. 즉, 도 17c에서는 채널 8 내지 채널 13 중에서 가장 높은 점수를 가지는 채널 12가 동작 채널로 선택된다.

이때, 후보군 채널 리스트에 포함된 채널 중 예상 수율 값이 동일한 값을 가지는 채널이 복수 개인 경우에는 해당 복수 개의 채널에서 임의(random)의 채널을 선택할 수 있다.

3. 1. 2. 동작 중

상술한 바와 같이 타겟 AP는 설치 시 이웃 AP의 채널 활용에 대한 통계 정보가 없으므로 모든 이웃 AP가 충분히 큰 채널 활용을 가진다고 할 때, VoIP 서비스의 품질과 수율 측면에서 영향을 가장 덜 받을 것으로 기대되는 채널이 선택하게 된다. 그러나, 동작 중에는 타겟 AP의 주 사용시간에 높은 채널 활용을 갖는 이웃 AP를 조사하여 통계 정보를 만들어 나감으로써 실제 영향을 주는 이웃 AP만을 좀 더 정확하게 선별할 수 있다. 주 사용시간의 정보가 통계 정보에 반영될 수 있도록 표 2와 같이 정보를 수집할 수 있다. 또한 이를 활용하여 실제 동작 중의 최적 채널을 확인할 수 있으며, 필요한 경우 해당 채널로 변경하여 보다 나은 서비스를 제공할 수 있다.

이웃 AP의 채널 활용 정보는 실제 타겟 AP의 VoIP 성능 및 수율을 예측하고 해당 채널로의 이동을 통하여 최적 채널을 설정함에 있어 매우 중요한 요소이다. 예를 들어, 히든 AP가 있는 환경에서 히든 AP로부터 타겟 AP의 VoIP 성능이 문제가 발생하는 경우는 히든 AP의 트래픽 전송량이 많은 경우에 해당한다. 따라서, 아무리 많은 히든 AP가 존재한다 하더라도 실제 그 AP들이 활발히 동작하지 않으면, 즉, 채널 활용을 활발히 하지 않으면 타겟 AP의 VoIP 성능에는 크게 문제가 되지 않는다. 수율도 마찬가지이다. 이웃 AP와 같은 채널에서 동작하건 다른 채널에서 동작하건 위 설치시의 예시는 이웃 AP의 채널 활용이 활발하다는 것을 전제로 한 것이다. 하지만, 이웃 AP의 채널 활용이 활발하지 않다면, 타겟 AP는 주변에 많은 이웃 AP들이 있어도 단독으로 사용하는 것과 크게 다르지 않을 것이다.

표 2는 AP의 동작 중에 이웃 AP에 대한 정보를 수집하는 방법을 나타낸다.

VoIP call 동안/ VoIP call 끝난 직 후	랩탑(lap-top) 등의 단말이 접속(association) 되어 있을 때
- VoIP call 동안에는 동작 중인 채널에서의 품질(R-score)를 측정 - VoIP call이 끝난 직후에는 단말이 단말의 해당 위치에서 이웃 AP를 탐색(probe) - 단말이 탐색된 이웃 AP의 채널 활용 정보 측정 및 수집 - 이때, AP는 단말로부터 수집한 정보를 VoIP 품질을 고려하는 S1101 단계에서 사용	- 단말이 주기적으로 이웃 AP의 채널 활용 정보 측정 및 수집 - 이때, AP는 단말로부터 수집한 정보를 수율을 고려하는 S1103 단계에서 사용

표 2에서와 같이 수집된 정보들은 도 17과 같이 통계 정보로 누적된다.

도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 AP가 동작 중에 이웃 AP의 정보를 단말로부터 누적하여 수집하는 예를 나타낸다.

도 18을 참조하면, 동작 시 채널 선택 방법은 설치 시와 동일하다. 하지만 점수표에서 점수를 줄 때, 만들어진 통계 정보를 바탕으로 주 사용시간에 높은 채널 활용도를 가지는 AP에 대하여서만 점수를 주어 실제로 영향을 주는 AP만을 고려하여 채널을 선택할 수 있다. 즉, 도 18의 예를 보면 여러 이웃 AP 중에서 정보 측정 시 문제를 일으키는 AP들에 대해 따로 x 표시를 해두었다. 이는 측정 시 해당 AP들의 채널 활용이 활발했음을 의미하며 나머지 이웃 AP들은 채널 활용이 크게 없었음을 의미한다. 따라서, 동작 시 채널 변경을 할 경우는 x 표시된 이웃 AP들을 위주로 고려하여 채널을 선택하게 되며, 이웃 AP 중 채널 활용이 활발하지 않은 AP들은 무시한다. 이를 통해 실제 문제를 일으키는 채널 활용이 높은 이웃 AP들을 고려하여 보다 효율적인 채널 선택이 가능하다.

3. 1. 3. 재부팅 시(재설치 시)

AP의 재부팅은 크게 단순 재부팅과 재설치로 구분할 수 있다. 표 3은 AP의 재부팅 시 동작 채널을 선택하는 방법을 나타낸다.

단순 재부팅	재설치
- 사용자가 AP를 사용하지 않는 시간에 꺼두었다가 다시 키는 경우(환경 변화 없음) - 환경 변화가 없으므로 재 부팅 전에 사용하고 있었던 채널을 그대로 사용	- 사용하던 AP를 다른 위치에 설치하는 경우(환경 변화 있음) - 환경 변화가 있으므로 이웃 AP의 정보를 새로 업데이트(update) 함

표 3을 참조하면, 단순 재부팅의 경우는 환경 정보가 바뀐 것이 아니므로 재부팅 전의 정보를 가지고 (3. 1. 2.)에서 설명한 방법으로 동작을 하게 된다.

반면 재설치의 경우는 환경 정보가 바뀐 것이므로 VoIP 단말에 이웃 AP 정보를 탐색(probe)하는 기능을 추가한다. VoIP 단말을 이용하여 각 위치마다 이웃 AP 정보를 측정하여 타겟 AP에 전송하면 (3. 1. 1.)에서 설명한 방법을 통해 채널을 선택하고 이 후에는 (3. 1. 2.)에서 설명한 방법으로 동작하게 된다. 만약 VoIP 단말에 이웃 AP 정보를 탐색하는 기능을 추가하지 않는다면, 타겟 AP가 탐색하여 갖고 있는 이웃 AP 정보만을 고려하여 (3. 1. 1.)에서 설명한 방법을 통해 채널을 선택하고 이 후에는 (3. 1. 2.)에서 설명한 방법으로 동작하게 된다.

3. 2. 다른 채널 선택 방법과의 비교

다른 채널 선택 방법과 비교하기 위하여, 도 12 및 도 13에서의 환경을 구성하고, 여러 위치에서 VoIP를 서비스할 때의 프레임 손실률과 노트북과 같은 무선랜 장치 등을 사용한다고 가정하였을 때 수율 성능을 측정하였다. 이하, 모든 AP들이 부하가 많이 걸려 있는 경우(heavy-traffic)를 가정한다.

위와 같은 환경에서 기존의 다른 채널 선택 방법을 이용하는 경우 어떤 채널을 선택하는지 살펴보면 다음과 같다.

LCCS ( Least Congested Channel Scan ) 알고리즘

LCCS 알고리즘은 AP가 탐색(probe)한 정보만을 활용하여 가장 적은 AP가 탐지(detect)되는 채널을 선택하게 된다. 주어진 토폴로지(topology)에서 5번 채널이 선택된다.

Pick - rand and Pick - first

수학식 2는 Pick-rand and Pick-first 알고리즘의 목적 함수(objective function)이다.

수학식 2와 같은 목적 함수를 가지고 채널을 선택하게 되면, 주어진 토폴로지에서 5번 채널을 선택하게 된다.

Hminmax

수학식 3은 Hminmax의 목적 함수(objective function)이다.

수학식 3과 같은 목적 함수를 가지고 채널을 선택하게 되면, 주어진 토폴로지에서 5번 채널을 선택하게 된다.

CFAssign - RaC

CFAssign-RaC 알고리즘은 클라이언트 보조 방법(Client-assisted manner)으로 동작하여, 클라인언트에서 측정한 정보를 함께 활용하여 가장 충돌이 적은(conflict free) 채널을 선택하게 된다. 주어진 토폴로지에서는 2번 채널을 선택하게 된다.

도 19는 각 위치에서 링크 별 VoIP 서비스 품질 성능(손실률)을 측정한 결과를 나타낸다.

도 19를 참조하면, 위의 그래프는 단말이 AP로 보낸 VoIP 트래픽과 관련된 상향링크(uplink) 결과를 나타내고, 아래의 그래프는 AP가 단말로 보낸 VoIP 트래픽과 관련된 하향링크(downlink) 결과를 나타낸다.

먼저 각 위치에서 링크 별 VoIP 서비스 품질 성능을 보면 기존 알고리즘들은 VoIP 서비스 품질을 고려하고 있지 않기 때문에 선택된 채널에서 R-score가 낮은 반면, 본 발명에 따른 채널 선택 방법을 통해 선택 된 채널은 VoIP 서비스 품질을 고려하므로 R-score가 좋은 채널을 선택하는 것을 확인할 수 있다.

도 20은 AP의 트래픽에 대한 무선랜 수율 성능을 측정한 결과를 나타낸다.

도 20을 참조하면, 기존 알고리즘들이 선택한 채널에서는 AP의 주변 정보만을 활용하기 때문에 AP 주변에서 최대 수율(maximum throughput) 성능 자체는 높지만 노트북 등의 무선랜 장치가 AP 주변에 있지 않을 때는 히든 AP의 영향 등을 고려하지 않기 때문에 수율 성능이 심각하게 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 반면 본 발명에 따른 채널 선택 방법을 통해 선택 된 채널은 최대 수율 성능이 타 알고리즘보다 다소 떨어지지만, 클라이언트 보조 방법(client-assisted manner)으로 동작하여 모든 위치에서 고르게 높은 수율 성능을 얻을 수 있는 채널을 선택하고 있음을 확인할 수 있다.

4. 본 발명의 구현 시스템

도 21은 본 발명이 구현되는 무선 접속 시스템을 나타내는 블록도이다.

AP(210)는 제어부(processor, 211), 메모리(memory, 212) 및 RF부(radio frequency unit, 213)을 포함한다. 제어부(211)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(211)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(212)는 제어부(211)와 연결되어, 제어부(211)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(213)는 제어부(211)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

단말(220)은 제어부(221), 메모리(222) 및 RF부(223)을 포함한다. 제어부(221)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 무선 인터페이스 프로토콜의 계층들은 제어부(221)에 의해 구현될 수 있다. 메모리(222)는 제어부(221)와 연결되어, 제어부(221)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(223)는 제어부(221)와 연결되어, 무선 신호를 송신 및/또는 수신한다.

메모리(212, 222)는 제어부(211, 221) 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 제어부(211, 221)와 연결될 수 있다. 또한, AP(210) 및/또는 단말(220)은 한 개의 안테나(single antenna) 또는 다중 안테나(multiple antenna)를 가질 수 있다.

이상에서 설명된 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.

본 문서에서 본 발명의 실시예들은 주로 AP와 단말 간의 데이터 송수신 관계를 중심으로 설명되었다. 본 문서에서 AP에 의해 수행된다고 설명된 특정 동작은 경우에 따라서는 그 상위 노드(upper node)에 의해 수행될 수 있다. 즉, AP를 포함하는 복수의 네트워크 노드들(network nodes)로 이루어지는 네트워크에서 단말과의 통신을 위해 수행되는 다양한 동작들은 AP 또는 AP 이외의 다른 네트워크 노드들에 의해 수행될 수 있음은 자명하다. AP는 기지국(basestation), 고정국(fixed station), Node B, eNode B(eNB), 인터넷 공유기, IP 공유기 등의 용어에 의해 대체될 수 있다. 또한 단말은 UE(User Equipment), MS(Mobile Station), MSS(Mobile Subscriber Station) 등의 용어로 대체될 수 있다.

본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.

본 발명은 본 발명의 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명의 무선 접속 시스템에서 채널 선택 방안 IEEE 802.11 시스템에 적용되는 예를 중심으로 설명하였으나, IEEE 802.11 시스템 이외에도 다양한 무선 통신 시스템에 적용하는 것이 가능하다.

210: AP 211: 제어부
212: 메모리 213: RF부
220: 단말 221: 제어부
222: 메모리 223: RF부

Claims (26)

1. 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 상기 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하고, 상기 설정된 우선 순위에 따라 상기 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 상기 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 AP(Access Point);
   상기 AP가 선택한 동작 채널을 이용하여 상기 AP와 데이터를 교환하는 단말을 포함하는 채널 선택 시스템.
2. 이웃 AP(Access Point)와의 간섭의 영향을 고려하여 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하고, 상기 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 AP; 및
   상기 AP가 선택한 동작 채널을 이용하여 상기 AP와 데이터를 교환하는 단말을 포함하는 채널 선택 시스템.
3. RF(Radio Frequency)부; 및
   복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 상기 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준에 대한 우선 순위를 설정하고, 상기 설정된 우선 순위에 따라 상기 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 상기 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 제어부를 포함하는, AP(Access Point).
4. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 채널 선정 기준은 이웃 AP로부터의 간섭의 정도 및 수율(throughput)의 값을 포함하는, AP.
5. RF(Radio Frequency)부; 및
   이웃 AP와의 간섭의 영향을 고려하여 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하고, 상기 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 제어부를 포함하는, AP(Access Point).
6. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
   단말이 특정 위치에 있는 경우 상기 단말 혹은 상기 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP 또는 상기 AP와 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 대한 간섭의 영향을 고려하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, AP.
7. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
   단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하되,
   상기 이웃 AP에 대한 정보는 상기 단말이 측정한 상기 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 상기 이웃 AP의 동작 채널 및 상기 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함하는, AP.
8. 제7항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 단말이 복수의 위치에서 측정한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용해 상기 단말이 특정 위치에 있는 경우 상기 단말 혹은 상기 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP에 대한 영향을 점수화하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, AP.
9. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
   상기 이웃 AP의 동작 채널과 인접하는 채널의 영향을 점수화하여 상기 동작 채널을 선택하는, AP.
10. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 선택된 동작 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 중에, 상기 단말로부터 주기적으로 수신한 상기 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 상기 동작 채널을 재선택하는, AP.
11. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    VoIP(voice over IP) 통화 중인 단말로부터 수신한 현재 동작 중인 채널에서의 통화 품질에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, AP.
12. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    VoIP(voice over IP) 통화가 끝난 단말로부터 수신한 상기 VoIP 통화가 끝난 위치에서 상기 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, AP.
13. 제5항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 AP가 다른 위치에 재설치 되는 경우, 단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 재선정하되,
    상기 단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보는 상기 단말이 측정한 상기 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 상기 이웃 AP의 동작 채널 및 상기 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함하는, AP.
14. AP(Access Point)가 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 상기 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하는 단계; 및
    상기 AP가 상기 설정된 우선 순위에 따라 상기 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 상기 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 단계를 포함하는 채널 선택 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 채널 선정 기준은 이웃 AP로부터의 간섭의 정도 및 수율(throughput)의 값을 포함하는, 채널 선택 방법.
16. AP(Access Point)가 이웃 AP와의 간섭의 영향을 고려하여 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하는 단계; 및
    상기 AP가 상기 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 단계를 포함하는 채널 선택 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는,
    상기 AP가, 단말이 특정 위치에 있는 경우 상기 단말 혹은 상기 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP 또는 상기 AP와 인접 채널에서 동작하는 이웃 AP에 대한 간섭의 영향을 고려하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, 채널 선택 방법.
18. 제16항에 있어서, 상기 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는,
    상기 AP가 단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하되,
    상기 이웃 AP에 대한 정보는 상기 단말이 측정한 상기 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 상기 이웃 AP의 동작 채널 및 상기 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함하는, 채널 선택 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는,
    상기 단말이 복수의 위치에서 측정한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용해 상기 단말이 특정 위치에 있는 경우 상기 단말 혹은 상기 AP 중에서 어느 하나에서만 탐지되는 이웃 AP인 히든(hidden) AP에 대한 영향을 점수화하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, 채널 선택 방법.
20. 제16항에 있어서, 상기 동작 채널을 선택하는 단계는,
    상기 이웃 AP의 동작 채널과 인접하는 채널의 영향을 점수화하여 상기 동작 채널을 선택하는, 채널 선택 방법.
21. 제16항에 있어서, 상기 동작 채널을 선택하는 단계는,
    상기 AP가 상기 선택된 동작 채널을 통해 단말과 통신을 수행하는 중에, 상기 단말로부터 주기적으로 수신한 상기 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 상기 동작 채널을 재선택하는, 채널 선택 방법.
22. 제16항에 있어서, 상기 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는,
    상기 AP가 VoIP(voice over IP) 통화 중인 단말로부터 수신한 현재 동작 중인 채널에서의 통화 품질에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, 채널 선택 방법.
23. 제16항에 있어서, 상기 후보 채널 리스트를 선정하는 단계는,
    상기 AP가 VoIP(voice over IP) 통화가 끝난 단말로부터 수신한 상기 VoIP 통화가 끝난 위치에서 상기 이웃 AP의 채널 활용에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 선정하는, 채널 선택 방법.
24. 제16항에 있어서,
    상기 AP가 다른 위치에 재설치 되는 경우, 단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보를 이용하여 상기 후보 채널 리스트를 재선정하되,
    상기 단말로부터 수신한 상기 이웃 AP에 대한 정보는 상기 단말이 측정한 상기 이웃 AP로부터 수신되는 신호의 크기, 상기 이웃 AP의 동작 채널 및 상기 이웃 AP의 서비스 세트 식별자(SSID)를 포함하는, 채널 선택 방법.
25. 복수의 단말에게 제공하는 각각의 통신 서비스를 고려하여 상기 각각의 통신 서비스에 따라 미리 정해진 복수의 채널 선정 기준들에 대한 우선 순위를 설정하는 수단; 및
    상기 설정된 우선 순위에 따라 상기 복수의 채널 선정 기준을 단계적으로 적용하여 상기 복수의 단말 별로 각각 동작 채널을 선택하는 수단을 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.
26. 이웃 AP와의 간섭의 영향을 고려하여 하나 이상의 채널을 포함하는 후보 채널 리스트를 선정하는 수단; 및
    상기 선정된 후보 채널 리스트에서 수율(throughput)을 최대화할 수 있는 동작 채널을 선택하는 수단을 포함하는 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록매체.

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