KR20150058960A - 무선랜 단말 위치 측위 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

무선랜 단말 위치 측위 장치 및 방법이 개시된다. 무선랜 단말 위치 측위 장치는 지향성 안테나, 제1 모터 및 제2 모터를 포함하며, 지향성 안테나가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 제1 모터의 회전축에 제2 모터가 결합되고, 제2 모터의 회전축에 지향성 안테나가 결합되는 지향성 안테나 모듈, 제1 모터 및 제2 모터의 구동을 제어하는 모터제어모듈, 지향성 안테나가 측위 요청된 무선랜 단말로부터 수신한 신호를 지향성 안테나로부터 전달받아 신호 세기를 측정하는 무선랜 통신모듈 및 무선랜 단말에 대한 측위 요청이 수신되면, 제1 모터 또는 제2 모터가 회전하면서 지향성 안테나가 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기가 측정되도록 제어하고, 제1 모터 및 제2 모터 별로 최대 신호 세기에 상응하는 각도 정보를 검출하고, 검출된 각도 정보로 제1 모터 및 제2 모터를 고정하고, 지향성 안테나의 지향 방향을 이용하여 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 위치측위 제어모듈을 포함한다.

Description

무선랜 단말 위치 측위 장치 및 방법{Apparatus and method for positioning WLAN terminal}

본 발명은 무선랜 단말 위치 측위 장치 및 방법에 관한 것이다.

IEEE 802.11 기반의 무선랜 기술은 단말기가 유선 연결 없이 저렴하고 빠르게 네트워크를 이용할 수 있어, 가정 및 기업 및 공중망에서 널리 이용되고 있다. 특히, 무선랜 카드가 설치되어 있는 노트북과 스마트폰, 태블릿이 널리 사용되면서, 사용자들은 일상 생활에서 언제 어디서나 인터넷을 통하여 게임, 웹 서핑, 뉴스, 소셜 서비스 등을 이용하고, 손쉽게 메일을 주고받는 등 다양한 형태의 인터넷 기반 응용 서비스를 활용할 수 있게 되었다. 특히, 802.11n, 802.11ac 등의 고속화 기술과 802.11i, 802.11w 등 안전성이 강화된 무선랜 기술이 등장하면서 더욱더 안전하고 편리한 무선랜 기술을 이용할 수 있게 되었다.

그러나, 안전성을 강화하는 기술이 무선랜에 적용되더라도, 여전히 무선의 특징으로 인한 취약점은 여전히 존재한다. 유선 기술과는 달리 무선 기술은 네트워크에 누구나 접근할 수 있으며, 네트워크 접속점의 실제 물리적 위치를 찾기가 어려워 주소 변조, 도청, 패킷 위변조 등 다양한 형태의 공격에 그대로 노출될 수 밖에 없다.

이렇게 가정, 기업 및 공중망에서 제공되는 무선랜에서는 다음과 같은 공격들이 가능하다.

1) 불법 AP

불법 AP는 말 그대로 허가받지 않고 불법적으로 설치하여 사용하는 AP를 통칭하는 것으로, 크게 2가지 종류의 불법 AP로 분류할 수 있다.

첫번째로는, 기업의 사내망에 유선으로 연결되어 무선랜 서비스를 제공하는 불법 AP로, 이러한 불법 AP는 공격자들이 방화벽, 유선IDS/IPS 등을 우회하여 사내망에 손쉽게 접근할 수 있는 수단이 된다. 불법 AP는 사내망에 유선으로 연결되어 있어서 공격자가 손쉽게 무선으로 사내망에 접근할 수 있는 불법적인 통로를 제공하게 된다. 이 경우, 공격자는 사내망에 접속할 수 있는 권한이 없음에도 불구하고, 회사의 중요한 정보를 저장하고 있는 서버나 PC 등에 손쉽게 접근할 수 있다.

두번째로는, 인터넷에 다양한 방식으로 연결(테더링, Soft AP 등)된 AP로, 마치 정상적인 AP인 것처럼 무선랜 서비스를 제공하지만, 연결된 단말이 주고 받는 데이터를 도청 혹은 위변조 함으로써 정보를 유출하는 등의 공격을 시도할 수 있는 수단이 된다. 정상 단말이 정상AP를 통해 접속하지 않고 테더링 서비스를 하고 있는 스마트폰에 접속을 하여 이동통신기지국을 통하여 인터넷 서비스를 제공받을 수 있다. 원칙적으로 회사 내의 단말들은 내부 게이트웨이를 통해 외부망에 접근하여야 하며, 이렇게 해야 관리자가 자료의 불법 유출 등을 방지할 수 있는 시스템 구축이 가능하나, 이러한 테더링 스마트폰을 이용한 불법AP를 통할 경우, 관리자는 내부 단말의 자료 유출을 방지할 수 있는 수단을 잃게 된다.

2) Denial of Service(서비스 거부) 공격

무선랜에서는 서로 데이터를 보내려고 할 때, 충돌을 회피하고 단말과 AP 사이에 가상의 연결을 유지하기 위하여, 다양한 종류의 무선 패킷을 정의하여 사용하고 있다. 그러나, 이러한 패킷들이 정당하게 생성되어 사용될 때에는 상기 목적을 달성하는데 매우 효과적이나 이러한 패킷을 위조하여 부당하게 사용할 경우 정상적인 단말과 AP가 접속을 유지하기 어렵게 될 수 있는데, 이러한 공격을 Denial of Service(서비스 거부) 공격이라고 한다.

무선랜에서는 다양한 방식으로 Denial of Service 공격이 가능한데, 예를 들어, 공격자가 접속을 해제하기 위한 Deauthentication 메시지의 송수신 주소를 위조하여 연결중인 단말과 AP에 보냄으로써, 이 연결이 끊어지도록 만들 수 있으며, 송신 주소를 각기 다르게 위조한 Association 메시지를 다량 생성하여, AP의 접속 정보 관리 기능을 마비시킴으로써, AP가 정상적으로 무선랜 서비스를 제공할 수 없도록 만들 수도 있다.

이 외에도 다른 방식으로 관리 프레임을 위조하거나, 802.1x 기반의 사용자 인증을 받는 무선랜 서비스에서 필수적인 EAPOL 메시지를 위조(EAPOL-Start, EAPOL-Logoff, EAPOL/EAP-Failure, EAPOL/EAP-Success 등), 또는 무선랜의 충돌 회피를 위해 만들어놓은 제어(Control) 패킷을 위조하여(RTS/CTS, NAV 등) 서비스 거부 공격을 시도할 수 있다.

3) WEP/WPA 키 해킹 공격

무선랜에서는 도청 방지를 위하여 Shared Key 혹은 802.1x를 통하여 AP와 동적으로 합의된 키를 이용하여 데이터 패킷을 암호화하는 기술이 포함되어 있는데, 여기에는 WEP와 WPA, WPA2 기술이 포함된다. 이 중 WEP는 키 해킹 공격에 매우 취약하며, WPA와 WPA2에서도 키를 해킹하기 위한 공격이 존재한다.

4) 정상적으로 접속한 단말의 내부자 공격

정상적으로 인증을 받고 무선랜에 안전하게 연결된 정상 단말이 내부자 공격을 시도할 수도 있다. 이러한 공격들은 무선랜 규격의 취약점을 이용한 공격과 무선랜 계층보다 상위에서 이루어지는 공격으로 분류할 수 있다. 무선랜 규격의 취약점을 이용한 공격의 예를 들면, 동일한 AP에 WPA/WPA2로 안전하게 연결된 단말들은 모두 동일한 broadcast key를 공유하게 된다. 이 키는 AP의 broadcast 메시지를 암호화하게 되는데, 이렇게 암호화된 메시지의 MIC(무결성 검증용 코드) 값에 에러가 있는 경우 AP는 키 공유를 새로 시도하거나 연결을 종료시키게 된다. 따라서, 정상 단말이 의도적으로 MIC Failure를 유발하는 프레임을 조작하여 보낼 경우, 서비스 거부 공격의 효과가 있게 되는 것이다. 이러한 공격은 관리 프레임 보호를 위한 표준인 802.11w에서도 유사하게 가능하다.

무선랜 계층보다 상위에서 이루어지는 공격의 예를 들면, AP에 연결된 단말이 동일한 AP에 연결된 단말에게 ARP 메시지를 위조함으로써, 가능한 ARP Poisoning 공격이 있을 수 있다. 예를 들어, 정상적으로 접속한 공격자가 다른 단말에게 자신이 Gateway라고 주장하는 위조된 ARP 메시지를 보내면, 그 단말은 외부에 전송하고자 하는 모든 인터넷 패킷을 모두 공격자에게 보내게 될 것이다. 이러한 공격은 인터넷 이상의 계층에서 이루어짐에도 불구하고 망 외부로 통하는 유선 IDS/IPS 장비에 위조된 패킷이 도착하지 않으므로, 효과적으로 대응하는 것이 매우 어렵다.

이와 같은 다양한 공격들이 가능한 무선랜 망을 안전하게 관리하기 위해서 종래에 여러 가지 기술들이 존재해 왔다.

첫번째로는, 침입을 탐지하고 대응하기 위하여 WIDS/WIPS 센서를 이용하는 방법이 있다. 이 센서들은 고정된 위치에서 지속적으로 무선랜 패킷을 수집하여 위의 공격을 탐지하고 대응하는 역할을 수행한다.

두번째로는, 휴대용 단말을 이용하여 네트워크를 분석 관리하는 방법이 있다. 이러한 단말은 관리자가 손쉽게 휴대할 수 있는 형태로, 관리자가 원하는 위치에서 무선랜 패킷을 수집하여 네트워크의 상태를 확인하여 네트워크의 품질에 이상이 없는지를 확인하는 역할을 수행하며, 일부 제품들은 여기에 위에서 설명한 센서의 기능을 일부 포함하고 있기도 한다.

세번째로는, 두번째 기술에 공격 기능을 포함하여 취약성을 시험할 수 있는 방법이다. SSID 변형 공격과 802.1x 기반의 서비스 거부 공격 기능을 포함하는 취약성 분석 시스템이 그 예가 될 수 있다.

이들 방법은 무선랜을 상시 혹은 비정기적으로 모니터링을 하여, 모니터링 결과 수집된 패킷을 분석하는 기능을 가지고 있으며, 특히, 첫번째의 WIDS/WIPS 시스템에서는 분석된 결과를 기반으로 공격 여부를 판단하는 과정을 거치게 된다. 공격 대응 기술의 경우, 대체로 센서에서 deauthentication 프레임과 같은 무선 패킷 혹은 ARP 프레임과 같은 유선 패킷을 생성하여 공격 단말이 정상적인 통신을 하지 못하도록 하게 된다.

그러나, 이들 방법들은 공격 단말을 원천적으로 차단하는 데는 한계가 있을 수 밖에 없다. 공격 단말에 대한 대응 기술은 그 단말의 MAC 주소를 이용하여 데이터를 전송하는 과정을 포함하게 되는데, 공격 단말 일반적으로 MAC 주소를 위변조하여 자신의 식별 정보를 계속해서 바꾸면서 공격을 시도하는 것이 일반적이어서, 계속해서 이렇게 MAC 주소를 바꾸면 대응을 위한 유무선 패킷이 공격 단말에게 전송되지 않기 때문에, 공격 단말을 차단하는데 한계가 있다. 또한, 공격 단말에게 특정한 패킷들이 실제로 수신되더라도 공격 단말이 이를 무시한 채 계속해서 공격을 위한 패킷을 생성할 경우, 이 자체를 막을 수는 없다.

따라서, 공격 단말의 물리적 위치를 최대한 빨리 파악하여 이를 물리적으로 제거하는 것이 가장 바람직할 수 있다. 공격 단말, 특히 위장 AP (Rogue AP)라고 불리우는 불법 AP에 대한 실제 물리적 위치를 찾고자 하는 시도들이 많이 있어왔다. 가장 널리 알려진 방법은 WIDS/WIPS 센서에서 신호 세기를 이용하는 방법으로, 3개 이상의 센서에서 탐지가 될 경우 삼각 측량법을 이용하여 위치를 계산하게 되며, 2개 이하의 센서에서 탐지가 될 경우 확률적인 위치를 계산하게 된다. 삼각 측량법을 이용하여 계산하게 되면 다소 정확도가 높아질 수 있으나, 그렇지 않은 경우에는 위치 계산이 매우 쉽지 않다.

그리고, WIDS/WIPS 센서의 가격 및 설치 비용을 고려하여, WIDS/WIPS 센서는 가급적 모니터링 영역이 겹치지 않도록 계획적으로 설치하는 경우가 많다. 혹은, 규모가 작은 건물에서는 1개 층에 1~2개의 센서만 설치될 가능성도 있다. 이 경우, 특정한 공격 단말에 대해서 3개 이상의 여러 센서가 이 단말의 신호를 수신할 가능성이 작으므로, 삼각 측량법을 적용하기 어려워 이 때의 위치를 정확하게 특정하기가 어렵게 된다.

본 발명은 각도 조절이 가능한 지향성 안테나 모듈을 이용하여 무선랜 상의 공격 단말에 대한 물리적 위치를 정확하게 측위할 수 있는 무선랜 단말 위치 측위 장치 및 방법을 제안하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 무선랜 단말의 탐색을 수행하는 무선랜 단말 위치 측위 장치가 개시된다.

본 발명의 실시예에 따른 무선랜 단말 위치 측위 장치는 지향성 안테나, 제1 모터 및 제2 모터를 포함하며, 상기 지향성 안테나가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 상기 제1 모터의 회전축에 상기 제2 모터가 결합되고, 상기 제2 모터의 회전축에 상기 지향성 안테나가 결합되는 지향성 안테나 모듈, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터의 구동을 제어하는 모터제어모듈, 상기 지향성 안테나가 측위 요청된 무선랜 단말로부터 수신한 신호를 상기 지향성 안테나로부터 전달받아 신호 세기를 측정하는 무선랜 통신모듈 및 상기 무선랜 단말에 대한 측위 요청이 수신되면, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기가 측정되도록 제어하고, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 별로 최대 신호 세기에 상응하는 각도 정보를 검출하고, 상기 검출된 각도 정보로 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 고정하고, 상기 지향성 안테나의 지향 방향을 이용하여 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 위치측위 제어모듈을 포함한다.

상기 제1 모터는 상기 무선랜 단말 위치 측위 장치가 설치되는 면에 대하여 수평방향으로 회전축이 회전하도록 구성되고, 상기 제2 모터는 회전축이 상기 제1 모터의 회전축과 수직이 되도록 상기 제1 모터의 회전축의 일단에 결합되어, 상기 제1 모터의 회전축의 회전 방향에 대하여 수직방향으로 회전하도록 구성되고, 상기 지향성 안테나는 지향방향이 상기 제2 모터의 회전축과 함께 회전하도록 상기 제2 모터의 회전축에 결합된다.

상기 위치측위 제어모듈은 탐색 시작 시점에 상기 지향성 안테나가 상기 설치되는 면에 평행하도록 상기 제2 모터를 설정하고, 상기 제1 모터가 360도 회전하면서 측정된 상기 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 제1 최대 신호 세기를 검출하고, 상기 검출된 제1 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출하고, 상기 제1 모터가 상기 수평각도정보로 고정되도록 제어한다.

상기 위치측위 제어모듈은 상기 제2 모터가 상기 설치되면 면의 반대 방향으로 90도 회전하면서 측정된 상기 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 제2 최대 신호 세기를 검출하고, 상기 검출된 제2 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출하고, 상기 제2 모터가 상기 수직각도정보로 고정되도록 제어한다.

상기 위치측위 제어모듈은 상기 수평각도정보 및 상기 수직각도정보에 따라 고정된 상기 지향성 안테나가 가르키는 위치를 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출한다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 지향성 안테나가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 제1 모터의 회전축에 제2 모터가 결합되고, 상기 제2 모터의 회전축에 상기 지향성 안테나가 결합된 지향성 안테나 모듈을 포함하는 무선랜 단말 위치 측위 장치가 무선랜 단말의 위치를 측위하는 방법이 개시된다.

본 발명의 실시예에 따른 무선랜 단말 위치 측위 방법은 상기 무선랜 단말에 대한 측위 요청을 수신하는 단계, 상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계, 상기 제1 모터의 회전에 따라 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출하는 단계, 상기 제1 모터를 상기 수평각도정보로 고정하는 단계, 상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계, 상기 제2 모터의 회전에 따라 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출하는 단계, 상기 제2 모터를 상기 수직각도정보로 고정하는 단계 및 상기 지향성 안테나의 지향 방향을 이용하여 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 단계를 포함한다.

상기 제1 모터는 상기 무선랜 단말 위치 측위 장치가 설치되는 면에 대하여 수평방향으로 회전축이 회전하도록 구성되고, 상기 제2 모터는 회전축이 상기 제1 모터의 회전축과 수직이 되도록 상기 제1 모터의 회전축의 일단에 결합되어, 상기 제1 모터의 회전축의 회전 방향에 대하여 수직방향으로 회전하도록 구성되고, 상기 지향성 안테나는 지향방향이 상기 제2 모터의 회전축과 함께 회전하도록 상기 제2 모터의 회전축에 결합된다.

상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계 이전에, 상기 지향성 안테나가 상기 설치되는 면에 평행하도록 상기 제2 모터를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계는, 상기 제1 모터가 360도 회전하면서 신호 세기를 측정한다.

상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계는, 상기 제2 모터가 상기 설치되면 면의 반대 방향으로 90도 회전하면서 신호 세기를 측정한다.

상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 단계는 상기 수평각도정보 및 상기 수직각도정보에 따라 고정된 상기 지향성 안테나가 가르키는 위치를 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출한다.

본 발명은 각도 조절이 가능한 지향성 안테나 모듈을 이용하여 무선랜 상의 공격 단말에 대한 물리적 위치를 정확하게 측위할 수 있다.

도 1은 무선랜 단말 위치 측위 장치의 구성을 개략적으로 예시한 도면.
도 2는 무선랜 단말 위치 측위 방법을 나타낸 흐름도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면 번호에 상관없이 동일한 수단에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용하기로 한다.

도 1은 무선랜 단말 위치 측위 장치의 구성을 개략적으로 예시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 위치측위 제어모듈(10), 모터제어모듈(20), 무선랜 통신모듈(30) 및 지향성 안테나 모듈(40)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 무선랜 단말 위치 측위 장치의 각 구성모듈은 천장(100)에 부착되어 설치될 수 있다. 일반적으로, 고정된 위치에서 지속적으로 무선랜 패킷을 수집하여 공격 단말의 공격을 탐지하여 대응하는 무선침입탐지/방지(WIDS/WIPS) 센서는 보다 넓은 범위를 모니터링하기 위하여 특정 지역의 중심 부분의 천장(100)에 설치되므로, 본 명세서에서의, 무선랜 단말 위치 측위 장치도 천장(100)에 설치될 수 있다.

지향성 안테나 모듈(40)은 지향성 안테나(41), 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)를 포함한다.

제1 모터(42)는 설치된 면에 대하여 수평방향으로 회전축이 360도 회전하도록 구성된다.

제2 모터(43)는, 제2 모터(43)의 회전축이 제1 모터(42)의 회전축과 수직이 되도록 제1 모터(42)의 회전축의 일단에 결합되어, 제1 모터(42)의 회전축의 회전 방향에 대하여 수직방향으로 90도 회전을 하도록 구성된다.

지향성 안테나(41)는 지향방향이 제2 모터(43)의 회전축과 함께 회전하도록 제2 모터(43)의 회전축에 결합된다.

따라서, 지향성 안테나 모듈(40)은 지향성 안테나(41)가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 제1 모터(42)의 회전축에 제2 모터(43)가 결합되고, 제2 모터(43)의 회전축에 지향성 안테나(41)가 결합되어 구성될 수 있다. 즉, 제1 모터(42)의 회전축이 수평방향으로 360도 회전을 하고, 제2 모터(43)의 회전축이 제1 모터(42)의 회전방향에 대하여 수직방향으로 90도 회전을 하면서 지향성 안테나(41)가 해당 무선랜 단말로부터 신호를 수신할 수 있다. 이때, 지향성 안테나(41)가 해당 무선랜 단말을 정확히 지향할수록 수신된 신호의 세기가 증가할 수 있다.

모터제어모듈(20)은 위치측위 제어모듈(10)의 제어 명령에 따라 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)의 구동제어신호를 생성하여 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)로 전달한다. 예를 들어, 모터제어모듈(20)은 먼저, 제1 모터(42)가 360도 회전하도록 구동제어신호를 생성하고, 제1 모터(42)의 회전이 완료되면, 제2 모터(43)가 90도 회전하도록 구동제어신호를 생성할 수 있다. 이때, 모터제어모듈(20)은 제1 모터(42) 또는 제2 모터(43)가 회전 중에 각 모터의 현재 회전 각도 정보를 연속적으로 위치측위 제어모듈(10)로 전달할 수 있다.

무선랜 통신모듈(30)은 측위 대상이 되는 무선랜 단말로부터 신호를 수신하는 지향성 안테나(41)로부터 신호를 전달받아 신호 세기를 측정하고, 측정한 신호 세기를 위치측위 제어모듈(10)로 전달한다. 예를 들어, 무선랜 통신모듈(30)은 제1 모터(42) 또는 제2 모터(43)의 회전에 따른 지향성 안테나(41)의 지향 방향마다 연속적으로 전달되는 신호의 신호 세기를 측정할 수 있다.

위치측위 제어모듈(10)은 모터제어모듈(20) 및 무선랜 통신모듈(30)을 통해 지향성 안테나 모듈(40)을 제어하여, 측위 요청된 무선랜 단말의 물리적인 위치를 검출한다.

예를 들어, 위치측위 제어모듈(10)은 사용자로부터 측위 요청을 받은 후, 지향성 안테나 모듈(40)의 동작을 제어하는 모터제어모듈(20)로 전달되는 명령 및 지향성 안테나 모듈(40)이 수신하는 신호를 전달받은 무선랜 통신모듈(30)이 신호 세기를 측정하도록 무선랜 통신모듈(30)로 전달되는 명령을 생성하고, 생성한 명령을 모터제어모듈(20) 및 무선랜 통신모듈(30)로 전달할 수 있다.

예를 들어, 지향성 안테나(41)는 도 1에 도시된 바와 같이, 탐색 시작 시점에 천장(100)과 평행하게 즉, 제1 모터(42)의 회전축과 수직이 되도록 설정될 수 있다. 그래서, 위치측위 제어모듈(10)은 제1 모터(42)가 360도 회전하면서 측정된 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 최대 신호 세기를 검출하고, 검출된 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출할 수 있다. 이어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도로 제1 모터(42)가 고정되도록 제어한 후, 제2 모터(43)가 천장(100)의 반대 방향으로 90도 회전하면서 측정된 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 최대 신호 세기를 검출하고, 검출된 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출할 수 있다. 이어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도로 제2 모터(43)가 고정되도록 제어할 수 있다.

이에 따라, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보 및 수직각도정보를 이용하여 측위 요청된 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출할 수 있다. 즉, 위치측위 제어모듈(10)은 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)가 고정된 후, 지향성 안테나(41)의 지향방향에 상응하는 위치를 측위 요청된 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출할 수 있다.

예를 들어, 위치측위 제어모듈(10)은 상기의 명령들을 생성 및 전달하는 응용 프로그램을 탑재한 무선침입탐지/방지(WIDS/WIPS) 센서 또는 액세스 포인트(AP)가 될 수 있다.

이와 같은 무선랜 단말 위치 측위 장치가 수행하는 무선랜 단말 위치 측위 방법에 대해서는 이하 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 무선랜 단말 위치 측위 방법을 나타낸 흐름도이다.

S210 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 특정 무선랜 단말에 대한 위치 측위를 요청할 때가지 대기한다.

S220 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 특정 무선랜 단말에 대한 측위 요청 수신 여부를 판단한다. 예를 들어, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 네트워크 관리자의 관리자 단말로부터 특정 무선랜 단말 정보를 포함하는 측위 요청을 수신할 수 있다. 여기서, 무선랜 단말 정보는 해당 무선랜 단말의 MAC 주소, 채널 등의 부가정보를 포함할 수 있다.

S230 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 특정 무선랜 단말에 대하여 측위 요청을 수신하는 경우, 모니터링 채널을 설정한 후, 지향성 안테나 모듈(40)의 제1 모터(42)가 동작하고, 제1 모터(42)의 동작에 따라 지향성 안테나(41)가 무선랜 단말로부터 수신하는 신호의 신호 세기를 무선랜 통신모듈(30)이 측정하도록 제어한다.

S240 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기를 검출하여 제1 모터(42)에 대한 최대 신호 세기의 각도를 검출하고, 지향성 안테나(41)가 검출된 각도로 고정되도록 검출된 각도로 제1 모터(42)를 고정한다.

예를 들어, 지향성 안테나(41)는 도 1에 도시된 바와 같이, 탐색 시작 시점에 천장(100)과 평행하게 즉, 제1 모터(42)의 회전축과 수직이 되도록 설정될 수 있다. 그래서, 위치측위 제어모듈(10)은 제1 모터(42)가 360도 회전하면서 측정된 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 최대 신호 세기를 검출하고, 검출된 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출할 수 있다. 이어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도로 제1 모터(42)가 고정되도록 제어할 수 있다.

S250 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 지향성 안테나 모듈(40)의 제2 모터(43)가 동작하고, 제2 모터(43)의 동작에 따라 지향성 안테나(41)가 무선랜 단말로부터 수신하는 신호의 신호 세기를 무선랜 통신모듈(30)이 측정하도록 제어한다.

S260 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기를 검출하여 제2 모터(43)에 대한 최대 신호 세기의 각도를 검출하고, 지향성 안테나(41)가 검출된 각도로 고정되도록 검출된 각도로 제2 모터(43)를 고정한다.

예를 들어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도로 제1 모터(42)가 고정되도록 제어한 후, 제2 모터(43)가 천장(100)의 반대 방향으로 90도 회전하면서 측정된 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 최대 신호 세기를 검출하고, 검출된 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출할 수 있다. 이어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도로 제2 모터(43)가 고정되도록 제어할 수 있다.

S270 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 단말 위치 측위 결과를 관리자 단말로 전송한다.

예를 들어, 위치측위 제어모듈(10)은 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보 및 수직각도정보를 이용하여 측위 요청된 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출할 수 있다. 즉, 위치측위 제어모듈(10)은 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)가 고정된 후, 지향성 안테나(41)의 지향방향에 상응하는 위치를 측위 요청된 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출할 수 있다. 여기서, 물리적 추정 위치는 고정된 제1 모터(42) 및 제2 모터(43)의 각도에서 지향성 안테나(41)가 가르키는 위치로, 측위 요청된 무선랜 단말의 실제 위치일 가능성이 높다. 그리고, 물리적 추정 위치는 사전 테스트를 통해 보정치를 기산출하여, 실제 측위 시에 보정될 수도 있다.

예를 들어, 건물 내 사무실과 같은, 현재 무선랜 단말 위치 측위 장치가 설치된 장소의 실내 지도가 존재하는 경우, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 실내 지도 상에서 물리적 추정 위치의 좌표정보를 관리자 단말로 전송함으로써, 관리자 단말이 물리적 추정 위치가 표시된 실내 지도를 출력하도록 할 수 있다.

예를 들어, 지향성 안테나(41)의 지향방향으로 레이저 빔이 발광하도록 지향성 안테나(41)에 레이저 포인터가 설치됨으로써, 물리적 추정 위치가 레이저 포인터에 의하여 직접 표시되게 할 수도 있다.

S280 단계에서, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 물리적 추정 위치가 산출된 후 일정 시간을 대기하고, 측위 종료 여부를 판단한다. 예를 들어, 네트워크 관리자는 무선랜 단말 위치 측위 장치로부터 물리적 추정 위치를 수신하는 관리자 단말을 통해 측위 요청한 무선랜 단말의 위치를 확인한 후, 측위 종료 명령을 무선랜 단말 위치 측위 장치로 전송할 수 있다.

만약, 측위 종료 명령이 없이 일정 시간이 경과한 경우, 그 사이에 해당 무선랜 단말의 위치가 변경될 수 있으므로, 다시 S230 단계로 진입하여 해당 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출해야 한다.

예를 들어, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 신호 세기 측정 시, 측위 요청된 단말이 데이터를 지속적으로 송신하지 않아서 신호 세기를 측정하기 어려운 경우, 해당 무선랜 단말의 데이터 전송을 유도하는 무선랜 패킷을 생성하여 전송할 수도 있다. 즉, 무선랜 단말 위치 측위 장치는 해당 무선랜 단말이 불법 액세스 포인트로 동작중임에도 비콘(beacon) 프레임을 전송하지 않아서 지속적으로 신호 세기를 측정하기 어려운 경우, 해당 무선랜 단말의 응답을 유도하는 probe request 패킷을 위조하여 전송함으로써, 해당 무선랜 단말이 응답을 위한 패킷을 전송하도록 유도한 후, 이를 수신하여 신호 세기를 측정할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 무선랜 단말 위치 측위 방법은 다양한 전자적으로 정보를 처리하는 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 저장 매체에 기록될 수 있다. 저장 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.

저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 소프트웨어 분야 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 저장 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 또한 상술한 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 전자적으로 정보를 처리하는 장치, 예를 들어, 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.

상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 위치측위 제어모듈
20: 모터제어모듈
30: 무선랜 통신모듈
40: 지향성 안테나 모듈
41: 지향성 안테나
42: 제1 모터
43: 제2 모터

Claims (10)

1. 무선랜 단말의 탐색을 수행하는 무선랜 단말 위치 측위 장치에 있어서,
   지향성 안테나, 제1 모터 및 제2 모터를 포함하며, 상기 지향성 안테나가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 상기 제1 모터의 회전축에 상기 제2 모터가 결합되고, 상기 제2 모터의 회전축에 상기 지향성 안테나가 결합되는 지향성 안테나 모듈;
   상기 제1 모터 및 상기 제2 모터의 구동을 제어하는 모터제어모듈;
   상기 지향성 안테나가 측위 요청된 무선랜 단말로부터 수신한 신호를 상기 지향성 안테나로부터 전달받아 신호 세기를 측정하는 무선랜 통신모듈; 및
   상기 무선랜 단말에 대한 측위 요청이 수신되면, 상기 제1 모터 또는 상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기가 측정되도록 제어하고, 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터 별로 최대 신호 세기에 상응하는 각도 정보를 검출하고, 상기 검출된 각도 정보로 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터를 고정하고, 상기 지향성 안테나의 지향 방향을 이용하여 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 위치측위 제어모듈을 포함하는 무선랜 단말 위치 측위 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 모터는 상기 무선랜 단말 위치 측위 장치가 설치되는 면에 대하여 수평방향으로 회전축이 회전하도록 구성되고,
   상기 제2 모터는 회전축이 상기 제1 모터의 회전축과 수직이 되도록 상기 제1 모터의 회전축의 일단에 결합되어, 상기 제1 모터의 회전축의 회전 방향에 대하여 수직방향으로 회전하도록 구성되고,
   상기 지향성 안테나는 지향방향이 상기 제2 모터의 회전축과 함께 회전하도록 상기 제2 모터의 회전축에 결합되는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 위치측위 제어모듈은
   탐색 시작 시점에 상기 지향성 안테나가 상기 설치되는 면에 평행하도록 상기 제2 모터를 설정하고,
   상기 제1 모터가 360도 회전하면서 측정된 상기 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 제1 최대 신호 세기를 검출하고, 상기 검출된 제1 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출하고,
   상기 제1 모터가 상기 수평각도정보로 고정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 장치.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 위치측위 제어모듈은
   상기 제2 모터가 상기 설치되면 면의 반대 방향으로 90도 회전하면서 측정된 상기 무선랜 단말의 신호 세기 중에서 제2 최대 신호 세기를 검출하고, 상기 검출된 제2 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출하고,
   상기 제2 모터가 상기 수직각도정보로 고정되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 위치측위 제어모듈은 상기 수평각도정보 및 상기 수직각도정보에 따라 고정된 상기 지향성 안테나가 가르키는 위치를 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 장치.
   
6. 지향성 안테나가 반구 형상의 탐색 범위를 가지도록 제1 모터의 회전축에 제2 모터가 결합되고, 상기 제2 모터의 회전축에 상기 지향성 안테나가 결합된 지향성 안테나 모듈을 포함하는 무선랜 단말 위치 측위 장치가 무선랜 단말의 위치를 측위하는 방법에 있어서,
   상기 무선랜 단말에 대한 측위 요청을 수신하는 단계;
   상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계;
   상기 제1 모터의 회전에 따라 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기에 상응하는 수평각도정보를 검출하는 단계;
   상기 제1 모터를 상기 수평각도정보로 고정하는 단계;
   상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계;
   상기 제2 모터의 회전에 따라 측정된 신호 세기 중 최대 신호 세기에 상응하는 수직각도정보를 검출하는 단계;
   상기 제2 모터를 상기 수직각도정보로 고정하는 단계; 및
   상기 지향성 안테나의 지향 방향을 이용하여 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 단계를 포함하는 무선랜 단말 위치 측위 방법.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제1 모터는 상기 무선랜 단말 위치 측위 장치가 설치되는 면에 대하여 수평방향으로 회전축이 회전하도록 구성되고,
   상기 제2 모터는 회전축이 상기 제1 모터의 회전축과 수직이 되도록 상기 제1 모터의 회전축의 일단에 결합되어, 상기 제1 모터의 회전축의 회전 방향에 대하여 수직방향으로 회전하도록 구성되고,
   상기 지향성 안테나는 지향방향이 상기 제2 모터의 회전축과 함께 회전하도록 상기 제2 모터의 회전축에 결합되는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 방법.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계 이전에,
   상기 지향성 안테나가 상기 설치되는 면에 평행하도록 상기 제2 모터를 설정하는 단계를 더 포함하고,
   상기 제1 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계는,
   상기 제1 모터가 360도 회전하면서 신호 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 방법.
   
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 모터가 회전하면서 상기 지향성 안테나가 상기 무선랜 단말로부터 수신하는 신호에 대한 신호 세기를 측정하는 단계는,
   상기 제2 모터가 상기 설치되면 면의 반대 방향으로 90도 회전하면서 신호 세기를 측정하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치를 산출하는 단계는
    상기 수평각도정보 및 상기 수직각도정보에 따라 고정된 상기 지향성 안테나가 가르키는 위치를 상기 무선랜 단말의 물리적 추정 위치로 산출하는 것을 특징으로 하는 무선랜 단말 위치 측위 방법.
    
    
    

Images