KR20160088726A - 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트 - Google Patents

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KR20160088726A
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Abstract

본 출원은 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법은 액세스 포인트(AP: Access Point)가, 이용 중인 동작 채널의 사용현황을 모니터링하여, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별하는 모니터링단계; 및 상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널의 주파수를 변경하거나, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)하는 제어단계를 포함할 수 있다.

Description

무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트 {Method for managing radio resource and access point using the same}
본 출원은 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 관한 것으로서, 특히 무선랜 시스템에서 사용하는 무선자원을 효율적으로 관리할 수 있는 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 관한 것이다.
무선랜(WLAN)은 기본적으로 분산 시스템(DS: Distributed System)의 접속점 역할을 하는 액세스 포인트(AP: Access Point)와, 액세스 포인트가 아닌 복수의 무선 단말로 이루어진 통신기본서비스셋(BSS: Basic Service Set)을 지원한다.
일반적으로, 액세스 포인트는 비면허 주파수 대역에서 특정 무선채널을 동작채널로 설정하여 서비스를 제공한다. 따라서, 각각의 액세스 포인트는 동작채널을 임의로 설정할 수 있으며, 인접하는 액세스 포인트들이 동일한 주파수를 가지는 동작 채널을 중첩하여 운영하는 경우가 발생할 수 있다. 이러한 경우를 중첩된 BSS 즉, OBSS(Overlapping Basic Service Set)라 하며, OBSS 환경에서는 액세스 포인트와 단말들이 동일한 무선 채널 자원을 사용하기 위하여 서로 경쟁하게 된다. 이 경우, 어느 하나의 액세스 포인트가 과도하게 많은 무선 자원을 점유하게 되면, 다른 액세스 포인트에서는 무선 자원 부족 현상 등이 발생할 수 있으므로, 효율적인 무선 자원 관리가 이루어지지 않는 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 인접하는 액세스 포인트들이 서로 다른 동작 채널을 가지는 경우에도, 어느 하나의 액세스 포인트에 많은 단말들이 집중되고, 인접 액세스 포인트에는 적은 수의 단말만이 연결되는 경우가 발생할 수 있다. 이때, 단말이 집중된 액세스 포인트에서는 무선자원이 부족하여 처리속도가 늦어지거나 무선랜 서비스의 품질이 떨어지는 등의 문제가 발생하는 반면, 동일한 무선랜 서비스를 제공할 수 있는 인접 액세스 포인트에서는 무선자원이 전혀 사용되지 않는 등 비효율적인 운용 문제가 발생할 수 있다.
본 출원은, 무선랜 시스템에서 사용하는 무선자원을 효율적으로 관리할 수 있는 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법은, 액세스 포인트(AP: Access Point)가, 이용 중인 동작 채널의 사용현황을 모니터링하여, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별하는 모니터링단계; 및 상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널의 주파수를 변경하거나, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)하는 제어단계를 포함할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 모니터링 결과에 따라, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 사용분포표를 생성할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 동작 채널이 점유되어 사용되는 점유시간과, 상기 동작 채널이 점유되지 않고 대기하는 유휴시간을 구별하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성할 수 있다.
여기서 상기 점유시간은, 비무선랜신호 또는 간섭신호가 상기 동작 채널을 점유하는 간섭시간, 인접 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유하는 중첩부하시간 및 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유하는 자기부하시간을 포함할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 디코딩(decoding)이 불가능한 신호가 상기 동작 채널을 통하여 입력되는 시간을 상기 간섭시간으로 구별할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 디코딩이 불가능한 신호가 입력되면 상기 동작 채널에 대한 에너지 검출을 수행하고, 상기 동작 채널 내에 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지 검출이 지속되는 시간을 상기 간섭시간으로 측정할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 동작 채널을 통하여 입력되는 신호에 대한 디코딩이 가능하면, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 합산하여, 상기 중첩부하시간 또는 자기부하시간을 계산할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 신호에 포함되는 MAC(Medium Access control) 프레임의 헤더(header) 영역에 포함되는 지속시간 필드(duration field)에 저장된 지속시간값을 이용하여, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 확인할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소와 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 불일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 중첩부하시간을 계산하는 과정; 및 상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소와 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 자기부하시간을 계산하는 과정을 포함할 수 있다.
여기서 상기 모니터링 단계는, 전체 모니터링 시간 중에서, 상기 간섭시간이 차지하는 간섭비율, 상기 중첩부하시간이 차지하는 중첩부하비율 및 상기 자기부하시간이 차지하는 부하비율을 계산하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성할 수 있다.
여기서 상기 제어 단계는, 상기 간섭비율이 기 설정된 과다간섭비율을 초과하면 과다간섭상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경할 수 있다.
여기서 상기 제어 단계는, 상기 중첩부하비율이 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하면 중첩 과부하 상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경할 수 있다.
여기서 상기 제어 단계는, 상기 부하비율이 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하면 자기과부하 상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말들을 인접 액세스 포인트로 핸드오버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트는, 동작 채널의 사용현황을 모니터링하여, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별하는 모니터링부; 및 상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 동작 채널을 변경하거나, 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)하는 제어부를 포함할 수 있다.
덧붙여 상기한 과제의 해결수단은, 본 발명의 특징을 모두 열거한 것이 아니다. 본 발명의 다양한 특징과 그에 따른 장점과 효과는 아래의 구체적인 실시형태를 참조하여 보다 상세하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 의하면, 무선랜 시스템에서 사용하는 무선자원을 효율적으로 관리할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 의하면, 무선랜 시스템에서 운용하는 채널의 무선 자원 사용 현황을 정량적인 지표로서 모니터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 의하면, 비무선랜장치로부터 전송되는 신호나 중첩된 다른 액세스 포인트의 신호 등에 의하여, 액세스 포인트의 동작 채널 등 무선자원이 과점유되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법 및 이를 이용하는 액세스 포인트에 의하면, 무선랜 시스템 내에서 어느 하나의 액세스 포인트에 단말들이 집중되는지 여부를 판별할 수 있으며, 단말들이 집중되는 경우에는 인접 액세스 포인트 등으로 부하를 분산하는 것이 가능하다.
도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트를 포함하는 무선랜 시스템을 나타내는 개략도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트를 나타내는 블록도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트와 단말 사이의 데이터 프레임 전송을 나타내는 타이밍도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원 사용분포표를 나타내는 개략도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1 및 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트를 포함하는 무선랜 시스템을 나타내는 개략도이다.
무선랜 시스템은, 도1(a)에 도시한 바와 같이, 하나의 액세스 포인트(AP: Access Point)에 단말(STA: Station)들이 무선으로 연결되는 인프라스트럭쳐(infrastructure) 모드의 통신기본서비스세트(BSS: Basic Service set)를 구성할 수 있으며, 무선으로 로컬 네트워크(local network) 서비스를 제공할 수 있다. 여기서, 액세스 포인트(AP)는 비면허 주파수 대역에서 특정 무선채널을 동작채널(#100)로 설정하여 서비스를 제공할 수 있다. 따라서, 도1(b)와 같이, 복수의 액세스포인트(AP1, AP2, AP3, AP4)를 이용하여 넓은 영역에서 무선 로컬 네트워크 서비스를 제공할 때에는, 각각의 액세스포인트들이 서로 다른 동작 채널(#100, #112, #150)을 사용하도록 설정할 필요가 있다. 즉, 인접하는 액세스포인트 사이의 동작 채널의 주파수를 서로 다르게 설정함으로써, 무선 채널 용량을 최대화할 수 있다.
다만, 동작채널을 임의로 설정할 수 있으므로, 도2(a)와 같이 인접하는 액세스 포인트(AP1, AP2)들이 동일한 주파수를 가지는 동작 채널(#100)을 중첩하여 운영하는 경우가 발생할 수 있다. 이를 중첩된 BSS 즉, OBSS(Overlapping Basic Service Set)라 하며, OBSS 환경에서는 액세스 포인트(AP1, AP2)와 단말(STA1, STA2, STA3)들이 동일한 무선 채널 자원을 사용하기 위하여 서로 경쟁하게 된다. 이 경우, 어느 하나의 액세스 포인트(AP1, AP2)가 과도하게 많은 무선 자원을 점유하게 되면, 다른 액세스 포인트에서는 무선 자원 부족 현상 등이 발생할 수 있으므로, 효율적인 무선 자원 관리가 이루어지지 않는 등의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 도2(b)와 같이, 인접하는 액세스 포인트(AP1, AP2)들이 서로 다른 동작 채널(#100, #112)을 가지는 경우에도, 어느 하나의 액세스 포인트(AP1)에 많은 단말(STA1, STA2, STA3, STA4, STA 5)들이 집중되고, 인접 액세스 포인트(AP2)에는 상대적으로 적은 수의 단말(STA6)만이 연결되는 경우가 있을 수 있다. 이때, 단말이 집중된 액세스 포인트(AP1)에서는 무선자원이 부족하여 처리속도가 늦어지거나 무선랜 서비스의 품질이 떨어지는 등의 문제가 발생하는 반면, 동일한 무선랜 서비스를 제공할 수 있는 인접 액세스 포인트(AP2)에서는 무선자원이 전혀 사용되지 않는 등의 비효율적인 운용 문제가 발생할 수 있다.
한편, 무선랜 시스템에서의 데이터 전송방법과 관련하여, 도4에 도시한 바와 같이, 단말(STA1)은 데이터 프레임을 액세스 포인트(AP)로 전송할 수 있으며, 액세스 포인트(AP)는 해당 데이터 프레임을 정상적으로 수신했음을 알리는 ACK 프레임을 단말(STA1)로 전송할 수 있다. 구체적으로, 단말(STA1)은 데이터를 전송하기 전에 DIFS(DCF InterFrame Space) 동안 동작 채널의 점유상태를 확인할 수 있다. 즉, 무선랜 시스템에서 채널 접속 방식으로 DCF(Distributed Coordinate Function)를 사용하는 경우, 데이터 프레임이나 관리 프레임 등을 전송하기 전에 DIFS 동안 채널 상태를 확인하도록 할 수 있다. 이후, 단말(STA1)이 동작 채널을 통하여 데이터 프레임을 전송하면, 액세스 포인트(AP)는 SIFS(Short InterFrame Space) 동안 채널 상태를 확인한 후, 상기 수신한 데이터 프레임에 대한 ACK(Acknowledge) 프레임, CTS(Clear To Send) 프레임 등의 제어 프레임을 전송할 수 있다. 실시예에 따라서는 QoS(Quality of Service)를 지원하기 위하여, DIFS 대신에 데이터 트래픽의 종류에 따라 가변길이를 가지는 AIFS(Arbitration InterFrame Space)를 적용하는 것도 가능하다.
즉, 단말(STA1) 또는 액세스 포인트(AP)는, DIFS 또는 SIFS 동안에 동작 채널 내에 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지가 감지되면, 상기 동작채널이 점유 상태(busy state)에 있는 것으로 판별하고, 상기 점유 상태의 해제를 기다릴 수 있다. 이후, 동작채널에 대한 점유상태가 해제되면, DIFS 동안 동작채널의 점유상태를 확인한 후, 다른 단말(other STA) 등의 동시 전송에 의한 충돌을 방지하기 위하여 경쟁 윈도우(CW: Contention Window) 동안 백오프한 후 전송을 수행할 수 있다. 여기서는 단말(STA1)이 액세스 포인트(AP)로 데이터를 전송하는 경우를 예시하고 있으나, 액세스 포인트(AP)가 단말(STA1)로 데이터를 전송하는 경우에도 동일한 방식이 활용될 수 있다.
추가적으로, 데이터 프레임 사이의 전송 충돌을 방지하고, 다른 단말(other STA)들의 데이터 전송 중에 불필요하게 깨어 있는 상태로 기다리는 등의 경우를 방지하기 위하여, 각각의 단말(STA) 및 액세스 포인트(AP)는 NAV(Network Allocation Vector) 타이머를 이용할 수 있다. 즉, 데이터 프레임의 전송시에 함께 전송되는 MAC(Medium Access Control) 프레임의 헤더 영역에는, 해당 데이터 프레임의 송신 주소, 수신 주소 등의 정보와 함께, 전송이 완료되기 위하여 보호 받아야 하는 시간을 나타내는 지속시간 필드(duration field)가 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 다른 단말이나 액세스 포인트 등은 동작 채널에서 수신되어 정상적으로 디코딩되는 MAC 프레임의 헤더로부터 지속시간 필드들 참조하여, 동작 채널에 대한 접속 시도시점을 결정하는 각각의 NAV 타이머의 만료시점을 설정할 수 있다. 여기서, 상기 지속시간 필드에 저장되는 지속시간은, 전송하는 데이터 프레임의 길이, SIFS, ACK 프레임의 길이에 따라 설정될 수 있으며, NAV 타이머의 만료시점을 상기 ACK 프레임의 완료시점으로 설정할 수 있다. 따라서, 단말이나 액세스 포인트 등은 데이터 프레임 등의 전송을 위하여 동작 채널의 점유여부를 항상 확인할 필요가 없으며, 설정된 NAV 타이머가 만료되는 시점마다 깨어나서 채널 접속 시도를 수행할 수 있다.
이하, 상술한 무선랜 시스템에서의 데이터 전송 방법을 참조하여, 무선랜 시스템 내에서의 비효율적인 무선자원 활용 등의 문제를 해결할 수 있는, 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트에 대하여 살펴본다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트를 나타내는 블록도이다.
도3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 액세스 포인트(AP)는 모니터링부(10) 및 제어부(20)를 포함할 수 있다.
모니터링부(10)는, 기 설정된 모니터링 시간 동안 액세스 포인트(AP)에서 사용하는 동작 채널의 사용현황을 모니터링할 수 있으며, 모니터링 결과에 따라 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별할 수 있다.
구체적으로, 모니터링부(10)에서는 모니터링 결과에 따라 동작 채널에 대한 무선자원 사용분포표를 생성할 수 있다. 즉, 도5에 나타난 바와 같이, 무선자원 사용분포표에는 점유시간과 유휴시간이 표시될 수 있다. 여기서, 점유시간은 기 설정된 한계 에너지 이상의 에너지를 가지는 신호에 의하여 동작 채널이 점유되어 사용되는 시간이고, 유휴시간은 동작 채널이 상기 기 설정된 한계 에너지 이상의 에너지를 가지는 신호 등에 의하여 점유되지 않고 대기하는 시간에 해당한다. 여기서, 점유시간은 간섭시간, 중첩부하시간 및 자기부하시간으로 구별할 수 있다. 간섭시간은 비무선랜신호 또는 간섭신호 등에 의하여 상기 동작 채널이 점유된 시간을 의미하고, 중첩부하시간은 인접 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유한 시간을 의미한다. 즉, 중첩부하시간은, 도2(a)에 도시한 바와 같이, 인접하는 액세스 포인트와 동일한 동작 채널을 사용하는 경우에 있어서, 상기 인접 액세스 포인트에 의하여 동작 채널이 점유된 시간을 의미한다. 한편, 자기부하시간은 액세스 포인트가 동작 채널을 점유하는 시간을 의미한다.
여기서, 모니터링부(10)는, 먼저 동작 채널을 통하여 입력되는 신호에 대하여 디코딩(decoding)을 수행할 수 있으며, 만약 상기 신호에 대한 디코딩이 불가능한 경우에는, 상기 신호가 입력되는 시간을 간섭시간으로 판별할 수 있다. 즉, 비무선랜신호이거나 간섭신호 등은 액세스 포인트(AP)에서 디코딩이 불가능하므로, 디코딩이 불가능한 신호가 입력되는 경우에는 동작 채널이 비무선랜신호 또는 간섭신호에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 이때, 모니터링부(10)는, 상기 동작 채널에 대한 에너지 검출을 수행할 수 있으며, 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지 검출이 지속되는 시간을 측정하여 상기 간섭시간을 계산할 수 있다. 즉, 모니터링부(10)가 모니터링을 수행하는 전체 모니터링 시간 중에서, 상기 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지 검출이 지속되는 시간을 합산하는 방식으로 상기 간섭시간을 계산할 수 있다. 다만, 동작 채널에 인가되는 비무선랜신호 또는 간섭신호 등은 항상 존재할 수 있다. 따라서, 상기 비무선랜신호나 간섭신호에 의하여 동작 채널이 점유되어 다른 무선랜신호 등이 전송될 수 없는 상태에 해당하는 것으로 판별하기 위하여는, 상기 비무선랜신호 또는 간섭신호가 기 설정된 한계에너지 이상의 크기를 가지는 경우로 제한할 수 있다.
한편, 동작 채널을 통하여 입력되는 신호가 디코딩이 가능하면, 모니터링부(10)는 상기 동작 채널이 액세스 포인트 또는 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 여기서, 상기 신호에 포함되는 MAC 프레임의 헤더 영역에 포함되는 송신 주소 또는 수신 주소를 이용하면, 상기 동작 채널이 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것인지 아니면, 상기 액세스 포인트가 점유한 것인지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소와 일치하면 상기 동작 채널은 액세스 포인트가 점유한 것으로 볼 수 있으며, 불일치하는 경우에는 상기 동작 채널이 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 이후, 상기 신호에 포함되는 MAC(Medium Access control) 프레임의 헤더(header) 영역에 포함되는 지속시간 필드(duration field)에 저장된 지속시간값을 이용하여, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 확인할 수 있다.
따라서, 모니터링부(20)에서는, 상기 신호의 송신 주소 또는 수신주소와 상기 지속시간 필드를 이용하여, 액세스 포인트가 동작 채널을 점유하는 자기부하시간과 인접 액세스 포인트가 동작 채널을 점유하는 중첩 부하시간을 각각 계산하는 것이 가능하다. 즉, 상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소와 불일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여, 상기 중첩부하시간을 계산할 수 있다. 또한, 상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여, 상기 자기부하시간을 계산할 수 있다.
추가적으로, 모니터링부(10)는 전체 모니터링 시간 중에서, 상기 간섭시간이 차지하는 간섭비율, 상기 중첩부하시간이 차지하는 중첩부하비율 및 상기 자기부하시간이 차지하는 부하비율을 각각 계산하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성할 수 있다. 즉, 상기 무선 자원 사용 분포표는 상기 비율에 따른 비례를 적용하여 생성할 수 있다. 한편, 모니터링부(10)는 주기적으로 전체 모니터링 시간 중에 해당하는 각각의 간섭시간, 중첩부하시간 및 자기부하시간을 계산할 수 있다.
제어부(20)는 상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 동작 채널을 변경하거나, 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)할 수 있다. 즉, 제어부(20)에서는 모니터링 결과에 따라 무선자원을 분배하여 효율적인 무선 자원 관리가 이루어지도록 할 수 있다.
구체적으로, 제어부(20)는, 모니터링부(10)에서 측정한 간섭비율이 기 설정된 과다간섭비율을 초과하면 상기 동작 채널을 과다간섭상태로 판별할 수 있으며, 상기 과다간섭상태를 해소하기 위하여, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경하도록 할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(AP)가 사용중인 동작 채널은 비무선랜신호나 간섭신호에 의한 영향을 과도하게 받고 있으므로, 다른 주파수의 동작 채널을 사용하도록 하여, 상기 과다간섭상태를 해소하도록 하도록 할 수 있다.
또한, 제어부(20)는, 모니터링부(10)에서 측정한 중첩부하비율이 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하는지 여부를 판별할 수 있으며, 상기 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하는 경우에는 중첩 과부하 상태로 판별할 수 있다. 즉, 상기 중첩부하비율이 한계 중첩 비율을 초과하는 경우에는, 인접 액세스 포인트가 과도하게 동작 채널을 점유하여, 액세스 포인트의 무선자원활용이 부족한 상태에 해당할 수 있다. 따라서, 제어부(20)에서는 상기 중첩 과부하 상태로 판별되면, 상기 액세스 포인트(AP)의 동작 채널을 변경하도록 하여, OBSS 환경에서 벗어나도록 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제어부(20)가 동작 채널을 변경하는 경우에는, 다른 동작 채널에 대한 무선 자원 분포표를 모니터링부(10)로부터 미리 수신할 수 있다. 이후, 제어부(20)는 상기 수신한 다른 채널의 무선 자원 분포표를 기초로하여, 변경할 동작 채널을 설정할 수 있다. 예를들어, 과다간섭상태에 해당하는 경우에는, 상대적으로 간섭 비율이 낮은 채널을 선택하여 상기 동작 채널로 변경할 수 있으며, 중첩 과부하 상태에 해당하는 경우에는, 상대적으로 중첩부하비율이 낮은 채널을 선택하여 상기 동작 채널로 변경할 수 있다.
추가적으로, 제어부(20)는 모니터링부(10)에서 측정한 부하비율이 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하는지 여부를 확인할 수 있으며, 상기 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하는 경우에는 자기과부하 상태로 판별할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(AP)에 단말들의 접속이 집중되어, 상기 액세스 포인트(AP)가 정상적인 성능을 발휘하기 어렵거나, 제공하는 무선랜 서비스의 품질이 저하될 위험이 있는 것으로 볼 수 있다. 따라서, 상기 액세스 포인트(AP)의 자기과부하 상태를 해소하기 위하여, 제어부(20)는 상기 액세스 포인트(AP)에 접속 중인 단말들을 인접 액세스 포인트 등으로 핸드오버할 수 있다. 즉, 액세스 포인트(AP)의 부하를 주변의 다른 인접 액세스 포인트에게 분산시킬 수 있다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법을 나타내는 순서도이다.
도6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법은 모니터링단계(S100) 및 제어단계(S200)를 포함할 수 있다.
이하, 도6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 무선자원관리방법을 설명한다.
모니터링단계(S100)에서는 액세스 포인트가 이용 중인 동작 채널의 사용현황을 모니터링할 수 있으며, 모니터링 결과에 따라 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별할 수 있다.
구체적으로, 모니터링단계(S100)에서는 모니터링 결과에 따라 동작 채널에 대한 무선자원 사용분포표를 생성할 수 있다. 여기서, 무선자원 사용분포표에는 점유시간과 유휴시간이 표시될 수 있으며, 점유시간은 동작 채널이 점유되어 사용되는 시간이고, 유휴시간은 동작 채널이 점유되지 않고 대기하는 시간일 수 있다. 점유시간에는 간섭시간, 중첩부하시간 및 자기부하시간 등이 포함될 수 있으며, 간섭시간은 비무선랜신호 또는 간섭신호 등에 의하여 상기 동작 채널이 점유된 시간을 의미하고, 중첩부하시간은 인접 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유한 시간을 의미할 수 있다. 또한, 자기부하시간은 액세스 포인트가 동작 채널을 점유하는 시간을 의미할 수 있다.
한편, 모니터링단계(S100)에서는, 먼저 동작 채널을 통하여 입력되는 신호에 대하여 디코딩(decoding)을 수행할 수 있으며, 만약 상기 신호에 대한 디코딩이 불가능한 경우에는, 상기 신호가 입력되는 시간을 간섭시간으로 판별할 수 있다. 즉, 비무선랜신호이거나 간섭신호 등은 액세스 포인트에서 디코딩이 불가능하므로, 디코딩이 불가능한 신호가 입력되는 경우에는 동작 채널이 비무선랜신호 또는 간섭신호에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 따라서, 모니터링단계(S100)에서는, 모니터링을 수행하는 전체 모니터링 시간 중에서, 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지 검출이 지속되는 시간을 합산하는 방식으로 상기 간섭시간을 계산할 수 있다. 일반적으로, 동작 채널에 인가되는 비무선랜신호 또는 간섭신호 등은 항상 존재하므로, 비무선랜신호 또는 간섭신호가 기 설정된 한계에너지 이상의 크기를 가지는 경우에 한하여, 상기 비무선랜신호 또는 간섭신호가 상기 동작 채널을 점유한 것으로 판별할 수 있다.
반면에, 동작 채널을 통하여 입력되는 신호가 디코딩이 가능하면, 모니터링단계(S100)에서는 상기 동작 채널이 액세스 포인트 또는 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 여기서, 상기 신호에 포함되는 MAC 프레임의 헤더 영역에 포함되는 송신 주소 또는 수신 주소를 이용하면, 상기 동작 채널이 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것인지 아니면, 상기 액세스 포인트가 점유한 것인지 여부를 확인할 수 있다. 즉, 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소와 일치하면 상기 동작 채널은 액세스 포인트가 점유한 것으로 볼 수 있으며, 불일치하는 경우에는 상기 동작 채널이 인접 액세스 포인트에 의하여 점유된 것으로 볼 수 있다. 이후, 상기 신호에 포함되는 MAC(Medium Access control) 프레임의 헤더(header) 영역에 포함되는 지속시간 필드(duration field)에 저장된 지속시간값을 이용하여, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 확인할 수 있다.
따라서, 모니터링단계(S100)에서는, 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소와 불일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 중첩부하시간을 계산할 수 있으며, 상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소가 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 자기부하시간을 계산할 수 있다.
추가적으로, 모니터링단계(S100)에서는, 전체 모니터링 시간 중에서 상기 간섭시간이 차지하는 간섭비율, 상기 중첩부하시간이 차지하는 중첩부하비율 및 상기 자기부하시간이 차지하는 부하비율을 각각 계산하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성할 수 있다. 즉, 상기 무선 자원 사용 분포표는 상기 비율에 따른 비례를 적용하여 생성할 수 있다. 한편, 모니터링단계(S100)는 기 설정된 주기마다 반복하여, 전체 모니터링 시간 중에 해당하는 각각의 간섭시간, 중첩부하시간 및 자기부하시간을 계산하는 것일 수 있다.
제어단계(S200)에서는, 상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널의 주파수를 변경하거나, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드 오버(hand-over)할 수 있다. 즉, 제어단계(S200)에서는 모니터링 결과에 따라 무선자원을 분배하여 효율적인 무선 자원 관리가 이루어지도록 할 수 있다.
구체적으로, 제어단계(S200)에서는, 측정한 간섭비율이 기 설정된 과다간섭비율을 초과하면 상기 동작 채널을 과다간섭상태로 판별할 수 있으며, 상기 과다간섭상태를 해소하기 위하여, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경하도록 할 수 있다. 즉, 현재 액세스 포인트가 사용중인 동작 채널에는 비무선랜신호나 간섭신호에 의한 영향이 과도하게 발생하고 있으므로, 다른 주파수의 동작 채널을 사용하도록 하여, 상기 과다간섭상태를 해소하도록 하도록 할 수 있다.
또한, 제어단계(S200)에서는, 측정한 중첩부하비율이 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하는지 여부를 판별할 수 있으며, 상기 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하는 경우에는 중첩 과부하 상태로 판별할 수 있다. 즉, 상기 중첩부하비율이 한계 중첩 비율을 초과하는 경우에는, 인접 액세스 포인트가 과도하게 동작 채널을 점유하여, 액세스 포인트의 무선자원활용이 부족한 상태로 판별할 수 있다. 따라서, 제어단계(S200)를 통하여 상기 액세스 포인트(AP)의 동작 채널을 변경하도록 함으로써, 액세스 포인트가 중첩된 BSS 환경에서 벗어나도록 할 수 있다.
나아가, 제어단계(S200)에서는, 측정한 부하비율이 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하는지 여부도 확인할 수 있으며, 상기 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하는 경우에는 자기과부하 상태에 해당하는 것으로 판별할 수 있다. 즉, 액세스 포인트에 단말들의 접속이 집중되어, 상기 액세스 포인트가 정상적인 성능을 발휘하지 못하거나, 제공하는 무선랜 서비스의 품질이 저하될 위험이 있는 상태로 판별할 수 있다. 따라서, 상기 액세스 포인트의 자기과부하 상태를 해소하기 위하여, 제어단계(S200)에서는 상기 액세스 포인트에 접속 중인 단말들을 인접 액세스 포인트 등으로 핸드오버함으로써, 상기 액세스 포인트의 부하를 주변의 다른 인접 액세스 포인트에게 분산시킬 수 있다.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
AP: 액세스 포인트 STA: 단말
10: 모니터링부 20: 제어부
S100: 모니터링단계 S200: 제어단계

Claims (14)

  1. 액세스 포인트(AP: Access Point)가, 이용 중인 동작 채널의 사용현황을 모니터링하여, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별하는 모니터링단계; 및
    상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널의 주파수를 변경하거나, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)하는 제어단계를 포함하는 무선자원관리방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 모니터링 결과에 따라, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 사용분포표를 생성하는 무선자원관리방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 동작 채널이 점유되어 사용되는 점유시간과, 상기 동작 채널이 점유되지 않고 대기하는 유휴시간을 구별하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성하는 무선자원관리방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 점유시간은
    비무선랜신호 또는 간섭신호가 상기 동작 채널을 점유하는 간섭시간, 인접 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유하는 중첩부하시간 및 상기 액세스 포인트가 상기 동작 채널을 점유하는 자기부하시간을 포함하는 무선자원관리방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    디코딩(decoding)이 불가능한 신호가 상기 동작 채널을 통하여 입력되는 시간을 상기 간섭시간으로 구별하는 무선자원관리방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 디코딩이 불가능한 신호가 입력되면 상기 동작 채널에 대한 에너지 검출을 수행하고, 상기 동작 채널 내에 기 설정된 한계에너지 이상의 에너지 검출이 지속되는 시간을 상기 간섭시간으로 측정하는 무선자원관리방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 동작 채널을 통하여 입력되는 신호에 대한 디코딩이 가능하면, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 합산하여, 상기 중첩부하시간 또는 자기부하시간을 계산하는 무선자원관리방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 신호에 포함되는 MAC(Medium Access control) 프레임의 헤더(header) 영역에 포함되는 지속시간 필드(duration field)에 저장된 지속시간값을 이용하여, 상기 신호에 의하여 동작 채널이 점유되는 시간을 확인하는 무선자원관리방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소와 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 불일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 중첩부하시간을 계산하는 과정; 및
    상기 디코딩된 MAC 헤더에 포함된 송신 주소 또는 수신 주소와 상기 액세스 포인트에 연결된 단말의 주소가 일치하는 신호에 포함된 지속시간값을 합산하여 상기 자기부하시간을 계산하는 과정을 포함하는 무선자원관리방법.
  10. 제4항에 있어서, 상기 모니터링 단계는
    전체 모니터링 시간 중에서, 상기 간섭시간이 차지하는 간섭비율, 상기 중첩부하시간이 차지하는 중첩부하비율 및 상기 자기부하시간이 차지하는 부하비율을 계산하여, 상기 무선 자원 사용 분포표를 생성하는 무선자원관리방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제어 단계는
    상기 간섭비율이 기 설정된 과다간섭비율을 초과하면 과다간섭상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경하는 무선자원관리방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제어 단계는
    상기 중첩부하비율이 기 설정된 한계 중첩 비율을 초과하면 중첩 과부하 상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트의 동작 채널을 변경하는 무선자원관리방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 제어 단계는
    상기 부하비율이 기 설정된 한계 부하 비율을 초과하면 자기과부하 상태로 판별하고, 상기 액세스 포인트에 연결된 단말들을 인접 액세스 포인트로 핸드오버하는 무선자원관리방법.
  14. 동작 채널의 사용현황을 모니터링하여, 상기 동작 채널에 대한 무선자원 이용상태를 판별하는 모니터링부; 및
    상기 판별된 무선자원 이용상태에 따라, 상기 동작 채널을 변경하거나, 연결된 단말을 인접 액세스 포인트로 핸드오버(hand-over)하는 제어부를 포함하는 액세스 포인트.
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