KR20190129219A - 무선랜 ap에 따른 전력 절감 최적화 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

무선랜 AP에 따른 전력 절감 최적화 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 STA가 저전력 모드로 동작할 때 전력 절감을 최적화하기 위해 저전력 모드 상에서 데이터 손실이 없이 슬립모드를 최대한 오랫동안 유지하도록 STA과 AP간의 최대 버퍼링 시간, 비콘 타임아웃값, 소비 전력 예측값 등을 최적화하는 전력 절감 최적화 방법 및 장치를 제공한다.

Description

무선랜 AP에 따른 전력 절감 최적화 방법 및 장치{Method And Apparatus for Providing Power Saving Optimization}
본 실시예는 다양한 무선랜 AP 마다 전력 절감 최적화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
일반적으로 802.11 WLAN에서의 전력 관리(Power Management) 모델은 어웨이크(Awake) 모드 상태에서 더 이상 송수신할 데이터가 없는 경우, 저소비전력을 위하여 슬립모드(Sleep Mode) 상태로 진입하게 된다.
슬립모드 상태에서는 일정한 주기로 전송되는 비콘 프레임(Beacon Frame) 내의 정보인 TIM(Traffic Indication Message) 또는 DTIM(Delivery TIM)을 검사하여 수신할 데이터의 존재 여부를 확인한다.
검사 결과, 수신할 데이터가 존재하면, 어웨이크 모드 상태로 전환하여 절전 폴링(Power Saving Polling)을 전송하고 데이터를 수신하게 된다. 아울러 검사 결과, 수신할 데이터가 존재하지 않으면 슬립모드 상태를 유지하게 된다.
일반적으로 802.11 WLAN에서의 파워관리 모델은 저소비전력을 위하여 슬립모드 상태에서 파워 소비를 최소화하기 위하여 슬립을 시도한다. 일반적으로 802.11 WLAN에서의 파워관리 모델의 단계별 파워의 소비는 슬립모드 즉, 도즈(Doze) 상태에서 어웨이크모드 상태로 진입하기 위하여, 하나의 메인 애플리케이션을 이용하였다.
일반적인 802.11 WLAN에서의 파워관리 모델에 따라 하나의 메인 애플리케이션에서 서비스하는 모든 기능들이 탑재되어 있을 필요가 존재한다. 구체적으로, 하나의 메인 애플리케이션에는 TIM/DTIM 검사에 필요한 필수 코드 및 데이터 이외에, 서비스 관련 코드 및 데이터들이 추가되어 있다.
전술한 추가 서비스들의 초기화 절차도 수행되므로 불필요한 초기화 시간이 증가하고, 서비스와 연동하는 하드웨어 모듈 또한 파워업 상태가 되므로 불필요한 파워 소모를 수반하는 문제가 있다.
본 실시예는 STA가 저전력 모드로 동작할 때 전력 절감을 최적화하기 위해 저전력 모드 상에서 데이터 손실이 없이 슬립모드를 최대한 오랫동안 유지하도록 STA과 AP간의 최대 버퍼링 시간, 비콘 타임아웃값, 소비 전력 예측값 등을 최적화하는 전력 절감 최적화 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 물리 계층(Physical Layer)으로 연결된 AP(Access Point)를 경유하여 단말기와 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정(Setup TCP Session)하는 세션 설정부; 상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라, 상기 AP와의 일부 통신 기능을 턴오프(Turn off)시키는 블록 설정부; 상기 TCP 세션을 컷 오프(Cut off TCP Session)한 후 슬립모드(Sleep Mode)로 진입하며, 기 설정된 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 상기 단말기가 UDP(User Datagram Protocol) 세션으로 상기 AP로 전송한 데이터를 상기 AP로부터 상기 슬립모드에 따라 버퍼링한 버퍼링 데이터로서 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 상기 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성하는 테스트부; 및 상기 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간값을 설정하는 최적화 설정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 물리 계층(Physical Layer)으로 연결된 AP(Access Point)를 경유하여 단말기와 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정(Setup TCP Session)하는 과정; 상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라, 상기 AP와의 일부 통신 기능을 턴오프(Turn off)시키는 과정; 상기 TCP 세션을 컷 오프(Cut off TCP Session)한 후 슬립모드(Sleep Mode)로 진입하는 과정; 기 설정된 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 상기 단말기가 UDP(User Datagram Protocol) 세션으로 상기 AP로 전송한 데이터를 상기 AP로부터 상기 슬립모드에 따라 버퍼링한 버퍼링 데이터로서 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하는 과정; 상기 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성하는 과정; 및 상기 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간값을 설정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, STA가 저전력 모드로 동작할 때 전력 절감을 최적화하기 위해 저전력 모드 상에서 데이터 손실이 없이 슬립모드를 최대한 오랫동안 유지하도록 STA과 AP간의 최대 버퍼링 시간, 비콘 타임아웃값, 소비 전력 예측값 등을 최적화할 수 있는 효과가 있다.
본 실시예에 의하면, 다양한 종류의 AP마다 상이한 전력 절감 특성에 부합하는 최적값을 찾아 AP와 STA 간의 통신에 적용하여 최적의 전력 절감 효과를 제공한다.
본 실시예에 의하면, 짧은 버퍼링 시간을 갖는 AP와 긴 시간동안 슬립 모드로 동작하는 STA 간의 통신에서 데이터 손실이 발생하고, 긴 버퍼링 시간을 갖는 AP와 짧은 시간 동안 슬립 모드로 동작하는 STA 간에 통신에서 데이터 손실이 없지만 전력 절감을 약하게 하는 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 저전력 제어 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a,4b,4c는 본 실시예에 따른 메시지 포멧을 나타낸 블럭 구성도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 테스트 결과(결과 데이터)를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 실시예에 따른 저전력 제어 애플리케이션의 화면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 시스템을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 시스템은 단말기(110), 저전력 제어 애플리케이션(112), AP(120) 및 STA(130)를 포함한다. 전력 절감 최적화 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말기(110)는 사용자의 키 조작에 따라 네트워크를 경유하여 음성 또는 데이터 통신을 수행하는 전자 기기를 의미한다. 단말기(110)는 AP(120)를 경유하여 STA(130)와 통신하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비한다.
단말기(110)는 스마트폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 미디어 플레이어, 무선 네트워크 통신을 위한 WLAN 장비(STA) 등과 같은 전자 기기일 수 있다.
본 실시예에 따른 단말기(110)는 저전력 제어 애플리케이션(112)을 탑재하여 STA(130)로 하여금 AP(120)를 테스트하도록 하고, 테스트 결과(결과 데이터)를 기반으로 AP(120)와 STA(130) 간의 통신 설정을 최적화할 수 있다. 단말기(110)는 사용자의 조작 또는 명령에 의해 저전력 제어 애플리케이션(112)을 구동한다.
저전력 제어 애플리케이션(112)은 단말기(110)가 스마트 폰인 경우 애플리케이션 스토어로부터 다운로드하여 인스톨하는 애플리케이션을 의미한다. 저전력 제어 애플리케이션(112)은 단말기(110) 내에 탑재되는 OS(Operating System)에 임베디드(Embedded) 형태로 탑재되거나, 사용자의 조작 또는 명령에 의해 단말기(110) 내의 OS에 인스톨되는 형태로 탑재될 수 있다.
저전력 제어 애플리케이션(112)은 단말기(110)에 탑재되어, 단말기(110)에 구비된 각종 하드웨어를 이용하여 동작하는 것이 바람직하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 별도의 장치로 구현되어 동작될 수도 있다. 또한, 저전력 제어 애플리케이션(112)은 단말기(110) 내에 기 설치된 애플리케이션들과 연동하여 동작할 수도 있다.
AP(120)는 네트워크에서 Wi-Fi를 이용한 관련 표준을 이용하여 무선 장치들을 유선 장치에 연결할 수 있게 하는 장치를 의미한다. AP(120)는 일반적으로 유선망을 거치는 라우터에 연결되며 STA(130), 단말기(110)와 같은 무선 장치와 네트워크 상의 유선 장치 간 데이터를 중계한다.
AP(120)는 STA(130)가 슬립모드로 동작하는 것을 인지하고 있기 때문에, STA(130)에 전송할 데이터를 기 설정된 시간동안 버퍼링한다.
AP(120)는 STA(130)로 데이터를 전송하고자 할 때, STA(130)가 슬립모드인 경우, AP(120)는 구비한 메모리 상에 데이터를 보관하는 형태로 버퍼링하다가 STA(130)가 웨이크업하면 버퍼링한 데이터를 STA(130)로 전송한다.
AP(120)는 다양한 벤더(Vender)들에 의해 제조되므로, 하드웨어적인 스펙과 특성이 동일하지 않으므로, STA(130)가 슬립모드로 동작할 때, 데이터를 버퍼링하는 시간이 대부분 상이하다.
WLAN 무선 네트워크에 접속된 WLAN 장비(장비는 일반적으로 ‘국(Station)’의 약칭인 ‘STA’라 칭함)는 전력 소비를 줄이도록 하는 ‘슬립모드(Sleep Mode)’를 구동한다.
STA(130)는 AP(120)와 무선랜 기반의 통신을 수행하는 전자 기기를 의미한다. STA(130)는 AP(120)와 통신하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비한다.
STA(130)는 디지털 도어락, 초인종 벨, 배터리를 사용하는 디바이스 중 저전력을 필요로 하는 다양한 디바이스일 수 있다.
STA(130)는 (ⅰ) 각종 기기 또는 유무선 네트워크와 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, (ⅱ) 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, (ⅲ) 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치이다. 적어도 일 실시예에 따르면, 메모리는 램(Random Access Memory: RAM), 롬(Read Only Memory: ROM), 플래시 메모리, 광 디스크, 자기 디스크, 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk: SSD) 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기록/저장매체일 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 명세서상에 기재된 동작과 기능을 하나 이상 선택적으로 수행하도록 프로그램될 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 전체 또는 부분적으로 특정한 구성의 주문형반도체(Application Specific Integrated Circuit: ASIC) 등의 하드웨어로써 구현될 수 있다.
메모리에 관련 데이터 및 프로그램이 저장되어 있고, 프로세서가 메모리로부터 관련 데이터를 읽어들여 처리한다. 프로세서는 하나의 프로세서가 위 각 기능들을 수행할 수 있지만, 복수 개의 프로세서가 분담하여 처리하도록 구현할 수도 있다. 프로세서는 범용 프로세서에서 구현될 수도 있지만, 그 기능을 수행하도록 별도로 제작된 칩으로 구현할 수도 있다.
STA(130)는 저전력 제어 모듈(132)을 포함한다. STA(130)는 탑재된 저전력 제어 모듈(132)을 이용하여 AP(120)와 통신한다. STA(130)는 AP(120)를 경유하여 단말기(110)와 통신한다.
STA(130)는 AP(120)를 경유하여 단말기(110)로부터 수신된 신호를 근거로 AP(120)를 테스트하고, 테스트 결과(결과 데이터)에 근거하여 ‘슬립모드’와 관련된 파라미터값을 설정한다.
STA(130)는 저전력을 수행하면 데이터 손실 없이 AP(120)와 통신하기 위해 단말기(110)와 연동하여 통신과 관련된 파라미터 값을 최적화한다. 다시 말해, STA(130)는 저전력을 수행하기 위해 슬립모드로 기 설정된 시간동안 동작한다. STA(130)는 슬립모드로 동작할 때 데이터를 미수신하면 데이터 손실이 발생하기 때문에, AP(120)를 경유하여 단말기(110)와 연동하여 통신과 관련된 파라미터 값을 최적화한다.
본 실시예에 따른 저전력 제어 모듈(132)은 STA(130) 내에 소프트웨어 또는 하드웨어 형태로 탑재된다. 저전력 제어 모듈(132)은 디지털 도어락, 초인종 벨, 배터리를 사용하는 디바이스 중 저전력을 필요로하는 다양한 디바이스에 탑재될 수 있다.
<제1 실시예 >
저전력 제어 모듈(132)은 탑재된 전자 디바이스를 저전력으로 동작시키면서, 통신하는 AP(120)와의 데이터 손실이 없도록 동작하기 위해 다양한 AP(120)의 절전(Power Saving) 버퍼링 시간(PS Buffering Time)을 찾아낸다.
예컨대, AP(120)의 절전 버퍼링 시간이 최대 ‘3초’인 경우, 저전력 제어 모듈(132)은 해당 AP(120)의 절전 버퍼링 시간인 ‘3초’를 확인한 후, 해당 AP(120)와 통신할 때, ‘0초 ~ 2.8초’까지 STA(130)를 슬립모드로 동작시키다가 ‘2.8초’에 STA(130)가 웨이크업하도록 해서 해당 AP(120)로 버퍼링된 데이터를 요청하도록 제어한다.
만약, STA(130)가 ‘3초’까지 슬립모드로 동작하는 경우, 해당 AP(120)는 최대 버퍼링 시간이 ‘3초’이므로, 버퍼링된 데이터를 STA(130)로 전송하지 못하고, 데이터를 지우게 된다. 다시 말해, STA(130) 입장에서는 슬립모드로 동작하는 과정에서, AP(120)로부터 데이터를 미수신하게 되므로, 데이터 손실이 발생하게 된다.
따라서, 저전력 제어 모듈(132)은 최적화를 위한 저전력 제어 소프트웨어가 탑재된다. 단말기(110)에도 저전력 제어 애플리케이션(112)이 탑재되어, AP(120)를 경유하여 단말기(110)와 저전력 제어 모듈(132) 간의 통신으로 저전력 제어가 가능하다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)와 통신한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112) 내에는 TCP(Transmission Control Protocol) 에이전트와 UDP(User Datagram Protocol) 에이전트가 구동된다. TCP 에이전트는 STA(130)과 세션 연결·끊기 및 제어 명령 전달, 받은 명령 해석·처리를 담당한다. UDP 에이전트는 STA(130)으로 데이터를 전송하는 역할을 담당한다.
단말기(110)는 STA(130)와 세션을 (Setup TCP Session)설정한다. 단말기(110)는 TCP 세션을 이용하여 STA(130)로 테스트 준비 요청(Test Start Ready) 명령을 전송한다. 단말기(110)는 STA(130)로부터 테스트 준비 OK 응답(Test Start Ready OK)을 수신한다. 단말기(110)는 새로운 연결 정보 및 슬립 시간 정보를 STA(130)으로 전송한다. STA(130)는 받은 슬립 시간만큼 슬립한 후 웨이크업하여 AP(120)의 버퍼링된 데이터 수신 여부, 테스트 결과를 새로운 TCP 세션을 맺고 단말기(110)로 전송한다.
STA(130)는 기 설정된 시간(예컨대, 1초 단위)을 증가(예컨대, 2초, 3초)시켜가면서, 동일한 동작을 반복한다. STA(130)는 AP(120)로부터 기 설정된 시간(예컨대, 1분)동안 기 설정된 횟수(예컨대, 5번) 이상으로 성공하는 지의 여부를 확인한다.
예컨대, 1초에 5회 시도 5회 성공, 2초에 5회 시도 5회 성공, 3초에 5회 시도 5회 성공, 4초에 5회 시도 0회 성공, 5초에 5회 시도 0회 성공인 경우, STA(130)는 성공한 시간 중 가장 큰 시간인 3초를 최대 버퍼링 시간으로 확인한다.
STA(130)는 해당 AP(120)에 대한 최대 버퍼링 시간을 확인한 경우, 최대 버퍼링 시간으로 설정하여 저전력 모드로 동작하는 시간이 극대화되도록 한다.
STA(130)는 전력 소비(Power Consumption)를 줄이기 위해 슬립모드(Sleep Mode)로 동작하여 전력이 감소(Power Down)되도록 한다. STA(130)가 슬립모드로 동작하면 AP(120)는 해당 STA(130)에게 데이터(Data)를 전송하지 못하고, 해당 데이터를 버퍼링(Buffering)한다. AP(120)는 버퍼링(Buffering) 시간이 기 설정된 임계값을 초과하면, 버퍼링 중인 데이터를 삭제하기 때문에, 슬립모드로 동작 중인 STA(130)는 AP(120)로부터 데이터를 수신하지 못한다.
따라서, STA(130) 입장에서는 데이터 손실(Data Loss)율을 최소화하고 전력 소비를 최소화하기 위해서 AP(120)의 버퍼링 시간을 인지하는 것이 중요하다. 참고로 AP(120)마다 리소스(Resource) 및 구현이 상이하여, AP(120)마다 버퍼링 시간이 상이하다. STA(130)는 AP(120)마다 상이한 버퍼링 시간을 찾는다.
제1 실시예에 따른 STA(130)의 동작 방식은 다음과 같다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 TCP를 이용하여 연결한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 STA(130)로 슬립 시간 및 기타 정보를 설정한다. 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 설정 메시지를 STA(130)로 전송한다.
STA(130)가 슬립모드로 동작하면, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 UDP(User Datagram Protocol)를 이용하여 데이터를 STA(130)로 전송한다.
AP(120)는 STA(130)가 슬립모드로 동작중이면, 데이터를 버퍼링한다. STA(130)는 기 설정된 주기로 웨어크업(Wakeup)하여 AP(120)로 데이터를 요청한다. AP(120)가 데이터를 STA(130)로 전송하면, 기 설정된 슬립모드의 동작 시간은 AP(120)의 버퍼링 가능 시간임을 의미한다.
STA(130)는 슬립모드로 동작하는 시간을 늘려가며 AP(120)의 최대 버퍼링 시간을 찾는다. STA(130)는 해당 AP(120)의 최대 버퍼링 시간을 찾은 후 슬립모드의 시간으로 설정한다.
<제2 실시예 >
STA(130)는 슬립모드로 동작하는 중간에 웨이크업해서 AP(120)로부터 주기적으로 비콘을 수신하는데, 웨이크업 후 얼마동안 대기할 것인지 대기 시간을 결정한다.
다시 말해, STA(130)는 기 설정된 시간 단위(예컨대, 100 ms)로 윅 웨이크업 한다. STA(130)는 풀 웨이크업 후 기 설정된 시간(약 5 분)동안의 비콘 손실 횟수를 확인한다.
STA(130)는 기 설정된 시간(약 5 분)동안 기 설정된 시간 단위 내에서 윅 웨이크업(Weak Wake-UP)을 수행하는데, 기 설정된 시간 단위를 조정(예컨대, 2, 4, 6, 8, 16 ms)하면서 비콘 손실 횟수를 확인한다.
예컨대, 2 ms의 시간 단위일 때 26회 비콘 손실, 4 ms의 시간 단위일 때 20회 비콘 손실, 6 ms의 시간 단위일 때 19회 비콘 손실, 8 ms의 시간 단위일 때 18회 비콘 손실이 발생한다.
STA(130)는 기 설정된 시간 단위 중 비콘 손실율이 높았다가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 시간 단위값을 최적값(비콘 타임 아웃값)으로 선정한다.
STA(130)는 전력 소비를 최소화하기 위해 전력 감소(Power Down)와 웨이크업(Wakeup)을 반복한다.
STA(130)는 AP(120)로부터 비콘(Beacon)을 수신하기 위해 일정 주기로 윅 웨이크업하는데, 일정 시간만 비콘(Beacon)을 기다린 후 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout)이 경과하면, 다시 슬립모드로 동작한다. 기 설정된 비콘 시간(Beacon Timeout) 값에 따라 비콘(Beacon) 수신율에 차이가 발생한다. 따라서, STA(130)는 비콘 수신율을 최대화하는 값을 찾는다.
제2 실시예에 따른 STA(130)의 동작 방식은 다음과 같다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 TCP(Transmission Control Protocol)를 이용하여 연결한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 STA(130)로 슬립 시간 및 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout)을 설정한다. 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 설정 메시지를 STA(130)로 전송한다.
STA(130)는 전력 감소(Power Down)/윅 웨이크업 시간 동안 비콘 손실(Beacon Loss) 횟수를 계산한다. STA(130)는 풀 웨이크업(Full Wake up) 후 계산된 비콘 손실 횟수를 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)으로 전송한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 수집된 비콘 손실 횟수들을 기반으로 최적의 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout) 값 계산한다. 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)에 접속하여 계산된 비콘 타임아웃 시간을 설정한다.
<제3 실시예 >
STA(130)에서의 전력 소모를 확인하기 위해, 풀 웨이크업 동안의 Rx 시간과 윅 웨이크업 동안의 Rx 시간을 확인한다. STA(130)는 풀 웨이크업할 때를 Rx 시간으로 인지하고, Rx 시간에 Rx 전력 소모량을 곱하여 풀 웨이크업 전력량을 산출한다. STA(130)는 윅 웨이크업할 때를 윅 웨이크업 Rx 시간으로 인지하여, 윅 웨이크업 시간에 Rx 전력 소모량을 곱하여 윅 웨이크업 전력량을 산출한다. STA(130)는 풀 웨이크업 전력량과 윅 웨이크업 전력량을 더하여 전체 전력 소모량을 산출한다. STA(130)는 전체 전력 소모량을 기반으로 동작 가능 시간 정보를 산출한다.
다시 말해, STA(130)는 전체 전력 소모량을 기반으로 1년 동안 동작할 수 있다고 예측하거나 3년 동안 동작할 수 있다고 예측하는 동작 가능 시간 정보를 산출할 수 있다. STA(130)의 전력 소모량이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 이상이 발생한 것으로 인지하여 점검 요청 신호를 발생할 수 있다.
STA(130)는 절전(Power Saving)을 위해 전력 감소(Power Down)와 웨이크업(Wakeup)을 반복한다. STA(130)는 절전(Power Saving)시 전력 소모량을 가늠하기 위해 평균 전력 소비(Power Consumption)를 추론한다.
제3 실시예에 따른 STA(130)의 동작 방식은 다음과 같다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 TCP를 이용하여 연결한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 STA(130)로 사용자 웨이크업 시간(User Wakeup time)을 설정한다. 저전력 제어 애플리케이션(112)은 TCP를 이용하여 설정 메시지를 STA(130)로 전송한다.
STA(130)는 사용자 웨이크업 시간(User Wakeup time)을 설정한 후 측정된 수신 시간(Rx on time) 값을 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)으로 전송한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 수신한 수신 시간(Rx on time) 값으로 전류 소모를 계산한다.
WLAN(Wireless Local Area Network) 네트워크 기술은 광대역 네트워크에 대한 액세스와 더불어 가정에 널리 배치된다. WLAN 네트워크 기술은 일반적으로 Wi-Fi(Wireless Fidelity)로 알려져 있다.
일반적으로 WLAN에서 STA(130)는 AP로부터 비콘 신호(Beacon)를 수신하면, 비콘 신호(Beacon)를 처리를 위해서 웨이크업(WAKE-UP) 해야 한다. AP(120)는 비콘 데이터(Beacon)를 STA(130)로 전송하기 전에 비콘 데이터(Beacon) 내의 TIM에 전달하려는 데이터 전송 유형을 표시한다.
도 2는 본 실시예에 따른 저전력 제어 모듈을 개략적으로 나타낸 블럭 구성도이다.
본 실시예에 따른 저전력 제어 모듈(132)은 세션 설정부(210), 블록 설정부(220), 테스트부(230) 및 최적화 설정부(240)를 포함한다. 저전력 제어 모듈(132)에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
저전력 제어 모듈(132)에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
도 2에 도시된 저전력 제어 모듈(132)의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
단말기(110)가 AP(120)에 접속하고, STA(130) 역시 단말기(110)가 접속한 동일한 AP(120)와 접속한 상태를 가정하여 설명한다.
세션 설정부(210)는 물리 계층(Physical Layer)으로 연결된 AP(120)를 경유하여 단말기(110)와 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정(Setup TCP Session)하거나 TCP 세션을 컷 오프(Cut Off TCP Session)한다.
블록 설정부(220)는 TCP 세션을 경유하여 단말기(110)로부터 입력된 제어 명령에 따라 AP(120)와의 일부 통신 기능을 턴오프(Turn off)시키거나 턴온(Turn On) 시킨다.
블록 설정부(220)는 AP(120)를 테스트하기 위해 TCP 세션을 경유하여 단말기(110)로부터 입력된 제어 명령에 따라 AP(120)로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하더라도 웨이크업하지 않도록 설정(Block UC/BC/MC)한다. 블록 설정부(220)는 AP(120)를 테스트하기 위해 TCP 세션을 경유하여 입력된 단말기(110)의 제어에 따라 AP(120)로부터 일정 시간 동안 비콘을 미수신하더라도 웨이크업하지 않도록 설정(Block No Ack Wakeup)한다. 블록 설정부(220)는 AP(120)를 테스트하기 위해 TCP 세션을 경유하여 입력된 단말기(110)의 제어에 따라 비콘을 미수신하더라도 AP(120)로 절전 폴링(Power Saving Polling)을 미전송하도록 설정(Block PS-Poll send)한다.
블록 설정부(220)는 테스트부(230)에서 결과 데이터를 생성하면, 세션 설정부(210)를 제어하여 단말기(110)와 TCP 세션을 다시 설정하도록 한다.
블록 설정부(220)는 테스트부(230)에서 결과 데이터를 생성하면, TCP 세션을 경유하여 단말기(110)로부터 입력된 제어 명령에 따라 AP(120)로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하는 경우 웨이크업하도록 설정(Turn on UC/BC/MC)한다. 블록 설정부(220)는 테스트부(230)에서 결과 데이터를 생성하면, TCP 세션을 경유하여 단말기(110)로부터 입력된 제어 명령에 따라 AP(120)로부터 비콘을 미수신하는 경우 웨이크업하도록 설정(Turn on No Ack Wakeup)한다. 블록 설정부(220)는 테스트부(230)에서 결과 데이터를 생성하면, TCP 세션을 경유하여 단말기(110)로부터 입력된 제어 명령에 따라 AP(120)로 절전 폴링(Power Saving Polling)을 전송하도록 설정(Turn on PS-Poll send)한다.
테스트부(230)는 세션 설정부(210)를 제어하여 TCP 세션을 컷 오프(Cut off TCP Session)하도록 한 후 슬립모드(Sleep Mode)로 진입한다.
테스트부(230)는 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 단말기(110)가 UDP(User Datagram Protocol) 세션으로 전송한 데이터를 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링한 버퍼링 데이터를 수신한다.
테스트부(230)는 버퍼링한 버퍼링 데이터로서 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복한다. 테스트부(230)는 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한다.
테스트부(230)가 결과 데이터로 생성하면, 세션 설정부(210)를 제어하여 AP(120)와 TCP 세션을 다시 설정하도록 한 후 TCP를 이용하여 결과 데이터가 AP(120)를 경유하여 단말기(110)로 전송되도록 한다.
테스트부(230)는 AP(120)로부터 비콘(Beacon) 신호를 수신하기 위해 일정 주기로 윅 웨이크업한다. 이후, 테스트부(230)는 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout) 동안 비콘 신호를 기다리다가 비콘 타임아웃 시간이 경과하면, 다시 슬립모드로 동작할 때, 비콘 타임아웃 시간을 최적화한다.
테스트부(230)는 슬립모드를 수행하다가 윅 웨이크업해서 AP로부터 주기적으로 비콘 신호를 수신하는데, 윅 웨이크업한 후 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout)에 따른 비콘 손실(Beacon Loss) 횟수를 근거로 결과 데이터를 생성한다.
테스트부(230)는 기 설정된 시간 단위(예컨대, 약 5 초)로 풀 웨이크업한 후 기 설정된 시간(약 5 초)동안의 비콘 손실 횟수를 확인한다. 테스트부(230)는 기 설정된 시간(약 5 초)동안 기 설정된 시간 단위 내에서 풀 웨이크업(Full Wake-UP)을 수행할 때, 기 설정된 시간 단위를 조정(예컨대, 2, 4, 6, 8, 16 ms)하면서 비콘 손실 횟수를 확인한다.
테스트부(230)는 풀 웨이크업 시의 Rx 시간을 확인하고, Rx 시간에 기 저장된 Rx 전력 소모량을 곱하여 풀 웨이크업 전력량을 산출한다. 테스트부(230)는 윅 웨이크업 시의 Rx 시간을 확인하고, Rx 시간에 기 저장된 Rx 전력 소모량을 곱하여 윅 웨이크업 전력량을 산출한다. 테스트부(230)는 풀 웨이크업 전력량과 윅 웨이크업 전력량을 더하여 전체 전력 소모량을 산출한다.
테스트부(230)는 전체 전력 소모량을 기반으로 동작 가능 시간 정보를 산출하여 단말기(110)로 전송한다. 테스트부(230)는 전력 소모량이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 전력 소모에 이상이 발생한 것으로 인지하여 점검 요청 신호를 생성하여 단말기(110)로 전송한다.
최적화 설정부(240)는 테스트부(230)로부터 수신된 결과 데이터 중 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간값을 설정한다. 최적화 설정부(240)는 테스트부(230)에서 생성한 결과 데이터를 기반으로 TIM(Traffic Indication Map) 인터벌(Interval)을 설정한다.
최적화 설정부(240)는 테스트부(230)에서 비콘 손실 횟수를 확인하면, 조정한 기 설정된 시간 단위에 대응하는 비콘 손실 횟수 중 비콘 손실율이 높았다가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 시간 단위값을 최적의 비콘 타임 아웃시간으로 설정한다.
도 3은 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)와 통신하기 위해 AP(120)와 STA(130)간의 TCP 세션을 설정(Setup TCP Session)하도록 연결한다(S312). 단계 S312에서 단말기(110)가 AP(120)에 접속한 상태이고, STA(130) 역시 단말기(110)가 접속한 동일한 AP(120)와 접속한 상태를 의미한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 테스트할 요소값(예컨대, 최대 버퍼링 시간, 비콘 타임아웃값, 소비 전력 예측값 등)을 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 전송한 후 테스트 시작 준비를 기다린다(S314).
단계 S314에서, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 테스트 준비 요청 신호(Test Start Ready)를 전송한다.
단말기(110)는 테스트할 요소값(예컨대, 최대 버퍼링 시간, 비콘 타임아웃값, 소비 전력 예측값 등)을 포함하는 테스트 준비 요청 신호를 AP(120)로 전송한다. AP(120)는 STA(130)로 테스트 준비 요청 신호를 전송한다.
STA(130)는 테스트 준비가 완료되면, AP(120)로 테스트 준비 요청 신호에 대응하는 테스트 준비 응답 신호(Test Start Ready OK)를 전송한다. 단말기(110)는 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)을 이용하여 AP(120)로부터 테스트 준비 응답 신호를 수신한다(S316). 단계 S316에서 STA(130)는 AP(120)를 경유하여 단말기(110)로 테스트 준비 응답 신호를 전송한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)이 AP(120)로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하더라도 웨이크업하지 않도록 STA(130)을 설정(Block UC/BC/MC)한다(S318).
단계 S318에서, STA(130)는 단말기(110)의 설정에 따라 AP(120)로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하더라도 웨이크업하지 않는다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)이 테스트 기간 동안 AP(120)로부터 일정시간 동안 비콘을 미수신하더라도 웨이크업하지 않도록 STA(130)를 설정(Block No Ack Wakeup)한다(S320).
단계 S320에서, STA(130)는 단말기(110)의 설정에 따라 AP(120)로부터 비콘을 미수신하더라도 테스트 기간동안 웨이크업하지 않는다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)이 절전 폴링(Power Saving Polling)을 미전송하도록 STA(130)를 설정(Block PS-Poll Send)한다(S322). 단계 S322에서, STA(130)는 단말기(110)의 설정에 따라 AP(120)로 절전 폴링을 미전송한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 사용자 웨이크업 시간을 업데이트(Update User Wake up)한다(S324). 단계 S324에서, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 전력 감소(Power down) 시간을 설정한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 다음 TCP 연결을 위한 포트(Port) 값을 설정(Next TCP Port#)한다(S326). 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 전력 감소 진입을 위한 트리거(Trigger)를 설정(Resume DPM)한다(S328).
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)와의 TCP 연결을 끊는다(Cut off TCP Session)(S330). 단계 S330에서, STA(130)는 단말기(110)와 TCP 연결이 끊어지면 슬립모드로 진입하여 동작한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 UDP를 이용하여 데이터(UDP Data)를 전송한다(S332). 단계 S332에서, STA(130)는 슬립모드로 동작하고 있으므로, AP(120)가 해당 데이터를 버퍼링(Buffering)한다. STA(130)는 단계 S324에서 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업한다.
STA(130)가 웨이크업하면, STA(130)의 세션설정부(210)는 단말기(110)와 통신하기 위해 AP(120)를 경유하여 단말기(110)와 TCP 세션을 설정(Setup TCP Session)한다(S334).
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)로부터 테스트 결과(Test Result)(결과 데이터)를 수신한다(S336).
단계 S324 내지 S336에서, STA(130)는 슬립모드(Sleep Mode)로 진입하며, 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링하고 있는 버퍼링 데이터를 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한다. STA(130)는 결과 데이터를 AP(120)를 경유하여 단말기(110)로 전송한다. STA(130)는 AP(120)로부터 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)에 의해 설정된 값만큼 테스트를 반복 수행한 테스트 결과(결과 데이터)를 송신한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)가 슬립모드로 미진입하도록 STA(130)를 설정(Hold DPM)한다(S338).
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)가 AP(120)로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하는 경우 웨이크업하도록 STA(130)를 설정(Turn on UC/BC/MC)한다(S340). 단계 S340에서, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 단계 S318에서 턴 오프로 설정된 기능이 턴 온으로 설정한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)가 AP(120)로부터 비콘을 미수신하는 경우 웨이크업하도록 STA(130)를 설정(Turn on No Ack Wakeup)한다(S342). 단계 S342에서, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 단계 S320에서 턴 오프로 설정된 기능이 턴 온으로 설정한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)가 절전 폴링(Power Saving Polling)을 AP(120)로 전송하도록 STA(130)를 설정(Turn on PS-Poll send)한다(S344). 단계 S344에서, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 단계 S322에서 턴 오프로 설정된 기능이 턴 온으로 설정한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 테스트 결과(결과 데이터)를 기반으로 STA(130)의 TIM 인터벌(Interval) 또는 비콘 타임아웃(Beacon Timeout) 중 어느 하나로 설정(Update TIM`s Wake Up)한다(S346).
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 AP(120)를 경유하여 STA(130)로 테스트 종료 요청 신호(Test Finish)를 전송한다(S348). 단계 S348에서, STA(130)는 AP(120)를 경유하여 단말기(110)로부터 수신한 테스트를 종료할 테스트 종료 요청 신호를 AP(120)로 전송한다. STA(130)는 AP(120)로부터 테스트 종료 응답 신호(Test Finish OK)를 수신한다. STA(130)는 단말기(110)로 테스트 종료 응답 신호를 전송한다(S350).
도 3에서는 단계 S312 내지 단계 S350을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 3에 기재된 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 전력 절감 최적화 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
도 4a,4b,4c는 본 실시예에 따른 메시지 포멧을 나타낸 블럭 구성도이다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유하여 통신하는 STA(130) 간의 프레임 포멧(Frame Format)은 도 4a, 4b, 4c에 도시된 바와 같다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신에서, 세팅(Setting), 피드백(Feedback) 송수신 시 TCP를 이용(Type Length Value(이하 TLV) 형식)한다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와에서 데이터 메시지(Data Message)는 UDP 이용한다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신에서 이용되는 최소 프레임(Frame) 크기는 4바이트이며 확장 가능하다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신에서 프레임은 24 만큼의 Management와 Data Message 종류로 구분이 가능하다. 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신에서 프레임은 22 만큼의 메시지 종류로 구분이 가능하다.
단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신에서 이용되는 데이터 포멧은 도 4a의 (a)에 도시된 바와 같다. 데이터 포멧은 타입(Type) 필드, 길이(Length) 필드, 벨류(Value) 필드로 구분된다.
데이터 포멧 내의 타입(Type) 필드는 도 4a의 (b)에 도시된 바와 같다.
데이터 포멧 내의 타입(Type) 필드는 2 비트(Bits)씩 할당된 리져브드(Reserved) 필드, 타입(Type) 필드, 서브타입(Subtype) 필드로 구분된다.
리져브드(Reserved) 필드 내에는 데이터를 할당하지 않고, 타입(Type) 필드는 대분류로 Management와 Data로 구분한다.
타입(Type) 필드가 Management로 구분된 경우, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 AP(120)를 경유한 STA(130)와의 통신 시 TCP를 이용한다. 타입(Type) 필드가 Data로 구분된 경우, 단말기(110)는 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)과 STA(130)와 통신 시 UDP를 이용한다.
서브타입(Subtype) 필드는 각 타입(Type)의 소항목을 의미한다.
도 4a의 (b)에 도시된 서브타입(Subtype) 필드 내의 각 소항목 중 관리 메시지(Management Message)는 도 4a의 (c)에 도시된 바와 같다. 도 4a의 (b)에 도시된 서브타입(Subtype) 필드 내의 각 소항목 중 데이터 메시지(Data Message)는 도 4b의 (d)에 도시된 바와 같다.
도 4a의 (a)에 도시된 데이터 포멧 내의 길이(Length) 필드는 타입(Type) 및 길이(Length)를 제외한 벨류(Value)의 길이를 포함한다. 도 4a의 (a)에 도시된 데이터 포멧 내의 벨류(Value) 필드는 가변 길이 필드로서 디폴트(Default)는 2바이트로 할당하고, 메시지(Message)별 요구사항에 따라 정의하여 이용된다.
벨류(Value) 필드 내에 정의되는 관리 메시지(Management Message)의 벨류 포멧(Value Format)은 도 4c의 (f)에 도시된 바와 같다. 벨류(Value) 필드 내에 정의되는 데이터 메시지(Data Message)의 벨류 포멧(Value Format)은 도 4b의 (e)에 도시된 바와 같다.
도 5는 본 실시예에 따른 테스트 결과(결과 데이터)를 나타낸 예시도이다.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, AP(120) 모델이 ASUS RT-AC66U인 경우, STA(130)에서 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링하고 있는 버퍼링 데이터를 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한 결과, 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간이 ‘10초’인 것으로 판단한다.
STA(130)는 1초부터 10초까지 AP(120)로부터 테스트 결과(결과 데이터)로서 버퍼링 데이터를 수신한 성공 횟수를 확인하고, 1초부터 10초 중 가장 큰 시간인 10초를 최대 버퍼링 시간으로 확인한다.
도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, AP(120) 모델이 DLINK 880L인 경우, STA(130)에서 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링하고 있는 버퍼링 데이터를 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한 결과, 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간이 ‘10초’인 것으로 판단한다.
STA(130)는 1초부터 10초까지 AP(120)로부터 테스트 결과(결과 데이터)로서 버퍼링 데이터를 수신한 성공 횟수를 확인하고, 1초부터 10초 중 가장 큰 시간인 10초를 최대 버퍼링 시간으로 확인한다.
도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, AP(120) 모델이 LINKSYS WRT1900AC인 경우, STA(130)에서 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링하고 있는 버퍼링 데이터를 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한 결과, 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간이 ‘2초’인 것으로 판단한다.
STA(130)는 1초부터 10초까지 AP(120)로부터 테스트 결과(결과 데이터)로서 버퍼링 데이터를 수신한 성공 횟수를 확인하고, 1초부터 10초 중 가장 큰 시간인 2초를 최대 버퍼링 시간으로 확인한다.
도 5의 (d)에 도시된 바와 같이, AP(120) 모델이 NETGEAR R7000인 경우, STA(130)에서 기 설정된 사용자 웨이크업 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 AP(120)로부터 슬립모드에 따라 버퍼링하고 있는 버퍼링 데이터를 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성한 결과, 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간이 ‘10초’인 것으로 판단한다.
STA(130)는 1초부터 10초까지 AP(120)로부터 테스트 결과(결과 데이터)로서 버퍼링 데이터를 수신한 성공 횟수를 확인하고, 1초부터 10초 중 가장 큰 시간인 10초를 최대 버퍼링 시간으로 확인한다.
도 6은 본 실시예에 따른 저전력 제어 애플리케이션의 화면을 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 파라미터를 입력하고, STA(130)에 연결한다.
①에 도시된 바와 같이, 사용자는 저전력 제어 애플리케이션(112) 상에서 설정하고자 하는 항목을 TIM 인터벌(Interval) 또는 비콘 타임아웃(Beacon Timeout) 중 어느 하나를 선택한다.
슬립모드 상태에서는 일정한 주기로 전송되는 비콘 프레임(Beacon Frame) 내의 정보인 TIM(Traffic Indication Map) 필드를 검사하여 수신할 데이터의 존재 여부를 확인한다.
TIM은 데이터 전송 유형으로서, 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC) 등을 나타내는 정보를 포함한다.
②에 도시된 바와 같이, 단말기(110)와 통신하는 STA(130)로부터 IP 주소를 수신하여 표시한다.
③에 도시된 바와 같이, 사용자는 테스트 항목에 대한 세부 항목을 설명한다. 사용자는 최대 사용자 웨이크업 타임(User Wakeup Time Max), 최소 사용자 웨이크업 타임(User Wakeup Time Min), 테스트 인터벌을 위한 사용자 웨이크업 시간(User Wakeup Time Test Interval), 최대로 설정할 수 있는 TIM 인터벌 시간(Max TIM Interval), 시도 횟수(Try Count)를 설정한다.
④에 도시된 바와 같이, 사용자는 저전력 제어 애플리케이션(112) 상에서 STA(130)에 연결하도록 연결(Connect) 버튼을 누른다.
도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)가 접속한 AP(120)에 대한 테스트 시작을 요청한다.
⑤에 도시된 바와 같이, 단말기(110)가 저전력 제어 애플리케이션(112)을 이용하여 STA(130)에 접속한 경우, 사용자는 저전력 제어 애플리케이션(112) 상에 활성화된 시작(Start) 버튼을 누른다.
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)로부터 테스트가 종료된 후 테스트 결과(결과 데이터)를 TIM 인터벌로 설정한다.
⑥에 도시된 바와 같이, 단말기(110)에 탑재된 저전력 제어 애플리케이션(112)은 STA(130)로부터 테스트 결과(결과 데이터)를 수신하여 출력한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 단말기 112: 저전력 제어 애플리케이션
120: AP
130-1, 130-2, 130-N: STA
132-1, 132-2, 132-N: 저전력 제어 모듈
210: 세션 설정부 220: 블록 설정부
230: 테스트부 240: 최적화 설정부

Claims (11)

  1. 물리 계층(Physical Layer)으로 연결된 AP(Access Point)를 경유하여 단말기와 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정(Setup TCP Session)하는 세션 설정부;
    상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라, 상기 AP와의 일부 통신 기능을 턴오프(Turn off)시키는 블록 설정부;
    상기 TCP 세션을 컷 오프(Cut off TCP Session)한 후 슬립모드(Sleep Mode)로 진입하며, 기 설정된 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 상기 단말기가 UDP(User Datagram Protocol) 세션으로 상기 AP로 전송한 데이터를 상기 AP로부터 상기 슬립모드에 따라 버퍼링한 버퍼링 데이터로서 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하고, 상기 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성하는 테스트부; 및
    상기 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간값을 설정하는 최적화 설정부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 블록 설정부는,
    상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라 상기 AP로부터 브로드캐스트(BC), 멀티캐스트(MC), 유니캐스트(UC)를 수신하더라도 웨이크업하지 않도록 설정(Block UC/BC/MC)하며, 상기 AP로부터 일정 시간 동안 비콘을 미수신하더라도 웨이크업하지 않도록 설정(Block No Ack Wakeup)하며, 상기 AP로 절전 폴링(Power Saving Polling)을 미전송하도록 설정(Block PS-Poll send)하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 블록 설정부는,
    상기 결과 데이터를 생성한 후 상기 단말기와 TCP 세션을 다시 설정하도록 하며, 상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라 상기 브로드캐스트(BC), 상기 멀티캐스트(MC), 상기 유니캐스트(UC)를 수신하면, 웨이크업하도록 설정(Turn on UC/BC/MC)하고, 상기 AP로부터 비콘을 미수신하는 경우 웨이크업하도록 설정(Turn on No Ack Wakeup)하고, 상기 AP로 절전 폴링(Power Saving Polling)을 전송하도록 설정(Turn on PS-Poll send)하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 최적화 설정부는
    상기 결과 데이터를 기반으로 TIM(Traffic Indication Map) 인터벌(Interval)을 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트부는,
    상기 AP로부터 비콘(Beacon) 신호를 수신하기 위해 일정 주기로 윅 웨이크업(Wakeup)한 후 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout) 동안 상기 비콘 신호를 기다리다가 상기 비콘 타임아웃 시간이 경과하면, 다시 상기 슬립모드로 동작할 때, 상기 비콘 타임아웃 시간을 최적화하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 테스트부는,
    상기 슬립모드를 수행하다가 윅 웨이크업(Wake up)해서 상기 AP로부터 주기적으로 비콘 신호를 수신하는데, 윅 웨이크업한 후 기 설정된 비콘 타임아웃 시간(Beacon Timeout)에 따른 비콘 손실(Beacon Loss) 횟수를 근거로 상기 결과 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 테스트부는,
    기 설정된 시간 단위로 풀 웨이크업한 후 기 설정된 시간동안의 비콘 손실 횟수를 확인하고, 기 설정된 시간동안 기 설정된 시간 단위 내에서 윅 웨이크업(Weak Wake-UP)을 수행할 때, 기 설정된 시간 단위를 조정하면서 비콘 손실 횟수를 확인하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 최적화 설정부는,
    조정한 기 설정된 시간 단위에 대응하는 비콘 손실 횟수 중 비콘 손실율이 높았다가 기 설정된 임계치 이하로 떨어지는 시간 단위값을 최적의 비콘 타임 아웃시간으로 설정하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 테스트부는,
    풀 웨이크업 시의 Rx 시간을 확인하고, 상기 Rx 시간에 기 저장된 Rx 전력 소모량을 곱하여 풀 웨이크업 전력량을 산출하고, 윅 웨이크업 시의 Rx 시간을 확인하고, 상기 Rx 시간에 기 저장된 Rx 전력 소모량을 곱하여 윅 웨이크업 전력량을 산출하고, 상기 풀 웨이크업 전력량과 상기 윅 웨이크업 전력량을 더하여 전체 전력 소모량을 산출하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 테스트부는,
    상기 전체 전력 소모량을 기반으로 동작 가능 시간 정보를 산출하여 상기 단말기로 전송하며, 상기 전력 소모량이 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 전력 소모에 이상이 발생한 것으로 인지하여 점검 요청 신호를 생성하여 상기 단말기로 전송하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 장치.
  11. 물리 계층(Physical Layer)으로 연결된 AP(Access Point)를 경유하여 단말기와 TCP(Transmission Control Protocol) 세션을 설정(Setup TCP Session)하는 과정;
    상기 TCP 세션을 경유하여 상기 단말기로부터 입력된 제어 명령에 따라, 상기 AP와의 일부 통신 기능을 턴오프(Turn off)시키는 과정;
    상기 TCP 세션을 컷 오프(Cut off TCP Session)한 후 슬립모드(Sleep Mode)로 진입하는 과정;
    기 설정된 시간만큼 슬립 상태로 동작하다가 웨이크업해서 상기 단말기가 UDP(User Datagram Protocol) 세션으로 상기 AP로 전송한 데이터를 상기 AP로부터 상기 슬립모드에 따라 버퍼링한 버퍼링 데이터로서 수신하는 동작을 기 설정된 시간 단위를 증가시키면서 반복하는 과정;
    상기 버퍼링 데이터를 반복 수신한 결과를 결과 데이터로 생성하는 과정; 및
    상기 결과 데이터 중 상기 버퍼링 데이터를 수신에 성공한 횟수를 기반으로 최대 버퍼링 시간값을 설정하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 절감 최적화 방법.
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