WO2012057533A2 - 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템 및 방법 - Google Patents

주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템 및 방법 Download PDF

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WO2012057533A2
WO2012057533A2 PCT/KR2011/008052 KR2011008052W WO2012057533A2 WO 2012057533 A2 WO2012057533 A2 WO 2012057533A2 KR 2011008052 W KR2011008052 W KR 2011008052W WO 2012057533 A2 WO2012057533 A2 WO 2012057533A2
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frequency channel
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추영열
정다운
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동명대학교 산학협력단
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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    • H04W72/50—Allocation or scheduling criteria for wireless resources
    • H04W72/54—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria
    • H04W72/542—Allocation or scheduling criteria for wireless resources based on quality criteria using measured or perceived quality

Definitions

  • the present invention is a channel dynamic allocation method, in particular, when using a ubiquitous sensor network (USN) and Wi-Fi (Wireless Fidelity, WiFi) at the same time, a channel for dynamically allocating channels by searching for frequencies to avoid frequency interference
  • USN ubiquitous sensor network
  • Wi-Fi Wireless Fidelity, WiFi
  • USB ubiquitous sensor network
  • Wi-Fi Wireless Fidelity, WiFi
  • Y / T, Q / C, T / C operators moving to the terminal yard in the port terminal operating room transmit work orders by using the wireless communication system until 2000. It is built and used.
  • Frequency allocation for each WiFi channel consists of channels 1 to 13 as shown in [Table 1] below, and frequency allocation for each USN channel consists of channels 11 to 26 as shown in [Table 2] below. Doing.
  • Table 3 shows the USN channel interfered with the WiFi channel.
  • an object of the present invention is to dynamically allocate a channel by searching for a frequency for avoiding frequency interference in a system using USN and WiFi simultaneously.
  • a channel dynamic allocation method for avoiding frequency interference is applied to a channel dynamic allocation system using ubiquitous sensor network (USN) and Wi-Fi (Wireless Fidelity, WiFi) simultaneously.
  • USN ubiquitous sensor network
  • WiFi Wireless Fidelity, WiFi
  • Activating the USN module and the WiFi module when power is applied The USN module transmitting a message to neighboring USN mortgages and grasping USN mortise number information according to whether or not a response is made; Analyzing a WiFi frequency channel and a USN frequency channel to detect a USN frequency channel interfering with the WiFi frequency channel;
  • the WiFi module detects channel scan information of a WiFi access point by searching for a nearby WiFi communication channel and detects a remaining USN frequency channel except for an interrupted USN frequency channel corresponding to the channel scan information to detect the surrounding USN mote. Transmitting to the network; And changing the USN channel of the neighboring USN modems to the changed USN frequency channel to transmit data.
  • a channel dynamic allocation system that avoids frequency interference transmits a message to neighboring ubiquitous sensor network (USN) modems and forms a USN network by identifying USN number count information according to a response.
  • a USN module for detecting channel scan information of a WiFi access point by searching for a nearby WiFi Fidelity (WiFi) communication channel; And analyzing a WiFi frequency channel and a USN frequency channel to detect a USN frequency channel interfering with the WiFi frequency channel, and detecting a remaining USN frequency channel except for the interfering USN frequency channel corresponding to the channel scan information.
  • a control unit for transmitting data to the surrounding USN modems and transmitting data by changing the USN channels of the surrounding USN modems to the changed USN frequency channel.
  • the present invention has an effect that can process data in real time without frequency interference between each other in a system using the WiFi and USN communication at the same time.
  • the construction cost and system maintenance cost can be reduced.
  • the wireless communication system can be constructed to secure the safety and reliability of data transmission even when using different communication systems at the same time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a USN frequency channel superimposed on a WiFi frequency channel.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a channel dynamic allocation system using USN and WiFi communication simultaneously to avoid frequency interference according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a channel dynamic allocation method for avoiding frequency using a channel dynamic allocation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a channel dynamic allocation system using USN and WiFi communication simultaneously to avoid frequency interference according to an embodiment of the present invention.
  • the channel dynamic allocation system 100 includes a USN module 110, a WiFi module 120, a controller 130, and a database unit 140.
  • the USN module 110 forms a USN network by sending a message to the surrounding USN mortgage and grasping the USN mort number information according to the response.
  • the WiFi module 120 detects channel scan information of the WiFi access point by searching for nearby WiFi communication channels.
  • the controller 130 analyzes the WiFi frequency channel and the USN frequency channel to detect a USN frequency channel that is interfered with the WiFi frequency channel.
  • the controller 130 analyzes the WiFi frequency channel and the USN frequency channel to detect a USN frequency channel interfering with the WiFi frequency channel (hereinafter, Tables 4, 5, and 6), and based on the interference, detects the interference with the WiFi frequency channel. Detect unused USN frequency channels.
  • the controller 130 detects the remaining USN frequency channel except for the USN frequency channel that receives the interference corresponding to the channel scan information of the WiFi access point, and transmits the changed USN frequency channel to the neighboring USN modems. Subsequently, the controller 130 changes the USN frequency channel of the surrounding USN modems to the changed USN frequency channel and transmits the data to the changed USN frequency channel.
  • the database unit 140 stores a database of USN frequency channels that do not interfere with the WiFi frequency channels detected by the controller 130.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a channel dynamic allocation method for avoiding frequency using a channel dynamic allocation system according to an embodiment of the present invention.
  • the USN module 110 and the WiFi module 120 are activated (S100 and S102).
  • the USN module 110 transmits a hello message to the surrounding USN mortgages, receives an Ack message from the surrounding USN mortgage, determines the USN mort information, and then forms a USN network (S104). , S106, S108).
  • the USN network formed does not require real-time data transmission, so even if frequency interference occurs, the USN network is formed.
  • the WiFi module 120 searches for a nearby WiFi communication channel (S110), and an example of the search result is derived as follows.
  • the controller 130 stores the WiFi channel scan information and sequentially detects uninterrupted USN frequency channels by comparing with the database of previously stored uninterrupted USN frequency channels (S112 and S114).
  • the controller 130 Before storing the information of the WiFi AP, the controller 130 excludes the information of the AP whose Link Quality is less than 50 from the information of the WiFi AP.
  • the reason is that the WiFi AP having a Link Quality of less than 50 does not communicate and is located at a considerable distance from the channel dynamic allocation system 100.
  • Link Quality discards the WiFi AP information below 50 without storing it.
  • Cell 02 has Link Qulity of 100 and Channel 1.
  • the USN frequency channels that are interfering with the WiFi AP are 11, 12, 13, 14, and 16, and 11 to 26 detect and store the remaining channels except the corresponding channel among the channels, and then sequentially USN through the WiFi AP information. The frequency channel is searched and the last detected channel information is stored.
  • the controller 130 transmits the detected USN channel information to the surrounding USN motes, and the USN motes receiving the USN channel information transmit an Ack message indicating that they have received the channel information to the controller 130 (S116 and S118). .
  • the controller 130 checks the number of Ack messages and confirms that USN channel information is correctly transmitted. If the number of Ack messages is abnormal, the controller 130 retransmits and retransmits the number of Ack messages until the same number of Ack messages is the same (S120). .
  • the controller 130 After determining that the USN channel information is normally transmitted, the controller 130 transmits a channel change command to the surrounding USN modems through an over-the-air (OTA) technology, and uses the USN of the channel dynamic allocation system 100.
  • OTA over-the-air
  • the frequency channel is also changed (S122, S124).
  • the control unit 130 in which the USN frequency channel has been changed transmits a Hellow message to neighboring USN modems and receives an Ack message to form a USN network (S126 and S128). At this time, the controller 130 checks whether the number of USN mort formed is the same as the number of USN mort formed previously, if not, and transmits a channel change command again to form a USN network (S130, S132).
  • the controller 130 controls to transmit data by transmitting a sensing data transmission command to the USN mote (S134, S136).
  • FIG. 4 shows a channel dynamic allocation system 100 using both USN and WiFi communication at the same time, searching for neighboring WiFi frequency channels and extracting USN frequency channels that are not subject to interference based on the retrieved WiFi channel information. It shows the algorithm to deliver.

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Abstract

주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법은 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN)와 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi)를 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템에 전원이 인가되면 USN 모듈과 WiFi 모듈이 활성화되는 단계와, USN 모듈은 주변의 USN 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하는 단계와, WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하는 단계와, WiFi 모듈은 주변의 WiFi 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하고 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 주변의 USN 모트들로 전송하는 단계 및 변경 USN 주파수 채널로 주변의 USN 모트들의 USN 주파수 채널을 변경하여 데이터를 전송하도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템 및 방법
본 발명은 채널 동적 할당 방법으로서, 특히 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN)과 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi)를 동시에 사용하는 경우, 주파수 간섭을 회피하기 위한 주파수을 검색하여 채널을 동적으로 할당하는 채널 동적 할당 시스템 및 방법에 관한 것이다.
유비쿼터스 환경에서 유선으로 되어 있는 시스템은 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN) 통신이나 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi) 통신으로 대체하여 유비쿼터스 무선 통신을 사용하는 시스템 개발에 많은 연구가 이루어지고 있다.
기존의 유선 시스템에 비해 케이블 설치 비용과 유지 보수 비용의 절감 효과로 유비쿼터스 무선 통신 시스템의 선호도가 높아지고 있는 시점이다.
이러한 유비쿼터스 무선 통신 시스템의 개발과 연구가 활성화 되고 있으며 유비쿼터스 무선통신에 사용하는 USN과 WiFi는 동일한 이에스엠(Industrial Scientific and Medical Equipment, ISM) 대역 2.4Ghz 주파수를 사용하고 있어 동일한 환경에서 각 통신 시스템의 구축시 주파수 간섭으로 데이터 전송의 안정성과 신뢰성이 영향을 주어 원활한 통신이 이루어지기 힘들어 실시간 모니터링 시스템에서 문제가 야기되고 있다.
종래의 기구축된 무선 통신 시스템은 WiFi 통신을 이용한 WiFi 통신 시스템이 설치가 되어 있으며, 최근에 USN 통신 시스템이 부가적으로 도입되고 있는 실정이다.
예를 들어 항만 터미널을 보면 항만의 터미널 운영실에서 터미널 야드에 움직이는 Y/T, Q/C, T/C 운전자들에서 작업 명령 전달을 2000년도까지 무선 통신 시스템을 이용하여 작업 명령을 전달하는 시스템을 구축하여 사용하고 있다.
이러한 환경에 별도의 USN 통신 시스템이 도입되면 항만에 기구축된 WiFi 통신 주파수의 간섭으로 USN 통신 시스템의 데이터 전달의 신뢰성 및 전송 시간에 영향을 주어 원활한 통신이 이루어지지 않고 있다.
WiFi 채널별 주파수 할당은 아래의 [표 1]와 같이 1번에서 13번까지의 채널로 구성되며, USN 채널별 주파수 할당은 아래의 [표 2]와 같이 11번부터 26번까지의 채널을 구성하고 있다.
표 1
WiFi채널 중심 주파수(MHz) 주파수 영역(MHz)
1 2412 2339.5 ~ 2424.5
2 2417 2404.5 ~ 2429.5
3 2422 2409.5 ~ 2434.5
4 2427 2414.5 ~ 2439.5
5 2432 2419.5 ~ 2444.5
6 2437 2424.5 ~ 2449.5
7 2442 2429.5 ~ 2454.5
8 2447 2434.5 ~ 2459.5
9 2452 2439.5 ~ 2464.5
10 2457 2444.5 ~ 2464.5
11 2462 2449.5 ~ 2474.5
12 2467 2454.5 ~ 2479.5
13 2472 2459.5 ~ 2484.5
표 2
USN 채널 중심 주파수(MHz) 주파수 영역(MHz)
11 2405 2403.5 ~ 2406.5
12 2410 2408.5 ~ 2411.5
13 2415 2413.5 ~ 2416.5
14 2420 2418.5 ~ 2421.5
15 2425 2423.5 ~ 2426.5
16 2430 2428.5 ~ 2431.5
17 2435 2433.5 ~ 2436.5
18 2440 2438.5 ~ 2441.5
19 2445 2443.5 ~ 2446.5
20 2450 2448.5 ~ 2451.5
21 2455 2453.5 ~ 2456.5
22 2460 2458.5 ~ 2461.5
23 2465 2463.5 ~ 2466.5
24 2470 2468.5 ~ 2471.5
25 2475 2473.5 ~ 2476.5
26 2480 2478.5 ~ 2481.5
전술한 [표 1]과 [표 2]를 참조하여 USN 통신 시스템과 WiFi 통신 시스템의 주파수를 그림으로 표현하면 도 1에 도시된 바와 같다.
도 1를 보면, WiFi 1개의 채널에 USN의 5개에서 6개의 채널이 중첩이 되며, 이러한 결과를 다음의 [표 3]과 같다.
표 3
WiFi채널 간섭을 받는 USN 채널
1 11, 12, 13, 14, 15
2 11, 12, 13, 14, 15, 16
3 12, 13, 14, 15, 16, 17
4 13, 14, 15, 16, 17, 18
5 14, 15, 16, 17, 18, 19
6 15, 16, 17, 18, 19, 20
7 16, 17, 18, 19, 20, 21
8 17, 18, 19, 20, 21, 22
9 18, 19, 20 ,21, 22, 23
10 19, 20, 21, 22, 23
11 20, 21, 22, 23, 24, 25
12 21, 22, 23, 24, 25, 26
13 22, 23, 24, 25, 26
[표 3]은 WiFi 채널에 간섭받는 USN 채널을 나타낸다.
이와 같이 종래에는 USN과 WiFi 통신을 동시에 사용하는 시스템에서 서로 간의 주파수 간섭이 발생하여 실시간으로 데이터를 처리할 수 없는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 USN과 WiFi를 동시에 사용하는 시스템에서 주파수 간섭을 회피하기 위한 주파수을 검색하여 채널을 동적으로 할당하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법은 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN)와 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi)를 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템에 전원이 인가되면 USN 모듈과 WiFi 모듈이 활성화되는 단계; 상기 USN 모듈은 주변의 USN 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하는 단계; WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하는 단계; 상기 WiFi 모듈은 주변의 WiFi 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하고 상기 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 상기 주변의 USN 모트들로 전송하는 단계; 및 상기 변경 USN 주파수 채널로 상기 주변의 USN 모트들의 USN 채널을 변경하여 데이터를 전송하도록 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 특징에 따른 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템은 주변의 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN) 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하여 USN 네트워크를 형성하는 USN 모듈; 주변의 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi) 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하는 WiFi 모듈; 및 WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하고, 상기 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 상기 주변의 USN 모트들로 전송하며, 상기 변경 USN 주파수 채널로 상기 주변의 USN 모트들의 USN 채널을 변경하여 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부를 포함한다.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 WiFi와 USN 통신을 동시에 사용하는 시스템에서 서로 간의 주파수 간섭이 없이 실시간적으로 데이터를 처리할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 실시간 모니터링 시스템이 유선으로 구축된 경우, 무선통신을 이용하는 시스템으로 대체되는 경우, 구축 비용 및 시스템 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.
본 발명은 주파수 간섭을 감지하고 동적으로 주파수 채널을 변경하게 되면 서로 다른 통신 시스템을 동시에 사용하더라도 데이터 전송의 안전성과 신뢰성을 확보하는 무선통신 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 WiFi 주파수 채널에 USN 주파수 채널이 중첩된 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 간섭을 회피하기 위한 USN과 WiFi 통신을 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 채널 동적 할당 시스템을 이용하여 주파수를 회피하는 채널 동적 할당 방법을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 동적 할당 방법으로 주파수 충돌을 회피하기 위해 주변의 WiFi 주파수 채널을 검색하고 검색한 WiFi 채널 정보를 기초로 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널을 추출하여 전달하는 알고리즘을 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 주파수 간섭을 회피하기 위한 USN과 WiFi 통신을 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 채널 동적 할당 시스템(100)은 USN 모듈(110), WiFi 모듈(120), 제어부(130) 및 데이터베이스부(140)를 포함한다.
USN 모듈(110)은 주변의 USN 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하여 USN 네트워크를 형성한다.
WiFi 모듈(120)은 주변의 WiFi 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악한다.
제어부(130)는 WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출한다.
제어부(130)는 WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하고(이하의 표 4, 표 5, 표 6), 이를 기초로 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널을 검출한다.
제어부(130)는 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 주변의 USN 모트들로 전송한다. 이어서, 제어부(130)는 변경 USN 주파수 채널로 주변의 USN 모트들의 USN 주파수 채널을 변경하여 변경된 USN 주파수 채널로 데이터를 전송하도록 제어한다.
데이터베이스부(140)는 제어부(130)에서 검출한 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널을 데이터베이스화 하여 저장한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 채널 동적 할당 시스템을 이용하여 주파수를 회피하는 채널 동적 할당 방법을 나타낸 도면이다.
WiFi와 USN 통신이 동시에 사용되는 채널 동적 할당 시스템(100)은 전원이 인가되면, USN 모듈(110)과 WiFi 모듈(120)이 활성화가 된다(S100, S102).
USN 모듈(110)은 헬로우 메시지(Hello Message)를 주변의 USN 모트들에게 전송하고 주변의 USN 모트들로부터 액크 메시지(Ack Message)를 수신하여 USN 모트 개수 정보를 파악한 후 USN 네트워크를 형성한다(S104, S106, S108).
이때 형성한 USN 네트워크는 실시간적인 데이터 전송이 필요한 것이 아니라서 주파수 간섭이 발생하더라도 USN 네트워크가 형성된다.
하지만 이때 형성한 USN 네트워크를 기초로 데이터 전송을 하게 되면 최대 50% 정도의 데이터 전송 실패(Loss)가 발생이 된다.
이는 직접적인 실험을 통해 얻어진 결과로 다음의 [표 4] 및 [표 5]와 같다.
표 4
Figure PCTKR2011008052-appb-T000001
표 5
Figure PCTKR2011008052-appb-T000002
USN 주파수 채널의 26이 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받지 않는 것으로 알려져 있으나 [표 4] 및 [표 5]의 실험을 통한 결과는 USN 26번 채널도 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 것으로 확인되었다.
이와 같은 실험 결과를 정리하면 다음의 [표 6]와 같이 WiFi 주파수 채널당 간섭 받는 채널이 정리된다.
표 6
Figure PCTKR2011008052-appb-T000003
WiFi 모듈(120)은 주변의 WiFi 통신 채널을 검색하게 되고(S110), 검색한 결과의 예로 아래와 같이 도출된다.
Cell 01 - Address: 00:30:0D:26:D5:3B
Protocol : 802.11b/g
ESSID: "NESPOT
Mode: Managed
Channel: 1
Link Quality: 47/100 Signal level: -71dBm Noise level: -87 dBm
Encryption key:off
Bit Rates: 18Mb/s
Cell 02 - Address: 00:30:0D:26:6D:43
Protocol : 602.11b/q
ESSID: "NESPOT
Mode: Managed
Channel: 1
Link Quality: 100/100 Signal level: -43dBm Noise level: -87 dBm
Encryption key:off
Bit Rates: 18Mb/s
Cell 03, Cell 04 ...
이와 같이 주변의 WiFi 액세스 포인트(Access Point, AP)의 정보가 검출이 되며, 각 WiFi AP에서 사용되는 채널 스캔 정보를 알 수 있다.
제어부(130)는 WiFi 채널 스캔 정보를 저장하여 기저장된 간섭을 받지 않은 USN 주파수 채널의 데이터베이스와 비교하여 간섭 받지 않는 USN 주파수 채널을 순차적으로 검출하게 된다(S112, S114).
제어부(130)는 WiFi AP의 정보를 저장하기 전 먼저, WiFi AP의 정보 중 Link Quality가 50 미만인 AP의 정보를 제외한다.
이유는 Link Quality가 50 미만의 WiFi AP의 경우 통신이 이루어지지 않으며 채널 동적 할당 시스템(100)과 상당히 먼 거리에 위치하고 있는 WiFi AP이다.
위에서 실험 결과를 보면 WiFi AP와 USN 모트 간의 거리가 멀수록 주파수 간섭이 약하며 Link Quality가 50 미만의 AP에서 주파수 간섭의 영향을 받지 않았음을 실험을 통해 확인 하였다.
이러한 정보를 배제하지 않으면 정확히 간섭 받지 않는 USN 주파수 채널의 검출이 어렵다. 이를 위해 Link Quality가 50 미만의 WiFi AP 정보는 저장하지 않고 버린다.
Cell 02는 Link Qulity가 100이며 Channel이 1번이다. 이러한 WiFi AP에 간섭을 받는 USN 주파수 채널은 11, 12, 13, 14, 16 임으로 11번부터 26번까지 채널중 해당 채널을 제외한 나머지 채널을 검출되어 저장하게 되고 이후 WiFi AP 정보를 통해 순차적으로 USN 주파수 채널을 검색하고 최종 검출된 채널 정보를 저장하게 된다.
제어부(130)는 검출된 USN 채널 정보를 주변의 USN 모트에게 전송을 하게 되고, USN 채널 정보를 수신한 USN 모트들은 채널 정보를 수신했다는 Ack Message를 제어부(130)로 전달한다(S116, S118).
제어부(130)는 Ack Message 개수를 확인하여 올바르게 USN 채널 정보가 전송되었는지 확인하고 만약 Ack Message 개수가 이상시 다시 재전송을 하여 Ack Message 개수가 최초의 Ack Message 개수와 같을 때까지 재전송을 한다(S120).
이후 USN 채널 정보가 정상적으로 전송이 된 것을 판단한 제어부(130)는 무선 원격(Over the Air, OTA) 기술을 통해 주변의 USN 모트들에게 채널 변경 명령을 전달하고, 채널 동적 할당 시스템(100)의 USN 주파수 채널 역시 변경을 하게 된다(S122, S124).
USN 주파수 채널이 변경된 제어부(130)는 주변의 USN 모트들에게 다시 Hellow Message를 전송하고 Ack Message를 수신하여 USN 네트워크를 형성한다(S126, S128). 이때, 제어부(130)는 형성된 USN 모트 개수가 기존에 형성된 USN 모트 개수와 맞는지 확인하고 맞지 않으면, 채널 변경 명령을 다시 전송하여 USN 네트워크를 형성한다(S130, S132).
이후 정상적으로 형성이 되면, 제어부(130)는 USN 모트에 센싱 데이트 전송 명령을 전달하여 데이터를 전송하도록 제어하게 된다(S134, S136).
도 4는 USN과 WiFi 통신을 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템(100)은 주파수 충돌을 회피하기 위해 주변의 WiFi 주파수 채널을 검색하고 검색한 WiFi 채널 정보를 기초로 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널을 추출하여 전달하는 알고리즘을 나타낸 것이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (8)

  1. 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN)와 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi)를 동시에 사용하는 채널 동적 할당 시스템에 전원이 인가되면 USN 모듈과 WiFi 모듈이 활성화되는 단계;
    상기 USN 모듈은 주변의 USN 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하는 단계;
    WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하는 단계;
    상기 WiFi 모듈은 주변의 WiFi 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하고 상기 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 상기 주변의 USN 모트들로 전송하는 단계; 및
    상기 변경 USN 주파수 채널로 상기 주변의 USN 모트들의 USN 주파수 채널을 변경하여 데이터를 전송하도록 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 USN 모트 개수 정보를 파악하는 단계는,
    상기 USN 모듈은 제1 헬로우 메시지(Hello Message)를 상기 주변의 USN 모트들에게 전송하는 단계; 및
    상기 주변의 USN 모트들로부터 제1 액크 메시지(Ack Message)를 수신하여 상기 USN 모트 개수 정보를 파악한 후 USN 네트워크를 형성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 주변의 USN 모트들로 전송하는 단계는,
    변경 USN 주파수 채널의 전송 여부는 상기 주변의 USN 모트들로부터 수신한 제2 액크 메시지(Ack Message)의 개수가 상기 제1 액크 메시지(Ack Message)와 같을 때까지 재전송하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    링크 품질(Link Quality)이 50 미만인 WiFi 액세스 포인트는 채널 스캔 정보를 파악하지 않고 USN 주파수 채널을 검출하지 않는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 방법.
  5. 주변의 유비쿼터스 센서 네트워크(Ubiquitous Sensor Network, USN) 모트들에게 메시지를 송신하고 응답 여부에 따라 USN 모트 개수 정보를 파악하여 USN 네트워크를 형성하는 USN 모듈;
    주변의 와이파이(Wireless Fidelity, WiFi) 통신 채널을 검색하여 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하는 WiFi 모듈; 및
    WiFi 주파수 채널과 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하고, 상기 채널 스캔 정보에 대응되는 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 제외한 나머지 변경 USN 주파수 채널을 검출하여 상기 주변의 USN 모트들로 전송하며, 상기 변경 USN 주파수 채널로 상기 주변의 USN 모트들의 USN 주파수 채널을 변경하여 데이터를 전송하도록 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 WiFi 주파수 채널과 상기 USN 주파수 채널을 분석하여 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받는 USN 주파수 채널을 검출하고 이를 기초로 상기 WiFi 주파수 채널에 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널을 데이터베이스화하여 저장하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 WiFi 모듈을 통해 각각의 WiFi 액세스 포인트의 각 채널 스캔 정보를 파악하고, 상기 각 WiFi 채널 스캔 정보와 상기 데이터베이스화 된 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널과 비교하여 간섭을 받지 않는 USN 주파수 채널 정보를 순차적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 링크 품질(Link Quality)이 50 미만인 WiFi 액세스 포인트의 채널 스캔 정보를 파악하지 않고 USN 주파수 채널을 검출하지 않는 것을 특징으로 하는 주파수 간섭을 회피하는 채널 동적 할당 시스템.
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