WO2018230868A1 - 무선 랜 접속 장치의 동작 주파수를 선택하는 방법 및 그 장치 - Google Patents

무선 랜 접속 장치의 동작 주파수를 선택하는 방법 및 그 장치 Download PDF

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WO2018230868A1
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band
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frequency band
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강현수
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KT Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • H04W88/10—Access point devices adapted for operation in multiple networks, e.g. multi-mode access points

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for selecting an operating frequency of a wireless LAN access device. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus for adaptively selecting an operating frequency band suitable for a wireless environment among a plurality of frequency bands in a wireless LAN system supporting a plurality of frequency bands with the same antenna and a communication modem.
  • the frequency band currently used by the Wireless LAN System can be divided into the 2.4GHz band and the 5GHz band.
  • WLANs are exposed to interference caused by other devices (eg, Bluetooth devices, RFID devices, microwave ovens, etc.) using the same radio frequency band and interference on the same system due to lack of non-overlapping channel resources. Therefore, it is more difficult to secure cell capacity than the WLAN environment of the 5GHz band.
  • the wireless LAN of the 5 GHz band has a relatively large number of non-overlapping channel resources compared to the 2.4 GHz band, so that there is less interference between adjacent channels and a wider frequency band can be utilized.
  • the WLAN system is advantageous to use the 5GHz frequency band in terms of terminal speed or cell capacity.
  • the frequency of the 2.4 GHz band still has a great utility value in terms of cell coverage.
  • AP dual band access point
  • the conventional dual band AP 100 filters the frequency of the first antenna 110 and the 2.4 GHz band, which transmits / receives a wireless signal (ie, an RF signal) of the 2.4 GHz band.
  • a second communication modem 160 for modulating and demodulating a radio signal in a 5 GHz band.
  • Still another object is to provide a wireless LAN access device capable of selectively supporting a plurality of frequency bands using the same antenna and communication modem, and a wireless LAN system using the same.
  • Still another object is to provide a method and apparatus for detecting a wireless environment of a WLAN system and adaptively selecting an operating frequency of a dual band AP based on the detected wireless environment.
  • the method comprising: collecting cell information from one or more access points (APs) present in a wireless LAN system; Analyzing a wireless environment of the wireless LAN system using the collected cell information; And determining an operating frequency band of at least one of the APs based on the analyzed wireless environment.
  • APs access points
  • the cell information collected from the APs may include information on the number of stations connected to the AP, received signal strength indicator (RSSI) information, noise information for each channel, channel utilization information, And information regarding single band stations.
  • the APs present in the WLAN system may include dual band APs supporting a plurality of frequency bands with the same antenna and communication modem.
  • the analyzing of the radio environment in the operating frequency band selection method may further include determining whether among the stations connected to the AP, there is a station whose received power value (RSSI) falls below a predetermined threshold.
  • RSSI received power value
  • the step of analyzing the radio environment may further include checking whether there is an overloaded AP among the APs by using cell information of APs when there is a station having a reception power value below a threshold.
  • the wireless environment analysis step may further include checking whether there is an idle channel of a 5 GHz band usable by the overloaded AP when there is an overloaded AP.
  • the wireless environment analysis step may further include checking whether cell roaming of single band stations connected to the overloaded AP is possible when there is an idle channel of a 5 GHz band available in the overloaded AP. can do.
  • the radio environment analysis step when cell roaming of single band stations is possible, calculating an expected average yield of stations connected to an overloaded AP, and checking whether the calculated average yield exceeds a predetermined reference yield. It may further include.
  • the determining of the operating frequency band may include selecting one of the first and second operating frequency bands that can be provided to the same antenna in at least one of the APs.
  • the AP information collecting unit for collecting cell information from one or more AP (Access Point) existing in the wireless LAN system;
  • a wireless environment analyzer for analyzing a wireless environment of the wireless LAN system using the collected cell information;
  • an operating frequency selector configured to determine an operating frequency band of at least one of the APs based on the analyzed wireless environment.
  • the operating frequency band selection device may further include an AP controller for transmitting information on the operating frequency band determined by the operating frequency selection unit to the corresponding AP.
  • the process of collecting cell information from one or more AP (Access Point) present in the wireless LAN system Analyzing a wireless environment of the wireless LAN system using the collected cell information; And a computer readable recording medium storing a program for performing a process of determining at least one operating frequency band of the APs on a computer based on the analyzed wireless environment.
  • AP Access Point
  • a dual band AP supporting a plurality of operating frequencies may be provided by one antenna and a communication modem.
  • an optimal operating frequency among a plurality of operating frequencies supported by the dual band AP may be automatically selected in consideration of the wireless situation of the WLAN system.
  • the operating frequency band selection method and the effect that the device can achieve according to the embodiments of the present invention is not limited to those mentioned above, other effects that are not mentioned in the following description It will be clearly understood by those skilled in the art.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conventional dual band AP
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a wireless LAN access device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a configuration block diagram of a master AP or an AP controller according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for selecting an operating frequency band according to an embodiment of the present invention.
  • module and “unit” for components used in the following description are given or used in consideration of ease of specification, and do not have distinct meanings or roles from each other.
  • the term 'part' used in the present invention refers to a hardware component such as software, FPGA or ASIC, and 'part' plays a role. But wealth is not limited to software or hardware.
  • the 'unit' may be configured to be in an addressable storage medium or may be configured to play one or more processors.
  • a 'part' may include components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, procedures, Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuits, data, databases, data structures, tables, arrays and variables.
  • the functionality provided within the components and 'parts' may be combined into a smaller number of components and 'parts' or further separated into additional components and 'parts'.
  • the present invention provides a method for adaptively selecting an operating frequency band suitable for a wireless environment among a plurality of frequency bands in a wireless LAN system including dual band APs supporting a plurality of frequency bands with the same antenna and a communication modem. Suggest a device.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a wireless LAN system according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless LAN system 200 may include a master AP 210 and at least one basic service set (hereinafter, referred to as a 'BSS'). Can be.
  • a master AP 210 and at least one basic service set (hereinafter, referred to as a 'BSS'). Can be.
  • a 'BSS' basic service set
  • the master AP 210 may be connected to one or more stations (hereinafter, referred to as STAs) to configure a separate BSS (not shown). In this case, the master AP 210 may perform the operation of a general AP.
  • the master AP 210 may perform wired or wireless communication with the APs 230 present in each BSS 220.
  • the master AP 210 monitors a wireless environment in the WLAN system 200 based on information received from each AP 230, and adaptively adjusts an operating frequency of a specific AP 230 based on the wireless environment. Determine (or select) the function.
  • the subject performing the operating frequency band selection algorithm is the master AP 210, and the AP 230 targeted for operating frequency selection is a dual band AP, and a plurality of frequency bands are provided by the same antenna and communication modem. It is a WiFi connection device to support.
  • the plurality of frequency bands supported by the AP 230 may include an operating frequency of the 2.4 GHz band and an operating frequency of the 5 GHz band, but are not limited thereto.
  • the BSS 220 may include an access point 230, which controls a wireless network, and one or more stations 240 that are connected to and operate with the AP 230.
  • the BSS 220 is a set of APs 230 and stations 240 capable of performing wireless communication while successfully synchronizing, and is not a concept indicating a specific area.
  • the AP 230 is a functional medium that provides access to a distributed system via a wireless medium for the stations 240 coupled to the corresponding BSS 220.
  • the communication between the stations 240 is performed via the AP 230, but when the direct link is established, direct communication between the stations 240 may be performed. Can be.
  • the AP 230 may be referred to as a centralized controller, a base station (BS), a Node-B, a base transceiver system (BTS), or a site controller in addition to a name of an access point.
  • the station 240 may include a terminal, a wireless transmit / receive unit (WTRU), a user equipment (UE), a mobile station (MS), a mobile terminal, or a mobile subscriber. Another name may be referred to as a mobile subscriber unit.
  • a distributed system is a mechanism for one AP 230 to communicate with another AP 230.
  • the distributed system (not shown) is not necessarily a network, and may be provided if it can provide a predetermined distributed service defined in IEEE 802.11. There is no limit to this.
  • the distributed system may be a wireless network such as a mesh network or a physical structure that connects the plurality of APs 230 to each other.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a wireless LAN system according to another embodiment of the present invention.
  • the WLAN system 300 may include an AP controller 310 and at least one basic service set (BSS) 320.
  • BSS basic service set
  • the AP controller 310 may be configured by separate independent hardware and / or software. Unlike the master AP 210 described above, the AP controller 310 does not configure a separate BSS and does not perform the function of a general AP.
  • the AP controller 310 may perform wired or wireless communication with the APs 330 present in the respective BSSs 320.
  • the AP controller 310 monitors a wireless environment in the WLAN system 300 based on information received from each AP 330, and adaptively adjusts an operating frequency of a specific AP 330 based on the wireless environment. Determine (or select) the function.
  • the subject performing the operating frequency band selection algorithm is the AP controller 310, and the AP 330, which is the target of the operating frequency selection, is a dual band AP and uses a plurality of frequency bands with the same antenna and communication modem. It is a WiFi connection device to support.
  • the plurality of frequency bands supported by the AP 330 may include an operating frequency of the 2.4 GHz band and an operating frequency of the 5 GHz band, but are not limited thereto.
  • the BSS 320, the AP 330, and the station 340 illustrated in FIG. 3 are the same as or similar to the BSS 220, the AP 230, and the station 240 illustrated in FIG. 2. Detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a wireless LAN access device according to an embodiment of the present invention.
  • the wireless LAN access device 400 includes a first communication modem 410, a second communication modem 420, a first filter 430, a second filter 440, and a third filter.
  • the filter 450 may include a diplexer 460, a first antenna 470, a second antenna 480, and the like.
  • the components shown in FIG. 4 are not essential to implementing the WLAN access point, so the WLAN access point described herein may have more or fewer components than those listed above.
  • the first communication modem 410 modulates and demodulates a radio signal in a first frequency band (eg, 2.4 GHz band) and a radio signal in a second frequency band (eg, 5 GHz band). can do.
  • a first frequency band eg, 2.4 GHz band
  • a radio signal in a second frequency band eg, 5 GHz band
  • the second communication modem 420 may perform an operation of modulating and demodulating a radio signal of a second frequency band (eg, 5 GHz band).
  • a second frequency band eg, 5 GHz band
  • the first filter 430 may be disposed between the first communication modem 410 and the diplexer 460 to perform an operation of filtering only a radio signal of a first frequency band.
  • the second filter 440 may be disposed between the first communication modem 410 and the diplexer 460 to perform an operation of filtering only a radio signal of a second frequency band.
  • the third filter 450 may be disposed between the second communication modem 420 and the second antenna 480 to perform an operation of filtering only a radio signal of a second frequency band.
  • the first to third filters 430, 440, and 450 may be a band pass filter (BPF), but are not limited thereto.
  • the diplexer 460 is disposed between the first antenna 470 and the first and second filters 430 and 440 so as to output two radio signals (RF signals) output from the two filters 430 and 440. ) May be transmitted to one antenna 470, and the two wireless signals received by the antenna 470 may be branched to two filters 430 and 440.
  • RF signals radio signals
  • the diplexer 460 is a branch filter element used to send and receive two radio signals having different operating frequencies to one antenna, and a low pass filter through which a low frequency signal is generally passed. ) And a high pass filter (HPF) through which a high frequency signal passes.
  • HPF high pass filter
  • the first antenna 470 may perform an operation of transmitting / receiving a radio signal of a first frequency band and a radio signal of a second frequency band.
  • the second antenna 480 may perform an operation of transmitting / receiving a radio signal of a second frequency band.
  • the WLAN access point 400 is a dual band AP and is a WLAN access point capable of supporting two frequency bands with the same antenna 470 and communication modem 410. Therefore, the WLAN access point 400 may function in any one of two operation modes (that is, 2.4GHz / 5GHz operating mode and 5GHz / 5GHz operating mode) according to a wireless environment.
  • two operation modes that is, 2.4GHz / 5GHz operating mode and 5GHz / 5GHz operating mode
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a master AP or an AP controller according to an embodiment of the present invention.
  • the master AP or the AP controller 500 uses the AP information collector 510, the wireless environment analyzer 520, the operating frequency selector 530, and the AP controller 540. It may include.
  • the components shown in FIG. 5 are not essential to implementing a master AP or AP controller, so the master AP or AP controller described herein may have more or fewer components than those listed above. have.
  • the AP information collecting unit 510 may collect information of a plurality of APs existing in the WLAN system 200 or 300. To this end, APs present in the corresponding systems 200 and 300 may transmit information (hereinafter, referred to as 'cell information') regarding a cell managed by the AP to the master AP or the AP controller 500.
  • the cell information may include information on the number of stations connected to each AP, RSSI (Received Signal Strength Indicator), noise per channel, channel utilization, information on single band stations, and the like. have.
  • the wireless environment analyzer 520 may monitor the surrounding wireless environment using cell information of APs collected through the AP information collector 510.
  • the wireless environment analyzer 520 determines whether there is a coverage hole by identifying whether there is a station whose received power value (RSSI) falls below a predetermined reference value (threshold value) of stations connected to each AP. Can be determined.
  • RSSI received power value
  • threshold value a predetermined reference value
  • the wireless environment analyzer 520 may determine whether an overloaded AP exists among APs present in the WLAN systems 200 and 300 based on the collected cell information of the APs.
  • the overloaded AP means an AP that does not provide a minimum yield for stations connected to the AP.
  • the wireless environment analyzer 520 may determine whether there is a channel of 5GHz band that the AP can use. In this case, the wireless environment analyzer 520 may determine whether there is an idle channel of the 5 GHz band based on the channel state of the 5 GHz band used by adjacent APs of the overloaded AP.
  • the radio environment analyzer 520 determines whether cell roaming of 2.4GHz single band stations connected to the overloaded AP is possible based on the collected cell information of the APs. Can be.
  • the radio environment analyzer 520 switches the operating frequency in the overloaded AP to calculate the expected average yield when operating in the dual 5 GHz mode (5 GHz / 5 GHz mode). Can be calculated The wireless environment analyzer 520 may compare the calculated expected average yield with a predetermined reference yield mQoS.
  • the operating frequency selector 530 may determine the operating frequency of each AP based on the wireless environment recognized by the wireless environment analyzer 520.
  • the AP controller 540 may transmit information on an operating frequency band determined by the operating frequency selector 530 to the corresponding AP.
  • the AP may maintain the current operating frequency band or change to another operating frequency band according to a command of the AP controller 540.
  • the AP to be selected as the operating frequency may be a dual band AP.
  • the master AP or the AP controller 500 including the above-described components 510 to 540 may adaptively select operating frequency bands of the dual band APs based on the surrounding wireless environment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for selecting an operating frequency band of an AP according to an embodiment of the present invention.
  • the AP controller 500 may collect cell information of a plurality of APs present in the WLAN system 200 (S610). To this end, the APs present in the system 200 may provide information on the number of connected stations, RSSI (Received Signal Strength Indicator), noise per channel, channel utilization, and information on single band stations. Information may be transmitted to the AP controller 500.
  • the RSSI may include at least one of an uplink RSSI and a downlink RSSI.
  • the noise per channel may include at least one of uplink channel noise and downlink channel noise.
  • the AP controller 500 may monitor the surrounding wireless environment by using the information collected from the APs.
  • the AP controller 500 determines whether there is a coverage hole by identifying whether there is a station whose received power value (RSSI) falls below a predetermined reference value (threshold value) among stations connected to each AP. It can be confirmed (S620).
  • RSSI received power value
  • Threshold value a predetermined reference value
  • the AP controller 500 determines that the AP to which the station is connected.
  • the operating frequency may be selected to the 2.4GHz band (S680).
  • the AP controller 500 when a coverage hole occurs in a specific AP, when the operating frequency of the AP is changed from the 2.4 GHz frequency band to the 5 GHz frequency band, the stations connected to the AP have a narrow cell coverage due to the frequency characteristics. This results in lower RSSI. Therefore, when a coverage hole occurs in the 2.4 GHz / 5 GHz operating mode, the AP controller 500 preferably maintains the operating mode of the AP in the 2.4 GHz / 5 GHz operating mode. On the other hand, when a coverage hole occurs in the Dual 5G mode, the AP controller 500 preferably switches the operation mode of the AP from the Dual 5G mode to the 2.4G / 5G mode.
  • the AP controller 500 may determine from APs. Based on the collected information, it may be checked whether an overloaded AP exists among APs present in the system 200 (S630).
  • the overloaded AP means an AP that does not provide the minimum yield for the stations connected to the AP. Therefore, the AP controller 500 may determine whether the overloaded AP exists by using Equation 1 below. That is, the AP controller 500 may determine the AP as an overloaded AP when the average yield of stations connected to a specific AP does not exceed a predetermined reference yield (mQoS).
  • mQoS predetermined reference yield
  • Is the number of STAs accessing the 2.4 GHz band from the i th AP Is the number of STAs accessing the 5 GHz band from the i th AP, Is the number of Active STAs in the 2.4 GHz band at the i th AP, Is the number of Active STAs in the 5 GHz band at the i th AP, Channel Utilization in the 2.4 GHz band from the i th AP, Channel Utilization in the 5 GHz band from the i th AP, Is the 2.4 GHz band physical rate of the j th STA connected to the i th AP, Is the 5 GHz band physical rate of the k th STA connected to the i th AP.
  • the AP controller 500 may select an operating frequency of the corresponding AP as a 2.4 GHz band (S680).
  • the AP controller 500 may check whether there is an idle channel of a 5 GHz band available in the corresponding AP (S640). In fact, if no channel is available in the 5GHz band, no further processing is necessary.
  • the AP controller 500 may determine whether there is an idle channel in the 5 GHz band based on the channel state of the 5 GHz band used by adjacent APs of the overloaded AP. In this case, the AP controller 500 determines that an idle channel exists if a channel other than the channel of the 5 GHz band used by the neighboring APs exists, or if the interference amount from the channel is less than the reference value even if the channel is already occupied. can do.
  • the AP controller 500 may select the operating frequency of the AP as the 2.4GHz band (S680).
  • the AP controller 500 is a 2.4 GHz single band station connected to the overloaded AP based on information collected from the APs. It is possible to check whether cell roaming is possible (S650).
  • STAs supporting only 2.4 GHz can no longer access the overloaded AP.
  • the AP controller 500 may determine whether cell roaming of single band stations is possible using Equation 2 below. That is, when the single band STAs present in the overloaded AP move to the neighboring AP, the AP controller 500 includes a single band station when the estimated average yield that can be obtained from the neighboring AP exceeds the predetermined reference yield mQoS. It can be determined that cell roaming is possible.
  • the target AP per single band STA may be determined to be the AP having the highest reception power value among neighboring APs.
  • Is the number of single band STAs connected to the 2.4 GHz band at the i th AP Is the number of single-band STAs connected to the 2.4 GHz band at the j th AP
  • TA is the index set of target APs
  • c (TA) is the number of target APs
  • Channel Utilization of the 2.4 GHz band from the j th AP Is the 2.4 GHz band physical rate of the k th STA connected to the j th AP.
  • the AP controller 500 may select an operating frequency of the corresponding AP as the 2.4 GHz band (S680). .
  • the AP controller 500 is expected to operate in the dual 5GHz mode by switching the operating frequency in the overloaded AP
  • the average yield can be calculated.
  • the AP controller 500 may check whether the calculated expected average yield exceeds a predetermined reference yield mQoS (S660). This is to prevent the meaningless frequency switching when the overloaded AP is operated in Dual 5G mode in a situation where the performance of the STAs is not actually improved.
  • the AP controller 500 may determine whether to change the operating frequency of the overloaded AP using Equation 3 below.
  • Is the number of STAs accessing the 2.4 GHz band from the i th AP Is the number of STAs accessing the 5 GHz band from the i th AP, Is the number of single band STAs connected to the 2.4 GHz band at the i th AP, Is the 5GHz band physical rate of the j th STA connected to the i th AP.
  • the AP controller 500 sets the operating frequency of the corresponding AP to the 2.4 GHz band. Can be selected (S680).
  • the AP controller 500 sets the operating frequency of the corresponding AP to 5GHz band. Can be selected (S670).
  • the AP controller 500 may repeatedly perform the operations of steps 610 to 680 described above until the operation frequency band selection algorithm is terminated (S690).
  • the AP controller may monitor the wireless situation in a wireless LAN system in real time and automatically change the operating frequency bands of the dual band APs based on the wireless situation.
  • the AP controller can select an operating frequency band that can guarantee a minimum transmission speed to stations connected to the dual band AP.
  • the operation of the operating frequency selection algorithm is illustrated in the AP controller, but is not limited thereto. It will be apparent to those skilled in the art that the same operating frequency selection algorithm may be performed in the master AP.
  • the present invention described above can be embodied as computer readable codes on a medium in which a program is recorded.
  • the computer-readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAMs, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, and the like. There is this. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all aspects and should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the invention are included in the scope of the invention.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 무선 랜 시스템에서 듀얼 밴드 AP의 동작 주파수 대역을 선택하는 방법에 관한 것으로, 상기 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP들로부터 셀 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 단계; 및 상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 단계를 포함한다.

Description

무선 랜 접속 장치의 동작 주파수를 선택하는 방법 및 그 장치
본 발명은 무선 랜 접속 장치의 동작 주파수를 선택하는 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 무선 랜 시스템에서, 상기 복수의 주파수 대역 중 무선 환경에 적합한 동작 주파수 대역을 적응적으로 선택할 수 있는 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
현재 무선 랜 시스템(Wireless LAN System)에서 사용하고 있는 주파수 대역은 2.4GHz 대역과 5GHz 대역으로 나눌 수 있다. 2.4GHz 대역의 무선 랜은, 동일한 무선 주파수 대역을 사용하는 타 디바이스(가령, 블루투스 장치, RFID 장치, 전자레인지 등)로 인한 간섭과 비 중첩 채널 자원의 부족으로 인한 동일 시스템 상의 간섭에 많이 노출되어 있어 5GHz 대역의 무선 랜 환경보다 셀(cell) 용량 확보에 어려움을 겪고 있다. 반면, 5GHz 대역의 무선 랜은, 2.4GHz 대역에 비해 상대적으로 많은 비 중첩 채널 자원을 구비하고 있어, 인접 채널 간의 간섭이 적고 더 넓은 대역의 주파수 대역을 활용할 수 있다.
일반적으로, 무선 랜 시스템은 단말의 속도나 셀 용량 관점에서 5GHz 주파수 대역을 사용하는 것이 유리하다. 하지만, 2.4GHz 대역만을 지원하는 단일 대역 무선 랜 단말이 존재하고, 5GHz 주파수 대역보다 낮은 주파수 대역의 특성으로 인하여, 2.4GHz 대역의 주파수는 셀 커버리지 측면에서 여전히 큰 효용가치가 있다. 이에 따라, 2.4GHz의 주파수 대역과 5GHz의 주파수 대역을 모두 지원하는 듀얼 밴드 AP(Access Point)가 개발되었다.
가령, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 듀얼 밴드 AP(100)는 2.4GHz 대역의 무선 신호(즉, RF 신호)를 송/수신하는 제1 안테나(110), 2.4GHz 대역의 주파수를 필터링하는 대역통과필터(120), 2.4GHz 대역의 무선 신호를 변조 및 복조하는 제1 통신 모뎀(130), 5GHz 대역의 무선 신호를 송/수신하는 제2 안테나(140), 5GHz 대역의 주파수를 필터링하는 대역통과필터(150) 및 5GHz 대역의 무선 신호를 변조 및 복조하는 제2 통신 모뎀(160) 등을 포함한다.
그런데 이러한 듀얼 밴드 AP(100)의 개발에도 불구하고, 동일한 셀 면적에서 좀 더 높은 셀 용량을 지원하기 위한 요구(needs)가 발생하고 있고, 기존 하나의 5GHz 주파수 대역으로는 그 요구사항을 충족시킬 수 없다는 문제점이 있다. 따라서, 셀 용량을 확보하기 위한 새로운 형태의 듀얼 밴드 AP를 개발할 필요가 있다.
본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다. 또 다른 목적은 동일한 안테나 및 통신 모뎀을 이용하여 복수의 주파수 대역을 선택적으로 지원할 수 있는 무선 랜 접속 장치 및 그를 이용한 무선 랜 시스템을 제공함에 있다.
또 다른 목적은 무선 랜 시스템의 무선 환경을 검출하고, 상기 검출된 무선 환경을 기반으로 듀얼 밴드 AP의 동작 주파수를 적응적으로 선택할 수 있는 방법 및 그 장치를 제공함에 있다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP(Access Point)들로부터 셀 정보를 수집하는 단계; 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 단계; 및 상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 단계를 포함하는 동작 주파수 대역 선택 방법을 제공한다.
본 실시 예에서, AP들로부터 수집되는 셀 정보는, AP에 접속된 스테이션들의 개수에 관한 정보, RSSI(Received Signal Strength Indicator) 정보, 채널 별 잡음(Noise) 정보, 채널 이용률(channel utilization) 정보, 및 단일 대역 스테이션들에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 무선 랜 시스템에 존재하는 AP들은 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 듀얼 밴드 AP를 포함할 수 있다.
상기 동작 주파수 대역 선택 방법에서의 무선 환경 분석 단계는, AP들에 접속되어 있는 스테이션들 중에서 수신 전력 값(RSSI)이 미리 결정된 임계치 이하로 떨어지는 스테이션이 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 환경 분석 단계는, 임계치 이하의 수신 전력 값을 갖는 스테이션이 존재하는 경우, AP들의 셀 정보를 이용하여 상기 AP들 중에서 Overloaded AP가 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 환경 분석 단계는, Overloaded AP가 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널(idle channel)이 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 환경 분석 단계는, Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에 접속되어 있는 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍(Cell Roaming) 가능 여부를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 무선 환경 분석 단계는, 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍이 가능한 경우, Overloaded AP에 접속된 스테이션들의 예상 평균 수율을 계산하고, 상기 계산된 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율을 초과하는지를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 동작 주파수 대역 결정 단계는, AP들 중 적어도 하나에서 동일 안테나로 제공 가능한 제1 및 제2 동작 주파수 대역 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP(Access Point)들로부터 셀 정보를 수집하는 AP 정보 수집부; 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 무선 환경 분석부; 및 상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 동작 주파수 선택부를 포함하는 동작 주파수 대역 선택 장치를 제공한다.
본 실시 예에서, 상기 동작 주파수 대역 선택 장치는, 동작 주파수 선택부를 통해 결정된 동작 주파수 대역에 관한 정보를 해당 AP로 전송하는 AP 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP(Access Point)들로부터 셀 정보를 수집하는 과정; 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 과정; 및 상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 과정을 컴퓨터 상에서 수행하는 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록매체를 제공한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 듀얼 밴드 AP의 동작 주파수 대역 선택 방법 및 그 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 하나의 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 동작 주파수를 지원하는 듀얼 밴드 AP를 제공할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 무선 랜 시스템의 무선 상황을 고려하여 듀얼 밴드 AP에서 지원하는 복수의 동작 주파수들 중 최적의 동작 주파수를 자동으로 선택할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 주변의 무선 환경에 따라 듀얼 밴드 AP의 동작 주파수들을 자동으로 변경함으로써, 동일한 셀 면적에서 좀 더 높은 셀 용량을 지원할 수 있다는 장점이 있다.
다만, 본 발명의 실시 예들에 따른 동작 주파수 대역 선택 방법 및 그 장치가 달성할 수 있는 효과는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 듀얼 밴드 AP의 구성 블록도;
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 시스템의 개략적인 구성도;
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 랜 시스템의 개략적인 구성도;
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 접속 장치의 구성 블록도;
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러의 구성 블록도;
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동작 주파수 대역 선택 방법을 설명하는 흐름도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 즉, 본 발명에서 사용되는 '부'라는 용어는 소프트웨어, FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로 코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '부'들로 더 분리될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 듀얼 밴드 AP들을 포함하는 무선 랜 시스템에서, 상기 복수의 주파수 대역 중 무선 환경에 적합한 동작 주파수 대역을 적응적으로 선택할 수 있는 방법 및 그 장치를 제안한다.
이하에서는, 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 시스템(200)은 마스터 AP(210)와 적어도 하나의 기본 서비스 셋(Basic Service Set, 이하 'BSS'라 칭함, 220)을 포함할 수 있다.
이러한 무선 랜 시스템(200)에서, 마스터 AP(210)는 하나 이상의 스테이션(station, 이하 'STA'라 칭함)과 연결되어 별도의 BSS(미도시)를 구성할 수 있다. 이때, 상기 마스터 AP(210)는 일반적인 AP의 동작을 수행할 수 있다.
마스터 AP(210)는 각각의 BSS(220)에 존재하는 AP(230)들과 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 마스터 AP(210)는 각 AP(230)로부터 수신되는 정보들을 기반으로 무선 랜 시스템(200)에서의 무선 환경을 모니터링하고, 상기 무선 환경을 기반으로 특정 AP(230)의 동작 주파수를 적응적으로 결정(또는 선택)하는 기능을 수행할 수 있다.
본 실시 예에서, 동작 주파수 대역 선택 알고리즘을 수행하는 주체는 마스터 AP(210)이고, 동작 주파수 선택의 대상이 되는 AP(230)는 듀얼 밴드 AP로서, 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 무선 랜 접속 장치이다. 해당 AP(230)에서 지원하는 복수의 주파수 대역은, 2.4GHz 대역의 동작 주파수와 5GHz 대역의 동작 주파수 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.
BSS(220)는 무선 네트워크를 조정하는 액세스 포인트(Access Point, 이하 'AP'라 칭함, 230)와 상기 AP(230)에 연결(associated)되어 동작하는 하나 이상의 스테이션(240)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 BSS(220)는 성공적으로 동기화를 이루면서 무선 통신을 수행할 수 있는 AP(230) 및 스테이션들(240)의 집합으로써, 특정 영역을 가리키는 개념은 아니다.
AP(230)는 해당 BSS(220)에 결합된 스테이션들(240)을 위해 무선 매체를 경유하여 분산 시스템에 대한 접속을 제공하는 기능 매체이다. 상기 BSS(220)에서, 스테이션들(240) 사이의 통신은 AP(230)를 경유하여 이루어지는 것이 원칙이나, 다이렉트 링크(direct link)가 설정된 경우에는 스테이션들(240) 사이에서도 직접적인 통신을 수행할 수 있다.
AP(230)는 액세스 포인트(Access Point)라는 명칭 외에 집중 제어기, 기지국(Base Station, BS), Node-B, BTS(Base Transceiver System), 또는 사이트 제어기 등으로 지칭될 수 있다. 스테이션(240)은 단말(terminal), 무선 송수신 유닛(Wireless Transmit/Receive Unit, WTRU), 사용자 단말(User Equipment, UE), 이동국(Mobile Station, MS), 휴대용 단말(Mobile Terminal), 또는 이동 가입자 유닛(Mobile Subscriber Unit) 등의 다른 명칭으로 지칭될 수 있다.
분산 시스템(미도시)은 하나의 AP(230)가 다른 AP(230)와 통신하기 위한 메커니즘으로서, 반드시 네트워크일 필요는 없으며, IEEE 802.11에 규정된 소정의 분산 서비스를 제공할 수 있다면 그 형태에 대해서는 아무런 제한이 없다. 예컨대, 상기 분산 시스템은 메쉬 네트워크(mesh network)와 같은 무선 네트워크이거나, 혹은 복수의 AP들(230)을 서로 연결시켜 주는 물리적인 구조물일 수도 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 랜 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 무선 랜 시스템(300)은 AP 컨트롤러(310)와 적어도 하나의 기본 서비스 셋(BSS, 320)을 포함할 수 있다.
이러한 무선 랜 시스템(300)에서, AP 컨트롤러(310)는 별도의 독립적인 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구성할 수 있다. 상술한 마스터 AP(210)와 달리, AP 컨트롤러(310)는 별도의 BSS를 구성하지 않으며, 일반적인 AP의 기능을 수행하지 않는다.
AP 컨트롤러(310)는 각각의 BSS(320)에 존재하는 AP(330)들과 유선 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. AP 컨트롤러(310)는 각 AP(330)로부터 수신되는 정보들을 기반으로 무선 랜 시스템(300)에서의 무선 환경을 모니터링하고, 상기 무선 환경을 기반으로 특정 AP(330)의 동작 주파수를 적응적으로 결정(또는 선택)하는 기능을 수행할 수 있다.
본 실시 예에서, 동작 주파수 대역 선택 알고리즘을 수행하는 주체는 AP 컨트롤러(310)이고, 동작 주파수 선택의 대상이 되는 AP(330)는 듀얼 밴드 AP로서, 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 무선 랜 접속 장치이다. 해당 AP(330)에서 지원하는 복수의 주파수 대역은, 2.4GHz 대역의 동작 주파수와 5GHz 대역의 동작 주파수 등을 포함할 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.
한편, 도 3에 도시된 BSS(320), AP(330) 및 스테이션(340)은 상술한 도 2에 도시된 BSS(220), AP(230) 및 스테이션(240)과 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 랜 접속 장치의 구성 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 랜 접속 장치(400)는 제1 통신 모뎀(410), 제2 통신 모뎀(420), 제1 필터(430), 제2 필터(440), 제3 필터(450), 다이플렉서(460), 제1 안테나(470) 및 제2 안테나(480) 등을 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 구성요소들은 무선 랜 접속 장치를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 무선 랜 접속 장치는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
제1 통신 모뎀(410)은 제1 주파수 대역(가령, 2.4GHz 대역)의 무선 신호와 제2 주파수 대역(가령, 5GHz 대역)의 무선 신호를 변조(modulation) 및 복조(demodulation)하는 동작을 수행할 수 있다.
제2 통신 모뎀(420)은 제2 주파수 대역(가령, 5GHz 대역)의 무선 신호를 변조 및 복조하는 동작을 수행할 수 있다.
제1 필터(430)는 제1 통신 모뎀(410)과 다이플렉서(460) 사이에 배치되어, 제1 주파수 대역의 무선 신호만을 필터링하는 동작을 수행할 수 있다. 제2 필터(440)는 제1 통신 모뎀(410)과 다이플렉서(460) 사이에 배치되어, 제2 주파수 대역의 무선 신호만을 필터링하는 동작을 수행할 수 있다. 제3 필터(450)는 제2 통신 모뎀(420)과 제2 안테나(480) 사이에 배치되어, 제2 주파수 대역의 무선 신호만을 필터링하는 동작을 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제1 내지 제3 필터(430, 440, 450)는 대역 통과 필터(band pass filter, BPF)일 수 있으며 이에 제한되지는 않는다.
다이플렉서(diplexer, 460)는 제1 안테나(470)와 제1 및 제2 필터(430, 440) 사이에 배치되어, 두 개의 필터(430, 440)에서 출력되는 두 개의 무선 신호(RF 신호)들을 하나의 안테나(470)로 전달하고, 상기 안테나(470)로 수신되는 두 개의 무선 신호를 두 개의 필터(430, 440)로 분기하는 동작을 수행할 수 있다.
즉, 다이플렉서(460)는 동작 주파수가 다른 두 개의 무선 신호를 하나의 안테나로 보내고 받기 위해 사용되는 분기용 필터 소자로서, 일반적으로 낮은 주파수 신호가 통과되는 저역 통과 필터(Low Pass Filter, LPF)와 높은 주파수 신호가 통과되는 고역 통과 필터(High Pass Filter, HPF)를 결합시킨 간단한 구조로 구성될 수 있다.
제1 안테나(470)는 제1 주파수 대역의 무선 신호와 제2 주파수 대역의 무선 신호를 송/수신하는 동작을 수행할 수 있다. 제2 안테나(480)는 제2 주파수 대역의 무선 신호를 송/수신하는 동작을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 무선 랜 접속 장치(400)는 듀얼 밴드 AP로서, 동일한 안테나(470) 및 통신 모뎀(410)으로 두 개의 주파수 대역을 지원할 수 있는 무선 랜 접속 장치이다. 따라서, 무선 랜 접속 장치(400)는 무선 환경에 따라 두 개의 동작 모드(즉, 2.4GHz/5GHz 동작 모드, 5GHz/5GHz 동작 모드) 중 어느 하나의 동작 모드로 기능할 수 있다. 이러한 듀얼 밴드 AP가 동작하기 위해서는, 주변 무선 상황을 인식하고 2.4GHz와 5GHz의 주파수 대역 중에서 사용할 주파수 대역을 자동으로 선택할 수 있는 방안이 필요하다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러의 구성 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러(500)는 AP 정보 수집부(510), 무선 환경 분석부(520), 동작 주파수 선택부(530) 및 AP 제어부(540) 등을 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 구성요소들은 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러를 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 본 명세서상에서 설명되는 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러는 위에서 열거된 구성요소들보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
AP 정보 수집부(510)는 무선 랜 시스템(200, 300)에 존재하는 복수의 AP들의 정보를 수집할 수 있다. 이를 위해, 해당 시스템(200, 300)에 존재하는 AP들은 자신이 관리하는 셀(cell)에 관한 정보(이하, '셀 정보'라 칭함)를 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러(500)로 전송할 수 있다. 상기 셀 정보는 각 AP에 접속된 스테이션들의 개수, RSSI(Received Signal Strength Indicator), 채널 별 잡음(Noise), 채널 이용률(channel utilization) 등에 관한 정보와 단일 대역 스테이션들에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.
무선 환경 분석부(520)는 AP 정보 수집부(510)를 통해 수집된 AP들의 셀 정보들을 이용하여 주변의 무선 환경을 모니터링할 수 있다.
먼저, 무선 환경 분석부(520)는 각 AP에 접속되어 있는 스테이션들의 수신 전력값(RSSI)이 미리 결정된 기준 값(임계치) 이하로 떨어지는 스테이션이 존재하는지를 파악하여 커버리지 홀(coverage hole)의 발생 여부를 결정할 수 있다.
상기 커버리지 홀이 발생하지 않는 경우, 무선 환경 분석부(520)는 상기 수집된 AP들의 셀 정보를 기반으로 무선 랜 시스템(200, 300)에 존재하는 AP들 중에서 Overloaded AP가 존재하는지를 결정할 수 있다. 여기서, Overloaded AP란, AP에 연결된 스테이션들에 대하여 최소한의 수율을 제공하지 못하는 AP를 의미한다.
상기 Overloaded AP가 존재하는 경우, 무선 환경 분석부(520)는 해당 AP가 사용 가능한 5GHz 대역의 채널이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 이때, 무선 환경 분석부(520)는 Overloaded AP의 인접한 AP들이 사용하고 있는 5GHz 대역의 채널 상태를 기반으로 5GHz 대역의 유휴 채널(idle channel)이 존재하는지를 판단할 수 있다.
5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는 경우, 무선 환경 분석부(520)는 상기 수집된 AP들의 셀 정보를 기반으로 Overloaded AP에 접속되어 있는 2.4GHz 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍(Cell Roaming) 가능 여부를 결정할 수 있다.
2.4GHz 단일 대역 STA들이 인접 AP에 모두 접속 가능하다고 판정되면, 무선 환경 분석부(520)는 Overloaded AP에서 동작 주파수를 전환하여 Dual 5GHz 모드(5GHz/5GHz 모드)로 동작할 때의 예상 평균 수율을 계산할 수 있다. 무선 환경 분석부(520)는 상기 계산된 예상 평균 수율과 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 서로 비교할 수 있다.
동작 주파수 선택부(530)는 무선 환경 분석부(520)를 통해 인식된 무선 환경을 기반으로 각 AP의 동작 주파수를 결정할 수 있다.
AP 제어부(540)는 동작 주파수 선택부(530)를 통해 결정된 동작 주파수 대역에 관한 정보를 해당 AP로 전송할 수 있다. 해당 AP는 AP 제어부(540)의 명령에 따라 현재의 동작 주파수 대역을 유지하거나 혹은 다른 동작 주파수 대역으로 변경할 수 있다. 여기서, 동작 주파수의 선택 대상이 되는 AP는 듀얼 밴드 AP일 수 있다.
이처럼, 상술한 구성 요소들(510~540)을 포함하는 마스터 AP 또는 AP 컨트롤러(500)는 주변의 무선 환경을 기반으로 듀얼 밴드 AP들의 동작 주파수 대역을 적응적으로 선택할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 AP의 동작 주파수 대역 선택 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6을 참조하면, AP 컨트롤러(500)는 무선 랜 시스템(200)에 존재하는 복수의 AP들의 셀 정보를 수집할 수 있다(S610). 이를 위해, 해당 시스템(200)에 존재하는 AP들은 접속된 스테이션들의 개수, RSSI(Received Signal Strength Indicator), 채널 별 잡음(Noise), 채널 이용률(channel utilization) 등에 관한 정보와 단일 대역 스테이션들에 관한 정보를 AP 컨트롤러(500)로 전송할 수 있다. 여기서, 상기 RSSI는 업 링크 RSSI 및 다운링크 RSSI 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 채널 별 잡음은 업 링크 채널 별 잡음 및 다운링크 채널 별 잡음 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
AP 컨트롤러(500)는 AP들로부터 수집된 정보들을 이용하여 주변의 무선 환경을 모니터링할 수 있다.
먼저, AP 컨트롤러(500)는 각 AP에 접속되어 있는 스테이션들 중에서 수신 전력 값(RSSI)이 미리 결정된 기준 값(임계치) 이하로 떨어지는 스테이션이 존재하는지를 파악하여 커버리지 홀(coverage hole)의 발생 여부를 확인할 수 있다(S620).
상기 620 단계의 확인 결과, 무선 랜 시스템에서 커버리지 홀이 발생하는 경우(즉, 미리 결정된 기준 값 이하로 떨어지는 RSSI를 갖는 스테이션이 존재하는 경우), AP 컨트롤러(500)는 해당 스테이션이 접속된 AP의 동작 주파수를 2.4GHz 대역으로 선택할 수 있다(S680).
가령, 특정 AP에서 커버리지 홀이 발생하는 경우, 해당 AP에서의 동작 주파수를 2.4GHz 주파수 대역에서 5GHz 주파수 대역으로 변경하게 되면, 해당 AP에 연결된 스테이션들은 주파수 특성으로 인해 셀 커버리지(cell coverage)가 좁아지므로 더 낮은 RSSI를 갖게 된다. 따라서, 2.4GHz/5GHz 동작 모드에서 커버리지 홀이 발생하는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 모드를 2.4GHz/5GHz 동작 모드로 계속 유지하는 것이 바람직하다. 한편, Dual 5G 모드에서 커버리지 홀이 발생하는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 모드를 Dual 5G 모드에서 2.4G/5G 모드로 전환하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 620 단계의 확인 결과, 무선 랜 시스템에서 커버리지 홀이 발생하지 않는 경우(즉, 미리 결정된 기준 값 이하로 떨어지는 RSSI를 갖는 스테이션이 존재하지 않는 경우), AP 컨트롤러(500)는 AP들로부터 수집된 정보들을 기반으로 해당 시스템(200)에 존재하는 AP들 중에서 Overloaded AP가 존재하는지를 확인할 수 있다(S630).
본 실시 예에서, Overloaded AP는 AP에 연결된 스테이션들에 대하여 최소한의 수율을 제공하지 못하는 AP를 의미한다. 따라서, AP 컨트롤러(500)는 아래 수학식 1을 이용하여 Overloaded AP의 존재 여부를 판단할 수 있다. 즉, AP 컨트롤러(500)는, 특정 AP에 접속된 스테이션들의 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 넘지 못하는 경우, 해당 AP를 Overloaded AP로 판단할 수 있다.
Figure PCTKR2018006191-appb-M000001
여기서,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000001
는 i 번째 AP에서 idle STA들의 예상 데이터 전송률을 계산하는 수학식이고,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000002
은 i 번째 AP에서 Active STA들의 실제 데이터 전송률이다.
Figure PCTKR2018006191-appb-I000003
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역에 접속하는 STA의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000004
은 i 번째 AP에서 5GHz 대역에 접속하는 STA의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000005
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역의 Active STA 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000006
은 i 번째 AP에서 5GHz 대역의 Active STA 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000007
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역의 Channel Utilization,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000008
은 i 번째 AP에서 5GHz 대역의 Channel Utilization,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000009
은 i 번째 AP에 연결된 j 번째 STA의 2.4GHz 대역 Physical rate,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000010
은 i 번째 AP에 연결된 k 번째 STA의 5GHz 대역 Physical rate임.
상기 630 단계의 확인 결과, Overloaded AP가 존재하지 않는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 주파수를 2.4GHz 대역으로 선택할 수 있다(S680).
한편, 상기 630 단계의 확인 결과, Overloaded AP가 존재하는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는지 여부를 확인할 수 있다(S640). 실제로 5GHz 대역에서 사용할 수 있는 채널이 존재하지 않는다면 그 이후의 과정이 필요 없기 때문이다.
AP 컨트롤러(500)는 Overloaded AP의 인접한 AP들이 사용하고 있는 5GHz 대역의 채널 상태를 기반으로 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는지를 판단할 수 있다. 이때, AP 컨트롤러(500)는, 인접 AP들이 사용하고 있는 5GHz 대역의 채널 이외의 채널이 존재하거나, 이미 점유하고 있는 채널이라도 해당 채널로부터의 간섭 크기가 기준 값 이하라면 유휴 채널이 존재하는 것으로 판단할 수 있다.
상기 640 단계의 확인 결과, Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하지 않는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 주파수를 2.4GHz 대역으로 선택할 수 있다(S680).
한편, 상기 640 단계의 확인 결과, Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는 경우, AP 컨트롤러(500)는 AP들로부터 수집된 정보를 기반으로 Overloaded AP에 접속되어 있는 2.4GHz 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍(Cell Roaming) 가능 여부를 확인할 수 있다(S650). Overloaded AP가 Dual 5G 모드로 동작하게 되면, 2.4GHz만을 지원하는 단일 대역 STA들은 더 이상 Overloaded AP에 접속할 수 없기 때문이다.
AP 컨트롤러(500)는 아래 수학식 2를 이용하여 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍 가능 여부를 판단할 수 있다. 즉, AP 컨트롤러(500)는, Overloaded AP에 존재하는 단일 대역 STA들이 인접 AP로 이동할 때, 인접 AP에서 획득할 수 있는 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 초과하는 경우, 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 단일 대역 STA별 목적 AP는 인접 AP들 중에서 가장 높은 수신전력 값을 갖는 AP로 결정될 수 있다.
Figure PCTKR2018006191-appb-M000002
여기서,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000011
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역에 접속되어 있는 단일 대역 STA들의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000012
은 j 번째 AP에서 2.4GHz 대역에 접속되어 있는 단일 대역 STA들의 수, TA는 목적 AP들의 인덱스 집합, c(TA)는 목적 AP들의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000013
는 j 번째 AP에서 2.4GHz 대역의 Channel Utilization,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000014
은 j 번째 AP에 연결된 k 번째 STA의 2.4GHz대역 Physical rate임.
상기 650 단계의 확인 결과, Overloaded AP에 존재하는 단일 대역 STA들 중 적어도 하나가 인접 AP에 접속할 수 없는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 주파수를 2.4GHz 대역으로 선택할 수 있다(S680).
한편, 상기 650 단계의 확인 결과, Overloaded AP에 존재하는 모든 단일 대역 STA들이 인접 AP에 접속할 수 있는 경우, AP 컨트롤러(500)는 Overloaded AP에서 동작 주파수를 전환하여 Dual 5GHz 모드로 동작할 때의 예상 평균 수율을 계산할 수 있다. AP 컨트롤러(500)는 상기 계산된 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 초과하는지를 확인할 수 있다(S660). 이는 Overloaded AP가 Dual 5G 모드로 동작할 때 실제적으로 STA들의 성능이 개선 되지 않는 상황에서 의미 없는 주파수 전환을 수행하지 않도록 하기 위함이다.
AP 컨트롤러(500)는 아래 수학식 3을 이용하여 Overloaded AP의 동작 주파수 전환 여부를 결정할 수 있다.
Figure PCTKR2018006191-appb-M000003
여기서,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000015
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역에 접속하는 STA의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000016
은 i 번째 AP에서 5GHz 대역에 접속하는 STA의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000017
은 i 번째 AP에서 2.4GHz 대역에 접속되어 있는 단일 대역 STA들의 수,
Figure PCTKR2018006191-appb-I000018
은 i 번째 AP에 연결된 j 번째 STA의 5GHz 대역 Physical rate임.
상기 660 단계의 확인 결과, Overloaded AP에서 Dual 5GHz 모드로 동작할 경우의 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 초과하지 않는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 주파수를 2.4GHz 대역으로 선택할 수 있다(S680).
한편, 상기 660 단계의 확인 결과, Overloaded AP에서 Dual 5GHz 모드로 동작할 경우의 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율(mQoS)을 초과하는 경우, AP 컨트롤러(500)는 해당 AP의 동작 주파수를 5GHz 대역으로 선택할 수 있다(S670).
AP 컨트롤러(500)는, 상술한 동작 주파수 대역 선택 알고리즘이 종료될 때까지 상술한 610 단계 내지 680 단계의 동작을 반복적으로 수행할 수 있다(S690).
이상, 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 AP 컨트롤러는 무선 랜 시스템에서의 무선 상황을 실시간으로 모니터링하고, 상기 무선 상황을 기반으로 듀얼 밴드 AP들의 동작 주파수 대역을 자동으로 변경할 수 있다. 또한, AP 컨트롤러는 듀얼 밴드 AP에 연결된 스테이션들에게 최소한의 전송 속도를 보장할 수 있는 동작 주파수 대역을 선택할 수 있다.
한편, 이상 본 실시 예에서는, AP 컨트롤러에서 동작 주파수 선택 알고리즘을 수행하는 것을 예시하고 있으나 이에 제한되지는 않으며, 마스터 AP에서도 동일한 동작 주파수 선택 알고리즘을 수행할 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다. 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.

Claims (20)

  1. 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP(Access Point)들로부터 셀 정보를 수집하는 단계;
    상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 단계; 및
    상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 단계를 포함하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 셀 정보는, AP에 접속된 스테이션들의 개수에 관한 정보, RSSI(Received Signal Strength Indicator) 정보, 채널 별 잡음(Noise) 정보, 채널 이용률(channel utilization) 정보, 및 단일 대역 스테이션들에 관한 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 동작 주파수 대역의 선택 대상이 되는 AP는, 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 듀얼 밴드 AP임을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 무선 환경 분석 단계는,
    상기 AP들에 접속되어 있는 스테이션들 중에서 수신 전력 값(RSSI)이 미리 결정된 임계치 이하로 떨어지는 스테이션이 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 무선 환경 분석 단계는,
    상기 임계치 이하의 수신 전력 값을 갖는 스테이션이 존재하는 경우, 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 AP들 중에서 Overloaded AP가 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    특정 AP에 접속된 스테이션들의 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율을 초과하지 못하는 경우, 해당 AP를 Overloaded AP로 판단하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 무선 환경 분석 단계는,
    상기 Overloaded AP가 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 무선 환경 분석 단계는,
    상기 Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에 접속되어 있는 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍(Cell Roaming) 가능 여부를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 Overloaded AP의 인접 AP에서 획득할 수 있는 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율을 초과하는 경우, 상기 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍이 가능한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 무선 환경 분석 단계는,
    상기 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍이 가능한 경우, 상기 Overloaded AP에 접속된 스테이션들의 예상 평균 수율을 계산하고, 상기 계산된 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율을 초과하는지를 확인하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 동작 주파수 대역 결정 단계는,
    상기 AP들 중 적어도 하나에서 동일 안테나로 제공 가능한 제1 및 제2 동작 주파수 대역 중 어느 하나를 선택하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 방법.
  12. 무선 랜 시스템에 존재하는 하나 이상의 AP(Access Point)들로부터 셀 정보를 수집하는 AP 정보 수집부;
    상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 무선 랜 시스템의 무선 환경을 분석하는 무선 환경 분석부; 및
    상기 분석된 무선 환경을 기반으로 상기 AP들 중 적어도 하나의 동작 주파수 대역을 결정하는 동작 주파수 선택부를 포함하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 동작 주파수 선택부를 통해 결정된 동작 주파수 대역에 관한 정보를 해당 AP로 전송하는 AP 제어부를 더 포함하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 동작 주파수 대역의 선택 대상이 되는 AP는, 동일한 안테나 및 통신 모뎀으로 복수의 주파수 대역을 지원하는 듀얼 밴드 AP임을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 무선 환경 분석부는, 상기 AP들에 접속되어 있는 스테이션들 중에서 수신 전력 값(RSSI)이 미리 결정된 임계치 이하로 떨어지는 스테이션이 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 무선 환경 분석부는, 상기 임계치 이하의 수신 전력 값을 갖는 스테이션이 존재하는 경우, 상기 수집된 셀 정보를 이용하여 상기 AP들 중에서 Overloaded AP가 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 무선 환경 분석부는, 상기 Overloaded AP가 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 무선 환경 분석부는, 상기 Overloaded AP에서 사용 가능한 5GHz 대역의 유휴 채널이 존재하는 경우, 상기 Overloaded AP에 접속되어 있는 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍(Cell Roaming) 가능 여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 무선 환경 분석부는, 상기 단일 대역 스테이션들의 셀 로밍이 가능한 경우, 상기 Overloaded AP에 접속된 스테이션들의 예상 평균 수율을 계산하고, 상기 계산된 예상 평균 수율이 미리 결정된 기준 수율을 초과하는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 동작 주파수 대역 선택 장치.
  20. 청구항 제1항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 따른 방법이 컴퓨터 상에서 수행되도록 하기 위한 프로그램을 저장하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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