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KR101319795B1 - 액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템 - Google Patents

액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템 Download PDF

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KR101319795B1
KR101319795B1 KR1020110141457A KR20110141457A KR101319795B1 KR 101319795 B1 KR101319795 B1 KR 101319795B1 KR 1020110141457 A KR1020110141457 A KR 1020110141457A KR 20110141457 A KR20110141457 A KR 20110141457A KR 101319795 B1 KR101319795 B1 KR 101319795B1
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KR
South Korea
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access point
terminal
service
antennas
terminals
Prior art date
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KR1020110141457A
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김성연
Original Assignee
삼성전기주식회사
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Publication date
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Abstract

본 발명은 액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템에 관한 것으로, 단말들 각각이 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형에 따라 상기 단말들을 분류하고, 분류된 단말 그룹 가운데 상기 QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말 그룹 중 한 단말에 상기 복수 개의 안테나들 가운데 어느 한 안테나를 할당하며, 상기 할당된 안테나와 단말을 제외한 단말 및 안테나들 중에서, 단말과 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 값이 최대화 되도록 하는 다른 안테나와 단말을 선택하여 안테나를 할당하는 기술을 개시한다.

Description

액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템{OPERATION METHOD OF ACCESS POINT AND WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM USING ACCESS POINT}
본 발명은 액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템에 관한 것이다.
액세스포인트(Access Point ; AP)는 컴퓨터 네트워크에서 와이파이, 블루투스 관련 표준 등을 이용하여 무선단말들을 유선 장치에 연결할 수 있게 하는 장치로써, 무선 액세스포인트(Wireless access point ; WAP)라고 칭하기도 한다.
이러한 액세스포인트는 일반적으로 유선망을 거치는 라우터에 연결되며, 스마트폰, 태블릿PC, 컴퓨터, 프린터 등의 무선단말과 네트워크 상의 유선 장치 간 데이터를 중계할 수 있는데, 이때, 무선단말들은 액세스포인트를 통하여 음성통화 서비스, 동영상 서비스, 데이터 서비스 등 다양한 서비스를 이용할 수 있다.
한편, 한 개의 액세스포인트는 복수 개의 단말들과 무선으로 연결될 수 있는데, 복수 개의 단말들이 요구하는 서비스의 종류에 따라 우선순위를 달리하여 무선 통신을 수행하게 된다.
예컨데, 실시간 데이터 전송이 필요한 온라인 게임, 화상통화, 음성통화 서비스 등을 우선적으로 처리하게 되고, 버퍼링 등이 가능한 동영상 서비스를 차순위로 처리하며, 일반적인 데이터 서비스를 그 다음 순위로 처리할 수 있는 것이다.
이렇게 우선순위를 구분하는 기준이 되는 서비스의 특성 일반적으로 QoS(Quality of Service)라고 칭하고 있다.
이와 더불어, 종래에는 매체 접속 전에 매체를 사용하고 있는 반송파를 감지하며, 센싱된 캐리어를 토대로 데이터 통신의 충돌이 발생하지 않도록 통신순서를 조절하는 캐리어 센스 다중접속/충돌 회피(Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance ; CSMA/CA)방식이 주로 사용되고 있었다.
즉, 특정 단말이 액세스포인트와 통신을 요청할 때, 다른 단말이 이미 액세스포인트와 통신을 하고 있는지의 여부를 CSMA/CA 방식으로 확인하여 대기하며, 해당 단말이 액세스포인트로 다시 통신을 요청하는 대기시간을 QoS 유형에 따라 실시간 데이터 전송이 필요한 서비스는 1ms, 동영상 서비스는 2ms, 일반 데이터 서비스는 3ms 등으로 차등화 하여 무선통신을 수행할 수 있다는 것이다.
그러나, 이와 같은 방식은 다른 서비스를 이용하고자 하는 유저들의 대기시간의 증가를 초래하며, 이로 인해 공평성의 문제가 발생한다. 또한, 공평성을 향상시키기 위하여 데이터 통신을 분산할 경우에는 실시간 데이터 통신이 필요한 음성통화, 화상통화 등의 서비스의 품질이 저하되는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 다중입력다중출력(Multiple Input Multiple Output ; MIMO)방식을 적용하는 방식이 제안되었다.
MIMO 방식은 주어진 대역폭에서 채널 용량을 증가시키기 위해 송수신단에 다수의 안테나를 설치하고, 각각의 송신 안테나에서 다른 송신 신호를 전송하는 방식으로써, 기존의 단일입력단일출력(Single Input Single Output ; SISO) 방식에 비하여 송신 안테나의 수 만큼의 송신 데이터 전송률 이득과 채널 용량이 증가될 수 있다.
그러나, MIMO 방식을 적용한다고 할지라도 기존의 CSMA/CA 방식을 적용함에 따라서 시스템 전체 채널을 최적화된 효율로 활용하지는 못하고 있는 실정이었다.
대한민국공개특허공보 제10-2005-0053787호 미국공개특허공보 US2011/0002227
상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 본 발명은 액세스포인트에 구비되는 복수 개의 안테나와 복수 개의 단말들 사이에서 고용량 고품질의 무선통신이 효율적으로 수행될 수 있도록 하는 액세스포인트 운용방법 및 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트 운용방법은, QoS(Quality of Service) 유형에 따라 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 우선순위를 부여하여 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 단말들 각각이 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형에 따라 상기 단말들을 분류하고, 분류된 단말 그룹 가운데 상기 QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말 그룹 중 한 단말에 상기 복수 개의 안테나들 가운데 어느 한 안테나를 할당하며, 상기 할당된 안테나와 단말을 제외한 단말 및 안테나들 중에서, 단말과 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 값이 최대화 되도록 하는 다른 안테나와 단말을 선택하여 안테나를 할당하는 것일 수 있다.
이때, 상기 채널 정보는 상기 단말이 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들과의 테스트 통신을 통해 도출되어 상기 단말의 QoS 유형과 함께 상기 액세스포인트로 전송되는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트 운용방법은, 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신 하는 방법에 있어서, (a) 상기 단말에서 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형 및 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 상기 단말에서 상기 액세스포인트로 전송하는 단계; (b) 상기 액세스포인트는 상기 통신요청신호에 포함된 Qos 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스로 판단된 경우, 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인 경우, 상기 채널 정보로부터 SINR 값을 연산하는 단계; (e) 상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 상기 QoS 유형 별로 분류된 단말 그룹 가운데 QoS 유형의 우선순위에 따라 우선순위가 가장 큰 단말 그룹에 속한 단말들 중 한 단말을 선택하여 제1 안테나를 할당하는 단계; 및 (g) 상기 액세스포인트에 구비된 복수 개의 안테나들 중에서 상기 (e)단계에서 할당된 제1 안테나를 제외한 안테나들 가운데 선택되는 제2 안테나에 대하여 상기 SINR 값이 최대가 되는 단말을 선택하여 제2 안테나를 할당하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 QoS(Quality of Service) 유형의 우선순위는 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 부여될 수 있다.
또한, 상기 채널 정보는, 상기 단말과 상기 액세스포인트 사이에서 전송되는 데이터의 프리앰블(Preamble)에 포함될 수 있다.
또한, 상기 (d)단계는, 상기 액세스포인트가 상기 프리앰블로 채널 추정(Channel Estimation)을 하여 채널 전달함수를 도출하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d)단계는, 상기 액세스포인트가 상기 채널 전달함수를 이용하여 채널 매트릭스를 도출하는 과정을 포함할 수 있다.
또한, 상기 (d)단계는, 상기 액세스포인트가 상기 채널 매트릭스를 하기 수학식 1에 대입하여 SINR 값을 연산하는 과정을 포함할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112011102924824-pat00001
H는 채널 매트릭스
H+는 H의 헤르미트 매트릭스(Hermitian matrix)
MT는 액세스포인트의 안테나 수
I는 단위행렬
본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스포인트 운용방법은, QoS(Quality of Service) 유형에 따라 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 우선순위를 부여하여 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서, 상기 단말들 각각이 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형에 따라 상기 단말들을 분류하고, 분류된 단말 그룹에 대하여 상기 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하며, 각각의 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하고, 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하여 안테나를 할당하는 것일 수 있다.
이때, 최초로 안테나가 할당된 단말을 제외하고 차순위 단말에 다른 안테나를 할당함에 있어서, 상기 단말과 상기 액세스포인트의 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 값이 최대화 되도록 하는 안테나를 선택하여 할당하는 것일 수 있다.
또한, 상기 채널 정보는 상기 단말이 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들과의 테스트 통신을 통해 도출되어 상기 단말의 QoS 유형과 함께 상기 액세스포인트로 전송되는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스포인트 운용방법은, 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신 하는 방법에 있어서, (A) 상기 단말에서 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형 및 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 상기 단말에서 상기 액세스포인트로 전송하는 단계; (B) 상기 액세스포인트는 상기 통신요청신호에 포함된 Qos 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단하는 단계; (C) 상기 (B)단계에서 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스로 판단된 경우, 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 단계; (D) 상기 (C)단계에서 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인 경우, 상기 채널 정보로부터 SINR 값을 연산하는 단계; (E) 상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하는 단계; (F) 상기 (E)단계에서 분류된 단말 그룹에 대하여 상기 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하는 단계; (G) 상기 (F)단계에서 부여된 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하여 제1 안테나를 할당하는 단계; 및 (H) 상기 액세스포인트에 구비된 복수 개의 안테나들 중에서 상기 (G)단계에서 할당된 단말을 제외한 차순위 단말에 대하여 상기 SINR 값이 최대가 되는 안테나를 선택하여 할당하는 단계;를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 가중치는 우선순위가 높을 수록 큰 값이 부여되고, 상기 제2 가중치는 그룹에 속한 단말의 수가 클 수록 큰 값이 부여될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트를 이용한 무선통신시스템은, 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서, 상기 액세스 포인트는, 상기 안테나들과 연결되며, 상기 안테나들을 통하여 상기 단말들로부터 QoS 유형 및 상기 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 수신하는 수신부; 상기 수신부와 연결되며, 상기 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부 및 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 판단부; 상기 채널 정보를 이용하여 SINR 값을 연산하는 연산부; 상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하며, 분류된 단말 그룹 가운데 상기 QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말 그룹 중 한 단말에 상기 안테나들 가운데 하나인 제1 안테나를 할당하고, 상기 단말과 상기 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR 값이 최대화 되도록 하는 다른 안테나와 단말을 선택하여 안테나를 할당하는 안테나 분배부;를 포함하는 것일 수 있다.
이때, 상기 단말 그룹에 대하여 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 상기 단말 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하며, 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하는 가중치 생성부;를 더 포함하며, 상기 안테나 분배부는 상기 가중치 생성부에서 부여된 우선순위를 더 반영하여 안테나를 할당하는 것일 수 있다.
또한, 상기 제1 가중치는 우선순위가 높을 수록 큰 값이 부여되고, 상기 제2 가중치는 그룹에 속한 단말의 수가 클 수록 큰 값이 부여될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명은 QoS를 보장하는 기존의 시스템을 유지하면서도 액세스포인트에 접속된 단말들의 대기시간을 최소화할 수 있으므로 전체 시스템의 효율을 개선할 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템에서 데이터 통신의 공평성(Fairness)을 향상시킬 수 있다는 유용한 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템의 주요부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스포인트 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스포인트 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 기술 등은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 더불어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예를 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용효과를 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200)를 이용한 무선통신 시스템을 개략적으로 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200)를 이용한 무선통신 시스템의 주요부를 개략적으로 예시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200)를 이용한 무선통신 시스템은 복수 개의 안테나(270)들이 구비된 액세스포인트(200) 및 복수 개의 단말(100)을 포함할 수 있다.
단말(100)은 스마트폰, 태블릿 PC, 노트북, 컴퓨터, 각종 컴퓨터 주변 기기 등이 될 수 있으며, 액세스포인트(200)의 안테나(270)들 가운데 적어도 어느 한 안테나(270)와 통신채널을 형성하여 무선통신을 수행할 수 있다.
이때, 단말(100)은 필요로하는 QoS 유형 및 액세스포인트(200)의 안테나(270)들에 대한 해당 단말(100)의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 액세스포인트(200)로 송신한다.
도 2를 참조하면, 액세스포인트(200)는 제어부(210), 수신부(220), 송신부(230), 판단부(240), 연산부(250), 안테나 분배부(260), 가중치생성부 및 안테나(270)를 포함할 수 있다.
수신부(220)는 안테나(270)와 연결되며, 단말(100)로부터 수신한 통신요청신호를 수신하는 역할을 수행한다.
판단부(240)는 수신부(220)와 연결되며, 안테나(270)와 수신부(220)를 거쳐 수신된 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부 및 통신요청신호가 복수 개의 단말(100)로부터 수신되었는가의 여부를 판단한다.
이때, 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신 서비스 또는 음성통화 서비스가 아닌 경우 종래의 일반적인 방법으로 액세스포인트(200)를 운영하도록 할 수 있다.
또한, 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신 서비스 또는 음성통화 서비스인 경우에도 통신요청신호를 송신한 단말(100)이 1개라면 종래의 일반적인 방법으로 액세스포인트(200)를 운영하도록 할 수 있다.
연산부(250)는 통신요청신호에 포함된 채널 정보를 이용하여 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio)를 연산하여 도출한다.
채널 정보는 단말(100)과 액세스포인트(200) 사이에서 전송되는 데이터의 프리앰블(Preamble)에 포함될 수 있으며, 액세스포인트(200)는 이 프리앰블로 채널 전달함수를 도출하고, 채널 전달함수로 채널 매트릭스를 도출하며, 채널 매트릭스를 이용하여 SINR 값을 연산할 수 있다.
이때, 채널 매트릭스 Hi는 다음의 행렬식으로 표현될 수 있다.
[행렬식 1]
Figure 112011102924824-pat00002
hi는 i 번째 채널 전달함수
MT는 액세스포인트(200)의 안테나(270) 수
MR은 단말(100)의 수
또한, SINR은 하기 수학식 1에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112011102924824-pat00003
H는 채널 매트릭스
H+는 H의 헤르미트 매트릭스(Hermitian matrix)
MT는 액세스포인트(200)의 안테나(270) 수
I는 단위행렬
안테나 분배부(260)는 QoS와 SINR 값을 이용하여 단말(100)에 안테나(270)를 할당하는 역할을 수행한다.
구체적으로 살펴보면, 안테나 분배부(260)는 통신요청신호를 송신한 단말(100)들을 QoS 유형 별로 분류하여 단말(100) 그룹을 생성하며, QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말(100) 그룹 중 한 단말(100)에 액세스포인트(200)의 안테나(270)들 가운데 하나인 제1 안테나(270)를 할당한다.
다음으로, 안테나(270)가 할당되지 않은 다른 단말(100)들 및 액세스포인트(200)의 안테나(270)들 가운데 SINR 값이 최대화 되는 안테나(270)와 단말(100)을 선택하여 안테나(270)를 할당한다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200)를 이용한 무선통신 시스템에서 액세스포인트(200)에 가중치 생성부(265)가 더 포함될 수 있다.
가중치 생성부(265)는 단말(100) 그룹에 대하여 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 단말(100) 그룹에 속한 단말(100)의 수에 따라 제2 가중치를 부여할 수 있다.
이때, 제1 가중치는 QoS 유형에 따른 우선순위가 높을 수록 큰 값이 부여되고, 제2 가중치는 그룹에 속한 단말(100)의 수가 클 수록 큰 값이 부여되도록 할 수 있다.
또한, 제1 가중치와 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 안테나(270) 할당의 우선순위가 부여될 수 있다.
또한, 안테나 분배부(260)는 가중치 생성부(265)에서 부여된 우선순위를 더 반영하여 안테나(270)를 할당할 수 있다.
전술한 판단부(240), 연산부(250), 안테나 분배부(260), 가중치 생성부(265) 등은 별도의 제어부(210)에 연결되어 제어될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법은, (a) 상기 단말(100)에서 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형 및 상기 액세스포인트(200)의 복수 개의 안테나(270)들에 대한 해당 단말(100)의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 상기 단말(100)에서 상기 액세스포인트(200)로 전송하는 단계; (b) 상기 액세스포인트(200)는 상기 통신요청신호에 포함된 Qos 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스로 판단된 경우, 상기 통신요청신호를 송신한 단말(100)의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 단계; (d) 상기 (c)단계에서 통신요청신호를 송신한 단말(100)의 수가 복수인 경우, 상기 채널 정보로부터 SINR 값을 연산하는 단계; (e) 상기 통신요청신호를 송신한 단말(100)들을 상기 QoS 유형 별로 분류하는 단계; (f) 상기 (e)단계에서 상기 QoS 유형 별로 분류된 단말(100) 그룹 가운데 QoS 유형의 우선순위에 따라 우선순위가 가장 큰 단말(100) 그룹에 속한 단말(100)들 중 한 단말(100)을 선택하여 제1 안테나(270)를 할당하는 단계; 및 (g) 상기 액세스포인트(200)에 구비된 복수 개의 안테나(270)들 중에서 상기 (e)단계에서 할당된 제1 안테나(270)를 제외한 안테나(270)들 가운데 선택되는 제2 안테나(270)에 대하여 상기 SINR 값이 최대가 되는 단말(100)을 선택하여 제2 안테나(270)를 할당하는 단계;를 포함할 수 있다.
먼저, 단말(100)은 자신이 필요로 하는 서비스의 QoS 유형 및 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 액세스포인트(200)로 전송한다(S110).
이때, QoS 유형은 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 등이 될 수 있다.
또한, 채널 정보는 단말(100)과 액세스포인트(200) 사이에서 전송되는 데이터의 프리앰블(Preamble)에 포함될 수 있으며, 후술될 SINR 연산에 활용될 수 있다.
다음으로, 액세스포인트(200)는 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단한다(S120).
이때, QoS 유형이 동영상 서비스 또는 데이터 서비스 등 실시간 통신이 필요한 서비스가 아닌 경우에는 종래의 일반적인 방법에 의하여 안테나(270)를 할당하고 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
다음으로, QoS 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인 경우에는 통신요청신호를 보낸 단말(100)의 수가 복수인가의 여부를 판단한다(S130).
이때, 단말(100)의 수가 1개인 경우에는 종래의 일반적인 방법에 의하여 안테나(270)를 할당하고 데이터 송수신을 수행할 수 있다.
다음으로, 단말(100)의 수가 복수인 경우에는 통신요청신호에 포함된 채널 정보로부터 SINR 값을 연산한다(S140).
이때, SINR 값을 연산하는 방법은 전술한 도 2를 참조한 설명과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
다음으로, QoS 유형을 기준으로 통신요청신호를 송신한 단말(100)들을 분류하여 단말(100) 그룹을 생성한다(S150).
다음으로, 통신요청신호를 송신한 단말(100)들에 안테나(270)를 할당한다(S160).
이때, QoS 유형별로 분류된 단말(100) 그룹 가운데 QoS 유형의 우선순위에 따라 우선순위가 가장 큰 단말(100) 그룹에 속한 단말(100)들 중 한 단말(100)을 선택하여 제1 안테나(270)를 할당한다. 다음으로, 액세스포인트(200)에 구비된 복수 개의 안테나(270)들 가운데 제1 안테나(270)를 제외한 안테나(270)들 중에서 선택되는 제2 안테나(270)에 대하여 S140 단계에서 연산된 SINR 값이 최대인 단말(100)을 선택하여 제2 안테나(270)를 할당한다.
이러한 과정을 계속 반복 수행함으로써 통신요청신호를 송신한 단말(100)들 모두에게 안테나(270)가 할당될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법은 QoS 유형에 따른 제1 가중치와 대기자 수에 따른 제2 가중치를 이용하여 안테나(270)를 할당하는 방법이다.
먼저, 통신요청신호의 전송(S110), 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부 판단(S120), 단말(100)의 수가 복수인가의 여부를 판단(S130), QoS 유형 별로 분류(S150)하는 과정은 전술한 바와 동일하므로 중복설명을 생략한다.
다음으로, QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 그룹에 속한 단말(100)의 수에 따라 제2 가중치를 부여한다(S150).
이때, 제1 가중치는 QoS 유형에 따른 우선순위가 높을 수록 큰 값이 되고, 제2 가중치는 해당 그룹에 속한 단말(100)의 수가 많을 수록 큰 값이 되도록 할 수 있다.
다음으로, 제1 가중치와 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하여 안테나(270)를 할당한다(S160').
이에 따라, 고용량 고품질의 통신이 이루어질 수 있는 동시에 특정 단말(100)이 과도하게 오래 대기하는 불공평성이 완화될 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법을 개략적으로 예시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법은 도 4를 참조한 실시예의 안테나(270) 할당 과정에 SINR 값을 더 반영하는 방법이다.
도 3을 참조하여 설명한 실시예 및 도 4를 참조하여 설명한 실시예와 중복되는 부분을 생략하면, 본 실시예에 따른 액세스포인트(200) 운용방법은, 안테나(270) 별 단말(100) 할당(S160') 과정에서, 가중치에 따라 특정 단말(100)에 안테나(270)가 할당된 후에, 해당 단말(100)을 제외한 차순위 단말(100)에 대하여 SINR 값이 최대가 되는 안테나(270)를 선택하여 할당하는 방식으로 수행될 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100 : 단말
200 : 액세스포인트
210 : 제어부
220 : 수신부
230 : 송신부
240 : 판단부
250 : 연산부
260 : 안테나 분배부
265 : 가중치 생성부
270 : 안테나

Claims (16)

  1. QoS(Quality of Service) 유형에 따라 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 우선순위를 부여하여 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    상기 단말들 각각이 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형에 따라 상기 단말들을 분류하고,
    분류된 단말 그룹 가운데 상기 QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말 그룹 중 한 단말에 상기 복수 개의 안테나들 가운데 어느 한 안테나를 할당하며,
    상기 할당된 안테나와 단말을 제외한 단말 및 안테나들 중에서, 단말과 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 값이 최대화 되도록 하는 다른 안테나와 단말을 선택하여 안테나를 할당하는
    액세스포인트 운용방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 정보는 상기 단말이 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들과의 테스트 통신을 통해 도출되어 상기 단말의 QoS 유형과 함께 상기 액세스포인트로 전송되는 것인
    액세스포인트 운용방법.
  3. 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신 하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 단말에서 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형 및 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 상기 단말에서 상기 액세스포인트로 전송하는 단계;
    (b) 상기 액세스포인트는 상기 통신요청신호에 포함된 Qos 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스로 판단된 경우, 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 단계;
    (d) 상기 (c)단계에서 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인 경우, 상기 채널 정보로부터 SINR 값을 연산하는 단계;
    (e) 상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하는 단계;
    (f) 상기 (e)단계에서 상기 QoS 유형 별로 분류된 단말 그룹 가운데 QoS 유형의 우선순위에 따라 우선순위가 가장 큰 단말 그룹에 속한 단말들 중 한 단말을 선택하여 제1 안테나를 할당하는 단계; 및
    (g) 상기 액세스포인트에 구비된 복수 개의 안테나들 중에서 상기 (e)단계에서 할당된 제1 안테나를 제외한 안테나들 가운데 선택되는 제2 안테나에 대하여 상기 SINR 값이 최대가 되는 단말을 선택하여 제2 안테나를 할당하는 단계;
    를 포함하는
    액세스포인트 운용방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 QoS(Quality of Service) 유형의 우선순위는 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 부여되는
    액세스포인트 운용방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 채널 정보는,
    상기 단말과 상기 액세스포인트 사이에서 전송되는 데이터의 프리앰블(Preamble)에 포함되는
    액세스포인트 운용방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 액세스포인트가 상기 프리앰블로 채널 추정(Channel Estimation)을 하여 채널 전달함수를 도출하는 과정을 포함하는
    액세스포인트 운용방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 액세스포인트가 상기 채널 전달함수를 이용하여 채널 매트릭스를 도출하는 과정을 포함하는
    액세스포인트 운용방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 (d)단계는,
    상기 액세스포인트가 상기 채널 매트릭스를 하기 수학식 1에 대입하여 SINR 값을 연산하는 과정을 포함하는
    액세스포인트 운용방법.
    [수학식 1]
    Figure 112011102924824-pat00004

    H는 채널 매트릭스
    H+는 H의 헤르미트 매트릭스(Hermitian matrix)
    MT는 액세스포인트의 안테나 수
    I는 단위행렬
  9. QoS(Quality of Service) 유형에 따라 실시간 통신 서비스, 음성통화 서비스, 동영상 서비스 및 데이터 서비스 순으로 우선순위를 부여하여 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 방법에 있어서,
    상기 단말들 각각이 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형에 따라 상기 단말들을 분류하고,
    분류된 단말 그룹에 대하여 상기 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하며,
    각각의 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하고,
    상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하여 안테나를 할당하는
    액세스포인트 운용방법.
  10. 제9항에 있어서,
    최초로 안테나가 할당된 단말을 제외하고 차순위 단말에 다른 안테나를 할당함에 있어서,
    상기 단말과 상기 액세스포인트의 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR(Signal to Interference and Noise Ratio) 값이 최대화 되도록 하는 안테나를 선택하여 할당하는
    액세스포인트 운용방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 채널 정보는 상기 단말이 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들과의 테스트 통신을 통해 도출되어 상기 단말의 QoS 유형과 함께 상기 액세스포인트로 전송되는 것인
    액세스포인트 운용방법.
  12. 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신 하는 방법에 있어서,
    (A) 상기 단말에서 필요로 하는 서비스의 QoS(Quality of Service) 유형 및 상기 액세스포인트의 복수 개의 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 상기 단말에서 상기 액세스포인트로 전송하는 단계;
    (B) 상기 액세스포인트는 상기 통신요청신호에 포함된 Qos 유형이 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부를 판단하는 단계;
    (C) 상기 (B)단계에서 실시간 통신이 필요한 서비스 또는 음성통화 서비스로 판단된 경우, 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 단계;
    (D) 상기 (C)단계에서 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인 경우, 상기 채널 정보로부터 SINR 값을 연산하는 단계;
    (E) 상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하는 단계;
    (F) 상기 (E)단계에서 분류된 단말 그룹에 대하여 상기 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하는 단계;
    (G) 상기 (F)단계에서 부여된 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하여 제1 안테나를 할당하는 단계; 및
    (H) 상기 액세스포인트에 구비된 복수 개의 안테나들 중에서 상기 (G)단계에서 할당된 단말을 제외한 차순위 단말에 대하여 상기 SINR 값이 최대가 되는 안테나를 선택하여 할당하는 단계;
    를 포함하는
    액세스포인트 운용방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 가중치는 우선순위가 높을 수록 큰 값이 부여되고,
    상기 제2 가중치는 그룹에 속한 단말의 수가 클 수록 큰 값이 부여되는
    액세스포인트 운용방법.
  14. 복수 개의 안테나들이 구비된 액세스포인트와 복수 개의 단말들 사이에서 데이터를 송수신하는 시스템에 있어서,
    상기 액세스 포인트는,
    상기 안테나들과 연결되며, 상기 안테나들을 통하여 상기 단말들로부터 QoS 유형 및 상기 안테나들에 대한 해당 단말의 채널 정보를 포함하는 통신요청신호를 수신하는 수신부;
    상기 수신부와 연결되며, 상기 통신요청신호에 포함된 QoS 유형이 실시간 통신 서비스 또는 음성통화 서비스인가의 여부 및 상기 통신요청신호를 송신한 단말의 수가 복수인가의 여부를 판단하는 판단부;
    상기 채널 정보를 이용하여 SINR 값을 연산하는 연산부; 및
    상기 통신요청신호를 송신한 단말들을 상기 QoS 유형 별로 분류하며, 분류된 단말 그룹 가운데 상기 QoS 유형에 따른 우선순위가 가장 높은 단말 그룹 중 한 단말에 상기 안테나들 가운데 하나인 제1 안테나를 할당하고, 상기 단말과 상기 안테나들 사이의 채널 정보로부터 연산되는 SINR 값이 최대화 되도록 하는 다른 안테나와 단말을 선택하여 안테나를 할당하는 안테나 분배부;
    를 포함하는
    액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단말 그룹에 대하여 QoS 유형에 따른 우선순위별로 제1 가중치를 부여하고, 각각의 상기 단말 그룹에 속한 단말의 수에 따라 제2 가중치를 부여하며, 상기 제1 가중치와 상기 제2 가중치를 곱한 값이 큰 순으로 우선순위를 부여하는 가중치 생성부;를 더 포함하며,
    상기 안테나 분배부는 상기 가중치 생성부에서 부여된 우선순위를 더 반영하여 안테나를 할당하는 것인
    액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 가중치는 우선순위가 높을 수록 큰 값이 부여되고,
    상기 제2 가중치는 그룹에 속한 단말의 수가 클 수록 큰 값이 부여되는
    액세스포인트를 이용한 무선통신 시스템.
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