본 논문에서는 2.4 GHz 대역을 사용하는 802.11 기반의 무선 랜 상호간 전파 간섭에 따른 전송 속도에 관한 실험이다. 최근, 휴대용 노트북과 스마트폰의 활성화로 무선 랜 밀집 공간이 증가함에 따라, 이 공간에서 설치된 무선 랜 간에 전파 간섭으로 인한 전송 속도 저하가 우려되고 있다. 이와 관련하여 본 논문은 다수 무선 랜에 설치된 시나리오를 구성하여 채널 조합에 따른 전송 속도를 측정하여 보다 효율적인 채널 조합을 제시하였고, 설치된 AP의 수에 따른 전송 속도를 측정하여 설치 AP의 수와 전송 속도와의 관계를 도출하였다. 측정 결과, 보다 효율적인 채널 조합으로 1, 5, 9, 13을 제시하며, 설치 AP의 밀집도가 증가할수록 전송 속도는 감소하는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 2.4 GHz 대역을 사용하는 802.11 기반의 무선 랜 상호간 전파 간섭에 따른 전송 속도에 관한 실험이다. 최근, 휴대용 노트북과 스마트폰의 활성화로 무선 랜 밀집 공간이 증가함에 따라, 이 공간에서 설치된 무선 랜 간에 전파 간섭으로 인한 전송 속도 저하가 우려되고 있다. 이와 관련하여 본 논문은 다수 무선 랜에 설치된 시나리오를 구성하여 채널 조합에 따른 전송 속도를 측정하여 보다 효율적인 채널 조합을 제시하였고, 설치된 AP의 수에 따른 전송 속도를 측정하여 설치 AP의 수와 전송 속도와의 관계를 도출하였다. 측정 결과, 보다 효율적인 채널 조합으로 1, 5, 9, 13을 제시하며, 설치 AP의 밀집도가 증가할수록 전송 속도는 감소하는 것으로 나타났다.
This paper is about the experiment which is throughput of WLANs based on 802.11 due to interference each other. Recently, WLAN has been increased due to generalization of smart-phone and potable notebook. Therefore, the decrease of throughput because of interference between WLANs is expected. In reg...
This paper is about the experiment which is throughput of WLANs based on 802.11 due to interference each other. Recently, WLAN has been increased due to generalization of smart-phone and potable notebook. Therefore, the decrease of throughput because of interference between WLANs is expected. In regard of this, the throughput of WLANs according to channelling is measured in order to figure out efficient channelling and the throughput of WLANs according to the number of AP was measured in order to get relation between number of AP and throughput. Then, more efficient channelling of 1, 5, 9, 13 is suggested and the throughput of WLAN is decreased as increasing of number of AP.
This paper is about the experiment which is throughput of WLANs based on 802.11 due to interference each other. Recently, WLAN has been increased due to generalization of smart-phone and potable notebook. Therefore, the decrease of throughput because of interference between WLANs is expected. In regard of this, the throughput of WLANs according to channelling is measured in order to figure out efficient channelling and the throughput of WLANs according to the number of AP was measured in order to get relation between number of AP and throughput. Then, more efficient channelling of 1, 5, 9, 13 is suggested and the throughput of WLAN is decreased as increasing of number of AP.
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문제 정의
본 논문은 최근 무선 랜의 사용이 급증함에 따라 무선 랜 상호간의 간섭으로 인한 전송 속도 저하 현상이 예상되는 상황에서, 실제 다수 무선 랜이 사용되는 곳의 전파 환경을 측정하여 기존의 AP에 선택된 채널 조합의 문제점을 파악하고, 보다 효율적인 채널 조합을 제시하였다. 또한, 실험을 통해 제시한 채널 조합의 효율성을 확인하였으며, 특정 공간에 설치된 AP가 증가할수록 간섭현상이 심화되어 전송속도의 저하가 발생함을 확인하였다.
이와 관련하여 본 논문은 무선 랜이 밀집된 공간을 구성하여 설치된 AP에 설정된 채널 조합에 따른 전송 속도를 측정하였으며, 한정된 공간에 설치된 AP의 수를 변화시켜 이에 따른 전송 속도를 측정하였다. 첫 번째 실험을 통해 최대의 전송 속도를 나타내는 최적 채널 조합을 도출하였고, 두 번째 실험을 통해 AP의 밀집도에 따른 전송 속도와의 관계를 확인할 수 있었다.
동시에 AP의 수가 증가하면 발생하는 간섭 또한 증가하게 되어 총 전송 저하의 요인이 또한 발생한다. 즉, 설치 AP의 밀집도 변화에 따라 총 전송 속도에 영향을 미치는 증가 요인과 저하 요인에 대한 영향력을 비교하고자 한다.
제안 방법
그림 5는 전자파 반무반사실의 실험 구성도를 나타내고 있으며, 그림과 같이 AP와 단말기의 위치를 고정시킨 후, AP1～AP4의 채널 설정을 변화시켜 이에 따른 단말 1～4의 전송 속도를 합산하여 총 전송속도로 측정하였다.
먼저, 채널 조합에 따른 전송 속도를 비교하기 위해 외부로부터 유입되는 신호를 차단한 전자파 반무반사실에서 실험을 수행하였다. 전자파 반무반사실에서의 실험 개요를 표 3에 나타내었다.
여기에서는, 특정 공간에 설치된 AP의 수에 따른 전송 속도를 비교하기 위해 대강당의 실험 장소를 선정하여 설치 AP의 수 20, 12, 8대에 따른 전송 속도를 측정하였다.
대상 데이터
국내에서 대중들이 많이 모이는 지역으로 대규모 무선 랜 사용자가 예상되는 A, B, C 지역을 선정하여 이곳의 무선 랜 전파 환경을 측정하였다. 측정 장비로는 무선 랜의 전파 환경 측정에 널리 사용되는 S/W인 Network-Stumbler[8]가 설치된 노트북을 이용하여 측정 지점에 검색되는 무선 랜의 수신 파워, 설정 채널, SSID(Service Set IDentifier) 등에 대한 정보를 수집하였다.
국내에서 대중들이 많이 모이는 지역으로 대규모 무선 랜 사용자가 예상되는 A, B, C 지역을 선정하여 이곳의 무선 랜 전파 환경을 측정하였다. 측정 장비로는 무선 랜의 전파 환경 측정에 널리 사용되는 S/W인 Network-Stumbler[8]가 설치된 노트북을 이용하여 측정 지점에 검색되는 무선 랜의 수신 파워, 설정 채널, SSID(Service Set IDentifier) 등에 대한 정보를 수집하였다. 그림 1은 A, B, C 세 측정 지점 가운데 가장 많은 수의 무선 랜 AP가 검색된 A 지역의 전파 환경을 나타낸다.
성능/효과
AP의 밀집도에 따른 전송 속도 측정 결과, 밀집도가 낮은 순으로(8 > 12 > 20) 높은 총 전송 속도가 측정되었다.
따라서 무선 랜의 최소 수신 파워가 —76 dBm임을 감안했을 때, 이보다 높은 —60 dBm 이상의 수신 파워를 갖는 AP의 수가 78개로, 이는 무선 랜 상호 간에 간섭이 발생할 수 있는 충분한 숫자로 생각된다.
본 논문은 최근 무선 랜의 사용이 급증함에 따라 무선 랜 상호간의 간섭으로 인한 전송 속도 저하 현상이 예상되는 상황에서, 실제 다수 무선 랜이 사용되는 곳의 전파 환경을 측정하여 기존의 AP에 선택된 채널 조합의 문제점을 파악하고, 보다 효율적인 채널 조합을 제시하였다. 또한, 실험을 통해 제시한 채널 조합의 효율성을 확인하였으며, 특정 공간에 설치된 AP가 증가할수록 간섭현상이 심화되어 전송속도의 저하가 발생함을 확인하였다.
전자파 반무반사실의 실험 결과, 주파수 중첩이 적은 채널 조합의 순서, (1, 5, 9, 13) > (1, 6, 11, 6) > (1, 5, 6, 11) > (1, 1, 1, 1)의 순으로 높은 전송 속도가 측정되었으며, 본 논문에서 제시한 채널 조합(1, 5, 9, 13)은 기존의 채널 조합(1, 6, 11)과 비교하여 11b, 11g, 11n 표준에 따라 각각 52.11 %, 32.45 %, 40.71% 증가된 전송 속도가 측정되었다.
AP의 밀집도에 따른 전송 속도 측정 결과, 밀집도가 낮은 순으로(8 > 12 > 20) 높은 총 전송 속도가 측정되었다. 즉, 일반적으로 AP 간 간섭이 적은 경우에서는 설치 AP 수 증가를 통해 총 전송 속도의 향상을 기대할 수 있으나, 설치 AP의 수와 전송 속도는 반드시 비례하지 않고 밀집도가 증가할수록 오히려 간섭이 증가하여 총 전송 속도의 저하를 유발할 수도 있음을 확인하였다.
이와 관련하여 본 논문은 무선 랜이 밀집된 공간을 구성하여 설치된 AP에 설정된 채널 조합에 따른 전송 속도를 측정하였으며, 한정된 공간에 설치된 AP의 수를 변화시켜 이에 따른 전송 속도를 측정하였다. 첫 번째 실험을 통해 최대의 전송 속도를 나타내는 최적 채널 조합을 도출하였고, 두 번째 실험을 통해 AP의 밀집도에 따른 전송 속도와의 관계를 확인할 수 있었다.
표 1에서 보듯이 A, B, C 지역에서 총 13개의 가용 채널 중 1, 6, 11 번의 3 개 채널을 사용하는 AP의 수가 나머지 10개 채널을 사용하는 AP의 수보다 지역별로 2～7배 정도 많게 검색되었다. 이와 같은 채널 사용은 설치된 AP의 대다수를 차지하는 통신사업자들의 채널 설정 정책을 반영하는 것으로 동일 채널 사용에 따른 주파수 중첩 현상을 심화시켜 결국 무선 랜의 심각한 전송 속도 저하를 초래하는 것으로 사료된다.
후속연구
따라서, 무선 랜의 전송 속도 개선을 위해 AP의 채널 선택시 1, 5, 9, 13의 채널 조합 설정을 권고함과 동시에 특정 공간에서 설치 가능한 AP의 수를 제한하는 것이 요구된다. 더불어, 설치 가능한 적정 AP의 수를 도출하기 위해 안정된 단말기의 전송 속도를 보장하는 AP 상호간에 적정 이격 거리에 관한 연구가 수행되어야 할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
무선 랜 관련 간섭 연구의 예는?
지금까지 수행된 무선 랜 관련 간섭 연구는 무선랜과 RF(Radio Frequency) 전구와의 간섭[4], 무선 랜과 무선 랜 간의 간섭에 관한 연구[5].[6] 등이 있으며, 특히 무선 랜 상호 간의 간섭 연구를 살펴보면 단지 2대의 무선 랜 AP(Access Point)에 대한 것으로 AP A와 B간의 간섭만을 분석하였다. 따라서 현재 무선랜이 밀집한 공간에서 현저한 전송 속도 저하 현상이 발생함[7]을 감안할 때 다수의 무선 랜이 존재하는 공간에 대한 상호 간섭 연구가 요구되고 있다.
무선 서비스로 인해 어떤 것이 증가하나?
전 세계적으로 유비쿼터스 시대를 넘어 스마트 시대 구현을 위한 다양한 무선 서비스가 개발되어 상용화되고 있으며, 이러한 서비스의 실현을 위해고속의 정보 전송을 위한 광대역 특성을 갖는 최첨단 IT 및 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하고 있는 추세이다[1]. 이러한 추세는 새로운 주파수에 대한 수요를 증가시켜 한정된 주파수 자원의 고갈문제에 직면하게 되고, 이 문제를 해결하기 위해 주파수 효율성을 극대화하는 동시에 상호간에 간섭을 최소화 하는 노력이 절실히 요구되고 있다.
광대역 특성을 갖는 최첨단 IT 및 멀티미디어 기기 사용이 증가하는 추세로 어떤 것이 요구되는가?
전 세계적으로 유비쿼터스 시대를 넘어 스마트 시대 구현을 위한 다양한 무선 서비스가 개발되어 상용화되고 있으며, 이러한 서비스의 실현을 위해고속의 정보 전송을 위한 광대역 특성을 갖는 최첨단 IT 및 멀티미디어 기기들의 사용이 증가하고 있는 추세이다[1]. 이러한 추세는 새로운 주파수에 대한 수요를 증가시켜 한정된 주파수 자원의 고갈문제에 직면하게 되고, 이 문제를 해결하기 위해 주파수 효율성을 극대화하는 동시에 상호간에 간섭을 최소화 하는 노력이 절실히 요구되고 있다. 최근에는, 무선 랜을 사용하는 노트북이 증가하고, 와이파이를 탑재한 스마트폰이 널리 사용되면서 다수의 무선 랜이 설치된 밀집 공간이 형성됨에 따라 이 곳에서의 동일 채널 및 인접 채널 간섭 현상이 우려되고 있다[2].
참고문헌 (8)
한국전자통신연구원, "안전한 전자파 환경조성에 관한 연구", 방송통신위원회, pp. 195-200, 2010년 12월.
Jia-Liang Lu, Fabrice Valois B. Widrow, and S. D. Stearns, "Performance evaluation of 802.11 WLAN in a real indoor environment", Wireless and Mobile Computing Networking and Communications, IEEE International Conference, pp. 140-147, Jun. 2006.
S. Kawade, T. G. Hodgkinson, and V. Abhayawardhana, "Interference analysis of 802.11b and 802.11g wireless systems", Vehicular Technology Conference VTC-2007 Fall, IEEE 66th, pp. 574-586, Sep. 2007.
박진아, 박승근, "2.4 GHz ISM 대역에서 IEEE 802.11b 기반의 무선 랜과 RF 전구의 전파간섭 분석", 전자통신동향분석, 21(6), pp. 202-211, 2006 년 12월.
Jin-A Park, Seung-Keun, Park, Pyung-Dong Cho, and Kyoung-Rok Cho, "Analysis of spectrum channel assignment for IEEE 802.11b wireless LAN", Wireless Personal Multimedia Communications, vol. 2002, no. 3, pp.1073-1077, 2002.
김수형, "공공장소서 유독 느린 '와이파이' … 이유 있었네", SBS NEWS, 2011년 2월.
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