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논문 상세정보

WiFi 트래픽 간섭을 피하기 위한 IEEE 802.15.4 노드의 채널탐색방법

Channel Searching Method of IEEE 802.15.4 Nodes for Avoiding WiFi Traffic Interference

초록

이 논문에서는 IEEE 802.15.4 노드들이 WiFi 트래픽의 간섭을 피해 새로운 채널에서 동작하기 위해 다수의 IEEE 802.15.4 채널들에 대한 병렬적인 백오프지연과정과 WiFi 트래픽의 주파수 스펙트럼을 고려한 채널탐색방법에 연구되었다. WiFi 트래픽에 의해 점유되는 채널들을 탐색하기 위해, 인접한 채널들에 대한 전력을 동시에 측정하는 방법, 기준보다 큰 채널전력의 지속시간을 확인하는 방법, RSSI 샘플 데이터에 대한 신호처리로 비콘 프레임과 같은 주기성을 찾는 방법에 대해 분석되었다. IEEE 802.11 네트워크와 중첩된 무선채널에서 IEEE 802.15.4 노드들의 CSMA-CA 알고리즘의 동작에 대해서 설명하였다. 하나의 IEEE 802.15.4 장치로 다수의 IEEE 802.15.4 채널에 대해 병렬적으로 백오프지연과정을 수행하는 방법을 그 알고리즘의 설명과 함께 제안하였다. 제안된 방법이 구현된 실험시스템으로 측정된 데이터를 분석할 때, WiFi 트래픽이 발생될 때 이와 연관된 다수의 인접한 IEEE 802.15.4 채널에서 매체접근지연시간이 동시에 증가하는 것으로 관찰되었다. IEEE 802.15.4의 채널에서 다른 트래픽에 의한 간섭을 판단하기 위한 채널평가함수를 정의하였다. WiFi에 의해 간섭을 받는 IEEE 802.15.4 채널들을 탐색하기 위해 인접채널들에 대한 채널평가를 함께 고려하는 채널탐색방법을 제시하였고 실험결과는 WiFi에 의해 간섭이 일어나는 채널들을 올바르게 찾는 특성을 보인다.

Abstract

In this paper, a parallel backoff delay procedure on multiple IEEE 802.15.4 channels and a channel searching method considering the frequency spectrum of WiFi traffic are studied for IEEE 802.15.4 nodes to avoid the interference from WiFi traffic. In order to search the channels being occupied by WiFi traffic, we analyzed the methods measuring the powers of adjacent channels simultaneously, checking the duration of measured power levels greater than a threshold, and finding the same periodicity of sampled RSSI data as the beacon frame by signal processing. In an wireless channel overlapped with IEEE 802.11 network, the operation of CSMA-CA algorithm for IEEE 802.15.4 nodes is explained. A method to execute a parallel backoff procedure on multiples IEEE 802.15.4 channels by an IEEE 802.15.4 device is proposed with the description of its algorithm. When we analyze the data measured by the experimental system implemented with the proposed method, it is observed that medium access delay times increase at the same time in the associated IEEE 802.15.4 channels that are adjacent each other during the generation of WiFi traffic. A channel evaluation function to decide the interference from other traffic on an IEEE 802.15.4 channel is defined. A channel searching method considering the channel evaluations on the adjacent channels together is proposed in order to search the IEEE 802.15.4 channels interfered by WiFi, and the experimental results show that it correctly finds the channels interfered by WiFi traffic.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
IEEE 802.15.4 프로토콜
IEEE 802.15.4 프로토콜은 어떤 대역을 사용하는가?
중심 주파수가 2.4 GHz인 ISM (industrial, scientific, and medical) 대역을 사용

중심 주파수가 2.4 GHz인 ISM (industrial, scientific, and medical) 대역을 사용하는 IEEE 802.15.

WiFi 네트워크를 구성하는 액세스포인트
WiFi 네트워크를 구성하는 액세스포인트에서 주기적으로 어떤 신호가 발생하는가?
비콘 (beacon) 신호

한편, WiFi 네트워크를 구성하는 액세스포인트에서 주기적으로 비콘 (beacon) 신호가 발생되는데, IEEE802.15.

IEEE 802.15.4 장치에 의해 WiFi 신호를 탐색하는 방법
IEEE 802.15.4 장치에 의해 WiFi 신호를 탐색하는 방법의 매커니즘은 무엇인가?
다수의 IEEE 802.1.5.4 장치를 각각 서로 인접한 채널에 설정한 후 각 장치에서 설정된 채널에 대해 RSSI값을 샘플 (sample)하여 신호가 존재한다고 판단되는 기준치를 넘는 RSSI 샘플의 개수를 이용하여 각 채널에서 신호의 유무를 판정한다. 그리고 같은 기간 동안 각 장치에서 판정한 결과를 이용하여 인접한 채널들에서 동시에 신호가 있다고 판정될 경우 해당 채널에 대응되는 WiFi 채널에 WiFi 트래픽이 존재한다고 판정하는 방법

4 장치에 의해 WiFi 신호를 탐색하는 방법에 대해 연구되었다[13]. 이 방법은 다수의 IEEE 802.1.5.4 장치를 각각 서로 인접한 채널에 설정한 후 각 장치에서 설정된 채널에 대해 RSSI값을 샘플 (sample)하여 신호가 존재한다고 판단되는 기준치를 넘는 RSSI 샘플의 개수를 이용하여 각 채널에서 신호의 유무를 판정한다. 그리고 같은 기간 동안 각 장치에서 판정한 결과를 이용하여 인접한 채널들에서 동시에 신호가 있다고 판정될 경우 해당 채널에 대응되는 WiFi 채널에 WiFi 트래픽이 존재한다고 판정하는 방법이다[14]. 그리고 이와 유사한 다른 방법은 서로 인접한 두 개의 IEEE802.

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참고문헌 (18)

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  2. 2. S. M. Kim, J. W. Cho, C. Y. Jung, T. H. Jeon, J. H. Park, Y. J. Kang, S. H. Jeong, M. J. Kim, and D. K. Sung, "Experiments on Interference and Coexistence between Zigbee and WLAN Devices Operating in the 2.4 GHz ISM Band", Proc. NGPC, pp. 15-19, Nov. 2005. 
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이 논문을 인용한 문헌 (1)

  1. 1. 이경재, 조한신 2015. "이기종 네트워크를 구성하는 무선접속 기술간 주파수 이격 분석" Journal of Internet Computing and Services = 인터넷정보학회논문지, 16(6): 1~9 

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