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WLAN 기술의 발전 방향 및 IEEE 802.11ax 표준화 동향 원문보기

정보와 통신 : 한국통신학회지 = Information & communications magazine, v.32 no.3, 2015년, pp.69 - 76  

정병훈 (삼성전자) ,  장상현 (삼성전자) ,  윤성록 (삼성전자) ,  김대현 (삼성전자)

초록
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무선랜(Wireless LAN)으로도 불리는 Wi-Fi 기술은 1997년 IEEE 802.11 전송 규격(Legacy Standard)이 출간된 이후 지속적인 보완과 개정 작업을 통해 그 규격이 발전되어 가며 스마트폰, Tablet, Note-PC 등 개인 휴대 단말 기기를 위한 데이터 네트워크의 필수적인 구성 요소가 되었다. IEEE 표준과 별도로 표준 인증기관인 Wi-Fi Alliance를 통하여 제품 간 무선연결 호환성의 확보 뿐 아니라 Wi-Fi 기반 서비스 규격 제정에 이르기까지 Wi-Fi 표준 작업이 수행되고 있다. 본고에서는 나날이 발전해 온 Wi-Fi 기술 표준을 전송 속도 향상 측면과 주파수 대역 확장 측면에서 살펴보고, 차세대 Wi-Fi 기술인 IEEE 802.11ax, 즉 HEW(High Efficiency WLAN) 표준에 대하여 살펴보도록 한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 고에서는 전송 속도 향상 측면과 주파수 대역 확장 측면에서의 Wi-Fi 표준화 동향을 살펴보았다. 또한, 최근 본격적으로 표준화가 진행되고 있는 차세대 Wi-Fi 표준화 단체인 HEW(High-Efficiency WLAN) Study Group의 활동사항과 IEEE 802.
  • TGax에서는 밀집 지역의 체감 성능 저하에 대해 OBSS 내 간섭 문제를 주요 요인으로 생각하고 있으며 이런 문제 해결을 위해 AP간 협력, 빔포밍을 통한 간섭 회피, 동적 민감도(Dynamic Sensitivity) 조절 등과 같은 기술들이 논의되고 있다. 본 장에서는 먼저 간단한 네트워크 구조에서 발생할 수 있는 문제들에 대해 살펴보고, 여기에서 확장하여 OBSS 에서 발생할 수 있는 다양한 문제들과 이를 해결하기 위해 논의되고 있는 대표적인 방안들에 대해 구체적으로 살펴보도록 하겠다.
  • 이 장에서는 차세대 Wi-Fi 기술 표준화 그룹인 IEEE 802.11 TGax에서 고려하고 있는 밀집 환경에서 발생할 수 있는 문제에 대해 논의해 보고, 그 문제를 극복하기 위하여 TGax에서 논의되고 있는 기술들에 대하여 간략히 살펴 보도록 한다.
  • 단말들이 동시에 전송을 하는 경우에 대해서는 상호 간섭의 영향이 작은 단말들을 선정하고, 그 단말들의 동시 전송이 가능하도록 한다. 이를 통해, 망의 공간 재사용율(Spatial Reuse Ratio)을 향상시키고, 동시에 단말 전송 신호간 충돌 완화를 통하여 망 성능을 향상시켜주고자 하는 것이 DSC 및 CCA 제어 기술의 목표이다. 현재까지 TGax에서 논의된 적응적인 CCA 제어 기술을 분류하면 다음과 같다.

가설 설정

  • 각 사무실에는 4개의 AP가 천장의 정해진 위치에 설치되고, 사무실마다 64개의 개인 공간이 있다. 각각의 개인 공간에는 Laptop, 모니터, 태블릿 또는 스마트 폰, 하드 디스크로 구성된 4개의 STA가 놓여 있다고 가정하였다<;그림 6(b)>. IEEE 802.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Wi-Fi 기술은 어떤 형태로 진화해 왔는가? 앞 절에서 설명하였듯이, Wi-Fi 기술은 IEEE 802.11a/b/g/n/ac를 거치면서 넓은 대역폭의 빠른 전송속도를 제공하는 기술 발전의 형태로 진화해 왔다. 하지만, 표준 기술이 단일 AP(Access Point)와 그에 접속해 있는 STA들(Station, 단말) 간의 통신에만 집중한 나머지 많은 AP들이 밀집해 있는 실제 환경에서 사용자가 겪을 수 있는 여러 가지 불편에 대응이 안 되는 상황이다.
Wi-Fi 기술 발전의 한계점은 무엇인가? 11a/b/g/n/ac를 거치면서 넓은 대역폭의 빠른 전송속도를 제공하는 기술 발전의 형태로 진화해 왔다. 하지만, 표준 기술이 단일 AP(Access Point)와 그에 접속해 있는 STA들(Station, 단말) 간의 통신에만 집중한 나머지 많은 AP들이 밀집해 있는 실제 환경에서 사용자가 겪을 수 있는 여러 가지 불편에 대응이 안 되는 상황이다.
MIMO 기술이 11n부터 Mobile 향과 Enterprise 향으로 구분되어 적용된 이유는 무엇인가? 4 GHz 대역에도 적용되어 11g 표준으로 출간되었고, 이어진 11n에서는 전송 대역폭을 확장시키는 Channel Bonding 기술과 다중 안테나에 다수 데이터를 동시 전송하는 MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 기술과 결합되어 최대 600 Mbps의 PHY Rate를 지원하게 되었다. 그러나 MIMO 기술은 다수 안테나를 실장 해야 하는 어려움으로 11n 부터는 Mobile 향과 Enterprise 향으로 구분되어 적용되기 시작했으며, Mobile 향의 11n은 최대 150 Mbps의 속도를 지원한다.
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참고문헌 (20)

  1. O. Aboul-Magd, "802.11 HEW SG Proposed PAR," IEEE 802.11-14/165r1, Mar. 2014 

  2. O. Aboul-Magd, "IEEE 802.11 HEW SG Proposed CSD 802.11ax CSD," IEEE 802.11-14/169r1, Mar. 2014 

  3. M. Cheong, et al., "Usage models for IEEE 802.11 High Efficiency WLAN study group (HEW SG) - Liaison with WFA," IEEE 802.11-13/657r6, July 2013 

  4. S. Merlin, et al., "TGax Simulation Scenarios," IEEE 802.11-14/0980r6, July 2014 

  5. Guidelines for evaluation of radio interface technologies for IMT-Advanced, ITU-R Report M.2135, 2008 

  6. M. Cheong, "Proposed Specification Framework for TGax Spec Framework Document," IEEE 802.11-14/1429r0 

  7. M. Cheong, et al., "Wi-Fi Interference Measurement in Korea (Part I),"IEEE 802.11-13/0556r1 May 2013 

  8. M. Cheong, et al., "Wi-Fi interference measurements in Korea (Part II),"IEEE 802.11-13/0112r1 Mar. 2014 

  9. E. Perahia, et al., "High Efficiency WLAN Overview," IEEE 802.11-14/0214r2, Feb. 2014 

  10. O. Aboul-Magd, "TGax May 2014 Closing Report," IEEE 802.11-14/0702r1, May 2014 

  11. S. Coffey, et al., "A Protocol Framework for Dynamic CCA," IEEE 802.11-14/872r0, July 2014 

  12. M. Park, et al., "MAC Efficiency Analysis for HEW SG," IEEE 802.11-13/0505r0, May 2013 

  13. G. Smith, et al., "Dynamic Sensitivity Control Implementation," IEEE 802.11-14/0635r0, May 2014 

  14. S. Choudhury, et al., "Impact of CCA adaptation on spatial reuse in dense residential scenario," IEEE 802.11-14/861r0, July 2014 

  15. L. Chu, et al., "System level simulations on increased spatial reuse," IEEE 802.11-14/372r2, Mar. 2014 

  16. John Son, et al., "Further Considerations on Enhanced CCA for 11ax," IEEE 802.11-14/847r1, July 2014 

  17. L. Cariou, et al., "Clarifications on outdoor deployments", IEEE 802.11-14/872r0, July 2013 

  18. G. Smith, et al., "Dynamic Sensitivity Control for HEW SG," IEEE 802.11-13/1290r0, Nov. 2013 

  19. G. Smith, et al., "DSC Channel Selection and Legacy Sharing," IEEE 802.11-14/294r0, Mar. 2014 

  20. J. Wang, et al., "Spatial Reuse and Coexistence with Legacy Devices," IEEE 802.11-14/637r0, May 2014 

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