Wireless 의 기본 구조
Base Station : 기지국, Wi-Fi 공유기 등 무선 Network 연결을 가능하게 해주는 base station이 존재하며
무선 기기들은 이 Base station을 통해 연결된다.
AP (Access Point) : 흔히 공유기라고 부르는 기기의 정식 명칭
Handoff : Base station이 처리할 수 있는 범위가 있으며 해당 범위를 벗어나면 다른 Base station이 관장해야한다.
이 때 다른 Base station에 넘겨주는 행위를 Handoff 라고 한다.
Ad hoc
- Base station이 없이 각 node들만 존재하며, node끼리 연결되어 통신
Ex ) Bluetooth
Wireless 의 특징
- 거리, 중간에 존재하는 물체, 신호 간섭 등으로 강도가 약해질 수 있음
- 방해를 받으면 신호에 잡음이 섞이고 이로 인해 Bit 오류가 다수 발생
SNR ( Signal - to - Noise Ratio ) 과 BER ( Bit Error Rate )
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x 축이 SNR, y 축이 BER 이다.
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여러 이유로 인해 신호에 잡음이 다수 발생하게 되면, BER이 증가하게 된다.
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BER이 증가하면 Bit 오류가 다수 발생하여, 정상적인 통신이 어렵게 된다.
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따라서, 높은 통신 속도를 가지는 통신을 이용하다가, BER이 높아지게 되면,
다른 노선을 택해 BER을 낮춘다. 마찬가지로 해당 노선도 BER 수치가 높아지게 되면
다시 다른 노선을 선택하기를 반복한다.
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그래프를 보면 노선에 따라 SNR에 따른 BER 수치가 다르기에, 이러한 선택을 하는 것이다.
IEEE 802.11 ( Wi-Fi)
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Wi-Fi라고 불리는 통신에서는 multiple access를 위해 CSMA/CA 방식을 사용한다.
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여기서 CA는 Collision Avoidance(회피) 로, 무선에서 Collision 감지는 어렵기 때문에,
이를 최대한 회피하는 방식을 택한다.
802.11 에서
Base station은 흔히 우리가 공유기라고 부르는 Access Point (AP) 이며,
Base station 범위에서 관리하는 각 Cell은 Basic Service Set (BSS)라고 부른다.
802.11 association
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여러 AP가 존재하여 주파수가 겹치는 경우가 발생
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이를 해결하기 위해 2.4GHz-2.485GHz 범위를 주파수에 따라 11개의 채널로 나눈다.
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나누어진 채널을 AP에 할당한다.
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총 11개 채널이 해당 주파수 대역을 공유하게 됨.
802.11 Passive/Active Scanning
Beacon frame : 각종 AP 정보를 가지는 Frame
Passive Scanning
- AP들이 beacon frames을 host에 보냄 (host가 AP의 존재를 인식하도록)
- host가 AP를 선택하여 연결 요청을 보냄 ( Host -> AP )
- AP가 요청에 대한 응답을 host에 보냄 ( AP -> Host )
Active Scanning
- host가 AP를 조사하기 위해 Request frame을 broadcast함
- 요청을 받은 AP는 해당 Request frame에 응답을 보냄
- 이를 통해 AP를 인식하고 host가 AP에 연결 요청을 보냄
- AP가 host에게 요청에 대한 응답을 보냄
Passive와 Active Scanning의 차이는 AP와 host 중 누가 먼저 인식을 위한 행동을 취하는 지
CSMA / CA in IEEE 802.11
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DIFS : 전송 이전에 다른 곳에서 통신 중인지를 감지하는 시간
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SIFS : ACK를 보내기 전에 잠시 기다리는 시간
CSMA/CA에서는 Backoff 라는 대기 시간 개념을 사용.
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A가 보내고 Frame을 보내는 동안 다른 Station들은 보내지 않음.
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A의 전송이 끝나고 DIFS 시간 동안 기다림.
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이후 자신의 Backoff 시간 동안 기다리고, Frame을 전송 시작.
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Station C가 Backoff 이후 전송을 시작하면, 나머지 Station들은 다시 기다림.
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C의 전송이 끝나고 DIFS 만큼 기다린 후, 다시 Backoff 동안 기다림
Backoff 시간은 계속 줄어들고, 이전에 기다린 후 남은 Backoff 만큼만 다음에 기다림.
RTS - CTS 를 통한 Collision Avoidance
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수신자가 누가 Send 할 것인지 결정하는 방식
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각 송신자는 수신자에게 RTS 메세지를 보내 송신을 요청한다.
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이를 확인한 수신자는 도착한 RTS를 받아 CTS를 통해 송신 허락.
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허락 받은 송신자는 이후 Data를 전송
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RTS 또한 충돌이 가능하고, 이후 RTS를 통해 AP가 A에 해당하는 CTS를 보냄
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B는 A가 끝날 때 까지 기다려야 한다.
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CTS를 받은 A에서 Data 전송을 시작하고, AP에서 Data를 모두 받으면 ACK를
보내어 다른 곳에서 RTS를 보낼 수 있음.
802.15 (Personal area Network) a.k.a Bluetooth
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Ad hoc 방식 : Base station이 없고, 각 기기들끼리 서로 연결
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Base station이 없기 때문에, 한 기기가 Master device가 되어 다른 기기들을 통제
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802.11에서 BSS라고 부르던 Cell을 802.15에선 Piconet이라는 명칭 사용
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Master device가 일종의 Base station 역할
