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1 최종수정일: 2010년 xx월 xx일 T T A Technical Report WiFi AP간수신신호세기모니터링 (Received Signal Strength Monitoring between WiFi APs)

2 제정일 : 2010년 xx월 xx일 WiFi AP 간수신신호세기모니터링 (Received Signal Strength Monitoring WiFi APs) between 본문서에대한저작권은 TTA 에있으며, TTA와사전협의없이이문서의전체또는일부를 상업적목적으로복제또는배포해서는안됩니다. Copyrightc Telecommunications Technology Association All Rights Reserved.

3 서 문 1. 표준의목적 WiFi 접속스마트폰의확산에따라 WiFi를실내위치인식인프라로활용하려는연구와 시스템구축이활발히이루어지고있다. 이표준은자동화된 WiFi RSS 패턴수집을통해 WiFi 성능향상및실내위치인식서비스등을지원하는기술표준에관한것이다. 2. 주요내용요약 AP는주변 AP의 RF신호를수신하여 SSID, RSSI, MAC Address를추출할수있으며 이러한스캐닝정보는원격서버은서 SNMP 프로토콜을이용하여 AP별 RSS 패턴으로 수집할수있다. AP에는기본적으로 SNMP Agent가내장되어있으나무선신호에대한 관리는시도되지않았다. 이를해결하기위하여이표준에서는기존의 AP SNMP 기능위 에 AP RSS 모니터링을추가하기위한 RF관련 MIB을정의하고 AP RSS 모니터링기능 을정의한다. 3. 표준적용산업분야및산업에미치는영향 스마트폰확산에따라와이파이접속을통한무선인터넷이용이일반화되어가고있으 며, 스마트폰의 GUI 및컴퓨팅능력과 WiFi 네트워크의위치인식기능이결합되어실내 위치인식서비스가중요한응용서비스로부각될것이다. 이러한 WiFi 실내위치인식서 비스의관건은경제적인 한요구를 AP RSS RSS 데이터베이스의구축과현행화에있으며본표준은이러 모니터링으로해결하여실내위치인식서비스상용화에기여함으로써 실내네비게이션, 실내 LBS 산업을촉진하게될것이다. 4. 참조표준( 권고) 4.1 국외표준( 권고) - IEEE, "Local and metropolitan area networks-specific requirements - Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical layer (PHY) Specifications", IEEE Std TM -2007, June IETF, Simple Network Management Protocol, May 국내표준 - 없음 i

4 5. 참조표준( 권고) 과의비교 5.1 참조표준( 권고) 과의관련성 - (IEEE Std ) MAC/PHY - (IETF RFC ) SNMP 및보안등무선랜기반기술정의 프로토콜데이터정의방법 5.2 참조한표준( 권고) 과본표준의비교표 IEEE Std IETF RFC 본표준 Beacon 프레임스캐닝 AP 모니터링프로토콜 동일기술적용 동일기술적용 6. 지적재산권관련사항 본표준의 지적재산권확약서 제출현황은 TTA 웹사이트 ( 에서확인할수있다. 7. 적합인증관련사항 7.1 적합인증대상여부 : 없음 7.2 시험표준제정여부( 해당시험표준번호) : 없음 8. 표준의이력 판수 제/ 개정일제 개정내역 제1판 2010.xx.xx 제정 ii

5 Preface 1. The Purpose of Standard 2. The Summary of Contents 3. The Applicable Fields of Industry and its Effect 4. The Reference Standards(Recommendations) 4.1 International Standards(Recommendations) - IEEE, "Local and metropolitan area networks-specific requirements - Part11:Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical layer (PHY) Specifications", IEEE Std TM -2007, June IETF, Simple Network Management Protocol, May Domestic Standards - None 5. The Relationship to Reference Standards(Recommendations) 5.1 The relationship of Reference Standards(recommendations) 5.2 Differences between Reference Standard(recommendation) and this standard IEEE Std IETF RFC 본표준 Beacon Frame Scanning equaled(trans) AP Monitoring Protocol equaled(trans) 6. The Statement of Intellectual Property Rights IPRs related to the present document may have been declared to TTA. The information pertaining to these IPRs, if any, is available on the TTA Website iii

6 ( 7. The Statement of Conformance Testing and Certification 7.1 The Object of Conformance Testing and Certification : None 7.2 The Standards of Conformance Testing and Certification : None 8. The History of Standard Edition Issued date Contents The 1st edition 2010.xx.xx Established iv

7 목 차 1. 개요 1 2. 표준의구성및범위 1 3. 용어정의 1 4. AP RSS 모니터링기능요구사항 시스템구조 시스템구성요소 주요기능 응용서비스 7 부록 I. AP RSS 모니터링프로토콜요구사항 9 부록 I.1 MIB Tree 9 부록 I.2 관리객체정의 9 v

8 Contents 1. Introduction 1 2. Constitution and Scope 1 3. Terms and Definitions 1 4. Requirements of AP RSS Monitoring System 3 Appendix Ⅰ. Requirements of AP RSS Monitoring Protocol 9 vi

9 WiFi AP 간수신신호세기모니터링 Received Signal Strength Monitoring between WiFi APs 1. 개요 본표준은스마트폰의확산에따라 WiFi가다양한서비스인프라로활용될수있도록 AP RSS 모니터링기술을제공하기위한것이다. WiFi는통달거리가 100m 이내정도로 짧아서실내위치인식으로활용하기에알맞은조건이나별도의 WiFi 수신기가필요하여 실용화되지못하였다. 그러나스마트폰에서는자체적으로 WiFi 위치센서역할을할수 있어실내위치인식서비스가활발히개발되고있다. 정밀한실내위치인식을위해서는 정확한전파감쇄지수가필요하며이를계산하기위해서는 RSS 패턴의수집과업데이트 가필요하다. 건물내 AP는증설과철수가빈번하여 RSS 패턴의현행화에어려움이있으 며현행화되지못한 RSS 패턴은위치인식서비스의오류를유발하여서비스품질에저 해요소이다. 이문제를해결하기위하여이표준에서는원격 RSS 패턴수집체계를제 안한다. AP에는기본적으로 SNMP Agent가내장되어있어망관리센터에서 AP 운용에필요한 파라미터를설정하고읽어올수있다. AP RSS 모니터링은이 SNMP 프로토콜을이용하 여구현되며 RF에대한파라미터를 MIB 형태로정의하고 Agent와 Manager에서데이터 를수집하는과정을규정한다. 이 AP RSS 모니터링은실내위치인식, AP RF 성능감시, Seamless 위치인식을위한 AP 로밍등에활용될수있다. 2. 표준의구성및범위 본표준에서는 AP RSS 모니터링기술의참조모델, MIB 트리, 프로토콜데이터에대 해기술한다. 4장에서 AP 모니터링체계를제시하고, RSS MIB, 프로토콜요구사항을기 술하였다. 3. 용어정의 가. SSID (Service Set Identifier): SSID는무선랜을통해전송되는패킷들의각헤더에 덧붙여지는 32 바이트길이의고유식별자 나. IEEE 802.1x: 802.1x는유선이더넷네크워크및무선 네트워크에대한인 증된네트워크액세스를제공하는 IEEE 표준으로, 중앙사용자 ID, 인증, 동적키관 리및계정을지원 - 1 -

10 다. 와이파이(Wi-Fi, Wireless Fidelity) : 근거리무선랜(LAN) 이라고함. 무선데이터접 속장치(AP) 의일정거리안에있으면전파나적외선을이용해스마트폰 노트북등휴 대기기로인터넷을쓸수있는근거리무선망 라. SNMP (Simple Network Management Protocol) : SNMP는 TCP/IP 기반의인터넷 망관리프로토콜이다. SNMP 가탑재된 AP는원격에서 IP를설정하거나상태를모니 터링할수있다. 마. MIB (Management Information Base): MIB는네트워크장비를관리하기위하여정 의된일종의데이터베이스타입이다. 이것은 Tree와같은구조이며객체지정은 " "(iso.org.dod.internet.mgmt.mib) 과같이한다

11 4. AP RSS 모니터링기능요구사항 4.1 시스템구조 AP RSS 모니터링기술은 AP 상호간의 RSS 값을수집하여 RF 출력상태를확인하고 AP 간전파경로손실을측정하여공간특성을반영한전파감쇄지수를계산함으로써정밀한 위치추정을가능하게한다. AP RSS 모니터링체계는그림1과같이 AP에탑재되는 SNMP Agent, RF MIB, 수집서버, 수집서버에탑재되는 SNMP Manager 및 LBS서버같 은활용시스템등으로구성된다. AP에 RF MIB을정의하고 AP의 Agent는주기적으로 주변 AP의 RSS 를스캔한다. 수집서버는 SNMP Manager와 RSS 로그데이터베이스로 구성되며각 AP에주기적으로접속하여 RSS 패턴정보를수집한다. 측위서버는수집서버 로부터 AP 별 RSS 로그데이터를받아와서인접 AP간의 RSS 패턴을구성하고 AP간전 파감쇄지수를산정한다. 이후전파감쇄모델을이용하여스마트폰의위치를추정한다. 응 용서버는 LBS 서버, RF 성능감시서버, AP 로밍서버등으로개발될수있다. ( 그림 1) AP RSS 모니터링기술적용계통도 - 3 -

12 4.2 시스템구성요소 AP RSS 모니터링체계는 AP, 수집서버, 응용서버로구성되고 AP와수집서버간에는 SNMP 프로토콜로연결되어 SNMP 프로토콜을지원하기위한 MIB, Agent, Manager 등 AP 모니터링프로토콜지원요소로구성된다. (1) SNMP Agent AP에는 SNMP 프로토콜을지원하는 SNMP Agent 가기본적으로내장되어있다. 이 Agent에 MIB 을추가한다. (2) MIB SNMP에서는관리대상정보를 MIB 형태로정의한다. MIB 정의는표준에따른다. (3) SNMP Manager SNMP Manager는수집서버에탑재되며 AP가스캐닝을마친후 Trap 신호를발송하 면 SNMP Manager는 Trap 신호를받아해당 AP에접속하여 RSS 값을읽어온다. (4) 응용서버 AP RSS 모니터링은 AP 의설치위치정보와결합하여위치인식서비스를제공하며, WiFi 정상동작여부를확인하는 RF 상태감시, Seamless 위치인식을제공하는 AP 로 밍등에사용된다. (5) 모니터링 AP AP RSS 모니터링 Agent를탑재한 AP로서주면 AP의 RSS 를수집한다. 모든 AP는 모니터링 AP 가될수있다. 4.3 주요기능 (1) AP 시설등록 DB AP RSS 모니터링측위의기본데이터는정확한 AP 의설치위치정보이다. 네트워크구조 에따라 AP 를설치하고나면 AP 시설DB 를구축하며이시설 DB에 AP 의위치, 공간 ID, 건물ID 등이기록된다. 이정보는 RSS 핑거프린트검색등의기준이되며 AP의좌표 는도면좌표로서 GPS 좌표계로변환할수있다

13 ( 그림 2) AP 시설정보 DB 예 (2) 원격 RSS 정보수집 측위서버의 SNMP 매니저와 AP의 SNMP 에이전트간의통신메시지는 GetRequest, GetResponse, GetNextRequest, SetRequest, Trap, snmpwalk 등이있다. SNMP는이 와같은메시지타입에변수로서 MIB에정의한관리객체 Object 들을다단계지정방법 으로지정하여단일데이터또는 Sequence 데이터를주고받는다. SetRequest를이용 하여 AP 의출력신호레벨을제어하여실내커버리지를최적화하고, GetRequest를이용 하여자기자신의현재출력을리포트할수있다. 1 모니터링 AP는서버로 ColdStart Trap전송 2 모니터링 AP는주변 AP의 Beacon 프레임스캐닝 3 모니터링 AP는서버로 Scanning 정보갱신Trap전송 4 Trap message를받은서버는모니터링하는 AP로 Scanning 정보요청 5 모니터링 AP는수집한주변 AP의정보를서버로전달 ( 그림 3) RSS 스캐닝결과수집절차 - 5 -

14 (3) AP RSS 로그 DB AP에온라인으로접속하여 RSS를수집하고평균을 RSS log 데이터베이스에기록한 다. 인접 AP에대한 RSS 정보를수집하여 RSS 패턴테이블을만든다. 수신된메시지에 수신시간을덧붙여서 log 를관리한다. MAC은고유하게지정되는것이원칙이나실제는 서로다른 AP가동일한 MAC을사용하는경우가발생하므로 Trap 메시지로부터 MAC과 IP를추출하여 AP의 IP 를현행화하여야한다. POI 정보를사용하는 AP의경우에는 POI, MAC, IP 를관리할수있다. 1 수신메시지에수신시각을붙여서 log DB에저장 2 Trap 신호로부터 IP 정보를추출하여 AP의 Mac과 IP를매칭시킨 DB 구축 3 별도의 AP 등록시스템이나가상 AP 등록시스템으로부터 AP 시설정보를입력받아 4 5 빌딩, 층, Cellular Space 별 AP 시설물 DB 를구축한다. AP 시설물 DB 로부터지역, 건물, 층, Cellular Space 별 AP RSS 패턴테이블을구축 한다. iphone과같이 AP의 IP로위치를인식하여야하는경우를대비하여 IP별 Cellular Space 값을테이블로구성하여야한다. ( 그림 4) 모니터링 AP의 RSS Log DB 예 - 6 -

4.4 AP RSS 모니터링기술의응용예 (1) 실내위치인식서비스 실내외연계네비게이션은 WiFi가내장된스마트폰을이용하여실외에서는 GPS로위치 를인식하고실내에서는 WiFi로위치를인식하는대표적인 Indoor LBS 서비스이다. 한 점에대한 RSS 측정평균의집합은그점에대한핑거프린트벡터를제공하며 AP RSS 모니터링을통하여이러한핑거프린트데이터베이스를구축한다.

15 4.4 AP RSS 모니터링기술의응용예 (1) 실내위치인식서비스 실내외연계네비게이션은 WiFi가내장된스마트폰을이용하여실외에서는 GPS로위치 를인식하고실내에서는 WiFi로위치를인식하는대표적인 Indoor LBS 서비스이다. 한 점에대한 RSS 측정평균의집합은그점에대한핑거프린트벡터를제공하며 AP RSS 모니터링을통하여이러한핑거프린트데이터베이스를구축한다. 현재의 WLAN의 AP들 은망내의타 AP 들과통신하는기능이없으므로, SNMP 를이용한실시간모니터링기 능을갖추도록하고모니터링 의위치를추정한다. AP의위치와전파감쇄정도를참조하여모바일스테이션 1 RSS 패턴으로부터 AP간경로감쇄지수를계산하고 Least Square 방법등으로위치를 추정한다. 2 RSS 패턴으로부터인접 AP의 RF 동작상태를파악하여 RF가정상인지사용할수있 는지를판단한다. 3 별도의 AP 등록시스템이나가상 AP 등록시스템으로부터 AP 시설정보를입력받아 빌딩, 층, Cellular Space 별 AP 시설물 DB 를구축한다. ( 그림 5) 실내외네비게이션서비스개념도 (2) AP RF 성능관리 AP RSS 모니터링기술은 RSS 패턴을형성하여 AP 출력상태를비교함으로써고장유 무를확인할수있다. 기존의 AP에서는 RF에대한원격모니터링기능이없어설치후 AP 가정상동작하는지확인할방법이없었으며중복으로설치하거나장애가발생하여도 방치되는경우가발생하였다

현재의 WiFi는 AP간로밍이되지않아서 Seamless 위치인식이불가능하고현재접속된 AP와 접속이해제된후타 AP 에접속하여다시요청하여야위치정보를받을수있다.

16 ( 그림 6) RSS 패턴을이용한 AP RF 성능감시예 (3) AP 로밍 최근스마트폰이용자가확대되면서무선랜환경에서이동하면서무선인터넷접속서 비스, VoIP, VOD, 연속측위같은 Seamless 서비스에대한요구사항이증가하고있다. 무선랜핫스팟의확대로스마트폰을이용하여실외나실내에서이동하면서원활한서비 스를제공받기위해서는무선랜환경에서핸드오버기능이수행되어야한다. 현재의 WiFi는 AP간로밍이되지않아서 Seamless 위치인식이불가능하고현재접속된 AP와 접속이해제된후타 AP 에접속하여다시요청하여야위치정보를받을수있다. 위치인 식서비스가 Seamless 하지않은상태에서는 WIFi 기반의 Tracking 이불가능하다. AP 모니터링기술의 AP의배치정보와 RSS 패턴를이용하면단말기위치와 AP 커버리지를 알고있기때문에스마트폰어플리케이션과로밍서버의지원으로 다. AP 로밍이가능해진 ( 그림 7) Seamless 위치인식개념도 - 8 -

17 AP RSS 부록 I. 모니터링프로토콜요구사항 I.1 MIB tree ( 그림 8) AP RSS 모니터링을위한 MIB Tree I.2 관리객체정의 I.2.1 status I System Version (TTA).(AP).1.1 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 버전정보 I System MAC Address (TTA).(AP).1.2 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 MAC 주소정보 - 9 -

18 I Software Vendor I Admin ID I CPU Usage I Memory Usage I Memory Capacity I Admin Password I Operation Time I RF Power I POI (TTA).(AP).1.3 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 Software 제조사정보 (TTA).(AP).1.4 타입 String 쓰기 W 설명 모니터링 AP의 괸라자 ID 설정 (TTA).(AP).1.5 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 CPU 점유율상태정보 (TTA).(AP).1.6 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 메모리점유율상태정보 (TTA).(AP).1.7 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 총메모리 (TTA).(AP).1.8 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 관리자패스워드설정 (TTA).(AP).1.9 타입 String 쓰기 - 설명 모니터링 AP의 마지막 Restart 이후시간 (TTA).(AP).1.10 타입 String 쓰기 W 설명 - AP의 RF 출력설정값을 dbm로표시 - 정밀한위치계산을위하여실제출력과일치하여야함 (TTA).(AP).1.11 타입 String 쓰기 W 설명 - AP 설치장소에대한정보로서지역, 건물/ 시설물, 일련번호

19 I.2.2 Config I Mode Setting I Channel Filtering I SSID Filtering I Period 를부여한다. - 같은장소에서 AP가교체되어도 POI 번호는동일하게적용 한다. - 십진수 12 자리로구성: 지역(4) 건물/ 시설물(4) 일련번호(4) (TTA).(AP).3.1 타입 integer 쓰기 W 설명 모니터링 AP의 Filtering 모드를설정 1 : 2 : 모든정보 특정채널 3 : 특정 SSID Default : (TTA).(AP).3.2 타입 integer 쓰기 W 설명 모니터링 AP의 Filtering 채널을설정. AP는 Filtering mode를확인하고채널필터링모드일경우설정된 채널로검색된 Default : 1 AP 의결과만을서버로전송한다 (TTA).(AP).3.3 타입 String 쓰기 W 설명 모니터링 AP의 Filtering SSID 를설정. AP는 Filtering mode를확인하고 SSID 필터링모드일경우설정된 SSID로검색된 AP 의결과만을서버로전송한다. Default : Nespot (TTA).(AP).3.4 타입 String 쓰기 W 설명 모니터링 AP의 Report 주기설정. AP는설정된 Period 마다 Scanning 하여결과를서버에전송한다. 설정값은 6자리의숫자로이루어진 String 타입이며문자열은 DDHHMM(D: 일, H: 시, M: 분) 의의미를갖는다 ( 예 : 일 2 시간) 은 Period 설정을 Disable 한것으로 AP의 Default 스캐닝주기로동작한다. - Default 스캐닝주기: 7일 - AP 측위수집최소주기는 5분

20 I.2.3 Scan I Scan Start (TTA).(AP).4.1 타입 Integer 쓰기 W 설명 모니터링 AP에 Scan요청 I Scan Result (TTA).(AP).4.2 타입 string 쓰기 - 설명 모니터링 AP가 서버로전송할필터링된주변 AP의스캔정보를 서버로전송한다 (TTA).(AP).4.2.(index) 형태의 ( 예 : (TTA).(AP) Result (TTA).(AP) Result ) MIB Table 구조. I.2.4 Trap I Result Trap 필터링모드별로 Result는다음의 parameter 를포함한다. 모든정보 : SSID/MAC/Channel/RSSI ( 예 : Nespot/00:00:00:AB:CD:EF/6/-54) 특정 SSID 필터링 : MAC/Channel/RSSI. ( 예 : 00:00:00:AB:CD:EF/6/-54) 특정채널필터링 : SSID/MAC/RSSI ( 예 : Nespot/00:00:00:AB:CD:EF/-54) (TTA).(AP).5 설명주변 AP 스캔을완료한후서버로보내는 Trap으로서버는모니 터링AP로부터 Result Trap을받은후에스캔결과에대해요청 한다. I.3 측위기준점 AP의 SNMP MIB Table R/W Remark Definition Object ID read-only 시스템버전정보모니터링 AP의시스템버전정보 (TTA).(AP).1.1 read-only 시스템 MAC 주소모니터링 AP의 MAC 주소 (TTA).(AP).1.2 read-only 소프트웨어펌웨어버전모니터링 AP의제조사 (TTA).(AP).1.3 read-write 관리자 ID 설정모니터링 AP의관리자 ID를설정 (TTA).(AP).1.4 read-only CPU 사용량모니터링 AP의 CPU 점유율 (TTA).(AP).1.5 read-only 메모리사용량모니터링 AP의메모리점유율 read-only 메모리용량모니터링 AP의총메모리 read-write 관리자패스워드설정모니터링 AP의관리자패스워드설정 read-only 구동시간모니터링 AP의동작시간 (TTA).(AP) (TTA).(AP) (TTA).(AP) (TTA).(AP)

21 read-write RF Power AP RF 출력 dbm read-write POI AP 설치위치정보 설정값 (TTA).(AP) (TTA).(AP).1.11 read-write 스캔결과요청모드 에 대한설정 1 : 모든정보전달, 2 : 특정채 널정보, 3 : 특정 SSID 정보 (TTA).(AP).3.1 read-write read-write 스캔결과요청채널 에 대한설정 스캔결과요청 SSID 에대한설정 서버가모니터링 널값을전달 서버가모니터링 SSID 를전달 read-write Period scanning 주기 AP로필터링채 AP로필터링 (KT).(AP) (TTA).(AP) (TTA).(AP).3.4 read-write 스캔요청모니터링 AP에주변 AP Scan 을요청 (TTA).(AP).4.1 read-only 주변 AP 스캔결과 - Result Trap 서버로전송할필터링된 AP 주변 정보 AP 로보내는 Trap 주변 스캔을완료한후서버 (TTA).(AP) (TTA).(AP)

22 표준번호 : 표준작성공헌자 이표준의제 개정및발간을위해아래와같이여러분들이공헌하였습니다. 구분성명위원회및직위 연락처 ( 등) 소속사 과제제안김동석 무선랜프로젝트그룹위원 tongsok@kt.com KT 표준초안제출김동석 무선랜프로젝트그룹위원 tongsok@kt.com KT 표준초안검토 정찬형 무선랜프로젝트그룹의장 외프로젝트그룹위원 backbum@rapa.or.kr 한국전파진흥협회 표준안심의 위규진 이동통신기술위원회의장 외기술위원회위원 kjwee@kcc.go.kr 전파연구소 사무국담당 김대중 - 최형진 - 김은교 kdj@tta.or.kr Ibm686@tta.or.kr vekimv@tta.or.kr

23 정보통신단체표준( 국문표준) WiFi AP 간수신신호세기모니터링( 기술보고서) (Received Signal Strength Monitoring between WiFi APs) 발행인 발행처 : : 발행일 : 2010.xx 한국정보통신기술협회회장 한국정보통신기술협회 , 경기도성남시분당구서현동 Tel : , Fax :

TTA Verified : HomeGateway :, : (NEtwork Testing Team)

TTA Verified : HomeGateway :, : (NEtwork Testing Team) : TTA-V-N-05-006-CC11 TTA Verified :2006 6 27 : 01 : 2005 7 18 : 2/15 00 01 2005 7 18 2006 6 27 6 7 9 Ethernet (VLAN, QoS, FTP ) (, ) : TTA-V-N-05-006-CC11