KR101014480B1

KR101014480B1 - 광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 선택 방법과 그 장치

Info

Publication number: KR101014480B1
Application number: KR1020090022224A
Authority: KR
Inventors: 홍승은; 권형진; 김경표; 김용선; 이우용
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2008-09-19
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2011-02-14
Also published as: US20110200072A1; KR20100033330A

Abstract

광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 선택 방법과 그 장치를 개시한다.

광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 선택 방법은, 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임을 상기 이웃 장치로 전송하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임에 대응하는 채널 스캔 응답 프레임을 수신하는 단계 및 상기 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계를 포함한다.

채널 스캔, distributed MAC, 채널 선택

Description

광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 선택 방법과 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING A CHANNEL IN WIDEBAND HIGH FREQUENCY WIRELESS SYSTEM}

본 발명은 직진성이 강한 초광대역 고주파수 신호를 통해 고속 전송이 가능한 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 특히 분산 방식 매체 접속 프로토콜(distributed MAC protocol)을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 및 우회경로 설정 방법과 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 IT성장동력기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2007-S-002-02, 과제명: Multi-Gigabit 무선 인터페이스 기술 개발].

분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 통신 장치는, 3가지 종류로 구분된다. 즉, 타입 A 통신 장치는 안테나 트레이닝을 지원하고 통신거리가 10미터 정도이고, 타입 B 통신 장치는 안테나 트레이닝을 지원하지 않고 통신거리가 5미터 정도이고, 타입 C 통신 장치는 마스터-슬레이브 동작만 지원하고 통신거리가 2미터 정도이다.

분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 통신 장치는, 전원이 인가되면, 가장 먼저 어떤 이웃 장치들이 현재의 네트워크에 존재하는가를 확인하고, 필요 시 이웃장치와 안테나 트레이닝을 수행하기 위한 디스커버리(discovery) 절차를 시작한다.

이하, 디스커버리 절차를 수행하는 통신 장치를 디스커버리 장치라고 칭하도록 한다.

디스커버리 장치는 이웃 장치들을 찾기 위해 먼저 디스커버리 채널을 통하여, 상태필드가 디스커버리로 설정된 비콘을 전송한다. 이때, 상태 필드가 디스커버리로 설정된 비콘을 디스커버리 비콘이라 칭한다.

또한, 디스커버리 장치는 서로 다른 타입의 장치들을 찾기 위해 찾고자 하는 타입의 장치가 지원하는 PHY 모드를 사용하여 비콘을 보낼 수 있다.

디스커버리 장치는 이웃 장치들을 탐색한 후, 통신하고자 하는 이웃 장치를 선정하고, 선정된 이웃 장치와 안테나 트레이닝 절차를 수행한다. 안테나 트레이닝 절차가 완료되면, 디스커버리 장치와 선정된 이웃 장치는 기 할당된 채널들 중에서 통신에 적합한 채널을 선택하는 과정을 수행한다.

분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 타입 A 통신 장치는 이웃 장치의 검출을 위하여 도 1에 도시된 디스커버리 비콘 블록을 전송할 수 있다.

여기서 디스커버리 비콘 블록은 Mode-D0 Discovery Beacon, Mode-B0 Poll, Mode-C0 Poll로 구성된다. 디스커버리 비콘 블록을 전송한 디스커버리 장치는 타입 C 장치들, 타입 B 장치들, 그리고 타입 A 장치들로부터의 응답을 수신하기 위해 각각 C-SCAN 구간, B-SCAN 구간, 그리고 Mode D0-SCAN 구간 동안 대기하게 된다. 상기한 디스커버리 비콘 블록 전송 및 응답 수신은 디스커버리 장치가 복수 개의 안테나를 갖는 경우 안테나 개수만큼 반복될 수 있다. 상기한 스캔 구간 동안 응답을 수신함으로써 해당 장치들이 이웃해 있음을 알 수 있게 된다.

한편, 디스커버리 장치는 이웃 장치들을 검출한 후, 통신하고자 하는 이웃 장치를 선정하고, 해당 장치와 안테나 트레이닝을 수행한다.

상기 이웃장치의 탐색 및 안테나 트레이닝 과정은 디스커버리 채널을 이용하여 수행될 수 있다.

통신에 적합한 채널을 선택하는 과정은, 단위 채널을 스캔 함으로써 이루어지기 때문에, 단위 채널들을 결합한 본딩 채널(bonding channel)에 대한 정보를 획득하지 못하게 된다.

한편, 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템은 주파수 특성상 송신기와 수신기 사이에 LOS (Line of Sight)가 확보되어야만 원활한 통신이 가능하고, 만약 사람 및 장애물에 의한 LOS가 확보되지 않으면 통신 두절 현상이 발생하게 된다. 비록 LOS 차단 현상이 아주 짧게 발생하더라도, 초고속 데이터 전송 및 비디오 스트리밍 전송의 경우 신호 봉쇄에 의한 통신 장애는 심각한 문제를 야기할 수 있다.

분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템은 사람 및 장애물에 의한 신호 봉쇄의 경우 발생할 수 있는 통신 장애를 피할 수 있 도록 우회 경로를 제공하는 릴레이 장치를 포함하여 이루어 질 수 있다.

이때, 릴레이 장치는 소스 장치 및 데스티네이션 장치, 데스티네이션 장치는 소스 장치 및 릴레이 장치에 대한 안테나 설정 정보를 유지하게 되는데, 하나의 장치가 하나의 안테나 설정 정보를 갖고 있기 때문에, 직접 경로 통신 및 릴레이 장치를 통한 우회 경로 통신 채널이 올바르게 선택될 수 없게 된다.

따라서, 본 발명은 광대역 고주파수 무선 시스템, 특히 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 단일 채널뿐 만 아니라, 본딩 채널에 대한 정보를 획득할 수 있도록 시그널링(signaling)할 수 있는 광대역 고주파수 무선 시스템에서 채널 선택 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 소스(Source) 장치 및 데스티네이션(Destination) 장치가 직접 경로를 통하여 데이터 통신을 수행하는 중에, 장애물 등에 의한 신호 차단이 발생한 경우, 통신 장애 없이 가능한 신속하게 우회 경로를 사용할 수 있는 채널 선택 장치 및 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 무선 시스템에서 채널 선택 방법은, 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임을 상기 이웃 장치로 전송하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임에 대응하는 채널 스캔 응답 프레임을 수신하는 단계 및 상기 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계를 포함한다.

이때, 상기 채널 비트맵은, 네트워크에서 사용 가능한 채널의 수와 동일한 수의 비트(Bit)로 구성될 수 있다.

이때, 상기 채널 비트맵은, 네트워크에서 사용가능한 단위 채널 및 단위 채널을 본딩한 본딩 채널 각각에 대응할 수 있다.

이때, 상기 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계는, 상기 이웃장치의 사양 정보를 확인하고, 상기 이웃 장치의 사양정보에 따라서 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 확인하고, 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 고려하여, 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정하는 것을 포함할 수 있다.

이때, 상기 채널 스캔 응답 프레임은, 상기 이웃장치가 스캔할 채널의 수에 대응하는 정보-요소를 포함하고, 상기 정보-요소는 상기 이웃장치가 스캔한 각각의 채널에서 사용 가능한 시간 슬롯 정보를 포함할 수 있다.

상기 채널 스캔 요청 프레임은, 채널 선택 제어 필드(Channel Selection Control)를 포함하고, 상기 채널 선택 제어 필드는 채널 선택 명령 프레임의 유형을 구분하기 위한 명령 식별(Command ID)필드, 상기 채널 선택 명령 프레임의 유형이 채널 변경 응답인 경우 채널 변경 응답 결과의 사유를 구분하기 위한 사유 코드(Reason code) 필드, 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 비트맵(Channel Bitmap) 필드를 포함할 수 있다.

이때, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계는, 상기 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 상기 이웃장치가 스캔한 채널의 채널 상태 및 상기 채널 스캔 응답 프레임을 수신한 통신 장치가 스캔한 채널의 채널 상태를 고려하여, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서, 단일 채널뿐 만 아니라 본딩된 채널들도 스캔할 수 있고, 소스 장치와 데스티네이션 장치 간의 직접 경로뿐 만 아니라 우회 경로 설정 시간을 단축할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명은 예를 들어, 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에 적용될 수 있다.

도 2는 본 발명이 적용되는 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서, 네트워크에 할당된 채널 구조의 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 본 발명이 적용되는 분산 방식 매체 접속 프로토콜을 사용하는 광대역 고주파수 무선 시스템에서, 네트워크에 할당된 채널은 4개의 단위 채널(1,2,3,4) 및 6개의 본딩 채널(5,6,7,8)로 이루어진다. 이때, 단위 채널 3은 디 스커버리 채널로 이용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통신 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.

도 3에 도시된 통신 장치의 구성은 본 발명의 실시예에 따른 디스커버리 장치에 적용될 수 있다. 이하, 도 3에 도시된 통신 장치는 디스커버리 장치라 가정한다.

도 3을 참조하면, 디스커버리 장치(300)는 채널 선택 명령 프레임 생성부(310), 채널 스캔 수행부(320), 채널 선택/스위칭부(330) 및 송수신부(350)를 포함한다.

또한, 디스커버리 장치(300)는 채널 선택 명령 프레임 생성부(310), 채널 스캔 수행부(320), 채널 선택/스위칭부(330) 및 송수신부(350) 각각의 동작을 제어하기 위한 제어부(340)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

채널 선택 명령 프레임 생성부(310)는, 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정하고, 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 선택 명령 프레임을 생성한다. 이때, 채널 선택 명령 프레임은, 채널 스캔을 요청하는 채널 스캔 요청 프레임에 해당한다. 따라서, 상기 채널 선택 명령 프레임 생성부(310)는 '채널 스캔 요청 프레임 생성부'로 칭할 수 있다. 이때, 채널 선택 명령 프레임 생성부(310)는 하기 [표 1]의 장치 조합에 따라서, 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정할 수 있다. 따라서, 채널 선택 명령 프레임 생성부(310)는 이웃장치의 사양 정보를 확인하고, 상기 이웃 장치 의 사양정보에 따라서, 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 확인하고, 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 고려하여, 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정할 수 있다.

이때, 채널 선택 명령 프레임은 도 5에 도시된 구조를 가질 수 있다. 채널 선택 명령 프레임의 보다 상세 설명은 후술하기로 한다.

채널 스캔 수행부(320)는, 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하기 위하여 네트워크에서 사용 가능한 채널을 스캔하는 동작을 수행한다. 이때, 채널 스캔 수행부(320)는 하기 [표 1]의 장치 조합에 따라서, 디스커버리 장치(300)가 스캔할 채널을 결정할 수 있다. 또한, 채널 스캔 수행부(320)는 상기 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 상기 이웃 장치가 스캔할 채널 이외의 채널을 스캔할 수 있다.

이때, 네트워크에서 사용 가능한 채널은 도 2에 도시된 네트워크에 할당된 10개의 채널 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

따라서, 상기 네트워크에서 사용 가능한 채널은, 단위 채널 및 단위 채널을 본딩한 본딩 채널을 포함할 수 있다.

채널 선택/스위칭부(330)는, 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하고, 선택된 채널로 채널 스위칭을 수행한다. 이때, 채널 선택/스위칭부(330)는 상기 채널 스캔 요청 프레임에 대한 응답 메시지에 기초하여 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택할 수 있다. 또한, 채널 선택/스위칭부(330)는 상기 이웃 장치가 스캔한 결과 및 채널 스캔 수행부(320)에서 스캔한 결과를 모두 고려하여 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택할 수 있다. 따라서, 채널 선택/스위칭부(330)는 이웃장치가 스캔한 채널의 스캔 정보 및 상기 채널 스캔 수행부가 스캔한 채널의 스캔 정보를 고려하여, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택할 수 있다.

송수신부(340)는, 채널 선택 명령 프레임을 이웃장치로 전송하거나, 이웃 장치로부터 상기 채널 선택 명령 프레임에 대한 응답 메시지 등을 수신한다. 이때, 상기 채널 선택 명령 프레임에 대한 응답 메시지는 후술하는 채널 스캔 응답 프레임에 해당한다. 따라서, 상기 채널 선택 명령 프레임에 대한 응답 메시지는, 상기 이웃장치가 스캔할 채널의 수에 대응하는 정보-요소를 포함하고, 상기 정보-요소는 상기 이웃장치가 스캔한 각각의 채널에서 사용 가능한 시간 슬롯 정보를 포함할 수 있다.

도 3에 도시된 통신 장치에 의하여 수행되는 채널 선택 방법은, 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임을 상기 이웃 장치로 전송하는 단계와, 상기 채널 스캔 요청 프레임에 대응하는 채널 스캔 응답 프레임을 수신하는 단계 및 상기 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다.

이하, 도 3에 도시된 통신 장치에 의하여 수행되는 채널 선택 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 채널 선택 방법을 나타내는 시그널 흐름도이다.

디스커버리 장치(410)와 이웃 장치(420)는 안테나 트레이닝이 완료되면, 후술하는 채널 선택 과정을 수행한다. 이때, 디스커버리 장치(410)는 통신하기 위한 네트워크 내의 이웃 장치를 탐색하고, 탐색된 이웃 장치와 안테나 트레이닝을 수행한다.

이때, 안테나 트레이닝은, 통신 장치간에 설정된 링크 퍼포먼스(link performance)를 최대화 하기 위하여 안테나 파라미터 등을 교환하는 과정을 의미한다. 일반적으로, 안테나 트레이닝을 수행하는 통신 장치는, 안테나 트레이닝 과정을 통하여 섹터를 선택하거나 송신 및 수신 빔 패턴을 조정할 수 있다.

도 4를 참조하면, 디스커버리 장치(410)는 S401단계에서 단위 채널 및 본딩 채널 각각에 대한 채널 스캔 시그널링을 위한 채널 선택 명령 프레임을 이웃 장치(420)로 전송한다. 이때, 채널 선택 명령 프레임은 채널 스캔 요청을 위해 전송되는 채널 스캔 요청 프레임이다.

본 명세서에서, 채널 스캔 요청을 위해 전송되는 채널 선택 명령 프레임을 채널 스캔 요청 프레임이라 칭하기로 한다.

디스커버리 장치(410)는 채널 스캔 요청 프레임을 이웃 장치(420)로 전송하기 이전에, 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 이웃 장치(420)가 스캔할 채널을 결 정하고, 이웃 장치(420)가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성할 수 있다.

이때, 디스커버리 장치(410)는 이웃 장치(420)의 사양 정보를 확인하고, 디스커버리 장치(410) 및 이웃 장치(420)의 사양 정보에 따라서, 이웃 장치(420)가 사용 가능한 채널을 확인하고, 이웃 장치(420)가 사용 가능한 채널을 고려하여, 상기 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 이웃 장치(420)가 스캔할 채널을 결정하고, 이웃 장치(420)가 스캔할 채널을 채널 비트맵을 통하여 상기 채널 스캠 요청 프레임에 표시할 수 있다.

이때, 디스커버리 장치(410)는 네트워크 내의 이웃 장치들을 탐색하는 과정에서, 비콘 메시지의 송/수신을 통하여 이웃 장치(420)의 사양 정보를 알 수 있다.

즉, 디스커버리 장치(410)는 채널 선택 과정을 수행하기 전에, 이웃 장치(420)의 사양 정보를 확인하기 위한 비콘 메시지를 이웃 장치(420)로 전송하고, 상기 비콘 메시지에 대응하는 응답 메시지를 수신하고, 상기 응답 메시지에 의하여 이웃 장치(420)의 사양 정보를 확인할 수 있다.

디스커버리 장치(410)는 사양 정보를 통하여, 도 2와 같이 구성되는 채널들 중에서 각 통신 장치가 채널 5, 채널 6, 채널 7, 채널 8, 채널 9, 그리고 채널 10과 같은 본딩(bonding) 채널을 사용할 수 있는 지를 확인할 수 있게 된다.

이때, 디스커버리 장치(410)는 자신 및 이웃 장치(420)의 사양정보를 통하여 자신이 스캔할 채널과 이웃 장치(420)가 스캔할 채널을 결정할 수 있다.

표 1은 디스커버리 장치(410)와 이웃 장치(420)의 사양 정보에 따른 장치 조 합(combination)의 예를 나타낸다. 각 장치 조합에 따른 채널 스캔 시그널링의 구체적인 동작은 후술하기로 한다.

[표 1]

S403 단계에서, 디스커버리 장치(410) 및 이웃 장치(420)는 채널 스캔을 수행한다. 디스커버리 장치(410) 및 이웃 장치(420)는 채널 스캔 요청 프레임의 교환을 통하여 채널 스캔을 시작하거나 종료하기 위한 타이밍 정보를 알 수 있다.

이때, 이웃 장치(420)는 디스커버리 장치(410)에서 전송한 채널 선택 명령 프레임을 해석하여 자신이 스캔할 채널을 확인할 수 있다.

S405 단계에서, 디스커버리 장치(410)는 이웃 장치(420)로부터 채널 스캔 응답 프레임을 수신한다.

이때, 채널 스캔 응답 프레임은 이웃 장치(420)에서 스캔한 채널의 스캔 정보를 포함한다. 이웃 장치(420)에서 스캔한 채널의 스캔 정보는 각 채널들이 통신에 적합한지 여부와, 채널간 간섭 여부와, 해당 채널에서 통신 자원으로 사용될 수 있는 시간 슬롯 정보를 포함할 수 있다.

S407단계에서, 디스커버리 장치(410)는 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 이웃 장치(420)와 통신하기 위한 채널을 선택한다. 이때, 디스커버리 장치(410)는 이웃장치(420)가 스캔한 채널의 스캔 정보 및 자신이 스캔한 채널의 스캔 정보를 고려하여, 상기 이웃 장치(420)와 통신하기 위한 채널을 선택할 수 있다. 이때, 채널을 선택하는 기준은 다양한 통신 규격, 채널 상황에 따라서 정해질 수 있다.

S409단계에서, 디스커버리 장치(410)는 채널 변경 요청 메시지를 통하여, 선택된 채널을 이웃 장치(420)로 알려준다.

S411단계에서, 이웃 장치(420)는 채널 변경 응답 메시지를 통하여, 채널 변경 요청 메시지를 수신하였음을 디스커버리 장치(410)로 알려 준다.

S413 단계에서, 디스커버리 장치(410) 및 이웃 장치(420)는 선택된 채널로 채널 스위칭을 수행한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 채널 선택 명령 프레임의 구조를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 채널 선택 명령 프레임은 채널 선택 제어 필드(Channel Selection Control)(510) 및 N(N=1,2,...,n)개의 정보-요소(Information element) 필드로 구성된다.

이때, 정보-요소 필드는 채널 선택과 관련된 각종 정보-요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정보-요소 필드는 각 통신 장치가 언제 스캔을 수행하고 언제 디스커버리 채널로 돌아와 스캔 응답을 수행하는지 등에 대한 스캔 타이밍 정보-요소를 포함할 수 있다. 또한, 정보-요소 필드는 통신 장치가 스캔한 채널의 스캔 정보-요소를 포함할 수 있다. 또한, 정보-요소 필드는 선택된 채널이 네트워크에 할당된 채널 중 어떤 채널인지를 지시하는 정보-요소를 포함할 수 있다.

한편, 채널 선택 제어 필드(510)는 채널 선택을 위한 제어 정보를 가지며 2 옥텍(octet)으로 구성될 수 있다.

채널 선택 제어 필드(510)는 두 비트로 구성되는 '명령 식별(Command ID)' 필드(520), 두 비트로 구성되는 '예약된(Reserved)'필드(530), 두 비트로 구성되는 '사유 코드 (Reason code)' 필드(540), 그리고 10 비트로 구성되는 '채널 비트맵 (Channel Bitmap)' 필드(550)로 구성될 수 있다.

명령 식별(Command ID) 필드(520)는 상기 채널 선택 명령 프레임의 유형을 구분하기 위한 것으로서, 채널 선택 명령 프레임의 유형이 '채널 스캔 요청', '채널 스캔 응답', '채널 변경 요청', 그리고 '채널 변경 응답' 인지를 구분하는데 사용된다.

본 명세서의 설명에 있어서, 상기 채널 선택 명령 프레임은 명령 식별(Command ID) 필드(520)의 값에 따라서, '채널 스캔 요청 프레임', '채널 스캔 응답 프레임', '채널 변경 요청 명령 프레임', '채널 변경 응답 명령 프레임'으로 표현할 수 있다.

예약된(Reserved) 필드(530)는 채널 선택 제어와 관련하여 추후에 추가될 수 있는 정보를 위하여 예약된 필드이다.

사유 코드 (Reason code) 필드(540)는 상기 채널 선택 명령 프레임의 용도에 따라서, 예약된 필드로 사용되거나 채널 변경에 대한 응답을 표시하기 위한 필드로 사용될 수 있다. 예를 들어, 사유 코드 (Reason code) 필드(540)는 상기 채널 선택 명령 프레임의 용도가 채널 스캔 요청 및 채널 스캔 응답의 용도인 경우에는 예약된 필드로 사용되고, 상기 채널 선택 명령 프레임의 용도가 채널 변경 응답인 경우 에는 "채널 변경 동의", "채널 변경 거부 시 그 사유"를 구분하기 위하여 사용될 수 있다.

채널 비트맵 (Channel Bitmap) 필드(550)는 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함한다.

채널 비트맵 (Channel Bitmap)은 네트워크에서 사용 가능한 채널의 수와 동일한 수의 비트(Bit)로 구성될 수 있다. 또한, 채널 비트맵 (Channel Bitmap)은, 네트워크에서 사용 가능한 4개의 단위 채널에 대응하는 4 비트 및 네트워크에서 사용 가능한 6개의 본딩 채널에 대응하는 6 비트로 구성될 수 있다.

이때, 채널 비트맵 (Channel Bitmap)의 각 비트는 0이면 해당 채널을 스캔할 필요가 없음을, 1이면 해당 채널을 스캔해야 하는 것으로 표시할 수 있다. 이하, 채널 비트맵 (Channel Bitmap) 필드(550)의 각 비트가 1이면 해당 채널을 스캔해야 하는 것으로 가정한다.

표 2는 채널 비트맵 (Channel Bitmap) 필드(550)의 상세 엔코딩(encoding) 예를 나타낸다.

[표 2]

상기 채널 선택 명령 프레임을 교환하는 디스커버리 장치와 이웃장치는, 비콘 메시지의 송/수신을 통하여 표 1과 같은 서로의 사양 정보를 알 수 있다. 이때, 디스커버리 장치는 데이터를 전송하는 소스 장치이고, 이웃 장치는 데이터를 수신하는 데스티네이션 장치라 가정한다.

표 1에서, 장치 조합 1의 경우에, 소스 장치와 데스티네이션 장치는 모두 채널 본딩을 지원한다. 따라서, 소스 장치는 채널 비트맵 필드(550)를 이용하여 데스티네이션 장치가 가능한 모든 채널을 스캔하도록 표시하고, 이를 포함한 채널 선택 명령 프레임을 전송하여야만 데이터 통신에 가장 적합한 채널을 선택할 수 있게 된다. 왜냐하면, 채널 간에 주파수 대역폭이 겹치는, 가령 채널 1과 채널 5, 채널 2와 채널 5 등과 같은, 경우 상호 간에 간섭을 유발할 수 있고 이는 통신에 장애를 초래하기 때문이다. 특히 본딩 채널을 스캔하는 경우, 소스 장치는 채널 1번, 2번, 3번, 4번 중에서 주파수 중첩되는 단위 채널들을 데스티네이션 장치가 반드시 스캔 하도록 해야 한다.

표 1에서, 장치 조합 2의 경우에, 데스티네이션 장치는 채널 본딩을 할 수가 없고, 이는 본딩된 채널인 채널 5번, 6번, 7번, 8번, 9번, 10번을 스캔할 수가 없는 경우이다. 따라서 장치 조합 2에서 소스 장치는 데스티네이션 장치가 채널 1번, 2번, 3번, 4번 중에서 스캔하도록 채널 비트맵 필드(550)를 구성할 수 밖에 없다. 이때, 소스 장치는 본딩 채널을 스캔할 수 있으므로 채널 5번, 6번, 7번, 8번, 9번, 10번을 스캔할 수 있다. 소스 장치는 데스티네이션 장치가 스캔한 정보와 소스 장치가 스캔한 정보에 기반하여 데스티네이션 장치가 통신할 수 있는 채널 1번, 2번, 3번, 4번 채널 중에서 가장 좋은 채널을 선택해야만 한다.

표 1에서, 장치 조합 3의 경우, 소스 장치는 채널 본딩을 할 수가 없고, 이는 소스 장치가 본딩된 채널인 채널 5, 6, 7, 8, 9, 10번을 스캔할 수가 없는 경우이다. 그러나, 통신에 적합한 채널을 선택하기 위해서는 채널 5, 6, 7, 8, 9, 10번의 정보가 필요하게 된다. 따라서 장치 조합 3에서 소스 장치는 데스티네이션 장치가 채널 5번, 6번, 7번, 8번, 9번, 10번을 스캔할 수 있도록 채널 비트맵 필드(550)를 구성할 수 있다. 이때, 소스 장치는 채널 스캔 시간을 단축하기 위해 채널 1번, 2번, 3번, 4번은 자신이 스캔하고 데스티네이션 장치는 5번, 6번, 7번, 8번, 9번, 10번 만을 스캔하도록 할 수 있다. 이때, 통신에 적합한 채널은, 데스티네이션 장치가 스캔한 정보와 소스 장치가 스캔한 정보에 기반하여 소스 장치가 통신할 수 있는 채널 1번, 2번, 3번, 4번 채널 중에서 가장 좋은 채널이 선택될 수 있다.

표 1에서, 장치 조합 4의 경우에, 소스 장치 및 데스티네이션 장치 두 장치 모두 채널 본딩을 할 수가 없고 이는 채널 5번, 6번, 7번, 8번, 9번, 10번을 스캔할 수 없는 경우이다. 이 경우 소스 장치는 데스티네이션 장치가 채널 1번, 2번, 3번, 4번 중 적어도 어느 하나의 채널을 스캔하도록 채널 비트맵(550) 필드를 구성할 수 있다. 이때, 소스 장치도 채널 1번, 2번, 3번, 4번만을 스캔할 수 있다.

이 경우, 주파수 중첩으로 인한 채널 간섭을 최소화할 수 있는 방법은 본딩 채널을 구성할 때 채널 1번, 2번, 3번, 4번 채널 중에서 고정된 한 채널은 본딩하지 않도록 하는 방법이다. 즉, 네트워크 관리자가 1번 채널을 본딩할 수 없도록 함으로써 장치 조합 4의 경우 상기 1번 채널 만을 사용토록 하는 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 채널 선택에 있어서, 디스커버리 장치는 이웃 장치에게 채널 스캔 요청 프레임을 전송하여 통신에 적합한 채널들을 스캔하도록 한다. 이 때 상기한 채널 비트맵 필드(550)를 이용하여 스캔할 채널 정보를 시그널링하게 된다.

이웃 장치는 지정된 채널들을 스캔하여 통신에 적합한 지를 판단하게 되고, 이후 디스커버리 채널로 되돌아와서 검색 결과를 채널 스캔 응답 프레임을 사용하여 디스커버리 장치에게 통보하게 된다.

이웃 장치는 검색 결과를 디스커버리 장치에게 통보할 때, 상기 채널 비트맵 필드 (550)에서 1로 설정된 비트 수 만큼의 채널 검색 결과들을 포함해야 하고, 이 때 개별 채널 검색 결과는 상기한 정보-요소 하나를 사용해야 하므로, 채널 스캔 응답 프레임은 채널 비트맵 필드 (550)에서 1로 설정된 비트 수 만큼의 정보-요소들을 포함하게 된다.

또한 채널 스캔 응답 프레임의 채널 검색 결과를 포함하는 정보-요소들은 채널 비트맵 필드에서 1로 설정된 비트 순서대로, 정렬될 수 있다. 상기한 채널 검색 결과를 포함하는 정보-요소는 해당 채널이 주기적인 시간 프레임으로 구성되고 시간 프레임이 세부 시간 슬롯들로 구성되는 경우, 해당 채널에서 사용 가능한 (다시 말해, 다른 장치들이 사용하지 않는) 시간 슬롯 정보들을 포함할 수 있다.

이웃 장치로부터 채널 검색 결과를 통보 받은 디스커버리 장치는 가장 적합한 통신 채널을 선택하고, 채널 변경 요청 명령 프레임을 사용하여 이웃 장치에게 통신 채널 정보를 통보한다. 이웃 장치는 채널 변경 응답 명령 프레임을 사용하여 응답하게 된다. 이후, 디스커버리 장치와 이웃 장치는 선택된 채널로 이동하여 데이터 송/수신을 시작하게 된다.

도 6은 릴레이 장치가 있는 경우에 본 발명의 실시예에 따른 채널 선택 방법의 시그널 흐름도를 나타낸다.

도 6에 도시된 채널 선택 방법은 릴레이 장치(620)가 있는 경우에, 소스 장치(610), 릴레이 장치(620), 데스티네이션 장치(630)간의 링크 설정 및 채널 스캐닝 절차를 포함한다.

이와 같이 릴레이 장치(620)가 추가되는 릴레이 통신에서는, 소스 장치(610), 데스티네이션 장치(630), 그리고 릴레이 장치(620)의 채널 본딩 사양을 확인해야 하고, 이에 기반하여 채널 스캔 및 통신 채널을 결정해야 한다. 일단 세 장치 모두 채널 본딩 사양이 있어야만 통신 채널을 본딩 채널로 선택할 수 있고, 한 장치라도 채널 본딩할 수 없으면 본딩 채널을 선택해서는 안된다.

도 6에서, 채널 스캔 요청, 채널 스캔 응답, 채널 변경 요청, 채널 변경 응답은 도 5에 도시된 채널 선택 명령 프레임을 이용할 수 있다.

또한, 릴레이 통신에서 각 통신 장치는, 채널 스캔을 위한 채널 선택 명령 프레임 전송 시 상기한 표 1과 같은 장치 조합을 고려하여 채널 스캔을 수행할 수 있다.

한편, 릴레이 통신에서 우회 경로를 설정하는 과정은, 릴레이 명령 프레임을 이용할 수 있다. 상기 릴레이 명령 프레임은, '릴레이 명령 유형 (Relay command subtype)' 필드 값에 따라 '릴레이 예약 요청 (Relay reservation request)', '릴레이 예약 응답 (Relay reservation response)', '릴레이 설정 요청 (Relay set request)', '릴레이 설정 응답 (Relay set response)', '릴레이 완료 요청 (Relay reservation request)', '릴레이 완료 응답 (Relay reservation response)' 명령 프레임 등으로 구분할 수 있다.

S601 단계에서, 소스 장치(610)는 릴레이 예약 요청 메시지를 릴레이 장치(620)로 전송한다. S603 단계에서, 릴레이 장치(620)는 상기 릴레이 예약 요청 메시지에 대한 응답으로 릴레이 예약 응답 메시지를 소스 장치(610)로 전송한다.

이후, S605 단계에서 소스 장치(610) 및 데스티네이션 장치(630)는 안테나 트레이닝을 수행한다.

S607 단계에서, 소스 장치(610)는 릴레이 장치(620)와의 안테나 트레이닝이 완료되는 즉시, 데스티네이션 장치(630)로 채널 스캔을 요청한다.

S609 단계에서, 소스 장치(610) 및 데스티네이션 장치(630)는 채널 스캐닝을 수행한다. S611 단계에서, 데스티네이션 장치(630)는 채널 스캔을 완료한 후, 채널 스캔 정보를 포함하는 채널 스캔 응답을 소스 장치(610)로 전송한다.

S613 단계에서, 소스 장치(610)는 데스티네이션 장치(630)로부터 채널 스캔 응답을 수신하는 즉시, 릴레이 장치(620)로 릴레이 세트(set)을 요청한다. S615 단계에서, 릴레이 장치(620)는 릴레이 세트(set) 요청에 대한 응답으로 릴레이 세트 응답을 전송한다.

S617 단계에서, 소스 장치(610) 및 릴레이 장치(620)는 안테나 트레이닝을 수행한다.

S619 단계에서, 소스 장치(610)는 릴레이 장치(620)와의 안테나 트레이닝이 완료된 후, 채널 스캔 요청을 릴레이 장치(620)로 전송한다.

S621 단계에서, 소스 장치(610) 및 릴레이 장치(620)는 채널 스캔을 수행한다. 상기한 바와 같이, 소스 장치(610) 및 릴레이 장치(620)는 채널 선택 명령 프레임의 정보-요소 필드에 포함된 스캔 타이밍 정보에 의하여 채널 스캔의 시작 또는 종료 시간을 미리 알 수 있다.

S623 단계에서, 릴레이 장치(620)는 채널 스캔이 완료되면 채널 스캔 정보를 포함하는 채널 스캔 응답을 소스 장치(610)로 전송한다.

S625 단계에서, 소스 장치(610)는 릴레이 장치(620)로부터 채널 스캔 응답을 수신하면, 릴레이 완료 요청을 데스티네이션 장치(630)로 전송한다.

S627 단계에서, 데스티네이션 장치(630)는 릴레이 완료 요청을 수신하면, 릴 레이 장치(620)와 안테나 트레이닝을 수행한다. 이후, S629 단계 내지 S633 단계에서 데스티네이션 장치(630)는 릴레이 장치(620)와 채널 스캔 과정을 수행한다.

S635 단계에서, 데스티네이션 장치(630)는 릴레이 장치(620)와의 채널 스캔 과정이 완료되면, 릴레이 완료 응답을 소스 장치(610)로 전송한다.

소스 장치(610)는 데스티네이션 장치(630)로부터 릴레이 완료 응답을 수신하면, 릴레이 장치(620) 및 데스티네이션 장치(630)와 통신하기에 적합한 채널을 선택한다.

이후, 소스 장치(610), 릴레이 장치(620), 데스티네이션 장치(630)는 S637 내지 S645단계에서, 채널 변경 요청, 채널 변경 응답 및 채널 스위칭을 수행하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 릴레이 통신에서, 채널 스캔은 소스 장치와 데스티네이션 장치, 소스 장치와 릴레이 장치, 그리고 데스티네이션 장치와 릴레이 장치 간의 안테나 트레이닝 절차가 완료되는 즉시 수행된다.

본 발명에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 디스커버리 비콘 블록의 예를 보여준다.

Claims

이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계;

상기 채널 스캔 요청 프레임을 상기 이웃 장치로 전송하는 단계;

상기 채널 스캔 요청 프레임에 대응하는 채널 스캔 응답 프레임을 수신하는 단계; 및

상기 채널 스캔 응답 프레임에 기초하여 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계를 포함하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 비트맵은,

네트워크에서 사용 가능한 채널의 수와 동일한 수의 비트(Bit)로 구성되는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 비트맵은,

네트워크에서 사용 가능한 단위 채널 및 단위 채널을 본딩한 본딩 채널 각각에 대응하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 단계는,

상기 이웃장치의 사양 정보를 확인하고,

상기 이웃 장치의 사양정보에 따라서, 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 확인하고,

상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 고려하여, 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정하는 것을 포함하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 스캔 응답 프레임은,

상기 이웃장치가 스캔할 채널의 수에 대응하는 정보-요소를 포함하고, 상기 정보-요소는 상기 이웃장치가 스캔한 각각의 채널에서 사용 가능한 시간 슬롯 정보를 포함하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 채널 스캔 요청 프레임은,

채널 선택 제어 필드(Channel Selection Control)를 포함하고,

상기 채널 선택 제어 필드는 상기 채널 스캔 요청 프레임의 유형을 구분하기 위한 명령 식별(Command ID)필드와, 상기 채널 스캔 요청 프레임의 유형이 채널 변경 응답인 경우 채널 변경 응답 결과의 사유를 구분하기 위한 사유 코드(Reason code) 필드 및 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 비트맵(Channel Bitmap)을 포함하는 채널 비트맵(Channel Bitmap) 필드를 포함하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
제1항에 있어서, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 단계는,

상기 이웃장치가 스캔한 채널의 스캔 정보 및 상기 채널 스캔 응답 프레임을 수신한 통신 장치가 스캔한 채널의 스캔 정보를 고려하여, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하는 무선 시스템에서 채널 선택 방법.
네트워크에서 사용 가능한 채널 중 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정하고, 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 지시하는 채널 스캔 요청 프레임을 생성하는 채널 스캔 요청 프레임 생성부;

상기 채널 스캔 요청 프레임을 상기 이웃 장치로 전송하고, 상기 이웃 장치로부터 상기 채널 스캔 요청 프레임에 대한 응답 메시지를 수신하는 송수신부;

상기 네트워크에서 사용 가능한 채널 중 상기 이웃 장치가 스캔할 채널 이외의 채널을 스캔하는 채널 스캔 수행부; 및

상기 채널 스캔 요청 프레임에 대한 응답 메시지에 기초하여 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하고, 선택된 채널로 채널 스위칭을 수행하는 채널 선택/스위칭부를 포함하는 무선 시스템에서 채널 선택 장치.
삭제
삭제
제8항에 있어서, 상기 채널 스캔 요청 프레임 생성부는,

상기 이웃장치의 사양 정보를 확인하고, 상기 이웃 장치의 사양정보에 따라서 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 확인하고, 상기 이웃 장치가 사용 가능한 채널을 고려하여 상기 이웃 장치가 스캔할 채널을 결정하는 무선 시스템에서 채널 선택 장치.
삭제
삭제
제8항에 있어서, 상기 채널 선택/스위칭부는,

상기 이웃장치가 스캔한 채널의 스캔 정보 및 상기 채널 스캔 수행부가 스캔한 채널의 스캔 정보를 고려하여, 상기 이웃 장치와 통신하기 위한 채널을 선택하 는 무선 시스템에서 채널 선택 장치.