KR101181620B1 - 다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

대기 노드들에서의 전력 소비를 최소화하면서 통신 범위 밖에 있는 노드들의 접속을 가능하게 하는 방법이 제공된다. 구체적으로, 본 발명은 다중 홉(multi-hop) 통신 시스템 내의 대기 노드들의 기상 속도(wake up rate)를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 액세스 포인트(access point)는 하나 이상의 시스템 파라미터에 관한 통계 정보를 수집, 처리 및 정제하고; 상기 통계 정보 및 하나 이상의 이력 정보에 기초하여 기상 속도를 결정하며; 상기 기상 속도를 자신의 커버리지(coverage) 영역 내의 노드들에게 송신한다. 노드는 상기 기상 속도를 수신하고; 다중 홉 통신을 상기 하나 이상의 액세스 포인트에게 제공하기 위한 라우팅(routing) 기능들을 지원하도록 상기 기상 속도로 취침 상태로부터 기상 상태로 주기적으로 변화한다.

Description

다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 방법{METHOD FOR CONTROLLING A WAKE UP RATE OF NODES OPERATING WITHIN A MULTI-HOP COMMUNICATION SYSTEM}

본 개시 내용은 일반적으로 다중 홉(multi-hop) 통신 시스템들과 관련되고, 보다 구체적으로 다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도를 제어하는 것과 관련된다.

애드혹(ad hoc) 네트워크들은 임의의 고정된 하부 구조(infrastructure) 없이 동작할 수 있는 자기 형성 네트워크들이고, 어떤 경우 애드혹 네트워크는 전적으로 이동 노드들(mobile nodes)로 형성된다. 애드혹 네트워크는 전형적으로 다수의 지리적으로 분산된, 잠재적인 이동 유닛들을 포함하고, 이들은 종종 "무선 장치" 또는 "노드들"로 일컬어지며, 하나 이상의 링크(예컨대 무선 주파수 통신 채널)에 의해 서로 무선으로 접속된다. 노드들은 하부 구조 기반 네트워크 또는 유선 네트워크의 지원 없이 무선 매체 상에서 서로 통신할 수 있다. 기존의 노드들이 애드혹 네트워크 내에서 움직임에 따라, 새로운 노드들이 애드혹 네트워크에 합류 또는 진입함에 따라, 또는 기존의 노드들이 애드혹 네트워크를 떠나거나 나감에 따라, 이러한 노드들 사이의 링크들 또는 접속들은 임의적인 방식으로 동적으로 변화할 수 있다.

애드혹 네트워크 노드들의 한 가지 특성은 각 노드가 단일 "홉(hop)" 만큼 떨어진 노드들과 짧은 범위에 걸쳐 직접 통신할 수 있다는 점이다. 이러한 노드들은 종종 "이웃 노드들"로 일컬어진다. 노드가 목적지 노드에 패킷들을 송신하고 상기 노드들이 1홉보다 멀리 떨어져 있는 경우(예컨대 두 노드 사이의 거리가 상기 노드들의 무선 송신 범위를 초과하거나, 또는 상기 노드들 사이의 무선 송신 범위를 제한하는 물리적 장벽이 존재하는 경우), 상기 패킷들은 상기 패킷들이 상기 목적지 노드에 도달할 때까지 중간 중계 노드들을 통해{"다중 호핑(multi-hopping)"} 루트(route)를 따라 중계될 수 있다. 이러한 상황들에서, 각 중간 중계 노드는 상기 패킷들(예컨대 데이터 및 제어 정보)이 이들의 최종 목적지에 도달할 때까지 상기 루트를 따라 상기 패킷들을 다음 노드에 라우팅한다. 패킷들을 다음 노드로 중계하기 위해, 각 노드는 자신의 이웃 노드들과의 통신을 통해 수집된 라우팅 정보를 유지한다. 상기 라우팅 정보는 또한 현재의 네트워크 토폴로지(topology)를 반영하도록 네트워크 내에서 주기적으로 방송될 수 있다. 그 대신, 정확한 라우팅 정보를 유지하기 위해 송신되는 정보의 양을 줄이기 위해, 네트워크 노드들은 라우팅 정보가 필요한 때에만 이를 교환할 수 있다. 많은 다중 홉 애드혹 네트워크에서, 특정한 데이터 스트림 또는 "흐름(flow)"의 통신을 위해 복수의 루트가 발신지 노드와 목적지 노드 사이에 존재할 수 있다.

많은 애드혹 네트워크는 하나 이상의 액세스 포인트(access point)를 포함한다. 액세스 포인트(AP)는 원격 무선 노드들이 유선 네트워크{예컨대 LAN(local area network), WAN(wide area network) 등}와 통신할 수 있도록 하는 유선 네트워크에 직접적(유선 링크를 통함) 또는 간접적(무선 링크를 통함)으로 통신 가능하게 접속되는 장치이다. AP는 자신의 직접 통신 범위(즉, 1홉만큼 떨어짐) 내에 있는 무선 통신 장치들을 함께 접속시켜 무선 네트워크를 형성한다. 많은 경우에, AP는 유선 네트워크에 접속되고, 무선 장치들과 유선 장치들 사이에서 데이터를 중계할 수 있다. 예컨대, AP는 IEEE 802.16 네트워크들(http://standards.ieee.org/getieee802/index.html을 참조하거나 IEEE, 445 Hoes Lane, PO Box 1331, Piscataway, NJ 08855-1331, USA 주소로 IEEE에 연락할 수 있음) 내에 구현되는 것과 같은 셀룰러(cellular) 기지국일 수 있다. 일 구현예에서, AP는 메싱(meshing) 능력을 갖는 MAP(Mesh Access Point)일 수 있다. MAP는 Avinash Joshi의 "System and Method for Decreasing Latency in Locating Routes Between Nodes in a Wireless Communication Network"라는 명칭의 미국 특허 제7,061,925 B2호(그 내용 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로서 포함됨)에 개시된 MSR(Mesh Scalable Routing) 프로토콜과 같은 메시 라우팅 프로토콜을 구현한다는 점에서 MAP는 정규 AP와 구별될 수 있다. MAP는 또한 "무선 장치" 또는 "노드"로 일컬어진다. IAP(Intelligent Access Point)는 광역 유선 네트워크(WAN)에 접속되고 WAN 상의 무선 장치들과 유선 장치들 사이에서 데이터를 중계할 수 있는 특수한 MAP이다. IAP들 및 MAP들은 MSR 및 자신의 프록시(proxy) 라우팅 변종(variant)을 통해 유선 네트워크 및 복수의 홉만큼 떨어진 원격 무선 노드들 사이의 통신을 가능하게 할 수 있는데, 이는 Joshi 등의 "System and method for associating different types of nodes with access point nodes in a wireless network to route data in the wireless network"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 제20060098612호 및 Joshi 등의 "System and method for routing data between different types of nodes in a wireless network"라는 명칭의 미국 특허 출원 공개 제20060098611호에 개시된 바와 같이 이루어지며, 상기 문헌 각각의 내용은 그 전체가 본 명세서에 참고 문헌으로서 포함된다.

전원이 켜진 노드는 두 가지 가능한 상태, 즉 활성(active) 상태 또는 대기(standby) 상태 중 하나에 있을 수 있다. 노드는 이것이 네트워크 내에서 통신되고 있는 애플리케이션 데이터 패킷들의 발신지 또는 목적지인 경우에 활성 상태에 있다. 예컨대, 노드는 이것이 VOIP(voice-over-internet protocol) 통화중인 경우에 활성 상태에 있다. 노드가 활성 상태에 있지 않고 전원이 켜진 경우, 이것은 대기 상태에 있다. 예컨대, 인간 사용자에 의해 동작되는 노드는 이것의 인간 사용자가 그 노드를 사용하여 통신하고 있지 않을 때마다 대기 상태에 있다.

이동 노드들은 일반적으로 유한한 양의 에너지를 갖는 배터리들에 의해 전원을 공급받는다. 배터리들은 이들의 에너지가 고갈될 때마다 재충전 또는 교체될 필요가 있다. 재충전들 사이의 시간을 연장하기 위해, 노드의 전력 소비를 제한하는 것이 유리하다. 노드는 전원이 켜져 있을 때마다 자신의 배터리로부터의 에너지를 소비한다. 활성 상태에 있는 노드는 대기 상태에 있는 노드보다 일반적으로 더 많은 에너지를 소비한다. 대기 시간은 노드가 대기 상태에 있는 경우에 두 번의 연속적인 배터리 재충전 사이의 시간으로서 정의된다.

다중 홉 통신들은 일반적으로 발신지 노드로부터 AP로 정보를 중계하기 위해 다양한 노드를 필요로 한다. 다중 홉 중계는 대기 상태에 있는 노드들의 참여를 필요로 할 수 있다는 점을 고려할 때, 하나의 관건은 이러한 다중 홉 통신들이 어떻게 사용자 장치들의 대기 시간을 감소시키는가이다.

대기 상태에 있는 노드들을 다중 홉 루트들의 형성에 포함시키기 위해, 대기 상태에 있는 노드들이 주기적으로 기상하여 라우팅 메시지 또는 루트 메시지를 가리키는 메시지가 송신될 수 있는 채널을 모니터링하는 것이 필요하다. 이러한 채널은 본 출원에서 "기상 채널"로 일컬어질 것이다. 기상 채널은 주파수 채널, 소정의 기간 또는 타임슬롯(time-slot), 특정 확산(spreading) 코드 또는 이들의 임의의 조합으로서 이러한 목적을 위해 다른 채널들로부터 특히 분리된 것일 수 있다.

대기 노드가 기상 채널에서 기상하는 경우, 그 노드가 네트워크 내의 AP 또는 다른 노드들에게 중계 서비스를 수행하도록 요청하기 위해 다른 노드들은 "기상 유지(remain awake)" 메시지를 기상 채널에서 송신할 수 있다. 대기 노드가 이러한 "기상 유지" 메시지들을 수신하는 경우, 이는 목적지에 대한 최종 루트를 수립하기 위한 제어 메시지들을 교환하기 위해 소정의 기간 동안 기상 상태를 유지한다.

기상 채널은 항상 할당되거나 그렇지 않을 수 있다. 예컨대, 동기식의 전력 절약 모드(power save mode; PSM)를 이용하는 시스템들에서, 기상 채널은 항상 할당되지는 않는다; 그 대신, 이는 시스템 제어 정보가 비컨(beacon) 신호 내에서 송신되는 기간에 이은 소정의 기간 동안에만 할당된다. 대기 노드들은 비컨 기간 및 기상 기간(기상 채널) 동안에 기상하고, 이들이 "기상 유지" 메시지를 수신하지 않는 경우 이들은 기상 기간의 끝과 다음 비컨의 시작 사이에서 취침(sleep) 상태에 진입한다. 대기 노드들이 "기상 유지" 메시지를 수신하는 경우, 이들은 라우팅 메시지들이 송신될 수 있는 다른 채널들을 모니터링한다. 비컨은 상기 시스템에 대한 제어 정보를 포함하는 특유한 메시지이다. 비컨은 동기화 정보, 페이징(paging) 정보 및 네트워크 식별 정보 등과 같은 정보를 포함한다. 기상 채널의 목적은 활성 노드들이 대기 노드들에 연락하여 중계 서비스를 요청할 수 있도록 하는 것이다. 달리 말해, 노드가 루트 발견 메시지를 대기 노드들에 송신하기 전에, 상기 노드는 기상 채널에서 "기상 유지" 메시지를 송신함으로써 대기 노드들이 기상 상태에 남아 있도록 요청한다.

루트들의 형성에 대기 노드들을 관여시키는 것이 바람직하면서도, 대기 노드가 취침 상태에 있는 시간을 최대화하는 것(즉, 대기 노드의 대기 시간을 최대화하는 것) 역시 바람직하다. 대기 노드에서의 불필요한 활동들을 최소화하는 것 역시 바람직하다. 따라서, 이러한 고려 사항들 모두의 균형을 맞추기 위해, 대기 노드들이 필요하지 않은 경우에 이들이 기상하지 않도록 하는 것이 최선이고, 대기 노드들이 필요한 경우 대기 노드들 중 필요한 양/부분 집합만이 기상하도록 보장하기 위한 방법을 제공하는 것이 필요하다. 따라서, 다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 방법 및 장치에 대한 필요가 존재한다.

별개의 도면들 전체에 걸쳐 동일한 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 가리키는 첨부된 도면들은 아래의 상세한 설명과 함께 본 명세서에 포함되고 본 명세서의 일부를 형성하며, 청구되는 발명을 포함하는 개념들의 실시예들을 더 예시하고 다양한 원리들 및 이러한 실시예들의 이점들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 무선 다중 홉 통신 네트워크의 블록도.
도 2는 일부 실시예들에 따른 도 1의 무선 다중 홉 통신 네트워크 내에서의 동작을 위한 이동 노드의 블록도.
도 3은 일부 실시예들에 따른 도 1의 다중 홉 통신 네트워크 내에서의 동작을 위한 액세스 포인트를 도시하는 블록도.
도 4는 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 전반적인 동작 방법을 도시하는 흐름도.
도 5는 일부 실시예들에 따른 복수의 위치 영역으로 분할되는 도 1의 다중 홉 통신 네트워크를 도시하는 블록도.
도 6은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 동작의 추가적인 세부 사항을 도시하는 흐름도.
도 7은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 동작의 추가적인 세부 사항들을 도시하는 흐름도.
도 8은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 동작(800)의 추가적인 세부 사항들을 도시하는 흐름도.
도 9는 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 노드의 동작(900)을 도시하는 흐름도.
도 10은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크의 전체적인 시스템 동작의 흐름도.
도 11은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 대안적인 동작을 도시하는 흐름도.
도 12는 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 노드의 대안적인 동작을 도시하는 흐름도.
당업자들은 도면들 내의 요소들은 간편함과 명료함을 위해 도시되고 반드시 비율에 맞게 그려지지는 않았음을 이해할 것이다. 예컨대, 도면들 내의 요소들 중 일부의 치수들은 본 발명의 실시예들의 이해를 증진하는 것을 돕도록 다른 요소들에 비해 과장될 수 있다.
장치 및 방법의 구성요소들은 도면들 내에서 통상적인 기호들에 의해 적합한 곳에 표현되었고, 본 명세서의 설명의 이점을 갖는 본 기술 분야의 당업자가 용이하게 명백히 파악할 세부 사항들로 본 개시 내용을 불명확하게 하지 않도록 본 발명의 실시예들을 이해하는 것과 관련된 특정 세부 사항들만을 도시하였다.

본 발명은 대기 노드들에서의 전력 소비를 최소화하면서 다중 홉 통신 네트워크 내의 노드들의 통신 접속을 가능하게 한다.

도 1은 무선 다중 홉 통신 네트워크(100)의 블록도이다. 무선 다중 홉 통신 네트워크(100)는 MEA(mesh enabled architecture) 네트워크, IEEE 802.11 네트워크(즉, 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11e 또는 802.11s), IEEE 802.16 네트워크(http://standards.ieee.org/getieee802/index.html을 참조하거나 IEEE, 445 Hoes Lane, PO Box 1331, Piscataway, NJ 08855-1331, USA 주소로 IEEE에 연락할 수 있음)와 같은 셀룰러 가능 네트워크, 또는 임의의 다른 패킷화된 메시 통신 네트워크를 포함하는 임의의 애드혹 네트워크, 또는 그와 동등한 것일 수 있다.

도 1에 도시된 바처럼, 무선 다중 홉 통신 네트워크(100)는 복수의 이동 노드(102-1 내지 102-n){메시 노드들(102), 메시 포인트들(102), 노드들(102), 이동 노드들(102), 또는 이동 통신 장치들(102)이라고도 일컬어짐}를 포함한다. 무선 다중 홉 통신 네트워크(100)는 통신이 다양한 참여 노드들에 직접 도달할 수 있는 영역인 커버리지 내 윤곽선(in-coverage contour)(104)을 제공한다. 임의의 주어진 시간에, 이동 노드들(102) 각각은 "커버리지 내" 노드 또는 "커버리지 외" 노드인 것으로 분류될 수 있다. 노드(102)가 AP와 직접 통신할 수 있는 경우, 이는 "커버리지 내"인 것으로 분류된다; 그렇지 않으면, 이는 "커버리지 외"인 것으로 분류된다. 커버리지 내 노드들의 예들은 102-1, 102-3, 102-7, 102-8, 102-13, 102-16 및 102-17이다. 노드(102)는 몇몇 상황에서 커버리지 외 노드가 될 수 있고/있거나, 커버리지 외 노드는 AP로부터 멀리 위치할 수 있고/있거나(예컨대 노드 102-2 및 102-9), 커버리지 외 노드는 음영화(shadow)될 수 있고/있거나(예컨대 노드 102-4), 커버리지 외 노드는 건물 내에 있을 수 있다(예컨대 노드 102-5a, 102-5b 및 102-5c). 커버리지 외 이동 노드(예컨대 노드 102-2)까지 통신 서비스를 연장하기 위한 접근법은 커버리지 내 이동 노드(예컨대 노드 102-1)를 통한다.

도 2는 도 1의 무선 다중 홉 통신 네트워크(100) 내에서의 동작을 위한 이동 노드(102)의 블록도이다. 노드(102)는 안테나(200), 수신기(205), 송신기(210), 버퍼(215) 및 로직 블록(220)을 포함한다. 도시되지 않았으나, 노드(102)는 또한 안테나 스위치, 이중화기(duplexer), 순환기(circulator), 또는 송신기(210)로부터 안테나로(200) 그리고 안테나(200)로부터 수신기(205)로 정보 패킷들을 간헐적으로 제공하기 위한 다른 매우 고립적인 수단(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 노드(102)는 예컨대 적어도 도 2에 도시된 모든 요소들뿐만 아니라 노드(102)가 자신의 특정한 기능들을 수행하는 데 필요한 임의의 다른 요소들을 포함하는 집적된 유닛일 수 있다. 그 대신, 노드(102)는 적합하게 상호 접속된 유닛들 또는 장치들의 모음을 포함할 수 있고, 이러한 유닛들 또는 장치들은 노드(102)의 요소들에 의해 수행되는 기능들과 동등한 기능들을 수행한다. 예컨대, 노드(102)는 무선 LAN 카드에 연결된 랩톱 컴퓨터를 포함할 수 있다.

로직 블록(220)은 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로 제어기(microcontroller)들, DSP(Digital Signal Processor)들, 상태 머신들, 로직 회로, 또는 연산 또는 프로그래밍 명령들에 기초하여 정보를 처리하는 임의의 다른 장치 또는 장치들을 포함한다. 이러한 연산 또는 프로그래밍 명령들은 프로그램 메모리(도시되지 않음)에 저장된다. 프로그램 메모리는 임의의 형태의 RAM(random-access memory) 또는 ROM(read-only memory), 플로피 디스크, CD-ROM(compact disk read-only memory), 하드 디스크 드라이브, DVD(digital video disc), 플래시 메모리 카드 또는 디지털 정보를 저장하기 위한 임의의 다른 매체를 포함하는 IC(integrated circuit) 메모리 칩일 수 있다. 본 기술 분야의 당업자는 로직 블록(220)이 자신의 기능들 중 하나 이상이 상태 머신 또는 로직 회로에 의해 수행되도록 하는 경우 대응하는 연산 명령들을 포함하는 메모리가 그 상태 머신 또는 로직 회로에 임베딩(embed)될 수 있음을 인식할 것이다. 로직 블록(220) 및 나머지 노드(102)에 의해 수행되는 동작들은 아래에 상세히 설명된다.

송신기(210) 및 수신기(205)는 노드(102)가 다른 노드들에게 정보 패킷들을 통신하고 다른 노드들로부터 정보 패킷들을 획득할 수 있도록 한다. 이와 관련하여, 송신기(210) 및 수신기(205)는 무선 통신 채널 상에서 디지털 또는 아날로그 전송들을 가능하게 하기 위한 종래의 회로를 포함한다. 송신기(210) 및 수신기(205)는 일 실시예에서 셀룰러 에어 인터페이스(cellular air interface){예컨대 GSM(Global System for Mobile communication), CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wide-band CDMA) 및 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System) 등} 및 애드혹 네트워킹 에어 인터페이스{예컨대 블루투스, 802.11 WLAN (wireless local area network) 및 802.16 WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access) 등} 둘 다에서 동작하도록 설계된다.

송신기(210) 및 수신기(205)의 구현은 노드(102)의 구현에 의존한다. 예컨대, 송신기(210) 및 수신기(205)는 적합한 무선 모뎀으로서, 또는 양방향 무선 통신 장치들의 통상적인 송신 및 수신 구성요소들로서 구현될 수 있다. 송신기(210) 및 수신기(205)가 무선 모뎀으로서 구현되는 경우, 상기 모뎀은 노드(102)의 내부에 있거나 또는 노드(102)에 삽입 가능할 수 있다{예컨대 PCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association) 카드 상에 구현된 무선 RF(radio frequency) 모뎀으로 구현될 수 있음}. 무선 통신 장치에 대하여, 송신기(210) 및 수신기(205)는 공지된 기술들에 따라 무선 장치 하드웨어 및 소프트웨어 아키텍처의 일부로서 구현될 수 있다. 송신기(210) 및/또는 수신기(205)의 기능들의 전부는 아니더라도 대부분은 또한 로직 블록(220)으로 구현될 수 있다. 그러나, 로직 블록(220), 송신기(210) 및 수신기(205)는 더 나은 이해를 돕기 위해 본 명세서에서 의도적으로 구분되었다.

수신기(205)는 인접 장치와의 통신이 네트워크 통신과는 상이한 주파수 대역에서 이루어지는 경우 적어도 하나의 대역폭 내에서 그리고 선택적으로 더 많은 대역폭들 내에서부터 RF 신호들을 수신할 수 있도록 설계된다. 수신기(205)는 제1 수신기 및 제2 수신기, 또는 하나 이상의 대역폭 내에서 수신할 수 있도록 설계된 하나의 수신기를 선택적으로 포함할 수 있다. 적어도 하나의 송신기(210)는 복수의 주파수 대역 상에서 복수의 장치에게 송신할 수 있도록 설계될 수 있다. 수신기(205)와 마찬가지로, 이중 송신기들(220)은 하나의 송신기가 인접 노드에 대한 송신 또는 WLAN들에 대한 직접 링크 수립을 위한 것이고 다른 송신기가 셀룰러 기지국에 대한 송신을 위한 것인 경우에 선택적으로 이용될 수 있다. 이중 수신기들(205) 및 이중 송신기들(220)은 하나의 송신기 및 하나의 수신기가 하나의 주파수 대역에서 제어 채널 정보를 송신 및 수신하기 위한 것이고 다른 하나의 송신기 및 다른 하나의 수신기가 별개의 주파수 대역에서 데이터 채널 정보를 송신 및 수신하기 위한 것인 경우에 선택적으로 이용될 수 있다.

안테나(200)는 무선 반송 주파수들을 포함하는 주파수 범위에서 전자기 에너지를 방사 및 수신하기 위한 임의의 공지된 또는 개발된 구조를 포함한다.

버퍼(215)는 RAM과 같은 임의의 형태의 휘발성 메모리일 수 있고, 수신된 정보 패킷들을 본 발명에 따라 일시적으로 저장하기 위해 사용된다.

무선 다중 홉 통신 네트워크(100)는 하나 이상의 액세스 포인트(AP)(110)를 더 포함한다. 도 3은 다중 홉 통신 네트워크(100) 내에서의 동작을 위한 액세스 포인트(110)를 도시하는 블록도이다. 액세스 포인트(110)는 안테나(300), 수신기(305), 송신기(310), 버퍼(315), 로직 회로(320) 및 시스템 제어 및 구성 파라미터 메모리(325)를 포함한다. 도시되지 않았으나, 액세스 포인트(110)는 또한 안테나 스위치, 이중화기, 순환기, 또는 송신기(310)로부터 안테나로(300) 그리고 안테나(300)로부터 수신기(305)로 정보 패킷들을 간헐적으로 제공하기 위한 다른 매우 고립적인 수단(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 액세스 포인트(110)는 예컨대 적어도 도 3에 도시된 모든 요소들뿐만 아니라 액세스 포인트(110)가 자신의 특정한 기능들을 수행하는 데 필요한 임의의 다른 요소들을 포함하는 집적된 유닛일 수 있다. 그 대신, 액세스 포인트(110)는 적합하게 상호 접속된 유닛들 또는 장치들의 모음을 포함할 수 있고, 이러한 유닛들 또는 장치들은 액세스 포인트(110)의 요소들에 의해 수행되는 기능들과 동등한 기능들을 수행한다. 예컨대, 액세스 포인트(110)는 무선 LAN 카드에 연결된 랩톱 컴퓨터를 포함할 수 있다.

안테나(300), 수신기(305), 송신기(310), 버퍼(315) 및 로직 회로(320)는 각각 도 2의 노드(102)의 유사한 블록들과 관련하여 본 명세서에서 앞서 논의된 바와 같은 대응하는 안테나(200), 수신기(205), 송신기(210), 버퍼(215) 및 로직 회로(220)와 유사하게 동작한다. 편의상 상기 동작은 여기서 다시 기술되지 않을 것이다.

액세스 포인트(110)는 시스템 제어 및 구성 파라미터 메모리(325)를 더 포함한다. 시스템 제어 및 구성 파라미터 메모리(325)는 임의의 형태의 RAM(random-access memory) 또는 ROM(read-only memory), 플로피 디스크, CD-ROM(compact disk read-only memory), 하드 디스크 드라이브, DVD(digital video disc), 플래시 메모리 카드 또는 디지털 정보를 저장하기 위한 임의의 다른 매체를 포함하는 IC(integrated circuit) 메모리 칩일 수 있다.

도 1의 것과 같은 다중 홉 통신 네트워크들에서, 예컨대 다중 홉 무선 LAN(m-WLAN)들에서, 액세스 포인트(AP)들(110)은 단일 홉 또는 복수 홉을 통해 도달될 수 있다. 밀도가 낮은 배치에서, 다중 홉 통신의 능력은 액세스 포인트들(110)의 커버리지 영역을 확장시킨다. 또한, WLAN 배치는 보통은 최대의 커버리지를 보장하기 위해 필요한 사전 계획(pre-planning)의 양을 수반하지 않는다. 다중 홉 통신의 추가는 이러한 결과적인 커버리지 외 영역들의 커버링을 도울 수 있다. 다중 홉 통신은 다른 노드들이 발신지 노드로부터 AP로 정보를 중계하는 경우에만 가능할 수 있음을 이해할 것이다. 노드들(102)이 대기 상태에 있을 때에도 중계 동작이 노드들(102)의 참여를 포함할 수 있음을 고려하면, 하나의 관건은 이러한 다중 홉 통신이 어떻게 네트워크 내의 다양한 통신 장치들의 대기 시간을 감소시킬 수 있는가이다.

비컨 송신을 갖는 802.16 시스템 또는 802.11 시스템과 같은 동기(synchronous) 통신 시스템을 고려하면, 대기 노드들은 비컨 기간 및 "기상" 기간(기상 채널) 중에 기상하고, 노드가 기상 상태에 있을 필요가 없는 경우 기상 기간의 끝과 다음 비컨의 시작 사이에서 취침 상태로 돌아간다. "기상"이라는 용어는 대기 노드가 자신의 무선 송수신기를 켜고 비컨들을 운반하는 채널들 및 기상 채널과 같은 통신 채널들을 모니터링하기 위해 수행하는 일련의 조치들을 표현하는 데 사용된다. "취침"이라는 용어는 대기 노드가 다른 회로를 동작 상태로 유지하면서 자신의 무선 송수신기를 끄기 위해 수행하는 조치를 표현한다. 기상 채널의 목적은 활성 노드들이 대기 노드들에 연락하여 중계 서비스를 요청할 수 있도록 하는 것이다. 달리 말해, 노드가 루트 발견 메시지를 대기 노드들에 송신하기 전에, 상기 노드는 기상 채널에서 "기상 유지" 메시지를 송신함으로써 대기 노드들이 기상 상태에 남아 있도록 요청한다{기상 채널은 802.11 컨텍스트(context)에서의 ATIM(Announcement Traffic Indication Message) 윈도우(window)와 유사함에 주목}.

대기 노드가 기상 채널에서 기상하는 경우, 그 노드에게 중계 서비스를 수행하도록 요청하기 위해 다른 노드들은 "기상 유지" 메시지를 기상 채널에서 송신할 수 있다. 대기 노드가 이러한 "기상 유지" 메시지들을 수신하는 경우, 이는 목적지에 대한 최종 루트를 수립하기 위한 제어 메시지들을 교환하기 위해 소정의 기간 동안 기상 상태를 유지하고 다른 채널들을 모니터링한다.

대기 노드가 취침 상태에 있는 시간을 최대화(즉, 대기 노드의 대기 시간을 최대화)하면서 대기 노드에서의 불필요한 활동들을 최소화하는 것이 바람직하다. 이 점을 더 잘 설명하기 위해 아래의 예를 고찰해 본다: 액세스 포인트(110)와 통신하기를 원하지만 AP(110)의 범위 밖에 있는 노드(102-2)를 고찰해 본다. 도 1을 참조하면, 노드들(102-1, 102-16 및 102-17)이 AP(110)의 범위 및 노드(102-2)의 범위 내에 있음을 고려할 때, 이들 중 임의의 것이 원칙적으로 노드(102-2)와 AP(110) 사이의 패킷들에 대한 중계기(relay)일 수 있다. 이 예에 대하여 노드들(102-1, 102-16 및 102-17)이 대기 상태에 있다고 가정하고, 이들 모두가 다음 기상 채널 할당을 모니터링한다고 가정한다. 노드(102-2)가 AP(110)에 대한 루트를 발견할 필요가 있으므로, 노드(102-2)는 방송 "기상 유지" 메시지를 다음 기상 채널 할당에서 송신한다. 노드들(102-1, 102-16 및 102-17) 모두는 "기상 유지" 메시지를 수신하고, 노드(102-2)가 노드들(102-1, 102-16 및 102-17) 모두에 의해 수신되는 루트 요청 메시지를 방송하는 다른 채널들을 모니터링하도록 기상 상태로 남는다. 이후, 노드들(102-1, 102-16 및 102-17) 모두는 방송 메시지를 전달하도록 요구된다. 노드들 중 하나만이 최종 루트에 대해 선택될 것이라는 점을 고려하고, 노드들 중 임의의 것이 중계 동작을 수행하는 경우에 루트의 품질이 대략 동일할 것이라고 가정하면, 다른 두 장치는 최종 루트에 대해 선택되지 않았으므로 이들 장치에서 소비되는 에너지는 낭비되었다고 말할 수 있다. 이상적으로, 세 노드 중 하나만이 "기상 유지" 메시지를 수신하도록 기상 채널을 모니터링하고 루트 발견 및 설정에 참여할 필요가 있다.

유사하게, 노드(102-2)는 노드(102-2)의 통신 범위 밖에 있는 노드(102-18)와 통신하기를 원할 수 있지만, 노드들의 집합(102-1, 102-16 및 102-17)은 노드(102-18)의 범위 및 노드(102-2)의 범위 내에 있고 따라서 노드(102-2)와 노드(102-18) 사이의 패킷들에 대한 중계기일 수 있다. 다시, 세 노드 중 하나만이 "기상 유지" 메시지를 수신하도록 기상 채널을 모니터링하고 노드(102-2)와 노드(102-18) 사이의 루트 발견 및 설정에 참여할 필요가 있다.

요컨대, 본 발명은 대기 노드들에서의 전력 소비를 최소화하면서 통신 범위 밖의 노드들의 접속을 가능하게 한다. 특히, 본 발명은 m-WLAN 시스템 내의 대기 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 방법을 제공한다. 배터리 전원을 공급받는 노드들은 통신 범위 밖에 있는 노드들 사이의 접속을 제공하기 위해 주기적으로 기상할 필요가 있을 수 있음에 주목한다.

본 발명은 대기 노드들이 비컨(예컨대 제어 정보) 및 기상 채널 정보를 수신하기 위해서만 미리 결정된 시점들에 때맞추어 기상하는 동기 통신 시스템들에 기초한다. 802.11의 DCF(Distributed Coordination Function) 모드 및 이것의 비컨 생성 절차(ATIM 윈도우와 802.16m 시스템이 이에 후속함)는 이러한 통신 시스템의 예들이다. 활성 노드가 루트 발견(또는 임의의 다른 목적)을 위한 방송 메시지를 송신하고자 하는 경우, 이는 먼저 기상 채널에서 "기상 유지" 메시지를 송신하는데, 상기 메시지는 대기 노드들이 방송 메시지를 수신하기 위해 기상 상태에 남아 있고 루트 발견 절차에 참여하도록 할 것이다.

대기 노드들의 대기 시간을 최대화하기 위해, 주어진 접속 기준을 충족시키기 위한 최소한의 필요한 수의 대기 노드만이 기상하는 것이 필요하다. 예컨대, 루트를 수립하거나 복구하기 위해 기상하는 대기 노드들의 수는 루트가 12초 미만 내에 수립되고 루트가 6초 미만 내에 복구되는 높은 확률을 제공하는 최소한의 수일 수 있다.

본 기술 분야의 당업자는 루트들의 형성 및 유지를 가능하게 하기 위해 필요한 대기 노드들의 양은 활성 노드들의 밀도, 대기 노드들의 밀도, 커버리지 영역 외의 비율, 통화 생성 속도들 및 통화 지속 기간 통계 등과 같은 시스템 파라미터들에 따라 변화함을 이해할 것이다. 따라서, 대기 노드는 접속 요건들이 다른 노드들에 의해 충족되는 경우 기상 채널이 할당될 때마다 기상 채널을 모니터링할 필요가 없을 수 있다. 이러한 상황은 노드들의 밀도가 높은 경우에 흔하다. 본 출원에서 제시되는 방법으로, 대기 노드가 기상 채널을 모니터링하는 속도는 현재의 시스템 파라미터들에 의해 결정된다.

도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 전반적인 동작 방법(400)을 도시하는 흐름도이다. 도시된 바처럼, 상기 방법은 액세스 포인트가 초기화하는 단계(405)에서 시작한다. 다음으로, 단계(410)에서, 액세스 포인트는 시스템 정보를 수집한다. 다음으로 단계(415)에서, 액세스 포인트는 시스템의 상태를 추정한다. 시스템의 상태는 대기 노드들의 밀도, 활성 노드들의 밀도, 노드 이동성을 나타내는 척도(metric) 및 액세스 포인트의 통신 범위 밖에 있는 노드들의 비율을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다음으로 단계(420)에서, 액세스 포인트는 대기 노드들이 라우팅 기능들을 수행하는 데 이용될 수 있도록 주기적으로 기상하는 속도(즉, 노드들이 기상 채널을 모니터링하는 속도)를 결정한다. 다음으로 단계(425)에서, 액세스 포인트는 결정된 기상 속도를 시스템에서 방송되는 비컨 프레임들 내에서 송신한다. 이후에 대기 노드들은 비컨들 내에 나타낸 속도로 기상 채널을 모니터링하도록 기상할 것이라는 점을 이해할 것이다. 다음으로 단계(430)에서, 액세스 포인트는 시스템의 동작과 관련된 다른 기능들을 수행한다. 이후 동작은 시스템 정보 수집을 하는 단계(410)로 되돌아간다. 일 실시예에서, 액세스 포인트는 이동 노드이거나 그렇지 않을 수 있는 MAP이다.

도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 복수의 위치 영역으로 분할되는, 도 1의 다중 홉 통신 네트워크(100)와 같은 다중 홉 통신 네트워크를 도시하는 블록도이다. 특히, 다중 홉 통신 네트워크(100)에 대한 서비스 영역은 제1 위치 영역(505) 및 제2 위치 영역(510)으로 분할되는데, 이들은 서비스 영역의 구획의 요소들인 것으로 정의된다. 위치 영역들은 적어도 하나의 액세스 포인트를 포함하기에 충분히 큰 것으로 정의되지만, 일반적으로 몇 개의 액세스 포인트를 포함해야 한다. 위치 영역을 형성하는 액세스 포인트들의 그룹은 종래의 사전 계획 절차를 통해, 또는 위치 영역들을 결정하기 위해 액세스 포인트들이 이들 사이에서 통신하는 애드혹 방식을 통해 결정될 수 있다. 액세스 포인트들 사이의 접속은 무선 또는 유선일 수 있음을 이해할 것이다. 이 예에서, 시스템의 모든 액세스 포인트들은 유선(인터넷) 접속들을 통해 임의의 다른 액세스 포인트와 통신할 수 있다고 가정한다. 위치 영역은 액세스 포인트들의 직접 통신 범위 내에 있지 않은 영역들을 포함한다.

일 실시예에서, 영역 내의 대기 노드들의 수에 관한 추정을 향상시키기 위해, 위치 영역들의 영역이 단일 AP를 포괄하도록 축소될 수 있다.

다른 일 실시예에서, 위치 영역들의 혼합이 구현될 수 있는데, 느리게 이동하거나 정지된 대기 노드들은 항상 가장 가까운 AP 또는 MAP에 등록하고, 빠르게 이동하는 노드들은 더 큰 위치 영역들을 고려할 것이다.

도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 액세스 포인트의 동작(600)의 추가적인 세부 사항을 도시하는 흐름도이다. 특히, 동작(600)은 도 5의 네트워크 도표와 관련하여 도 4의 액세스 포인트 초기화 단계(405)를 보다 상세히 나타낸 것이다. 도시된 바처럼, 상기 동작은 액세스 포인트가 모든 비관련 기능들을 초기화하는 단계(605)에서 시작한다. 다음으로, 단계(610)에서, 액세스 포인트는 자신이 어느 위치 영역에 위치하는지(위치 영역 ID)를 결정한다. 본 발명에 따르면, AP들은 종래의 셀룰러 시스템들에서와 같이 자신들의 위치 영역 ID(Location Area identification; LAID)를 고지받는다. LAID 정보는 비컨이 활성 또는 대기 노드에 의해 송신되는지 여부에 관계없이 위치 영역에서 송신되는 각각의 모든 비컨 내에서 송신된다. 각각의 노드는 자신이 위치한다고 여기는 위치 영역의 LAID를 저장한다.

다음으로, 단계(615)에서, 액세스 포인트는 동일한 위치 영역 내에 위치한 기지국에 대한 정보의 송수신을 가능하게 하기 위한 접속을 수립한다. 다음으로, 단계(620)에서, 액세스 포인트는 이웃한 위치 영역에 위치한 이웃 기지국에 대한 정보의 송수신을 가능하게 하기 위한 접속을 수립한다. 마지막으로, 단계(625)에서, 액세스 포인트가 초기화된다.

도 7은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 액세스 포인트의 동작(700)의 추가적인 세부 사항들을 도시하는 흐름도이다. 특히, 도 7은 도 4의 동작의 추가적인 세부 사항이다. 도 7에 도시된 바처럼, 동작(700)은 액세스 포인트 AP1이 초기화되는 단계(705)에서 시작한다. 다음으로, 단계(710)에서, 액세스 포인트 AP1은 중요한 이벤트들을 기록한다. 중요한 이벤트들은 노드 등록 및 등록 해제, 커버리지 내외에서의 통화 생성 및 통화 지속 기간 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 다음으로, 단계(715)에서, 액세스 포인트는 자신의 커버리지 영역 내의 파라미터들의 집합 P1을 추정한다. 집합 P1은 예컨대 대기 노드들의 밀도, 활성 노드들의 밀도, 노드 이동성의 측정치, 액세스 포인트의 통신 범위 밖에 있는 노드들의 비율, 통화 생성 속도, 평균 통화 지속 기간 및 커버리지 영역들 밖에서의 실패한 통화 생성 및 복구의 비율 등을 포함한다.

본 발명에 따르면, 도 7의 단계(715) 중에, 액세스 포인트는 직접 AP 커버리지(P_out) 밖에 있는 위치 영역 내의 노드들의 비율을 연속적으로 추정한다. 이러한 추정은 긴 기간에 걸쳐 수행되는 평균들에 기초하여 이루어진다. 추정 방법이 아래에 설명되지만 다른 방법들이 구상될 수 있다.

각 흐름의 발원(origination) 시에, AP는 발원자(originator)가 직접 AP 커버리지 안에 또는 밖에 있는지를 고려한다(중계 노드들에 의해 전달되고 있는 발원들은 일반적으로 커버리지 노드들 밖으로부터의 발원들임). 발원자 노드가 직접 AP 커버리지 안에 또는 밖에 있는지를 Y_i=0 또는 1로 나타내도록 한다. AP는 마지막 N개의 Y_i 값들을 평균함으로써 노드가 직접 커버리지 밖에 있을 확률을 추정한다(P_out=[Y_i+Y_(i-1)+...+Y_(i-N+1)]/N). 본 기술 분야의 당업자는 P_out의 추정이 이력 데이터베이스로부터의 또는 설치 중의 사전 정보의 도움을 받을 수 있음을 이해할 것이다.

더 나아가 단계(715)에서, 각 AP는 통화 생성 속도(λ), 평균 통화 지속 기간(μ) 및 루트 복구 속도(γ)에 대한 추정치들을 생성한다. 이러한 추정치들은 이력 정보로부터 생성될 수 있다; 예컨대, AP1은 상기 추정치들을 생성하기 위해 AP1을 수반하는 흐름들이 얼마나 많이 생성되었는지, 얼마나 많은 흐름들이 복구를 필요로 했는지, 그리고 이전의 시간들 동안 및/또는 지난 몇 주 동안의 각 요일의 각 시간 동안의 흐름들의 지속 기간을 저장할 것이다. 루트 복구 속도는 노드 이동성과 상관(correlate)됨을 이해할 것이다.

다음으로, 단계(720)에서, 액세스 포인트는 시스템 상태에 임의의 감지되는 변화가 존재하는지 여부 또는 그 대신 미리 결정된 기간이 경과하였는지 여부를 결정한다. 어느 것도 발생하지 않은 경우, 동작들은 단계(710)로 되돌아간다. 액세스 포인트가 시스템 상태에 임의의 감지되는 변화가 존재하는 것으로 또는 그 대신 미리 결정된 기간이 경과한 것으로 결정하는 경우, 동작은 액세스 포인트 AP1이 파라미터들의 집합 P1을 동일한 위치 영역 내의 다른 AP들에게 송신하는 단계(725)로 속행한다. 다음으로, 단계(730)에서, AP1으로부터 P1을 수신하는 각 액세스 포인트는 동일한 위치 영역 내의 다른 AP들로부터 이전에 수신된 다른 집합들 P2,...,Pn과 P1을 결합한다. 다음으로, 단계(735)에서, 각 액세스 포인트는 대기 노드들이 라우팅 기능들을 위해 이용 가능해지는 기간 T_PGH를 결정한다.

AP가 등록 메시지를 수신할 때마다(즉, 단계 710), 예컨대 상기 AP는 위치 영역 내의 다른 AP들에게 고지하고 등록 노드의 이전 위치 영역의 AP들 중 하나에게도 고지한다(즉, 단계 725). 이는 위치 영역의 AP들이 위치 영역 내의 대기 노드들의 수에 관한 추정치를 가질 수 있도록 한다. 이후, AP들은 전체 추정치를 위치 영역 내의 AP들의 수로 나눔으로써 위치 영역의 이들의 부분 내의 대기 노드들의 수에 대한 추정치 N_stby를 생성한다(즉, 단계 730 및 735).

액세스 포인트는 이동 노드이거나 그렇지 않을 수 있는 MAP일 수 있음을 이해할 것이다, 그 대신, 액세스 포인트에 종속되는 일부 또는 전부의 노드들이 MAP일 수 있다. 따라서, AP들과 동일한 방식으로, 개별 MAP들은 AP들 사이에서 공유되는 동일한 정보를 수신하여 위치 영역의 이들의 부분 내의 대기 노드들의 수에 대한 추정치 N_stby를 생성할 수 있다. 이후, MAP들 사이의 각 흐름의 발원시에, MAP은 발원자가 자신의 커버리지 안에 또는 밖에 있는지를 고려한다.

대안적인 실시예에서, 운영자가 노드 밀도가 균일할 것임을 아는 영역들에서, 위치 영역 내의 AP들은 추정치를 정제(refine)하기 위해 자신의 내부 평균을 이웃 위치 영역들 내의 AP들의 추정치들과 평균하도록 이웃 위치 영역들 내의 AP들과 통신할 수 있다.

다른 대안적인 일 실시예에서, 더 높은 불균일 노드 밀도를 갖는 영역들에서, AP는 자신의 영역 내의 대기 노드들의 수에 대한 추정치를 적절히 가중화(weight)하기 위해 활성 노드들의 수에 관한 자기 자신의 집계(count)를 사용할 것이다; 예컨대, 4개의 AP가 있는 위치 영역에서, 하나의 AP가 위치 영역 내의 전체 활성 노드들 중 50%를 갖는 경우, 상기 AP는 위치 영역 내의 전체 대기 노드들 중 50%가 위치 영역의 상기 AP의 부분 내에 있을 것으로 간주할 것이다.

또 다른 대안적인 일 실시예에서, 활성 노드들은 라우팅 발견 절차들 중에 라우팅 관련 메시지들을 송신하는 대기 노드들의 신원(identity)을 기록할 것이고, 이들의 신원들을 자신의 추정치를 정제할 AP에 통신할 것이다.

또 다른 대안적인 일 실시예에서, 위치 영역 내 또는 AP 커버리지 영역 내의 대기 노드들의 수에 관한 추정치는 사전 또는 이력 정보에 의해 정제될 것이다; 예컨대, AP는 해당 요일의 각 시간에 대해 자신의 커버리지 영역 내에서 최소 수의 대기 노드들이 예상되는 것으로 간주하도록 프로그래밍될 수 있다. 또한, AP는 대기 노드 집계 추정치들을 저장하고 이들을 사용하여 장래의 추정치들을 정제할 수 있다.

단계(735)를 더 확장하면, 각 AP는 자신의 흐름들에 관여되고 자신의 위치 영역의 다른 AP들과 공유하는 활성 노드들(중계 노드들 포함)의 수 N_act를 집계한다. 일부 실시예들에 따르면, 각 AP는 커버리지 외 노드들의 비율(P_out), 대기 및 활성 노드들의 수(N_stby 및 N_act), 통화 생성 속도, 흐름 복구 속도 및 평균 흐름 지속 기간(λ, γ 및 μ)에 대한 추정치들이 주어지면 어느 T_PGH를 사용할지를 결정하는 참조 테이블 또는 분석 공식을 구비한다.

일부 실시예들에 따르면, 참조 테이블은 처음에는 시뮬레이션 연구 또는 분석 작업에 기초하여 채워진다. 대안적인 일 실시예에서, 참조 테이블 상의 값들은 실패한 통화 설정 및 실패한 통화 복구의 비율에 관한 수집된 통계에 기초하여 시간이 경과함에 따라 조정된다. 예컨대, 실패한 통화 설정/복구의 비율이 지정된 것보다 높은 경우, 테이블의 T_PGH 값들이 감소되어 이를 더 보수적으로 만들 것이고, 그 역도 마찬가지일 것이다. 각 파라미터 집합에서의 T_PGH에 대한 최소 및 최대 범위들이 적응 절차의 안정성을 보장하도록 참조 테이블들 내에 수립될 수 있다.

다음으로, 단계(740)에서, 각 액세스 포인트는 T_PGH가 이전의 T_PGH로부터 변화하였는지 여부를 선택적으로 결정한다. T_PGH가 변화하지 않은 경우, 동작은 단계(710)로 되돌아간다. AP가 자신의 T_PGH를 변화시키기로 결정할 때마다, 상기 AP는 상기 AP에서 끝나는 흐름들에 관여된 모든 활성 노드들(중계 노드들 포함) 사이에서 방송될 제어 메시지를 송신할 것이다. 모든 활성/중계 노드들은 자신들의 T_PGH를 업데이트할 것이고, 이를 비컨들의 최종적인 송신에서 사용할 것이다. 도 7에 도시된 바처럼, T_PGH가 변화한 경우, 또는 선택적으로 단계(740)가 수행되지 않은 경우, 동작은 각 AP가 커버리지 내의 모든 활성 노드들에게 방송 메시지를 송신(또는 그 대신 상기 정보를 자신의 시스템 제어 정보에 첨부)하는 단계(745)로 속행한다. 이후, 동작은 단계(710)로 되돌아간다.

도 8은 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 동작(800)의 추가적인 세부 사항들을 도시하는 흐름도이다. 특히, 도 8은 액세스 포인트가 속하는 위치 영역에 진입하는 노드로부터의 등록 요청을 처리함에 있어서 그 액세스 포인트의 동작을 도시한다. 도시된 바처럼, 동작(800)은 액세스 포인트가 속하는 위치 영역에 진입하는 노드의 등록 요청을 액세스 포인트가 수신하는 단계(805)에서 시작한다. 다음으로, 단계(810)에서, 액세스 포인트는 기상 위상(wake up phase)을 결정한다. 다음으로, 단계(815)에서, 액세스 포인트는 다른 등록 기능들을 수행한다. 다음으로, 단계(820)에서, 액세스 포인트는 결정된 기상 위상을 등록 응답 메시지와 함께 송신한다.

도 9는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 노드의 동작(900)을 도시하는 흐름도이다.

도시된 바처럼, 동작은 노드가 액세스 포인트의 위치 영역 ID를 저장하는 단계(905)에서 시작한다. 다음으로, 단계(910)에서, 노드는 가장 가까운 액세스 포인트에 등록 요청 메시지를 송신한다.

일 실시예에서, 노드들은 빈번하게 AP들에 등록할 수 있고, 등록시의 에너지 소비량을 제한하기 위해 노드가 AP에 등록하는 속도는 T_{Register} 초로 제한될 것이다. 노드들은 T_{Register} 초가 지나고 노드가 자신이 상이한 AP의 커버리지 내에 있음을 발견한 경우에만 재등록을 고려할 것이다. 파라미터 T_{Register}는 또한 가변적으로 될 수 있고, 위치 영역 내의 AP들에 의해 부과될 수 있다. 이러한 두 번째 방법은 노드들에 대한 상이한 위치 영역 크기들을 상이한 속도로 구현하는 간접적인 방식임에 주목한다.

단계들(905 및 910)을 더 설명하면, 노드가 자신의 LAID 정보의 변화를 인지할 때마다, 상기 노드는 가장 가까운 AP와의 접속을 수립하고 그에 등록함으로써 위치 영역에 대한 등록을 수행한다. 이러한 절차는 셀룰러 시스템들에서 사용되는 것과 매우 유사하고, AP들이 자신의 위치 영역 내의 노드들의 전체 수에 관한 추정치를 갖도록 보장한다. 노드는 비컨 내의 LAID 정보를 다음과 같이 처리한다: 즉, 비컨이 활성 노드로부터 수신되는 경우, 이는 자신의 LAID 정보를 업데이트할 것이다; 그러나, 비컨이 대기 노드로부터 수신되는 경우, 이는 마지막 N_{LAID}개의 비컨들이 동일한 LAID 정보를 포함한 경우에만 자신의 LAID 정보를 업데이트하고; 그렇지 않은 경우 이는 상기 정보를 무시한다. 그 이유는 다음과 같다: 즉, 대기 노드가 위치 영역 LA1으로부터 LA2로 이동하고 새로운 위치 영역 정보를 갖는 비컨을 수신하기 전에 비컨을 송신한다고 가정한다. 이후, LA2 내의 대기 노드들은 자신들의 LAID를 잘못 업데이트할 것이다. 이러한 '필터'를 사용하여, LA2 내의 대기 노드들은 자신들의 LAID 정보를 업데이트하기 위해 추가적인 비컨들을 대기할 것이다. LA1으로부터의 새로운 노드는 아마도 자신의 이웃들 중 몇몇보다 먼저 비컨을 송신하지 않을 것이라는 점을 감안하면, LA2 내의 노드들은 자신들의 LAID 정보를 업데이트하지 않을 것이고, LA1으로부터의 새로운 노드는 자신의 정보를 업데이트하게 될 것이다.

다음으로, 단계(915)에서, 노드는 액세스 포인트로부터 수신된 등록 응답에 존재하는 기상 위상 및 T_PGH를 저장한다. 등록 중에, 대기 노드는 AP에 의해 자신의 "기상 위상"을 고지받는다. 기상 위상은 기상 채널의 T_PGH 할당 중에서 어느 기상 채널 할당을 모니터링해야 할지를 결정하기 위해 대기 노드에 의해 사용되는 0과 1 사이의 수이다.

예컨대, 대기 노드들이 기상 채널의 매 20개의 할당마다 한 번씩(T_PGH=20) 기상 채널을 모니터링할 필요가 있도록 노드들의 밀도가 충분히 높은 것으로 AP(또는 AP들)가 결정한다고 가정한다. 위치 영역에 합류하고 0.6인 기상 위상을 수신하는 대기 노드는 20개의 할당 중에서 기상 채널의 12번째 할당을 모니터링할 것이다(0.6x20를 버림하면 12임). 등록 중에, 상기 노드가 기상 채널의 12번째 할당이 언제 일어날지를 알도록 보장하기 위해 상기 노드에게는 또한 기상 채널의 현재 할당의 수가 알려질 것이다. 이러한 방법은 AP가 기상 채널 할당 사이에서 대기 노드들을 고르게 분포시킬 수 있도록 보장한다. 또한, T_PGH가 변화하는 경우에 상기 분포가 균일하게 유지됨에 주목한다. 이 예에서, 등록 후에 위치 영역 내의 AP들은 노드 밀도의 변화를 인지하고 AP는 자신의 T_PGH를 T_PGH=10으로 변화시키도록 결정한다고 가정한다. 상기 대기 노드는 새로운 T_PGH를 인지할 것이고, 매 10개의 할당 중에서 6번째(0.6x10을 버림하면 6임)의 기상 채널 할당을 모니터링하기 시작할 것이다.

다음으로, 단계(920)에서, 노드는 자신의 송수신기를 끄고 대기 모드 동작에 진입한다. 다음으로, 단계(925)에서, 노드는 주기적인 시스템 정보 및 가능한 페이지들에 대하여 제어 채널을 모니터링할 시간인지 여부를 결정한다. 제어 채널을 모니터링할 시간인 경우, 단계(930)에서 노드는 자신의 수신기를 켜고 자신의 제어 채널을 모니터링한다.

본 발명에 따르면, 대기 노드들은 모든 기상 채널 할당을 모니터링하지 않으며, T_PGH개의 기상 채널 할당 중에서 하나만을 모니터링하도록 허용된다. 예컨대, 일 실시예에서, 노드들은 어느 기상 채널 할당을 모니터링할지를 다음의 결정적 패턴(deterministic pattern)으로 결정한다; 예컨대, T_PGH=20으로 가정하면, 5번째 기상 채널 할당을 모니터링하는 노드 N1은 이에 후속하여 25번째, 45번째 등의 기상 채널 할당을 모니터링할 것이다. 대안적인 실시예에서, 노드는 1/T_PGH에 의해 주어지는 확률로 기상 채널 할당을 확률적으로 모니터링할 수 있다. 노드가 T_PGH로 사용하는 값은 비컨 MAC(Medium Access Control) 헤더 상의 필드 내에 나타낸 T_PGH 값에 기초하여 결정된다.

다음으로, 단계(935)에서, 노드는 수신된 제어 메시지들 내에 존재하는 T_PGH를 저장한다. 대기 노드가 비컨을 수신할 때마다, 이는 T_PGH 정보를 추출하고 이를 다음과 같이 처리한다: a) 비컨이 활성/중계 노드에 의해 송신된 경우, 대기 노드는 비컨에서 수신된 새로운 것으로 자신의 T_PGH를 업데이트한다. b) 비컨이 대기 노드에 의해 송신된 경우, 대기 노드는 이전에 수신된 것들로(그 대신 가중화 함수들로) 새로운 T_PGH 값을 평균할 것이다.

다음으로, 단계(940)에서, 노드는 액세스 포인트가 상이한 위치 영역 ID를 갖는지 여부를 결정한다. 위치 영역 ID가 변화한 경우, 동작은 단계(905)로 되돌아간다. 위치 영역 ID가 변화하지 않은 경우, 그리고 단계(925)에서 제어 채널을 모니터링할 시간이 아닌 경우, 동작은 노드가 T_PGH에 기초하여 라우팅 기능을 지원하도록 기상할 시간인지 여부를 결정하는 단계(945)로 진행한다. 라우팅 기능을 지원하도록 기상할 시간이 아닌 경우, 동작은 단계(920)로 되돌아간다. 라우팅 기능을 지원하도록 기상할 시간인 경우, 동작은 노드가 제어 및 기상 채널을 모니터링하도록 자신의 수신기를 켜거나 켜진 상태로 두는 단계(950)로 속행한다. 다음으로, 단계(955)에서, 노드는 제어 메시지들 내에 존재하는 T_PGH를 모니터링하고, 이전에 저장된 T_PGH와 상이한 경우 노드는 T_PGH 값을 업데이트한다. 다음으로, 단계(960)에서, 노드는 "기상 유지" 메시지가 수신되었는지 여부를 결정한다. "기상 유지" 메시지가 수신되지 않은 경우, 동작은 단계(920)로 되돌아간다. "기상 유지" 메시지가 수신된 경우, 동작은 노드가 라우팅 기능들을 지원하도록 결정적인 또는 무작위의 기간 동안에 자신의 송수신기를 켜진 상태로 유지하는 단계(965)로 속행한다. 다음으로, 단계(970)에서, 노드는 라우팅 지원이 종료되었는지 여부를 결정한다. 라우팅 지원이 종료되지 않은 경우, 동작은 단계(965)로 되돌아간다. 라우팅 지원이 종료된 경우, 동작은 단계(920)로 되돌아간다.

대안적인 실시예에서, T_PGH에 대한 두 개의 값이 고려될 것이다: 즉, T_PGH_high는 대기 노드가 자신이 활성 흐름들이 없는 영역에 있음을 발견할 때마다 사용되고, T_PGH_low는 대기 노드가 자신이 루트 복구를 위해 고려될 수 있는 활성 흐름들이 있는 영역에 있음을 발견할 때마다 사용된다. 이러한 대안적인 실시예에서, AP들은 T_PGH에 대한 두 개의 값을 갖는 참조 테이블들을 가질 것이다. 이후, 송신되는 임의의 비컨은 대기 노드들에 대한 T_PGH_high 및 T_PGH_low의 두 값을 포함할 것이고, 대기 노드들은 T_PGH에 대한 두 값을 저장하고 자신들이 도달 범위에 있는지 또는 활성 노드가 아닌지에 따라 T_PGH에 대한 두 값 사이에서 전환할 것이다. 이러한 대안적인 실시예 이면에 있는 이유는, 새로운 루트의 수립을 위한 접속 요건들이 진행중인 루트의 복구를 위한 접속 요건들보다 덜 엄격(루트 수립을 위한 시간 면에서)하다는 것이다.

요컨대, 도 10은 일부 실시예들에 따른 전체적인 시스템 동작(1000)의 흐름도이다. 도시된 바처럼, 동작은 액세스 포인트들이 정보를 수집하고, 추정하며, 파라미터들을 공유하는 단계(1005)에서 시작한다. 다음으로, 단계(1010)에서, 각 액세스 포인트는 자신의 커버리지 영역 내의 T_PGH를 결정하고 송신한다. 다음으로, 단계(1015)에서, 각 노드는 기상 속도를 수신한다. 다음으로, 단계(1020)에서, 대기 노드들은 주기적으로 라우팅 기능들을 지원하도록 이용 가능해진다. 이러한 시스템 동작은 도시된 바처럼 순환적이다.

도 11은 일부 실시예들에 따른 무선 다중 홉 통신 네트워크 내의 액세스 포인트의 대안적인 동작을 도시하는 흐름도이다. 특히, 도 11은 불균일 분포에 대한 액세스 포인트의 동작 방법을 도시한다. 도시된 바처럼, 도 11의 동작은 밀도 추정치를 동작에 추가시킨다. 특히, 단계(715)(즉, 도 7의) 후에, 추가적인 단계인 단계(1105)가 액세스 포인트에서 수행되며, 여기서는 액세스 포인트가 지역 밀도 추정치(local density estimate)에 대한 필요가 존재하는지 여부를 결정한다. 지역 밀도 추정치에 대한 필요가 존재하는 경우, 동작은 단계(1110)로 속행하며, 여기서는 액세스 포인트가 T_PGH 정보를 포함시키는 것 외에도 비컨이 또한 PERFORM_DENSITY_ESTIMATE라고 불리는 비트를 운반할 수 있으며, 이러한 비트는 AP가 대기 노드들에게 자신들의 지역 인근에서 노드 밀도 추정을 수행하도록 요청하고 있는지 여부를 나타낼 것이다. 그렇지 않으면, 단계(1110)후에 동작이 단계(720)(즉, 도 7의)로 속행한다.

도 12는 일부 실시예들에 따른 불균일 분포에 대한 노드의 동작 방법(1200)을 도시하는 흐름도이다. 도시된 바처럼, 단계들(945 및 950)의 동작이 완료된다(즉, 앞서 도 9와 관련하여 기술된 바와 같음). 다음으로, 단계(1205)에서, 노드는 PERFORM_DENSITY_ESTIMATE 표시가 존재하는지 여부를 결정한다. 이것이 존재하지 않는 경우, 동작은 단계(955)로 속행한다(즉, 앞서 도 9와 관련하여 기술된 바와 같음). 이러한 비트가 설정된 비컨을 대기 노드가 수신하는 경우, 동작은 노드가 상기 표시를 운반하는 메시지로부터 T_PGH 범위들을 추출하는 단계(1210)로 속행한다. 다음으로, 단계(1215)에서, 노드는 헬로(Hello) 메시지들을 송신 또는 수신하도록 송수신기를 켜진 상태로 유지한다. 다음으로, 단계(1220)에서, 노드는 밀도 추정이 최소 회수만큼 수행되었는지 여부를 결정한다. 밀도 추정이 최소 회수만큼 수행된 경우, 동작은 단계(955)로 속행한다. 밀도 추정이 최소 회수만큼 수행되지 않은 경우, 동작은 수신된 헬로 메시지들의 수 및 T_PGH 범위들에 기초하여 노드가 T_PGH를 선택하는 단계(1225)로 속행한다. 이후, 동작은 단계(955)로 속행한다.

요컨대, 대기 노드가 PERFORM_DENSITY_ESTIMATE 표시를 갖는 비컨을 수신하는 경우, 상기 대기 노드는 마치 누군가가 기상 채널에서 메시지를 송신한 것처럼 기상하고, 자신의 기상 기간 동안에 상기 대기 노드는 자신의 ID를 포함하는 방송 메시지("헬로" 메시지와 유사함)를 송신하고 다음 비컨이 도착하는 때에 취침으로 돌아갈 것이다. PERFORM_DENSITY_ESTIMATE 비트는 적어도 T_PGH개의 연속적인 비컨들에 대해 설정된 상태로 유지되고, 이는 모든 대기 노드들이 동일한 기상 위상에서 기상하는 자신들의 대기 이웃들과 헬로 메시지들을 교환할 수 있도록 한다. 이러한 절차는 모든 대기 노드들이 자신들의 바로 이웃에 얼마나 많은 대기 노드들이 있는지를 집계할 수 있도록 한다. PERFORM_DENSITY_ESTIMATE 비트에 이어, 비컨은 또한 대기 노드들이 자신들의 개별 이웃 집계에 기초하여 자신들의 T_PGH를 조정할 수 있도록 하기 위한 정보를 포함한다. 이러한 정보는 예컨대 상이한 이웃 집계 범위들(범위에 특정적인 T_PGH 값이 이에 뒤따름)을 포함할 수 있다. 각 대기 노드는 자신의 이웃 집계를 표시된 범위들 각각과 비교하고, 대응하는 T_PGH 값을 채택한다. 예컨대, 비컨은 {[[0,3], T_PGH=1}; {[4,7], T_PGH=2 }; ... ; {[20,30], T_PGH=10}; 등과 같은 범위들 및 T_PGH 값들을 포함할 수 있다. 이러한 방법은 노드들이 자신들의 개별적인 이웃 집계들을 AP에 송신하도록 요구하지 않음에 주목한다. 이러한 절차가 대기 노드들의 에너지 소비에 미치는 영향을 최소화하기 위해, AP는 이러한 절차를 영역 내의 높은 노드 밀도(이는 대기 노드들이 영역 내에 집중될 수 있음을 나타낼 수 있음)에도 불구하고 기상 제어 절차가 접속 요건들을 충족시키지 못하고 있음을 인지하는 경우에만 촉발시킬 것이다. 도 11 및 12의 대안적인 실시예는 대기 노드들이 자신들의 T_PGH들을 불균일 분포 내의 이들의 상황에 따라 조정할 수 있도록 한다.

앞서 기술된 발명과 이것의 대안적인 실시예들은 다른 노드들의 접속을 지원하도록 대기 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 필요에 초점을 두었지만, 본 발명은 이하의 상황들에 적용될 수 있다: (a) AP에 대한 송신 없이 통신하고자 하는 두 개의 커버리지 내 노드 사이의 다중 홉 접속을 가능하게 하도록 대기 노드들의 기상 속도를 제어함. (b) AP이거나 그렇지 않을 수 있는 수신기에 의한 정확한 수신의 확률을 증가시키기 위해 활성 및 다른 노드들과 협동하도록 대기 노드들의 기상 속도를 제어함. (c) 대기 노드들의 상태에 관한 정보를 요청하도록 대기 노드들의 기상 속도를 제어함. (d) 센싱(sensing) 동작들에 참여(즉, 소정의 양을 측정)하도록 대기 노드들의 기상 속도를 제어함.

상기 설명에서는 특정한 실시예들이 설명되었다. 그러나, 본 기술 분야의 당업자라면 아래의 청구항에서 제시되는 바와 같은 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면은 한정적인 의미라기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 하고, 이러한 모든 변경은 본 내용의 범위 내에 포함되도록 의도된다.

이점, 장점, 문제에 대한 해결책 및 어떠한 이점, 장점, 또는 해결책을 야기하거나 현저하게 할 수 있는 어떠한 요소(들)도 청구항 중 임의의 것 또는 모든 청구항의 중요하거나, 요구되거나, 필수적인 특징 또는 요소로서 해석되지 않아야 한다. 본 발명은 본 출원의 계속 중에 이루어지는 임의의 보정 및 허여되는 청구항의 모든 등가물을 포함하는 첨부된 청구항에 의해서만 정의된다.

또한, 본 명세서에서, 제1 및 제2, 상단 및 하단 등과 같은 관계적인 용어는, 그러한 주체들 또는 조치들 사이의 그러한 임의의 실질적인 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포할 필요 없이, 단지 하나의 주체 또는 조치를 다른 주체 또는 조치와 구별하는데 사용될 수 있다. "구비하다", "구비하는", "가지다", "가진", "포함하다", "포함하는", "함유하다", "함유하는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함 관계를 포괄하기 위한 것이므로, 요소의 목록을 구비하거나, 가지거나, 포함하거나, 함유하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 그 요소만을 포함하는 것이 아니라 명시적으로 목록에 기재되지 않았거나 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 고유한 다른 요소를 포함할 수 있다. "하나의 ~를 구비하는", "하나의 ~를 갖는", "하나의 ~를 포함하는", 또는 "하나의 ~를 함유하는"으로 진행되는 요소는, 추가적인 제약 없이, 그 요소를 구비하거나, 갖거나, 포함하거나, 함유하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에서 추가적인 동일한 요소의 존재를 배제하지 않는다. "하나의"라는 용어는 본 명세서에서 명시적으로 다르게 기술되지 않는 한 하나 또는 그 이상으로서 정의된다. "실질적으로", "본질적으로", "대략적으로", "약", 또는 이들의 임의의 다른 버전은 본 기술 분야의 당업자에 의해 이해되는 바에 근접한 것으로 정의되고, 비제한적인 일 실시예에서 이 용어는 10% 이내인 것으로, 다른 실시예에서는 5% 이내인 것으로, 또 다른 실시예에서는 1% 이내인 것으로, 그리고 또 다른 실시예에서는 0.5% 이내인 것으로 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "연결된"이라는 용어는 접속되는 것으로 정의되지만, 반드시 직접적이고 기계적일 필요는 없다. 소정의 방식으로 "구성되는" 장치 또는 구조는 적어도 그 방식으로 구성되지만, 열거되지 않은 방식으로도 구성될 수 있다.

일부 실시예들은 마이크로프로세서, DSP(digital signal processor), 커스터마이징된(customized) 프로세서 및 FPGA(field programmable gate array)와 같은 하나 이상의 범용 또는 특수 프로세서(또는 "프로세싱 장치") 및 상기 하나 또는 그 이상의 프로세서를 제어하여 본 명세서에서 설명된 방법 및/또는 장치의 기능들 중 일부, 대다수, 또는 전부를 소정의 비 프로세서 회로들과 함께 구현하는 (소프트웨어 및 펌웨어 둘 다를 포함하는) 고유한 저장된 프로그램 명령들로 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 다른 방법으로는, 저장된 프로그램 명령들을 갖지 않는 상태 머신에 의해서 또는 하나 이상의 ASIC(application specific integrated circuit)으로 일부의 또는 모든 기능이 구현될 수 있는데, 각각의 기능 또는 소정 기능들의 일부 조합들은 커스텀 로직(custom logic)으로서 구현된다. 물론, 두 가지 접근법의 조합이 사용될 수 있다.

더욱이, 본 명세서에서 설명되고 청구된 방법을 수행하도록 (예컨대 프로세서를 포함하는) 컴퓨터를 프로그래밍하기 위한 컴퓨터 판독 가능 코드가 저장된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로서 실시예가 구현될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 저장 매체의 예는 하드 디스크, CD-ROM, 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, ROM (Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) 및 플래시 메모리를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 가능하게는 상당한 노력과, 예컨대 가용 시간, 현재의 기술 및 경제적 고려 사항에 의해 동기가 부여되는 많은 설계 선택에도 불구하고, 본 명세서에 개시된 개념들 및 원리들에 의해 안내되는 경우, 본 기술 분야의 당업자는 최소한의 실험으로써 이러한 소프트웨어 명령들 및 프로그램들과 IC들을 용이하게 생성할 수 있을 것이 예상된다.

본 명세서의 요약서는, 독자가 기술 명세서의 본질을 빠르게 확인할 수 있도록 하기 위해 제공된다. 본 명세서의 요약서는 이것이 청구항의 범위 또는 의미를 해석하거나 한정하는데 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서는, 본 개시 내용을 간결화하기 위해 다양한 특징들이 다양한 실시예에서 함께 그룹화됨을 알 수 있다. 본 개시 내용의 이러한 방법은 청구된 실시예들이 각 청구항에서 명시적으로 언급되는 것보다 많은 특징들을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 오히려, 아래의 청구항이 반영하는 바와 같이, 본 발명의 주제 대상은 개시된 단일 실시예의 모든 특징들보다 작은 특징들에 존재한다. 따라서, 아래의 청구항들은 각 청구항이 그 자체로 별도로 청구된 주제 대상으로서 성립되면서 상세한 설명에 포함된다.

Claims (18)

1. 다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도(wake up rate)를 제어하기 위한 방법으로서,
   상기 다중 홉 통신 시스템 내의 복수의 액세스 포인트를 포함하는 액세스 포인트들의 그룹을 형성하는 단계;
   상기 복수의 액세스 포인트 각각에서,
   시스템 파라미터들의 집합을 추정하는 단계 - 하나 이상의 상기 시스템 파라미터들은, 대기 노드들의 밀도, 활성 노드들의 밀도, 노드 이동성의 측정치, 상기 액세스 포인트의 통신 범위 밖에 있는 노드들의 비율, 통화 생성 속도, 평균 통화 지속 기간 및 커버리지 영역들 밖에서의 실패한 통화 생성 및 복구의 비율 중 하나 이상을 포함함 - ;
   상기 추정된 시스템 파라미터들의 집합을 갖는 액세스 포인트들의 그룹의 복수의 액세스 포인트 중 적어도 하나로부터 수신된 시스템 파라미터들을 수집 및 결합하는 단계;
   상기 결합된 시스템 파라미터들에 관한 통계 정보를 처리 및 정제(refining)하는 단계;
   상기 결합된 시스템 파라미터들의 적어도 부분 집합을 상기 액세스 포인트들의 그룹과 공유하는 단계;
   상기 결합된 시스템 파라미터들에 관한 통계 정보에 기초하여 상기 기상 속도를 결정하는 단계;
   상기 기상 속도를 커버리지 영역 내의 하나 이상의 노드에 송신하는 단계; 및
   상기 다중 홉 통신 시스템 내의 하나 이상의 노드에서,
   상기 기상 속도를 수신하는 단계;
   다중 홉 통신을, 상기 복수의 액세스 포인트 중 적어도 하나 이상의 액세스 포인트에 제공하기 위한 라우팅(routing) 기능들을 지원하도록 상기 기상 속도로 취침 상태(sleep state)로부터 기상 상태로 주기적으로 변화하는 단계
   를 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 다중 홉 통신 시스템 내의 상기 하나 이상의 노드 중 하나에서, 상기 기상 속도로 상기 기상 상태로 변화한 후에,
   기상 유지 메시지(remain awake message)를 수신하는 단계; 및
   상기 다중 홉 통신 시스템 내의 상기 하나 이상의 노드 중 적어도 하나의 다른 노드와 함께 루트/이웃 발견 절차들에 참여하는 단계
   를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 액세스 포인트 각각에 의해 상기 기상 속도를 커버리지 영역 내의 하나 이상의 노드에 송신하는 단계는 상기 기상 속도를 하나 이상의 활성 노드에 방송(broadcasting)하는 단계를 포함하고,
   상기 방법은, 하나 이상의 대기 노드에 송신되는 비컨(beacon)들 내에서 상기 하나 이상의 활성 노드에 의해 상기 기상 속도를 전파(propagating)하는 단계를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 액세스 포인트 각각에서, 통계 정보를 추정, 수집, 처리 및 정제하기 전에,
   노드 등록, 노드 등록 해제, 커버리지 내의 통화 생성, 커버리지 밖의 통화 생성 및 통화 지속 기간 중 하나 이상의 이벤트를 기록하는 단계를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 액세스 포인트 각각에서,
   상기 액세스 포인트 통신 범위 밖에 있는 노드들의 비율을 연속적으로 추정하는 단계를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 시스템 파라미터들의 집합을 추정하는 단계는, 통화 생성 속도(λ), 평균 통화 지속 기간(μ) 및 루트 복구 속도(γ)에 대한 추정치들을 생성하는 단계를 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
8. 제1항에 있어서,
   각 액세스 포인트가 동작하는 위치 영역을 식별하는 단계;
   시스템 상태의 변화 및 미리 결정된 기간이 경과하였는지 중 하나를 액세스 포인트에 의해 결정하는 단계;
   상기 하나 이상의 시스템 파라미터를 상기 위치 영역에서 동작하는 하나 이상의 다른 액세스 포인트에 송신하는 단계; 및
   상기 시스템 파라미터들을 수신하는 각 액세스 포인트에서, 상기 위치 영역 내의 다른 액세스 포인트들로부터 이전에 수신된 시스템 파라미터들과 상기 수신된 시스템 파라미터들을 결합하는 단계
   를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
9. 제1항에 있어서,
   각 액세스 포인트는 참조 테이블 및 분석 공식 중 하나를 포함하고,
   상기 기상 속도를 결정하는 단계는, 커버리지 외 노드들의 비율에 관한 추정치, 대기 및 활성 노드들의 수, 통화 생성 속도, 흐름 복구 속도 및 평균 흐름 지속 기간에 대한 연산을 위해 상기 참조 테이블 및 분석 공식 중 하나를 사용하는 단계를 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
10. 제9항에 있어서,
    각 액세스 포인트는 실패한 통화 설정 및 복구의 추정 확률에 기초하여 상기 참조 테이블의 값들 또는 상기 분석 공식의 값들을 변화시키는, 노드 기상 속도 제어 방법.
11. 제1항에 있어서,
    활성 흐름들이 없는 영역 내의 대기 노드에 의해 사용될 제1 기상 속도, 및 루트 내에 있지 않을 때, 상기 대기 노드가 루트 복구를 위해 고려될 수 있는 활성 흐름들이 있는 영역 내의 대기 노드에 의해 사용될 제2 기상 속도를 결정하는 단계를 더 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
12. 제11항에 있어서,
    각 액세스 포인트는 상기 제1 기상 속도 및 상기 제2 기상 속도를 저장하기 위한 참조 테이블을 포함하고, 또한 각 액세스 포인트는 상기 제1 기상 속도 및 상기 제2 기상 속도를 송신하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
13. 제1항에 있어서,
    다른 노드의 위치 영역 식별 정보를 저장하는 단계;
    등록 요청 메시지를 가장 가까운 액세스 포인트에 송신하는 단계;
    상기 가장 가까운 액세스 포인트에 등록하는 단계;
    기상 위상(wake up phase) 및 상기 기상 속도를 저장하는 단계 - 상기 기상 위상 및 상기 기상 속도는 상기 가장 가까운 액세스 포인트로부터의 등록 응답에서 수신됨 - ;
    상기 다른 노드는 대기 노드인 대기 동작 모드를 개시하는 단계;
    상기 기상 속도에 기초하여 동작하도록 기상하는 단계; 및
    상기 기상 속도에 독립적인 기상 위상에 따라 동작할 기상 채널 할당을 결정하는 단계
    를 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
14. 다중 홉 통신 시스템 내에서 동작하는 노드들의 기상 속도를 제어하기 위한 방법으로서,
    상기 다중 홉 통신 시스템 내의 복수의 액세스 포인트를 포함하는 액세스 포인트들의 그룹을 형성하는 단계;
    상기 복수의 액세스 포인트 각각에서,
    시스템 파라미터들의 집합을 추정하는 단계 - 하나 이상의 상기 시스템 파라미터들은, 대기 노드들의 밀도, 활성 노드들의 밀도, 노드 이동성의 측정치, 상기 액세스 포인트의 통신 범위 밖에 있는 노드들의 비율, 통화 생성 속도, 평균 통화 지속 기간 및 커버리지 영역들 밖에서의 실패한 통화 생성 및 복구의 비율 중 하나 이상을 포함함 - ;
    상기 추정된 시스템 파라미터들의 집합을 갖는 액세스 포인트들의 그룹의 복수의 액세스 포인트 중 적어도 하나로부터 수신된 시스템 파라미터들을 수집 및 결합하는 단계;
    상기 결합된 시스템 파라미터들에 관한 통계 정보를 처리 및 정제하는 단계;
    상기 결합된 시스템 파라미터들에 관한 통계 정보에 기초하여 기상 속도들의 집합을 결정하는 단계;
    상기 기상 속도들의 집합을 커버리지 영역 내의 하나 이상의 노드에 송신하는 단계;
    노드들이 자신의 지역 영역 내의 노드들의 밀도에 관한 추정을 수행해야 함을 나타내는 비트를 송신하는 단계; 및
    상기 다중 홉 통신 시스템 내의 하나 이상의 노드에서,
    상기 기상 속도들의 집합을 수신하는 단계;
    지역 밀도 추정이 수행되어야 함을 나타내는 비트를 수신하는 단계;
    헬로(hello) 메시지들의 교환을 통해 상기 지역 밀도 추정을 수행하는 단계;
    지정된 시간 후에 상기 지역 밀도 추정을 중단하는 단계;
    상기 지역 밀도 추정에 기초하여, 상기 수신된 기상 속도들의 집합 중에서 어느 기상 속도를 사용할지를 결정하는 단계; 및
    다중 홉 통신을, 상기 복수의 액세스 포인트 중 하나 이상의 액세스 포인트에 제공하기 위한 라우팅 기능들을 지원하도록 선택된 기상 속도로 취침 상태로부터 기상 상태로 주기적으로 변화하는 단계
    를 포함하는, 노드 기상 속도 제어 방법.
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