KR101207321B1 - 분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법 및 분산형비커닝 장치 - Google Patents

분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법 및 분산형비커닝 장치 Download PDF

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Abstract

적어도 하나의 슬롯형 비컨 기간(104) 및 그 뒤에 이어지는 데이터 전송 기간(103)을 포함하는 슬롯형 슈퍼프레임(102)을 갖는 분산형 MAC 프로토콜에서, 슈퍼프레임(102) 내의 상이한 위치에 있는 여러 비컨 기간(104)을 생성하고 유지하는 시스템 및 방법이 제공된다. 네트워크(300)에 참여할 때, 디바이스(301)는 기존 비컨 기간(104)에 참여하거나 또는 비컨 기간(104)이나 예약 기간과 중복되지 않는 슈퍼프레임(102) 내의 위치에 새로운 비컨 기간(104)을 생성한다. 비컨 기간(104)은 그들의 비컨 내에 이웃하는 비컨 기간을 공지하는 디바이스(301)에 의해 상호간에 서로를 보호한다.

Description

분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법 및 분산형 비커닝 장치{DISTRIBUTED BEACONING PERIODS FOR AD-HOC NETWORKS}
본 발명은 무선 사설망(wireless personal area network: WPAN) 내의 분산형 비커닝(distributed Beaconing)을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
다중 대역 OFDM 얼라이언스(MultiBand OFDM Alliance: MBOA)는 초광대역(ultra-wide band: UWB)을 위한 MAC 프로토콜을 정의하고 있다. 본 명세서에서 충분히 설명되는 것처럼 참조로서 인용되는 다음 문헌을 참조하라. MBOA Wireless Medium Access Control (MAC) Specification For High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs), Technical Specification, Draft 0.5, 2004년 4월. MBOA MAC 프로토콜은 기능을 무선 사설망(WPAN)의 모든 노드(디바이스)에 분포시킴으로써 네트워크 인프라구조에 대한 임의의 필요성을 제거한다. 모든 디바이스는 슬롯형 비컨 기간(BP)(104) 내의 특정 슬롯에서 비컨을 전송한다.
MBOA UWB MAC 프로토콜에 있어서, 시간은 도 1에 예시한 바와 같이 슈퍼프레임(100)으로 분할된다. 각 슈퍼프레임의 시작에는 비컨 기간(BP)(104)이 있고, 그 뒤에 데이터 전송 기간(103)이 이어진다. BP는 다수의 미디어 액세스 슬롯(107)을 포함하는데, 각각의 미디어 액세스 슬롯(107)은 3개의 비컨 슬롯(105)을 갖는다. BP는 길이(106)가 고정적이거나 가변적일 수 있다. 데이터 전송 기간에는, 2개의 액세스 메커니즘이 정의된다.
제 1 액세스 메커니즘은 "DRP(Distributed Reservation Protocol)"라고 호칭된다. DRP를 이용하면, 디바이스는 데이터 전송 기간(103)의 특정 하위 기간을 위한 예약을 할 수 있다. 예약은 계획된 송신의 전송자 및 수신자(들) 사이에서 협상된다. 이 협상은 전용 발신 신호변경(dedicated signaling handshake)에 의해 실행되거나, 또는 전송자 및 수신자(들)의 비컨에 예약 정보를 포함시킴으로써 무조건적으로 실행된다. 일단 예약이 설립되면, 예약 정보는 예약이 여전히 활성 중인 모든 슈퍼프레임에서 수신자(들) 뿐 아니라 전송자의 비컨 내에 포함되어야 한다. 이것은 기존 예약에 관한 정보를 전송자 및 수신자(들)의 이웃 디바이스에 알리는 데 필수적이다. 전송자(들) 이외의 어떤 다른 디바이스도 예약 기간의 시작 시에 미디어를 액세스하는 것은 허용되지 않는다. 사용되지 않는 예약 기간을 효율적으로 사용하기 위해, 두 가지 유형의 예약, 즉 소프트 예약과 하드 예약이 정의된다. 소프트 예약 기간에 있어서, 다른 디바이스는 미디어의 소정 휴지 시간 이후에 그 미디어를 액세스할 수 있다. 하드 예약에 있어서, 다른 디바이스는 전송자 및 수신자(들)가 NAK-RTS/NAK-CTS 발신 신호변경에 의해 그들의 송신 종료를 발신한 후에 그 미디어를 액세스하는 것만이 허용된다.
제 2 액세스 방법은 IEEE 802.11e의 EDCA(Enhanced Distributed Coordination Function: EDCA)로서, 이 방법은 백-오프(back-off) 프로토콜을 갖는 CSMA(Carrier Sense Multiple Access)에 기반을 두고 있다. 이 랜덤 액세스 방법은 데이터 전송 기간의 예약되지 않은 부분 또는 사용되지 않는 예약 기간에만 허용된다. 예약은 모든 디바이스에 의해 중시되어야 한다.
MBOA에 있어서, 분산형 MAC 프로토콜 비컨은, 본 명세서에서 충분히 설명하는 것처럼 참조로서 인용된 "Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks"라는 명칭의 가출원서에 개시되어 있는 바와 같이, 비커닝 기간의 슬롯 중 하나의 슬롯에서 송신되다. 비커닝 기간의 크기는 네트워크에 참여할 수 있는 디바이스의 수를 결정한다. 단 하나의 비커닝 기간만이 허용된다면, 확장성 제한이 일부 존재할 것이다. 또한, 단 하나의 비컨 기간만이 허용된다면, 상이한 BP를 사용하는 새로운 디바이스가 기존 디바이스의 범위 내에 있을 때, BP는 재정렬되고 하나의 단일 BP 내로 동기화될 필요가 있게 되어, 일부 통신 중단을 야기할 수도 있는 전이 상태가 생성된다.
이 문제에 대한 한 가지 잠재적인 해결책은, 모든 비컨을 단일의 슬롯형 비커닝 기간에 합체시킬 필요 없이, 경쟁 기반 액세스인 EDCA를 이용하여 비컨을 전송하는 것이다. 그러나, EDCA는 비컨 송신 시에 랜덤 지연을 유발한다. 이러한 지연은 전력 관리 방식을 이용하는 디바이스의 이점을 제한한다. 즉, 비컨을 인접물로부터 수신하도록 웨이크업(wake-up)하는 디바이스는 비컨이 전송될 시간을 정확히 알지 못하며, 그에 따라 시간의 사전결정된 기간 동안 어웨이크(awake) 상태를 유지할 필요가 있다. 또한, EDCA가 사용되면, 비컨이 (다른 비컨, 또는 임의의 다른 송신과) 충돌할 소정의 가능성이 있으며, 그에 따라 비컨의 수신이 보증되지 않는다. 또한, 비컨(들)의 전송자(들)는 수신자(들)로부터 임의의 피드백을 얻지 못하며, 그에 따라, 비컨(들)의 전송자(들)는 그들의 비컨이 충돌한 것을 검출할 가능성이 없다. 또한, 비컨은 미디어의 예약을 공지하는 데 사용된다. 비컨이 충돌하면, 디바이스는 인접물의 예약을 인식하지 않게 되며, 그에 따라 데이터 기간 동안에도 마찬가지로 충돌 위험성이 존재한다.
이러한 단점을 회피하기 위해, 본 발명은 본 발명에서 충분히 설명한 것처럼 참조로서 인용된 "Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks"라는 명칭의 가출원서에 개시된 액세스 방법을 이용하여 액세스된 다중 분산형 비커닝 기간을 갖는 MAC 프로토콜을 제공한다.
본 발명은 슬롯형 비커닝 기간을 갖는 슈퍼프레임 구조를 사용한다. 도 1을 참조하라. 본 발명에 따르면, 다수의 MAC 슬롯(107) 및 데이터 전송 기간(103)을 포함하는 슬롯형 비커닝 기간(BP)(101)을 포함하는 MAC 슈퍼프레임 구조가 제공된다. 모든 애드-혹 네트워크 디바이스는 비컨 전송에 참여한다. 데이터 전송 기간(103)의 경쟁 기간에서의 미디어 액세스는 EDCA 또는 EDCA형 메커니즘을 기반으로 한다.
비컨의 주기적 송신은 본 명세서에서 충분히 설명하는 것처럼 참조로서 인용된 "MultiBand OFDM Alliance Wireless Medium Control (MAC) Specification for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)"(MBOA MAC Specification Draft 0.5, 2004년 4월)에 따라 애드 혹 네트워크 내의 통신 디바이스들 사이의 좌표를 유지하는 데 사용되는 기술이다. 비컨은 등시적인 예약에 관한 정보를 포함하는 네트워크에 기본 타이밍을 제공한다. 통신하기를 원하는 디바이스는 주어진 디바이스의 무선 범위 내에 있는 디바이스의 동일한 비컨 그룹 또는 집합, 및 동일한 비컨 기간(BP) 동안의 그 비컨에 속해야 한다.
비컨 (또한 그에 의한 예약)의 충돌 수를 감소시키기 위해, 각 디바이스는 후속하는 슈퍼프레임 내에서 동일한 비컨 슬롯에 자신의 비컨을 계속해서 전송한다. 비컨을 수신할 수 있는 주위의 디바이스는 이 비컨 슬롯을 점유된 것으로 마킹한다. 각 디바이스는 자신의 비컨 슬롯을 비컨 기간의 비점유 비컨 슬롯 중에서 선택한다. 각 디바이스는 하나의 추가 비트맵을 유지시켜서 자기 자신의 비컨 슬롯의 수 뿐 아니라 비컨 슬롯의 점유를 저장하게 해야 한다. 비컨 슬롯의 상태는 어떤 비컨도 후속하는 n개의 슈퍼프레임에 대한 제각각의 슬롯에서 수신되지 않을 때마다 점유 상태에서 비점유 상태로 변경되며, 여기서 n은 사전결정된 정수이다.
제 1 실시예에서는, 다른 디바이스의 비컨에 관한 어떤 정보도 비컨 내에서 보고되지 않는다.
제 2 실시예에서는, 충돌 확률이 감소한다.
이제, 도 1을 참조하면, 비컨을 송신/수신하기 위해, 디바이스는 슈퍼프레임의 시간 기간을 비컨 송신 및 수신에 대해 엄격하게 예약된 비컨 기간(104)으로 지정한다. 또한, 각 비컨 기간은 고정적이거나 가변적일 수 있다. 이 비컨 전파점유시간을 공유하는 디바이스의 그룹은 비컨 그룹이라고 명명된다. 즉, 비컨 그룹은, 동일한 미디어 액세스 슬롯(MAS) 내에서 그들의 비컨 송신을 동기화하고, 이들 MAS를 그들의 BP로서 식별하는 디바이스의 세트로서 주어진 디바이스에 대해 국부적으로 정의된다. "Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks"라는 명칭의 가출원서에 개시되어 있는 바와 같이, BP는 하나 이상의 디바이스의 비컨에 의해 지정되는 사전결정된 수의 연속적인 MAS에 의해 BP(이하, 슬롯형 비커닝 기간이라고도 알려짐)(104)로서 정의된다.
클러스터는 디바이스의 무선 범위 내에 있는 디바이스의 집합이며, 비컨 그룹 내의 모든 디바이스를 포함한다. 클러스터는 또한 다른 비컨 그룹에 속하는 무선 범위 내의 디바이스를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 이하의 도면 및 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 MAC 슈퍼프레임 구조를 예시한 도면,
도 2a는 슬롯형 비커닝 기간을 예시한 도면,
도 2b는 본 발명에 따른 MAC 슈퍼프레임의 MAS 구조를 예시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예가 적용될 무선 통신 시스템의 아키텍처를 예시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 3의 통신 시스템의 무선 디바이스의 간 단한 블록도,
도 5는 분산형 비컨 프로세싱 소자의 동기화 기능에 대한 유한 상태도,
도 6은 분산형 비컨 프로세싱 소자의 주기적 스캐닝 기능에 대한 유한 상태도이다.
당업자라면, 다음의 설명이 예시의 목적으로 제공되는 것으로, 제한하기 위해 제공되는 것이 아님을 이해할 것이다. 당업자라면, 많은 변형이 본 발명의 사상 및 첨부한 청구범위의 범주 내에 있음을 이해할 것이다. 공지된 기능 및 동작의 불필요한 세부사항은 본 발명을 명료하게 하기 위해 현재 설명에서는 생략될 수 있다.
본 발명은, "Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks"라는 명칭의 가출원서에 개시되어 있는 바와 같이, 분산형 비커닝 방법에 액세스 방법에 대한 일부 변경을 제공함으로써, 전술한 EDCA 비커닝 방식의 단점을 극복한다.
BP 구조
채널 시간은 슈퍼프레임으로 분할되며, 각 슈퍼프레임은 BP로 시작한다. BP는 비컨을 전송하는 데 사용된다. 도 1은 본 발명에 따른 MAC 슈퍼프레임 구조(101)를 예시한다. 애드-혹 네트워크(ad-hoc network)에 있어서, 모든 디바이스는 비컨 전송에 참여한다. 각 MAC 슈퍼프레임 구조(102)는, TBTT 또는 BPST(Beaconing Period Start Time)(101)에서 시작하고 슬롯형 BP 길이(106) 동안 계속된 후에 데이터 전송 기간(103)이 이어지는 적어도 하나의 슈퍼프레임(102)의 시퀀스를 포함한다. BP 길이(106)는 고정적일 수도 있고, 또는 가변적일 수도 있다.
채널 액세스
제 1 실시예에서, 다른 디바이스의 비컨에 관한 어떤 정보도 비컨 내에서 보고되지 않는다. 이것은 비컨의 크기 및 비커닝 프로토콜의 복잡도를 상당히 감소시킨다. 그러나, 이러한 해결책을 이용하면, 비컨 정보가 디바이스의 바로 이웃에만 전송되고 이웃의 이웃에는 인접되지 않기 때문에, 은닉된 스테이션 시나리오에서 비컨 충돌이 발생한다. 비컨 충돌이 발생하기 전에 그러한 상황을 피하는 대신, 이 실시예에서는, 충돌은 발생 후에 해결된다. 충돌을 검출하는 디바이스는 (예상 비컨이 누락되어 있기 때문에) 충돌 정보 필드 내에 디바이스의 MAC ID를 포함시킴으로써 그것의 비컨 내에서의 충돌의 검출을 공지한다. 자신의 MAC ID가 다른 디바이스의 비컨에 포함됨을 검출하는 디바이스는 후속하는 슈퍼프레임 내의 자신의 비컨 위치를 변경한다. 비컨 내의 특수 비트는 후속하는 슈퍼프레임 내에서의 이번 비컨 위치 변경을 공지하는 데 사용된다. 이것은, 이웃하는 디바이스가 의도적인 비컨 위치 변경으로 인해 누락된 비컨과 비컨 충돌로 인해 누락된 비컨을 구별하게 하기 위해서 요구된다. 그 일정한 비컨 충돌을 피하기 위해, 다른 디바이스가 충돌을 검출하지 않는 경우에는, 각 디바이스가 m개의 슈퍼프레임 이후에 자신의 비컨 위치를 주기적으로 변경하며, 여기서 m은 사전결정된 값이다.
제 2 실시예에서, 비컨 충돌은 완전히 회피되는 것이 아니라, m번째 슈퍼프레임마다 비컨 위치를 변경함으로써 충돌 확률이 간단히 감소하며, 여기서 m은 사전결정된 값이다.
비컨 기간(BP) 초기화
다른 디바이스와의 통신에 참여하고자 하는 모든 디바이스는 비컨을 전송한다. 디바이스는 턴 온될 때 기존 비컨 기간 동안 미디어를 스캔한다. 그 디바이스는 기존 비컨 기간에 합류할 것을 결정할 수 있다. 이 경우, 비컨은 "Beaconing Protocol for Ad-Hoc Networks"라는 명칭의 가출원서에 개시된 바와 같은 프로토콜 또는 위에서 설명한 수정 프로토콜을 이용하여 기존 비컨 기간의 빈 슬롯 중 하나에서 전송된다.
각 디바이스는 비컨 동안 미디어를 스캔한다. 어떤 비컨도 수신되지 않는다면, 그 디바이스는 자신의 목표 비컨 송신 시간(TBTT) 또는 비컨 기간 시작 시간(Beacon Period Start Time: BPST)을 설정하고, 제 1 비컨을 송신한다. 그러나, 비컨이 수신된다면, 그 디바이스는 비컨 기간 내의 빈 슬롯을 찾고, 이용가능한 경우에는 그것을 선택한다. 충돌이 검출되지 않은 경우, 일단 슬롯이 선택되면, 비컨은 항상 동일한 슬롯에서 그 디바이스에 의해 전송된다. 하나보다 많은 비컨이 수신되면, 디바이스는 가장 빠른 클록에 동기화한다.
디바이스는 새로운 비커닝 기간을 생성할 것, 예를 들어 새로운 WUSB 클러스터를 생성할 것을 결정할 수 있다. 바람직하게는, 새로운 BP는 그것이 가령 기존 BP 내의 빈 슬롯의 부족으로 인해 엄격히 필요한 경우가 아니라면 생성되지 않는다. 새로운 BP는 기존 BP 및/또는 기존 DRP 예약과 충돌해서는 안 된다. 다시 말해, 새로운 비컨 기간을 생성하는 주요 이유 중 한 가지는 기존 비컨 기간이 이미 충분히 점유되고 있기 때문이라는 것일 수 있다. BP는 마지막을 제외한 모두 또는 몇 개를 제외한 모든 비컨 슬롯이 점유된 경우에는 충분히 점유되는 것으로 고려될 수 있다. 최종 비컨 슬롯은 (새로운 디바이스와 애드 혹 네트워크의 결합 또는 다른 비컨 기간의 공지와 같은) 특정 목적을 위해 예약될 수 있다.
다중 BP의 공존
디바이스가 새로운 BP를 생성하기로 결정한다면, 그것은 이미 존재하는 BP에서의 새로운 BP의 생성을 공지한다. 새로운 디바이스는 기존 BP에서 비컨을 전송하고, 새로운 BP에 의해 사용되는 시간을 우선순위=BP를 갖는 하드 DRP 예약으로서 마킹한다. 우선순위 BP를 갖는 DRP 예약을 포함하는 비컨을 수신하는 디바이스는 그들 자신의 비컨 내에 예약 사본을 포함한다. 디바이스는 자신의 예약 사본이 다른 비컨에서 수신될 때까지 기존 BP 내에서 비커닝을 유지한다. 새로이 생성된 BP는 다른 기존 BP와 충돌하지 않도록 생성되며, 이웃 디바이스로부터의 미디어의 기존 예약을 중시해야 한다.
또한, 다중 BP는 이동성으로 인해 공존할 필요가 있다. "이종" BP가 검출될 때, 디바이스는 "이종" BP의 존재를 공지하고, 우선순위=BP를 갖는 자신의 비컨 내 에 유형 BP의 DRP 예약을 포함시킴으로써 그것을 보호한다.
기존 DRP 예약이 BP와 충돌하면, 그 BP는 최고 우선순위를 가지며, 그에 따라 대안의 DRP 예약이 재협상될 필요가 있다.
2개 이상의 BP가 충돌하면, 충돌 비컨을 갖는 디바이스는 빈 비컨 슬롯을 검색한다. 선택적으로, 이러한 디바이스는 "비충돌" 시간에 새로운 BP를 개시할 수 있다.
일 실시예에서, 피어(peer) 디바이스는 동일한 BP에서 비커닝한다. 송신 디바이스가 다중 (상이한) BP 내에서 비커닝하는 디바이스와 통신한다면, 송신 디바이스는 상기 다중 BP에서 비커닝한다. 통신 디바이스가 원래 상이한 BP에서 비커닝한다면, 두 가지 해결책이 가능하다. 즉, 통신 디바이스가 현재 자신의 BP에서 비커닝을 중지하고 통신 파트너의 BP에서 비커닝을 시작하거나, 또는 디바이스가 자신의 현재 BP에서 비커닝을 계속하고 추가로 통신 파트너의 BP에서 비커닝을 시작한다. 전자의 해결책은 비컨 기간의 스위치를 포함한다. 어떤 디바이스가 자신의 비컨 기간을 스위칭하고 어떤 디바이스가 자신의 현재 BP 내에 남을 것인지는, 예컨대 그 디바이스의 식별자(ID), 그 디바이스의 BP 내에 점유된 비컨 슬롯의 수, 또는 BP에 의해 관리된 트래픽에 기반할 수 있다. 자신의 BP에서 체류하는 디바이스는, 예컨대 최저 ID를 갖는 디바이스, 또는 자신의 BP에서 최대의 점유된 비컨 슬롯 개수 또는 자신의 BP 내에 최고 관리된 트래픽을 갖는 디바이스일 수 있다.
대안의 실시예에서, 피어 디바이스는 상이한 BP에서 비커닝할 수 있다. 이것은 모든 디바이스가 네트워크 내의 모든 BP를 주기적으로 청취할 것을 요구한다.
BP의 스위칭
2개 이상의 BP가 공존할 때, 디바이스는 선택적으로 다른 BP로 스위칭할 수 있다. 디바이스가 다른 BP로 스위칭한다면, 그 스위칭 디바이스는 그것이 BP를 스위칭하고 있음을 공지하기 위해 "x" 슈퍼프레임 동안에 원래 BP에서의 비커닝을 계속하며, 여기서 "x"는 사전결정된 정수이다. 이것은 비컨 내에 포함된 특수 스위칭 공지 필드를 통해 이루어진다. 디바이스는 또한 새로운 BP가 이미 보호되지 않았다면, 유형 BP의 DRP 예약도 포함하여 새로운 BP를 보호한다.
BP의 종료
어떤 비컨도 BP가 종료되고, 그에 따라 "x"개의 연속 슈퍼프레임 동안의 그 BP 동안에 어떤 비컨도 청취하지 않을 때, DRP BP 예약이 제거될 수 있으며, 여기서 x는 사전결정된 정수이다.
디바이스가 이종 BP의 충돌을 검출하면, 그것은 충돌 BP 내에서 비컨을 전송할 수 있고, 충돌을 공지할 수 있다. 이것은 비컨 내에 포함된 특수 공지 필드를 통해서 이루어진다.
본 발명의 장치 및 방법은 무선 사설망(WPAN)과, 본 발명에 따라 수정된 MAC 모듈을 포함하는 무선 디바이스(301)가 포함되어 있는 근거리망(WLAN)(300)에 사용될 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예가 적용될 대표적인 무선 네트워크를 예시한다. 본 발명의 원리에 따르면, MAC 모듈(400)이 제공되는데, 도 4를 참조하면, 이 MAC 모듈(400)은 슬롯형 채널 액세스를 이용하여 분산된 비커닝 기간 프로토콜을 수행하도록 구성된다. 도 3에 예시한 네트워크는 단지 예시를 위해 작은 것으로 되어 있음에 유의해야 한다. 실제로, WLAN은 본 발명을 구현하는 더 많은 수의 무선 디바이스를 포함할 수 있다.
이제, 도 4를 참조하면, 도 3에 예시한 바와 같은 애드-혹 네트워크 내의 각 디바이스(301)는 도 4의 블록도에 예시한 아키텍처를 갖는 MAC 모듈(400)을 포함할 수 있다. 각 디바이스(301)는 적어도 송신기(401)에 연결된 제어기(402), 본 발명에 따른 분산형 비컨 기간 프로세싱 소자(403), 및 수신기(404)를 구비한 MAC 모듈(400)을 포함할 수 있다. 송신기(401) 및 수신기(404)는 안테나(405)에 연결된다. 분산형 비컨 기간 프로세싱 소자(403)는, 예컨대 BP가 "이종" BP인 경우(즉, IEEE 802.11과 같은 다른 프로토콜에 따르는 경우)일 뿐 아니라 "네이티브"인 경우(즉, 본 발명에 따르는 경우)에 다중 BP가 공존할 수 있도록 적응적 프로그래밍을 제공한다.
이제, 도 5를 참조하면, 디바이스가 턴 온될 때(501), 그것은 적어도 하나의 슈퍼프레임 동안 기존 BP를 스캔한다(502). BP는 하나 이상의 비컨이 수신되는지를 검출한다. BP는 자신의 비커닝 기간 시작 시간(BPST)에 의해 식별된다. 어떤 BP도 검출되지 않는다면, 그 디바이스는 비컨을 전송하고 BPST를 설정함으로써 새로운 비커닝 기간을 생성한다(503). 디바이스는 BPST를 랜덤하게 선택할 수 있다.
하나 이상의 BP가 검출되면, 디바이스는 빈 슬롯 중 하나에 비컨을 전송하여 기존 비커닝 기간에 참여하거나(505) 또는 새로운 BP를 시작할 수 있다(503). 새로운 BPST는 그것이 기존 BP 및/또는 DRP 예약과 충돌하지 않도록 선택된다.
하나 이상의 BP가 스캐닝 프로세스 동안에 검출되었다면, 디바이스는 이웃의 비컨을 디코딩하고, BP가 DRP 예약을 통해 이웃하는 BP(들)에서 이미 보호되고 있음을 보증한다. 자신의 BP가 이웃 BP(들)에서 보호되지 않는다면, 디바이스는 N개의 사전결정된 수의 슈퍼프레임 동안에 이웃 BP(들)에서 비컨을 전송하여, 자신의 BP를 공지하고 보호한다(506). 비컨은 또한 유형 BP의 DRP 예약을 나타내는 DRP 정보 성분(IE)을 포함한다.
새로운 BP가 이미 보호되고 있다면, 디바이스는 정상 동작을 직접 시작한다(507).
이제, 도 6을 참조하면, 디바이스는 새로운 BP(601)를 검출하도록 주기적으로 스캔하여, 기존 예약의 상태를 유지하고, 잠재적으로는 충돌을 해결한다. 이웃 BP가 검출되면, 디바이스는 자신의 비컨에 유형 BP의 DRP를 포함한다(602). 유형 BP의 DRP 유형을 포함하는 비컨 또는 스위칭 공지를 수신하는 디바이스는 이웃 BP를 스캔한다(603). 스캐닝 프로세스 동안, 이웃 BP가 검출되면, 유형 BP의 DRP 예약은 자신의 비컨 내에 포함된다(602).
기존 DRP 예약이 BP와 충돌하면, 그 BP는 최고 우선순위를 가지며, 그에 따라 다른 DRP 예약이 재협상되고 이동된다(604). 2개 이상의 BP가 충돌하면, 충돌 비컨을 갖는 디바이스는 비어 있는 비충돌 슬롯을 검색하거나, 또는 다른 휴지 슬롯에서 새로운 BP를 시작한다(607).
2개 이상의 BP가 존재할 때, 디바이스는 선택적으로 다른 BP로 스위칭한다. 디바이스가 현재 BP(들)를 떠나면, 그것은 PB(들)를 떠나고 있음을 공지하기 위해 N개의 사전결정된 수의 슈퍼프레임 동안에 현재 PB(들)(605)에서 비커닝을 계속 유지한다(605). 현재 BP(들)에서 전송된 비컨은 스위칭 BP 공지를 포함한다(606). 새로운 BP가 현재 BP에서 보호되지 않는다면, 디바이스는 또한 유형 BP의 DRP를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 예시되고 설명되고 있지만, 당업자라면 본 명세서에서 설명한 실시예가 예시적인 것이며, 본 발명의 범주로부터 벗어남이 없어, 다양한 변경 및 수정이 이루어지고 등가물이 그 구성성분을 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 중심 사상으로부터 벗어남이 없이, 본 발명의 교시를 특정 상황에 적응시키는 많은 수정이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 실행하기 위해 고려되는 최상의 모드로서 개시한 특정 실시예로 제한되는 것이 아니라, 본 발명은 첨부한 청구범위의 범주에 있는 모든 실시예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (37)

  1. 디바이스(301) 애드 혹 네트워크(300) 내의 디바이스를 위한 분산형 비커닝 기간 프로토콜(distributed beaconing period protocol)을 위한 방법으로서,
    상기 디바이스(301)는,
    미디어 액세스 시간을 비컨 기간 시작 시간(Beacon Period Start Time)(101)에서 시작하는 적어도 하나의 연속 슈퍼프레임(102)의 시퀀스로 분할하는 단계(502)와,
    상기 슈퍼프레임(102)을 다수의 연속 비컨 슬롯(105)을 갖는 슬롯형 비커닝 기간 BP(104) 및 후속하는 데이터 전송 기간으로 구획화하는 단계와,
    상기 디바이스의 상기 BP로서, 기존 애드 혹 네트워크 BP에 합류하는 단계(505) 또는 새로운 애드 혹 네트워크 BP를 시작하는 단계(503)를 수행하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 BP가 적어도 하나의 이웃하는 BP에서 확보되지 않는다면, 상기 적어도 하나의 이웃하는 BP에서 확보되지 않은 상기 BP를 확보하는 단계(506)와,
    상기 디바이스의 상기 BP가 확보되면, 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 확보하는 단계는, 상기 적어도 하나의 이웃하는 BP에서 자신의 BP에 대한 제 1 예약을 상기 디바이스의 자신의 비컨에 포함시키는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 예약은, 유형 BP이고 우선순위=BP인 DRP(Distributed Reservation Protocol) 예약인
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 합류하는 단계는,
    상기 디바이스의 상기 BP의 빈 슬롯을 선택하는 단계(505)와,
    상기 선택된 빈 슬롯 내의 상기 디바이스의 자신의 비컨을 비커닝하는 단계(505)를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 자신의 비컨에 다른 디바이스의 비컨에 관한 정보를 포함시키는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 확보하는 단계는, 상기 디바이스의 상기 자신의 비컨에 제 2 예약을 포함시켜 상기 다른 디바이스의 상기 BP를 공지하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 예약은, 유형 BP이고 우선순위=BP인 DRP 예약인
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 합류하는 단계는,
    상기 적어도 하나의 슈퍼프레임 동안 상기 미디어를 스캔하여 적어도 하나의 BP를 검출하는 단계(502)와,
    적어도 하나의 BP가 검출되지 않으면, 사전결정된 방식으로 계산된 비컨 기간 시작 시간에서 상기 디바이스의 상기 BP로서 새로운 BP를 시작하는 단계와,
    적어도 하나의 BP가 검출되면,
    i. 상기 디바이스의 상기 BP로서 상기 적어도 하나의 검출된 BP 중 적어도 하나에 합류하는 단계(505), 및
    ii. 사전결정된 방식으로 결정된 비컨 기간 시작 시간에서 상기 디바이스의 상기 BP로서 새로운 BP를 시작하는 단계(503)
    중 하나를 수행할 것을 결정하는 단계를 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 합류하는 단계는,
    상기 디바이스의 상기 BP의 빈 슬롯을 선택하는 단계(505)와,
    선택된 상기 빈 슬롯에서 상기 디바이스의 자신의 비컨을 비커닝하는 단계(505)를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스의 상기 자신의 비컨에 다른 디바이스의 비컨에 관한 정보를 포함시키는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 확보하는 단계는, 상기 이웃하는 BP 내에서 상기 디바이스 자신의 비컨 내에 제 3 예약을 포함시켜 상기 BP를 공지하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 예약은, 유형 BP이고 우선순위=BP인 DRP 예약인
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 정상으로 동작하는 단계는,
    상기 미디어를 통해서 비컨을 수신하는 단계(601)와,
    유형 BP의 DRP 예약을 포함하는 비컨이 수신될 때,
    - 새로운 BP를 스캔하는 단계(603), 및
    - 새로운 BP가 검출될 때, 상기 새로운 BP를 확보하는 단계(602)를 수행하는 단계를 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 확보하는 단계는, 상기 디바이스의 상기 자신의 비컨 내에 제 4 예약을 포함시켜 상기 BP를 확보하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 4 예약은, 유형 BP이고 우선순위=BP(602)인 DRP 예약인
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는, 2개 이상의 BP가 공존한다면 디바이스가 BP를 선택적으로 스위칭하는 단계(605)(606)(607)를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 디바이스에 의해 BP를 스위칭하는 상기 단계는,
    비컨 내에 특수 스위칭 공지 필드를 포함시켜 새로운 BP를 공지하는 단계(606)와,
    상기 특수 스위칭 공지 필드를 포함하는 상기 비컨을 갖는 적어도 하나의 사전결정된 공지 수의 연속 슈퍼프레임에 대해 비커닝하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 비커닝 단계는,
    (a) - 상기 새로운 BP가 이미 확보되고 있는 것이 아니면, 상기 새로운 BP를 확보하도록 유형 BP의 DRP 예약을 포함시키는 단계, 및
    - 상기 새로운 BP가 이미 확보되고 있다면, 상기 비컨의 송신을 중지하는 단계를 수행하는 단계와,
    (b) 상기 새로운 BP에 비컨을 송신하는 단계
    로 이루어진 그룹 중에서 선택된 단계 중 하나를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는,
    또 다른 디바이스의 BP 스위칭 공지를 포함하는 비컨이 수신될 때,
    - 새로운 BP를 스캔하는 단계(603), 및
    - 새로운 BP가 검출될 때, 상기 새로운 BP를 확보하는 단계(602)
    를 수행하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  21. 제 2 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는 상기 BP를 종료하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  22. 제 2 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는, 사전결정된 수의 연속 슈퍼프레임에 대한 상기 BP 동안에 어떤 비컨도 수신되지 않을 때, 상기 디바이스의 DRP BP 예약을 제거하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는 적어도 2개의 BP가 충돌할 때, 더 이상 충돌 BP가 없을 때까지,
    (a) - 다른 충돌 BP의 디바이스를 위한 빈 비컨 슬롯이 있는지에 관해 각각의 충돌 BP를 검색하는 하위단계(608), 및
    - 적어도 하나의 충돌 BP를 비충돌 비컨 기간 시작 시간으로 이동시키는 하위단계(604)
    를 수행하는 단계와,
    (b) - 상기 자신의 BP을 위한 빈 비컨 슬롯이 있는지에 관해 위해 상기 슈퍼프레임을 검색하는 하위단계, 및
    - 상기 BP를 상기 슈퍼프레임 내의 상기 빈 슬롯으로 이동시키는 하위단계(608)
    를 수행하는 단계로 구성된 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 단계를 반복해서 수행하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는, 기존 DRP 예약이 BP와 충돌할 때 상기 충돌 DRP 예약을 비충돌 시간으로 이동시키는 단계(608)를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 정상적으로 동작하는 단계(507)(600)는 기존 DRP 예약이 BP와 충돌할 때 상기 BP를 비충돌 시간(604)으로 이동시키는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  26. 제 1 항에 있어서,
    제 1 항에 기재된 단계들이 수행된 후,
    - 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 각 디바이스(301)의 각 BP에서 동시에 비커닝하는 하위단계와,
    - 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 다른 디바이스(301)와 동일한 BP에서 비커닝하도록 자신의 BP를 스위칭하는 하위 단계
    로 구성된 그룹 중에서 선택된 하위 단계 중 하나를 수행함으로써 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 각 디바이스(301)가 상기 동일한 BP에서 비커닝하는 단계를 더 포함하는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    자신의 BP를 스위칭하지 않아도 되는 디바이스(301)는 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 각 디바이스(301)의 식별자에 기초하여 분산형 방식으로 선택되는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    자신의 BP를 스위칭하지 않아도 되는 디바이스(301)는 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 각 디바이스(301)의 상기 BP 내의 점유된 비컨 슬롯의 수에 기초하여 분산형 방식으로 선택되는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  29. 제 26 항에 있어서,
    자신의 BP를 스위칭하지 않아도 되는 디바이스(301)는, 상기 슈퍼프레임(102) 중 상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 디바이스(301)의 BP 내의 상기 비컨에 의해 예약된 부분의 크기에 기반을 두어 분산형 방식으로 선택되는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 디바이스 애드 혹 네트워크(300)의 각 디바이스(301)는 상이한 BP에서 비커닝할 수 있는
    분산형 비커닝 기간 프로토콜을 위한 방법.
  31. 애드 혹 네트워크 디바이스를 위한 분산형 비커닝 장치에 있어서,
    다른 애드 혹 네트워크 디바이스로부터 비컨(105) 및 데이터 전송을 수신하는 수신기(404)와,
    상기 애드 혹 네트워크 디바이스 자신의 비컨 및 데이터를 송신하는 송신기(401)와,
    수신된 비컨 및 송신하기 위한 상기 애드 혹 네트워크 디바이스 자신의 비컨을 처리하는 분산형 비컨 기간 프로세싱 소자(403)와,
    상기 분산형 비컨 프로세싱 소자(403)에 동작가능하게 연결된 제어기(402)를 포함하며,
    상기 제어기(402)는 상기 프로세싱 소자에게
    i. 미디어를 적어도 하나의 슬롯형 비커닝 기간(BP)(104) - 상기 슬롯형 BP(104)는 데이터 전송 기간(103)으로 이어짐 - 을 포함하고 사전결정된 비컨 슬롯 길이(202)를 각각 갖는 소정 수의 비컨 슬롯을 포함하는 슈퍼프레임(102) 시퀀스로 분할할 것과,
    ii. 상기 애드 혹 네트워크 디바이스의 상기 BP로서, 기존의 애드 네트워크 BP에 합류하는 것 또는 새로운 애드 혹 네트워크 BP를 시작하는 것
    을 지시하도록 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
  32. 제 31 항에 있어서,
    상기 제어기(402)는 상기 분산형 비컨 프로세싱 소자(403)에게
    iii. 이웃하는 BP 내의 상기 디바이스의 BP를 확보할 것(506)과,
    iv. 상기 디바이스의 상기 BP가 확보되면, 정상적으로 동작할 것(507)(600)
    을 지시하도록 더 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 디바이스의 상기 BP의 빈 슬롯을 선택하고,
    상기 선택된 빈 슬롯에 상기 디바이스의 자신의 비컨을 비커닝하도록 더 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 분산형 BP 프로세싱 소자는 유형 BP이고 우선순위=BP인 DRP 예약을 상기 디바이스의 상기 자신의 비컨 내에 포함시킴으로써 상기 디바이스의 상기 BP를 확보하여, 상기 BP를 이웃하는 디바이스에 공지하는
    분산형 비커닝 장치.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 분산형 BP 프로세싱 소자는 상기 디바이스의 상기 자신의 비컨에 다른 디바이스의 상기 비컨에 관한 정보를 포함하도록 더 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 제어기(402)는 상기 분산형 BP를 제어하여,
    - 상기 미디어를 스캔하여 상기 적어도 하나의 슈퍼프레임 동안 적어도 하나의 BP를 검출하고(502),
    - 적어도 하나의 BP가 검출되지 않으면, 사전결정된 방식으로 계산된 비컨 기간 시작 시간에서 상기 디바이스의 상기 BP로서 새로운 BP를 시작하며(503),
    - 적어도 하나의 BP가 검출되면,
    i. 상기 디바이스의 상기 BP로서 상기 적어도 하나의 검출된 BP 중 하나에 합류하는 것(505)과,
    ii. 사전결정된 방식으로 결정된 BP 시작 시간에 상기 디바이스의 상기 BP로서 새로운 BP를 시작하는 것(503)
    중 하나를 수행할 것을 결정하도록(504) 더 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    정상적인 동작(507)(600) 동안, 상기 제어기는,
    수신된 비컨이 유형 BP의 DRP 예약 및 다른 디바이스에 대한 BP 스위칭 공지 중 적어도 하나를 포함할 때,
    - 새로운 BP를 스캔하고(603),
    - 새로운 BP가 검출될 때, 상기 새로운 BP를 확보하며(602),
    이웃의 비컨이 수신될 때, 상기 이웃 BP를 확보하고(602),
    상기 디바이스가 상기 디바이스의 상기 자신의 비컨에서 BP 공지를 스위칭할 때, 사전결정된 공지 수의 연속 슈퍼프레임 동안에, 상기 디바이스는 BP를 스위칭하며(606),
    2개 이상의 BP가 공존한다면 선택적으로 BP를 스위칭하고(608),
    상기 BP를 종료하며,
    사전결정된 제거 수의 연속 슈퍼프레임에 대해 상기 BP 동안 어떤 비컨도 수신되지 않을 때 상기 디바이스의 DRP BP 예약을 제거하며,
    적어도 2개의 BP가 충돌할 때, 더 이상 충돌하는 BP가 없을 때까지, 다른 충돌 BP의 디바이스를 위해 충분히 빈 비컨 슬롯에 대해 각각의 충돌 BP를 검색하는 기능으로 구성되는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 기능을 반복적으로 수행하고, 적어도 하나의 충돌 BP를 비충돌 비컨 기간 시작 시간으로 이동시키며(608),
    기존 DEP 예약이 BP와 충돌할 때, 상기 충돌 DRP 예약을 상기 데이터 전송 기간의 비충돌 시간으로 이동하도록(604) 더 구성되는
    분산형 비커닝 장치.
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