KR101214131B1 - 무선 메쉬 네트워크를 위한 분산형 매체 접근 프로토콜 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선 통신에서 메쉬 네트워킹의 지원을 위해 매체 접근 프로토콜을 한정한다. 그것은 인트라-셀에 대한 구간 및 인터-셀 트래픽에 대한 구간을 한정한다. 인터-셀 트래픽동안 비컨 구간은 송신의 예약을 위해 사용된다. 이 구간에서 또한 메쉬 토폴로지에 대한 정보가 포함되고 병렬 송신이 지원된다. 이 매체 접근 프로토콜이 IEEE 802.11 메쉬 네트워크(802.11) 표준화에서 제안될 것으로 의도된다 할지라도, 이는 임의의 무선 메쉬 네트워크에서 사용될 수 있다.

Description

무선 메쉬 네트워크를 위한 분산형 매체 접근 프로토콜{DISTRIBUTED MEDIUM ACCESS PROTOCOL FOR WIRELESS MESH NETWORKS}

MBOA(MultiBand OFDM Alliance)는 초광대역(UWB) 주파수 대역에서 동작하는 WPAN(Wireless Personal Area Networks)를 위해 분산된 시스템이다. 미래의 트래픽을 위해 채널 자원 예약을 하는 DRP{분포된 자원 프로토콜(Distributed Reservation Protocol)}을 통해, MBOA 시스템은, 다른 회선 쟁탈(contention) 기반 프로토콜, 예컨대 우선순위화된 채널 접근{Prioritized Channel Access(PCA)}이 제공하는 것보다는 단일 홉 통신 시나리오에서 훨씬 더 높은 채널 접근 효율을 제공한다.

메쉬 네트워크(mesh network)는 두 개의 연결 장치, 즉 전체 메쉬 토폴로지(mesh topology) 혹은 부분 메쉬 토폴로지 중 하나를 사용하는 PAN(Personal Area Network :개인 영역 네트워크)이다. 전체 메쉬 토폴로지에서, 각 노드는 다른 나머지 각 노드에 직접 연결된다. 부분 메쉬 토폴로지에서, 일부 노드는 모든 다른 노드에 연결되지만, 그 노드들 중 일부는 대부분의 데이터를 교환하는 다른 노드들과만 연결된다. 메쉬 네트워크는 송신 전력 혹은 수신 감도를 증가시키지 않고 네트워크 가능 영역(coverage)의 지리적 확장을 제공하는 능력을 가진다. 메쉬 네트 워크는 또한, 루트 리던던시(route redundancy)를 통해 향상된 신뢰도 및 더 용이한 네트워크 구성을 제공하며, 데이터의 더 적은 재송신에 대한 가능성으로 인해 디바이스 배터리 수명을 증가시킬 수 있다.

무선 메쉬 네트워크는 멀티홉(multihop) 시스템이며, 이 시스템에서 디바이스는 네트워크를 통해, 특히 불리한 조건에서 패킷을 재송신함에 있어 서로 협조한다. 당업자는 최소의 준비를 구비한 위치에서 메쉬 네트워크를 수립할 수 있다. 그러한 메쉬 네트워크는 또한 애드 호크 네트워크로서 지칭된다. 메쉬 네트워크는 수천개의 디바이스로 쉽게 확장될 수 있는 신뢰성 있고, 플렉시블한 시스템을 제공한다.

원래 산업적인 제어 및 센싱을 위해 MIT에서 개발된, 무선 메쉬 네트워크 토폴로지는 애드 호크 멀티홉(ad hoc multihop) 네트워크로 명명된, 포인트 대 포인트 대 포인트, 혹은 피어 투 피어 시스템이다. 그러한 네트워크에서 노드는 메시지를 송신하고 수신할 수 있다. 더욱이, 메쉬 네트워크에 있는 노드는 또한 자신의 이웃 노드에 대해 메시지를 중계(relay)할 수 있는 라우터로서 동작할 수 있다. 중계 프로세스를 통해, 무선 데이터 패킷은 목적지로 가는 길을 찾아서 신뢰성 있는 통신 링크를 갖는 중간 노드(intermediate node)를 통과할 것이다. 무선 메쉬 네트워크에서, 복수의 노드는 서로 협력하여 자신의 목적지에 메시지를 중계한다. 메쉬 토폴로지는 네트워크의 전반적인 신뢰성을 향상시키는데, 이 신뢰성은 네트워크가 열악한 산업 환경에서 동작할 때 특히 중요하다.

도 1을 참조하면, 중계 프로세스를 통해, 무선 데이터 패킷은 신뢰성 있는 통신 링크를 갖는 중간 노드를 통과함으로써 자신의 목적지로의 자신의 길을 찾는다. 무선 메쉬 네트워크(10)에서, 복수의 노드(12,14,16)는 서로 협력하여 원래 노드(18)에서 목적지 노드(20)로 메시지를 중계한다. 메쉬 토폴로지(10)는 네트워크의 전반적인 신뢰성을 향상시키는데, 이 신뢰성은 네트워크가 열악한 산업 환경에서 동작할 때 특히 중요하고 유용하다.

인터넷 및 다른 피어-투-피어 라우터 기반 네트워크와 마찬가지로, 메쉬 네트워크(10)는 네트워크 전체의 복수의 여분의(redundant) 통신 경로를 제공한다. 임의의 이유(강한 RF 간섭의 도입 포함)로 노드 사이{예컨대, 노드(14와 16) 사이}의 한 링크가 끊긴다면(fail), 네트워크는 자동으로 대체 경로를 통해{예컨대, 노드(14)에서 노드(22)를 거쳐 노드(20)로} 메시지를 경로 지정한다.

메쉬 네트워크에서, 노드간의 거리 단축은 링크 품질을 현저하게 향상시킬 것이다. 만약 노드 간 거리가 2의 인자만큼 감소한다면, 결과 신호는 수신기에서 적어도 4배 더 강해진다(powerful). 이는 개별 노드에서 송신기 전력을 증가시킬 필요 없이 링크를 더욱 신뢰성 있게 만든다. 독자는, 메쉬 네트워크에서, 도달 거리(the reach)를 늘리고, 리던던시(redundancy)를 추가하며, 단순히 더 많은 노드를 네트워크에 추가함으로써 네트워크의 전반적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

초광대역(UWB)은 단거리에 대해 매우 낮은 전력으로 주파수 대역의 넓은 스펙트럼에 걸쳐 많은 양의 디지털 데이터를 송신하기 위한 무선 기술이다. 초광대역 무선은 매우 낮은 전력(0.5 mW 미만)으로 230 피트까지의 거리에 대해 엄청난 양의 데이터를 운반할 수 있으며, 더 높은 전력으로 동작하는 더 제한된 대역폭에서 신호를 반사하려는 다른 장애물 및 도어(door)를 통과하여 신호를 운반하는 능력을 가진다. 초광대역은 블루투스와 같은 다른 단거리 무선 기술에 비교할 만한데, 이 기술은 핸드헬드 무선 디바이스를 다른 유사한 디바이스를 구비한 핸드헬드 무선 디바이스 및/또는 예컨대 데스크톱 컴퓨터에 연결시키기 위한 표준이다.

초광대역은, (복수의 주파수 채널 상에서) 매우 광범위한 스펙트럼에 걸친 캐리어 신호 상에서, 매우 정확하게 타이밍되는 디지털 펄스들을 동시에 송신한다. 광대역 송신기 및 수신기는 수 조분의 1초의 높은 정확성으로 펄스를 송신하고 수신하도록 조정되어야 한다. 초광대역 시스템에 사용된 임의의 주어진 주파수 대역에서, 초광대역 신호는 대역 내 일반 신호보다 더 낮은 전력을 요구한다. 더욱이, 초광대역 신호의 예상되는 배경 잡음이 매우 낮아서 이론적으로는 어떠한 간섭도 가능하지 않다.

초광대역은 다양한 상황에서 사용되는데, 현재까지 UWB의 두 개의 보급된 어플리케이션은 레이더를 포함하는 어플리케이션을 포함하되, 여기서, 신호는 가까운 표면을 통과하지만, 더 멀리 있는 표면에서 반사되며, 대상(objects)이 벽 또는 다른 덮개 뒤에서 검출되는 것을 허용하고, 디지털 펄스를 이용한 음성 및 데이터 송신을 허용하고, 매우 낮은 전력으로 및 비교적 낮은 비용이 드는 신호가 제한된 범위 내에서 매우 높은 속도로 정보를 운반하는 것을 허용한다.

본 발명은 무선 통신에서 메쉬 네트워킹의 지원을 위한 매체 접근 프로토콜을 한정한다. 이것은 인트라-셀(intra-cell)에 대한 구간(phase) 및 인터-셀(inter-cell) 트래픽에 대한 구간을 한정한다. 인터-셀 트래픽 동안, 비컨 구간은 송신 예약을 위해 사용된다. 이 구간에서, 메쉬 토폴로지에 대한 정보 역시 포함되고 병렬 송신이 지원된다.

이러한 매체 접근 프로토콜이 IEEE 802.11 메쉬 네트워크 표준화(802.11)에서 제안될 것으로 의도되지만, 이는 임의의 무선 메쉬 네트워크에서 사용될 수 있다.

본 발명의 상기 요약은 본 발명의 각 실시예 및 모든 양상을 나타내는 것으로 의도되지 않는다.

본 발명의 방법 및 장치의 더 완전한 이해는 첨부된 도면에 연관하여 취해지는 다음의 상세한 설명을 참조하여 획득될 수 있다.

도 1은 메쉬 네트워크를 도시한 도면.

도 2는 예시적인 무선 시나리오의 다이어그램을 도시한 도면.

도 3은 예시적인 무선 멀티홉 시나리오의 다이어그램을 도시한 도면.

도 4는 공간의 재사용이 가능한 간단한 무선 메쉬 네트워크 시나리오를 도시한 도면.

도 5는 도 4의 시나리오에 대한 예시적인 트래픽/시간 다이어그램을 도시한 도면.

도 6은 AP-트래픽 및 메쉬-트래픽의 예시적인 교대를 도시한 도면.

도 7은 본 발명에 따라 BP 및 TxOP 소유권(ownership)을 포함하는 트래픽 단 계의 예시적 구조를 도시하는 도면.

도 8은 국(1)이 비컨을 송신하는 동안, 비컨 주기 접근 프로토콜이 국(4)에 의한 간섭을 피해야 함을 도시한 도면.

도 9는 세 개의 구역을 가지는 비컨 주기의 예시적인 상세 구조를 도시한 도면.

도 10은 예시적인 CF 파라미터 세트 및 BPOIE를 구비한 표준 802.11 비컨을 도시한 도면.

도 11의 (a),(b),(c)및 (d)는 본 발명의 실시예에 따라 비컨 시프트의 일 예를 도시한 도면.

도 12는 TxOP 소유권 IE의 예시적인 구조를 도시한 도면.

IEEE 802.11과 같은 무선 LAN을 위한 기존의 매체 접근 프로토콜은 멀티홉 통신을 효율적으로 지원하지 않는다. 그러므로, 자동 토폴로지 학습 및 동적 경로 구성을 가능하게 하는 무선 링크와 상호연결되는 접근점{Access Points(APs)}의 집합으로서 확장된 서비스 세트{Extended Service Set(ESS)}를 구축하는 것을 허용하는 절차를 찾아서 한정할 필요가 있다. ESS 메쉬는, 기본 서비스 세트{Basic Service Set(BSS)} 및 ESS와 국의 관계에 대해, 유선 ESS 와 기능적으로 등가이다.

본 발명의 실시예는 802.11 접근점(APs) 세트 사이에 무선 분산 시스템{Wireless Distribution System(WDS)}을 위한 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 제공한다. 다양한 실시예에 따라 동작하고 임의의 접근점과 관련된 이동 국은 1)주 어진 세트 내 임의의 접근점; 2) 그 세트 내 접근점에 관련된 임의의 이동 국, 및 3)메쉬 게이트웨이를 거친 임의의 연결된 외부 네트워크와 통신할 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에서, 언급된 점을 인에이블시키는 접근점 사이의 통신은, 특히 위치에 관해, 이동 국에 대해 투명할 것이다.

이러한 예시적인 무선 분산 서비스에서 접근점은 이중의 역할을 한다. 한편으로, 접근점은 특별한 특징을 관련된 국에 제공하는, 기본 802.11 AP로서 행동한다. 반면, 접근점은 자신이 무선국이며, 자신의 기본 서비스 세트(BSS)에 제공한 서비스를 실행하기 위해 서로 통신한다.

두 개의 BSS 및 하나의 분산 시스템(DS)을 가지는 예시적인 무선 시나리오의 전형적인 시나리오는 도 2에 도시된다.

BSS1(26)내 국 1(20), 국 2(22), 및 국 3(24)과 BSS2(32) 내 국 4(28), 및 국 5(30)는 두 개의 비-중첩 BSS를 구성한다. BSS1(26) 내 접근점(AP)(34) 및 BSS2(32) 내 접근점(36)은 인터-BSS 통신을 인에이블 시킨다. 무선 분산 시스템(WDS)에서 이러한 통신을 지원하는 MAC-메커니즘은 아래에 설명될 것이다.

본 발명의 실시예에 따라 가능한 시나리오에 관해 다음 가정이 이루어질 수 있다.

1) 접근점의 애드-혹 배치:

접근점의 공간적 위치는 자신 및 다른 접근점에게 알려져 있지 않은데, 접근점은 주어진 영역 내 임의로 배치될 수 있다. 환경의 구조, 이웃하는 AP간 거리, 및 간섭 상황에 대한 사전 지식이 없으며, 더욱이 AP 혹은 이들 사이의 장애물에 대한 지리적 정보를 획득할 가능성이 전혀 없다.

2) 접근점 토폴로지는 반-고정적(semi-stationary)이거나 고정적(stationary)이다.

임의의 AP 변화 속도는 관련 국 및 트래픽 패턴의 움직임에 비해 무시할 만하다.

3) 접근점의 네트워크는 완전히 연결되지 않는다.

실내-조건 혹은 제공될 넓은 영역으로 인해, AP간 직접 통신의 확률을 기술하는 AP의 통신 그래프가 완전히 연결되었다고 가정될 수 없다. 그러나, AP의 각 쌍은 가능한 일부 다른 AP의 경로에 의해 연결되어야 하는데, 이는 통신 그래프가 연결됨을 의미한다.

이러한 가정의 한 가지 내포된 점은 DS에서 간단한 방송의 불가능성인데, 이는 중앙화된 조정의 임의의 시도를 복잡하게 한다. 다른 하나의 내포된 점은 멀티홉-메커니즘의 필요성인데, 이는 AP가 다른 AP에 데이터를 중계하는 것을 허용하여 데이터가 최종 목적지로 계속 갈 수 있다.

멀티홉 통신이 요구되는 예시적인 시나리오는 도 3에서 도시되는데, 이는 무선 멀티홉 시나리오(40)이다. DS(42)와 AP(46) 및 AP(48) 간 멀티홉 연결(44)의 투명한 사용에 의해, BSS1(50)내 국은 인터넷(52)에 게이트웨이로서 행동하는 국 8(46)로 연결될 수 있다. 멀티홉 인에이블된 DS(42) 없이 이는 불가능한데, 왜냐하면 국 4(48)는 국 8(46)에 무선으로 도달할 수 없고 이것과 무선으로 통신할 수 없기 때문이다.

예시적인 접근점은 단지 단일 주파수 무선만을 소유한다. 이 요구조건은 AP의 구성을 간단하게 하고 구성 비용을 감소시키지만, DS와 모든 BSS가 동일한 무선 매체를 공유해야만 하는 복잡성을 야기하며, 가능한 충돌 및 효율 저하를 초래한다. MAC 프로토콜의 용이한 예시적인 개선은 이중-주파수(dual-frequency) 무선 혹은 심지어 다중-주파수(multi-frequency) 무선을 사용하여 달성될 수 있다.

아래에 설명되는 본 발명의 실시예에서, 국은 (1) 기본 802.11 - BSS의 결합 및 생성과 같은 관리 서비스를 제공할 수 있는 접근점이고, (2) 접근점 기능을 위해 필요한 능력을 획득하기 위해 피어들 간에 다중-홉 통신을 사용할 수 있는 무선 분산 시스템 내 국이며, 또한 (3)메쉬 네트워크 국 또는 메쉬 포인트(Mesh Point)인 것으로 한정되는 상기에 설명된 것과 같은 시나리오 내에 위치된다.

AP 트래픽 구간에서 사용되는, EDCA에 비해, 이 새로운 예시적인 MAC 프로토콜은 메쉬 네트워크에서 효율적인 멀티홉 통신을 허용한다. 동일한 길이의 협상된 송신 기회(TxOP)의 사용은 예측 가능한 매체 접근을 야기하는데, 왜냐하면, 모든 이웃하는 메쉬 포인트(Mesh Point)는 TxOP 동안 메쉬 네트워크 내 어느 메쉬 포인트가 어느 역할을 담당하는지를 알 수 있기 때문이다. 메쉬 포인트에 제공된 이 강화된 지식/ 정보는 프로토콜이 더 큰 공간 재사용을 허용하도록 하는데, 이는 예시적인 메쉬 네트워크의 용량 증가를 초래한다.

공간 재사용의 가능성을 위한 간단한 예는 도 4에서 찾을 수 있다. 메쉬 포인트{STA1(60), STA2(62), STA3(64) 및 STA4(68)}는 각각 자신만의 BSS 및 가능하게는 수 개의 관련된 이동 국을 가진다. 메쉬 포인트{STA1(60)}의 BSS 내 이동 국 은 메쉬 포인트{STA4(68)}{STA4(68)는, 예컨대 인터넷으로의 게이트웨이 혹은 포털이다}에 어드레스되는 트래픽을 생성하고, 메쉬 포인트{STA4(68)}는 트래픽에 응답한다.

메쉬 포인트{STA1(60) 및 STA4(68)}가 상호 간에 수신 범위 밖에 있으므로 서로 직접 통신할 수 없다. 이들은 메쉬 포인트{STA2(62) 및 STA3(64)}를 통해 2, 3개의 홉 루트(hop route)를 사용해야 하는데, 이들은 (1a-c)및 (2a-c)로서 도시된다.

메쉬 포인트{STA3 (64)}가, 송신 동안 메쉬 포인트{STA3(64)}에서 메쉬 포인트{STA1(60)}에 의해 생성된 간섭이 낮기 때문에 링크{(1a) 및 (2c)}의 동시 사용이 가능하다는 점을 추측할 수 있다면, 메쉬 포인트{STA3(64)}는 사용된 TxOP의 수가 링크(1a)에 대해 사용된 수와 동일해지도록 메쉬 포인트{STA4(68)}과 협상할 수 있을 것이다. 나중 정보는 메쉬 포인트{STA1(60) 및 STA2(62)} 사이의 협상 절차를 통해 메쉬 포인트{STA3 (64)}에서 직접 사용가능하다.

유사하게, 링크{(1a) 및 (2a)}는 동시에 사용될 수 있는데, 이는 도 5에서 주어진 바와 같은 예시적인 트래픽/시간 다이어그램을 초래한다. 도 5는 도 4에서의 시나리오에 대한 시간 동안 송신의 최적 정렬이다.

본 발명의 실시예가 공간적 재사용을 지원하지만, 어느 TxOP가 동시에 전송될수 있는지를 결정하기 위해 메쉬 포인트에 의해 사용되는 메커니즘은 본 발명의 범주에서 벗어난다.

본 발명의 예시적인 중요한 특징은 TxOP 예약에 의해 병렬 송신을 지원하는 MAC 프로토콜의 정의이다. 이것은 인트라-BSS 트래픽(AP 트래픽)에 대한 제 1 단계에서 및 인트라-DS(메쉬 트래픽)에 대한 제 2 단계에서 시간 간격(수퍼프레임)을 분할한다.

AP 트래픽 구간 동안, DCF, EDCA 및 HCCA와 같은 기존의 MAC 메커니즘은 국과 접근점 사이의 통신을 위해 사용된다. 메쉬 트래픽 구간은 회선 쟁탈이 없는 주기{contention free period(CFP)}의 사용에 의해 리거시 802.11로부터 보호된다. 메쉬 트래픽 구간은 비컨 주기로 분할되는데, 이것은 데이터 전송을 위해 매 두 개의 수퍼프레임마다 및 또다른 주기로 발생한다. 본 발명의 실시예는 이웃의 이웃 슬롯 점유의 포함 및 TxOP 협상 동안 병렬 송신의 지원과 같은 메쉬 토폴로지에 대한 개선을 가져온다. 고스트 비컨 주기, 버퍼 영역, 가변 비컨 길이, 짧은 어드레스 포맷, 누적 인지(cumulative Acknowledgement) 등과 같은 다른 메커니즘이 또한 예시적인 MAC 프로토콜의 성능을 향상시키기 위해 사용될 수 있다.

MAC 아키텍쳐

메쉬 포인트 내 예시적인 MAC 층의 주요 타겟 중 하나는, 관련된 802.11 국 또는 게이트웨이(포털)로부터 오는 데이터를 중계하기 위한 목적으로, 분산 시스템(DS)으로의 접근을 제공하는 것이다. 상이한 메쉬 포인트 간의 통신은 MAC 내부 관리 통신이거나, 혹은 이동 802.11 국과 이것의 접근점 간의 이전 통신의 영향 중 하나이다.

도 6을 참조하면, 예시적인 MAC 프로토콜은 단일 및 복수의 무선 메쉬 네트워크에 대한 효율적인 지원을 제공한다. 단일 무선 메쉬 네트워크에서, 인트라 BSS 트래픽과 인트라 DS 트래픽 간의 분할은 시간적으로 이루어진다: 즉, 메쉬 포인트와 관련 이동 국의 데이터 교환을 위한 단계는 메쉬 포인트 간 피어 트래픽으로 의도되는 구간과 교대한다. 제 1 구간에서의 트래픽은 AP 트래픽(70)으로 명명되는 반면, 제 2 구간에서의 트래픽은 메쉬 트래픽(72)으로 명명된다. 복수의 무선 메쉬 포인트로, AP 트래픽을 위한 하나 이상의 주파수 및 메쉬 트래픽을 위한 하나 이상의 주파수가 사용될 수 있다.

무선 자원의 효과적인 사용을 허용하기 위해, 단일 무선/단일 주파수 메쉬 네트워크에 대한 해법은 복수의 무선 해법보다 훨씬 더 복잡하다. 본 명세서에서 제안된 예시적인 실시예는 단일 및 복수의 주파수 해법을 지원할 수 있다. 우선, 단일 무선 메쉬 네트워크에 대한 해법을 논의할 것이다.

AP 트래픽 구간(ATP)(70)에서, 802.11 DCF, 802.11 e EDCA 또는 802.11 e HCCA는 메쉬 포인트 및 국에 의해 무선 매체(WM)로 접근하는데 사용된다. 따라서, ATP(70)는 또한 비(non) 802.11 국에도 적합하다. 메쉬 트래픽 구간(MTP)(72)은 임의의 비 메쉬 포인트(리거시 802.11 국)을 침묵시키기 위해 CFP(74)의 통지를 사용한다. 따라서, MTP는 인트라 DS 트래픽(즉,44)의 목적, 특히 좋은 멀티홉 성능을 지원하기 위해 구조화된다. 메쉬 트래픽 구간(72)은 아래 챕터 "메쉬 트래픽 구간" 부분에서 설명된다.

하나의 MTP(72)와 하나의 ATP(70)은 모두 802.11 표준으로부터 알려진 수퍼프레임(76)을 한정한다. 수퍼프레임(76)은 mSuperframeSize의 고정된 길이를 가진다. MTP(72)에 대해 사용되는 이 수퍼프레임(76)의 일부는 mMTPMinTime과 mMTPMaxTime 사이에 있어야 한다. ATP(70)의 지속 기간은 더 이상 제한되지 않는다.

802.11-국 침묵

표준 802.11에 따라, 각 CFP(74)는 타겟 비컨 송신 시간(TBTT)(80)에서 AP에 의해 비컨(78)의 송신으로 시작한다. 다른 정보 중에서, 비컨(78)은 AP의 기본 서비스 세트 내 회선 쟁탈 없는 주기(CFP)(74)의 지속 기간 및 수퍼프레임(76)의 지속 기간을 통지한다. 따라서, 다음 CFP의 시작 시간 역시 한정된다. 모든 802.11 표준은 CFP를 AP{802.11e 하이브리드 조정자(HC) 혹은 802.11 점 조정자(PC)}가 아닌 임의의 다른 국에 의해 개시될 수 있는 주기로 간주한다. 이전 비컨으로부터 학습했기 때문에 모든 802.11 국은 (만약 국이 회선 쟁탈 없이 CFP 폴링 가능한 경우) 폴링되거나 혹은 CFP가 끝날 때까지 채널에 접근하는 것을 제한할 것이다. 더욱이, 모든 국은 다음 CFP의 시작점이 발생할 때를 계산하여 알고 있으며, 다음 수퍼프레임/CFP의 시작에서 어떠한 비컨도 수신되지 않는다 할지라도 침묵할 것이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 어떠한 국도 HC 혹은 PC에 의해 폴링되지 않는다면 CFP(74)동안 무선 매체로 접근하지 않기 때문에, 리거시 802.11 회선 쟁탈과 독립적인 메쉬 조정 기능{Mesh Coordination Function(MCF)}은 CFP동안 사용될 수 있다. 모든 MTP는 비컨 주기(BP)(82)와 함께 시작한다. BP(82)동안 모든 메쉬 포인트는 비컨 프레임(84a-84e)를 송신한다. 각 국의 비컨 프레임에서, 그것은 CFP의 시작을 다음 CFP의 시작 시간을 포함하는 관련 국으로 통지한다. 모든 국이 그 다음 CFP를 고려하므로, 어떠한 특별 통지도 필요하지 않다. 그러므로, 예시적인 프로토 콜을 더 향상시키기 위해, AP는 모든 두 번째 BP(이것은 프로토콜 오버헤드로 간주될 수 있다)만을 선택적으로 사용할 수 있다. 따라서, 하나의 BP(82)는 두 개의 수퍼프레임에서만 필요하다. 빠진(missing) BP는 용어 "고스트 비컨 주기(GBP)"로 지시되는데, 여기서 국은 비컨을 예측하지만 수신하지 않는다.

GBP(86)를 구비한 MTP(72)를 뒤따르는 ATP(70)동안, 각 AP는 다가오는 MTP의 시작을 통지하기 위해 비컨을 송신해야 한다는 점을 인지하는 것이 중요하다. 도 6은 AP-트래픽과 메쉬-트래픽의 예시적인 교대를 도시한다.

메쉬 특정 프로토콜을 허용하는 수단으로서 CFP(74)를 사용하는 것은 특별한 주의를 요한다. 예를 들어, 비 802.11에서, "단축된" CFP라 불리는 상황이 발생할 수 있다. 국은, 송신이 CP(회선 쟁탈 주기)의 나머지보다 종료되는데 더 오래 걸릴지라도, CFP 이전에 송신을 시작할 수 있다. 그러므로, 802.11 AP는 CFP의 시작을 표시하는 TBTT에서 사용중인(busy) 매체를 감지할 수 있고, 송신이 종료될 때까지 비컨 송신을 제한할 수 있다. 이러한 행동은 지연만큼 CFP를 단축시키고, 따라서 소위 "단축된" 상황이라는 명칭을 제공한다.

"단축된" MTP는 예시적인 메쉬 네트워크에서 수용가능하지 않은데, 왜냐하면, 국들의 거리 때문에 "위반(disobedient)" 이동 국(88)을 듣지 못한 국이 존재할 수 있기 때문이다. 이들 국은 계획된 대로 MTP를 시작할 것이다. 따라서, 시작점은 비동기화될 수 있다. MTP의 시작에서, 휴지상태(idle)인 매체를 보증하기 위해, TBTT는 실제 시작 전 짧은 순간인 것으로 통지된다. 이 버퍼 구역은 정확하게 기본 PHY모드에서 최대 크기의 패킷 송신 지속 기간을 가지며, 따라서, "위반"국은 MTP 전에 송신을 중지할 것이다. AP는 다른 AP와의 충돌을 피하기 위해 802.11e EDCA를 사용하여 버퍼 구역에서 트래픽을 송신할 수 있다. 그러므로, 채널 시간이 허비되지 않으며, AP는 MTP의 시작에서 송신을 중지하는 것을 관리할 것이다.

메쉬 트래픽 구간(Mesh Traffic Phase)

MTP(72)에서, 모든 메쉬 포인트는 매체를 공유하기 위해 메쉬 조정 기능(MCF)을 사용한다. 두 개의 후속하는 동일한 길이의 구간, 즉, BP(82)로 시작하는 단계 및 GBP(86)로 시작하는 다른 단계는 다른 시작은 나머지 시간의 조정이 이루어지는 BP(82)에 의해 서로 연결된다. 구간 길이에 대한 제안은 비컨 내 IE에서 각 국에 의해 언급되는데, 임의의 국은 제안된 값의 최대값을 사용할 수 있다. 이 제안은 현재 MTP 쌍에는 영향을 미치지 않지만, 다음 쌍에는 영향을 미치는데, 왜냐하면 관련된 국의 침묵이 "예전(old)" 값으로 이루어지기 때문이다.

MCF는 두 개의 구간을 mTxOPLength(92)의 수개의 송신 기회(QoS 지원 802.11e 개정안으로부터 알려진, TxOP들)(90)로 분할하며, 하나 또는 몇 개의 TxOP(90)의 소유권을 획득하기 위한 프로토콜을 제공한다. 소유권 협상은 BP(82) 내 정보 요소(84a-84e)의 포함에 의해 수행된다.

몇 개의 BP 후 TxOP 소유권(90)의 협상이 끝나는데, 이것은 TxOP의 새로운 소유자와 의도된 수신자 간의 동의를 초래한다. 상기 동의는 수신자가 TxOP동안 소유자로부터의 송신을 위해 듣고 있음을 보증한다.

소유자와 수신자의 이웃에 있는 모든 다른 국들은 그러한 동의를 고려할 것이고, 따라서, (1) 소유자의 송신을 방해하는 경우 송신자가 되는 것을 제한하고 (2) 송신자가 소유주의 송신을 방해할 수 있는 경우 수신자가 되는 것을 제한할 것이다.

따라서, TxOP의 소유권은 이 시간동안 성공적인 송신의 최상의 가능한 기회를 보증한다. BPAP를 사용하여 수행되는 협상 프로세스는 아래에 "TxOP 협상"이라고 표제된 섹션에서 설명된다. 하나의 국의 관점으로부터, 하나의 메쉬 트래픽 구간동안의 시간 흐름은 도 7에 도시된다.

트래픽 구간의 시작 시, 각 메쉬 포인트는 비컨을 송신하는데, 이 비컨에서 메쉬 포인트는 하나 이상의 후속하는 TxOP의 소유권을 언급하되, 이것은 이미 협상된 것이다. BP 다음에, 소유자는 적합한 TxOP에서 송신할 수 있다.

일단 메쉬 포인트가 TxOP의 소유자이면, 그것은 데이터를 이전에 통지된 수신자에게 송신하는데 주어진 시간을 사용할 수 있다. 이 데이터는 다음 카테고리 중 하나에 위치한다.

1) 송신자의 BSS로부터 다른 BSS로 페이로드(payload)

다른 BSS로부터 또다른 BSS로 중계된 페이로드

이전 데이터 수신의 긍정적 혹은 부정적 인지

수신기에만 어드레스된 정보 요소

요약하면, MTP는 세 가지 빌딩 블록 내에 위치한다: 비컨 접근 프로토콜(섹션 " 비컨 주기 접근 프로토콜"), TxOP 소유권 협상(섹션 "TxOP 소유권"), 및 마지막으로 소유된 TxOP 동안 데이터 송신.

디바이스 ID

통상적인 시나리오, 예컨대 캠퍼스 환경에서 메쉬 포인트의 예상된 수는 통상적으로 32 이하이다. 그러므로, 메쉬 포인트들 사이에 트래픽을 어드레스하기 위한 6개의 옥텟 필드(802.11에 사용된 것과 같은)는 필요하지 않다. 메쉬 네트워크 내 모든 메쉬 포인트가 자신의 유일한 식별자를 가지는 것이 보증되는 한, 더 짧은 식별자가 사용될 수 있다. 네트워크 내 데이터 패킷의 소스 및 목적지는 공통 어드레스를 사용하여 여전히 어드레스된다. 그러나, 임의의 중간(intermediate) 메쉬 포인트는 MTP동안 송신기 및 수신기로서 mDevIdBits 비트 디바이스 ID(DEVID)를 사용한다.

랜덤 디바이스 ID를 선택하기 전에, 새로운 메쉬 포인트는 현재 트래픽을 듣고 비컨 주기 액세스 프로토콜로부터 모든 ID를 수집하여, 이웃에 있는 국과의 충돌 및 이웃의 이웃에 있는 국과의 충돌 역시 회피된다.

비컨 주기 접근 프로토콜

모든 2번째 MTP(72)는 비컨 주기(82)로 시작한다. 그것은 CFP(74)를 시작함으로써 비-메쉬 포인트(비 802.11 국)을 침묵시키는데 사용된다. 더욱이, 그것은 MTP의 나머지 및 및 다음 MTP에 있는 트래픽을 정렬하는데 사용되는데, 다음 MTP는 GBP로 시작한다.

도 9를 참조하면, 메쉬 조정 기능은 메쉬 포인트 사이의 무선 매체를 공유한다. 이는 다음과 같이 정렬된다. BP동안 비컨 주기 접근 프로토콜(BPAP)이 사용된다. BP는 작은 슬롯(84)으로 나뉘어진다. 도 9에 도시된 비컨 주기(82)에서 34 개의 슬롯(84)이 존재한다. 각 슬롯의 상태는 가까운 이웃에 유포된다. 이것은 동일 한 시간 슬롯 내 상이한 메쉬 포인트로부터 두 비컨의 충돌 가능성을 낮추기 위해 행해진다. 상기 유포는 세 개의 홉 거리에 대해 이루어진다. 이에 대한 이유는 도 8을 이용하여 설명된다. 도 8은 국 1(100)이 비컨(102)을 송신하는 동안 비컨 주기 접근 프로토콜은 국 4(106)에 의한 간섭(104)을 회피해야 한다.

여기서, 메쉬 포인트 국 1(100)에 의해 점유된 비컨 슬롯 동안 무선 매체에서의 상황이 도시된다. 메쉬 포인트의 송신 범위 내 모든 국(802.11s 메쉬 포인트 및 비 802.11s 국)은 메쉬 포인트의 비컨 프레임을 올바르게 수신해야 한다. 비컨 충돌은 만약 {국4(106)과 같은} 메쉬 포인트가 동일한 시간 간격으로 비컨을 송신한다면 수신 국에서 발생할 수 있다. 비컨 충돌을 방지하기 위해, 모든 비컨 내 비컨 주기 점유 정보 요소{beacon period occupancy information element(BPOIE)}는 비컨이 송신되거나 수신될 때에 관해 이웃하는 메쉬 포인트에 정보를 준다. BPOIE는 비컨 슬롯(예컨대 84a)당 네 개의 가능한 엔트리를 가진다. 네 개의 가능한 수단은:

비컨 슬롯은 송신 메쉬 포인트에 의해 점유된다.

메쉬 포인트는 차단된 비컨 슬롯에 대해 알고 있다. 그것은 이 비컨 슬롯을 점유하는 이웃을 들어야 한다.

메쉬 포인트는 이 비컨 슬롯 동안 간섭을 수신할 것이며 따라서 이 슬롯에서 수신을 보증할 수 없다.

메쉬 포인트의 관점에서, 비컨 슬롯은 자유롭다.

도 8에 있는 시나리오에서, 메쉬 포인트 STA1(100)은 비컨 정보를 비컨 슬롯 타입 1로 설정한다. 메쉬 포인트 STA2(108)은 비컨 정보를 비컨 슬롯 타입 2로 설정하는 식이다. 메쉬 포인트 STA2(108)은 이 정보를 비컨으로 전파한다. 메쉬 포인트 STA 4(106)이 메쉬 포인트 STA3(110)으로부터 이 슬롯에 관한 간섭 정보를 수신할 때, STA 4는 이 슬롯에서 송신하지 않을 것임을 알고 있는데, 왜냐하면:

메쉬 포인트 STA3(110)은 비컨을 성공적으로 수신할 수 없기 때문이며 또한/혹은

비컨이 다른 비컨과 충돌할 수 있기 때문이다.

충돌 회피의 이러한 예시적인 방법은 가상 빈 채널 평가{virtual clear channel assessment(V-CCA)}로 명명된다. 추가적으로, 국은 또한 종래의 물리적 빈 채널 평가(P-CCA)를 사용할 수도 있는데, 이는 하나의 BP 내 비컨 슬롯에서 발생하는 송신의 강도를 감지하고, 이후, 만약 mBPNoiseThreshold가 초과될 경우 사용되는 것으로서 슬롯을 표시함으로써 이루어진다.

다음 문단에서, 비컨 구조, BP에 참여하고 떠나는 프로세스, 충돌의 검출, 및 BP의 축소를 포함하는, BPAP의 상세한 예시적인 구현이 설명된다.

비컨 주기 타이밍 구조

도 6 및 9를 참조하여, BP(82)동안, 시간은 mBPSlotLength 길이의 간격으로 슬롯화된다. 임의의 비컨 송신은 간격의 시작점에서 시작해야 한다. mBPSlotPerTxOP 후속 간격은 TxOP(120)와 동일한 크기를 가진다. BP(82)의 지속 기간은 TxOP(120) 지속 기간의 배수이어야 한다. 도 9는 세 개의 구역을 가지는 비컨 주기의 상세한 구조를 도시한다.

하나의 비컨이 일부 후속하는 비컨 슬롯(84)를 점유할 수 있기 때문에, 동일한 크기의 비컨이 전용 구역 내에 정렬된다. 구역 번호 "i"(122)에서, 단지 "i"의 124배 길이인 비컨(mBPSlotLength)만이 허용된다. 구역 "i"(122)은 TxOP의 끝으로 끝나고, 더욱이 각 구역의 끝에서 "i"*mFreeSlotsInZone가 존재해야 한다. 이것은 새로운 메쉬 포인트가 이들 자유 슬롯(126)에서 비컨을 송신함으로써 BP(82)를 참여하도록 한다. 후속하는 구역(128)에서 제 1 비컨(127)의 소유자는, 만약 이전 구역 내 자유 슬롯의 번호가 이 번호 아래에 들어온다면, 자신의 슬롯을 자유롭게 할 책임이 있다. 만약 마지막 구역(122) 내 자유 슬롯(126)의 번호가 최솟값 아래에 있다면, 비컨 주기는 요구되는 번호만큼 증가한다.

만약 메쉬 포인트가 존재하지 않는 구역에 있는 비컨을 송신할 것이라면, 메쉬 포인트는 다음 더 작은 구역 내 비컨을 송신하고 BPOIE내 새로운 구역의 생성을 지시한다.

가능한 예시적인 비컨 주기가 도 9에 도시된다. 선택된 구성에서 TxOP(120) 마다 세 개의 슬롯이 존재하며, mFreeSlotsInZone은 2이다.

비컨 주기(82)의 최대 길이는 mMaxBPLength(92) TxOP에 제한되지만, 상당히 더 짧아질 수 있다. 비컨 주기(82)의 최대 길이는 메쉬 네트워크의 분리된 영역에서 심지어 달라질 수 있다.

다가오는 트래픽 구간에서 데이터를 송신하거나 수신하기 위한 임의의 메쉬 포인트는 점유되지 않은 비컨 슬롯의 시작에서 적어도 하나의 비컨을 송신하고 이웃 비컨을 청취해야 한다.

상이한 정보가 각 비컨에서 송신되는 한 메쉬 포인트가 BP에서 둘 이상의 비컨을 송신하는 것이 가능하다. 메쉬 포인트가 적절한 구역에서 적합한 크기의 단일 비컨에 자신의 정보를 송신하려고 시도하며, 필요시 새로운 구역을 생성할 것이 권유된다. 각 송신은 다음 비컨 슬롯이 시작하기 전에 적어도 mTimeBetweenBeacons의 가드 시간(guard time)으로 종료되어야 한다.

대안 비컨 타이밍 구조(Alternative Beacon Timing Structure)

도 9의 예시적인 BP 구조는 상이한 길이의 비컨에 대해 상이한 구역의 사용을 포함하지 않음으로써 간략화될 수 있으나, 이것은 BP 축소(BP Contraction)를 불가피하게 복잡하게 할 수 있다.

다른 예시적인 실시예 및 BP(82)에 대한 대안적인 제안에서, BP동안 임의의 비컨 정렬이 사용될 수 있다. 만약 메쉬 포인트가 비컨 송신을 중단한다면, 하나 혹은 수 개의 연속적인 슬롯의 간격(gap)이 생성된다. 생성될 간격은 (만약 비컨이 간격 바로 다음에 위치하는 경우) 슬라이딩(sliding) 혹은 점핑(jumping)중 하나에 의해 기존의 비컨으로 채워져야 한다. 효율적으로, 큰 점프는 몇몇 연속적인 작은 점프에 대해 바람직할 것이다. 이것은 비컨 슬롯으로 변경하는 의도의 처리 동안 후입 선출력(last-come-first-served) 전략에 의해 이루어질 수 있다. 예를 들어, 비컨이 자유 슬롯의 새로운 소유권을 통지하는 BP에서 마지막 비컨을 송신하는 메쉬 포인트는 슬롯을 얻을 것이다.

비컨 컨텐츠(Beacon Contents)

예시적인 비컨(78)은 두 개의 중요한 정보의 일부를 운반한다. 반면, 비컨은 비컨 구간 접근 프로토콜 및 트래픽 구간을 조정하는데 사용되는 정보 요소를 운반한다. 반면, 관련된 802.11 국은 비컨 구조의 이해가 가능해야 하므로 이 국은 CFP(74)의 시작을 식별할 수 있다.

두 개의 기능 중 후자를 제공하기 위해, 비컨 구조는 IEEE Wireless LAN Edition, 7.2.3 Management frames ff(본 명세서에 참조로 포함됨)에서 한정된 구조를 따라야 하는데, 이는 도 10에서 짧게 반복된다. 도 10은 예시적인 CF 파라미터 세트(152) 및 BPOIE(150)를 갖는 표준 802.11 비컨을 도시한다.

메쉬 포인트에 의해 송신된 모든 비컨(78)은 CFP(74)를 시작하므로, 비컨은 CF 파라미터 세트(152)를 포함해야 하되, 이것은 현재 및 다음 MTP(72)에 대해 관련된 국을 침묵시키며, 다음 MTP는 GBP(86)로 시작한다.

비컨 주기 점유 IE(BPOIE)(150)는 메쉬 네트워크 내 비컨 주기 접근 프로토콜 및 BP 슬롯 상태의 배포에 대해 책임이 있다. BPOIE에 있는 엔트리는 다음 문단에서 설명된다.

BP 길이(BP Length)

BPLength 필드(154)는 BP(82)의 현재 길이의 메쉬 포인트의 관점을 나타내는데 사용되며, 이것은 MTP(72)에서 데이터의 송신 혹은 수신을 시작하기 전에 메쉬 포인트가 비컨에 대해 청취하는 TxOP(120)의 개수이다. 이웃에서 BP 길이를 동기화하는 것이 중요하므로, 그것은

마지막 BP에서 마지막으로 들은 트래픽,

이 BP에서 수신된 비컨으로부터 보고된 것과 같이 마지막으로 점유된 슬롯, 및/또는

마지막 BP에서 수신된 비컨으로부터 보고된 것과 같이 마지막으로 점유된 슬롯 더하기 마지막 BP에서 (각 구역의 확장 슬롯에 의해) 구역의 개수를 인지하여 계산될 수 있는 자유 슬롯의 적절한 개수 중

의 최댓값으로서 계산된다. 상기 BP 길이는 mMaxBPLength(92)보다 결코 더 커지지 않아야 한다.

BP 비트맵(BP Bitmap)

예시적인 실시예의 비컨 송신에서, 디바이스는 BP(82)의 점유의 관점을 통지하는데, 이는 크기 2 * mBeaconSlotsPerTxOP * BPLength 비트인 BP 비트맵(156)을 송신함으로써 이루어진다. BP 비트맵(156)의 끝이 옥텟(octet)의 끝과 함께 들어가지 않는다면, BP 비트맵(156)은 임의의 메쉬 포인트에 의해 해석되지 않는 영(zero)으로 채워진다. BP 비트맵(156) 내 정보가 가능한 신규(fresh)이어야 하는데, 예컨대 막 수신된 비컨의 BP 비트맵의 정보를 포함한다.

BP 비트맵 내부의 각 비트 더블(bit double)은 정확히 하나의 비컨 슬롯에 대응한다. 상기 더블 내 있는 비트는 메쉬 포인트를 송신함으로써 알 수 있는 바와 같이 이 슬롯의 점유를 나타낸다. 4 개의 가능한 조합 및 이들의 의미가 표 1에 주어진다.

예시적인 BP 비트맵에 나타나는 바와 같이, 4 개의 가능한 비컨 슬롯 구문 상태

요소 값 (b1b0)	비컨 슬롯 해석
00	자유 슬롯 현재 송신하는 메쉬 포인트는 여기서 비컨을 수신한다.
01	송신 메쉬 포인트에 의해 점유됨 이 슬롯은 현재 송신하는 메쉬 포인트에 의해 점유되며, 이 메쉬 포인트는 이 슬롯 내 비컨을 송신했다/송신하는 중이다/송신할 것이다.
10	이웃하는 메쉬 포인트에 의해 점유됨 이 슬롯은 이웃 메쉬 포인트에 의해 점유되며, 현재 송신하는 메쉬 포인트는 이 슬롯 내 비컨을 성공적으로 수신했거나 혹은 만약 미래에 슬롯을 참조하는 경우 비컨을 수신하는 것을 예상한다.
11	이웃의 이웃 메쉬 포인트에 의해 점유됨 이 슬롯은 ●직접적인 이웃이 아니라 이웃의 이웃이거나 ●수신 범위 밖이지만 여전히 잡음을 생성 하는 메쉬 포인트에 의해 점유된다. 메쉬 포인트는 실존하는 간섭으로 인해 자신에게 보내진 비컨이 성공적으로 디코딩되지 않을 것으로 예상한다.

상기 BP 비트맵은 BP(82)동안 내부적으로 구성되며, 비컨이 수신되는 동안 새로운 정보를 포함한다. 각각의 송신된 비컨에서 가장 신규인 BP 비트맵이 송신된다.

소유자 벡터(Owner Vector)

엔트리가 10 혹은 11로 설정된 BP 비트맵을 가지는, 임의의 송신된 비컨에서, 소유자 벡터는 BP 비트맵 다음에 송신되어야 한다. 소유자 벡터는 BP 비트맵에서 10 또는 11로 설정되는 각 엔트리에 대해 mDEVIDBits 비트(158)로 구성되며, 적합한 메쉬 포인트의 DEVID를 나타낸다. 만약 DEVID가 송신 (엔트리가 11로 설정될 경우에만 나타날 수 있는) 메쉬 포인트에 알려지지 않는다면, DEVID는 영으로 설정된다.

Q 비컨 송신 및 수신(Q Beacon Transmission and Reception)

메쉬 포인트에 동력이 공급된 후, 메쉬 포인트 디바이스는 mScanBeacons 후속 BP에서 비컨에 대해 스캐닝한다. 만약 메쉬 포인트 디바이스가 스캐닝 후에 어떠한 유효 비컨도 수신하지 않는다면, 이후, 디바이스는 임의의 프레임을 송신하거나 수신하기 전에, BP(82)에서 제 1 비컨 슬롯(160) 내 비컨(78)을 송신함으로써 새로운 BP(82)를 생성한다.

만약 '단지 동력만 공급된' 메쉬 포인트 디바이스가 스캐닝 동안 하나 이상의 유효 비컨을 수신했다면, 새로운 BP(82)를 생성하지 않는다. 대신, 그 디바이스는 수신된 모든 비컨으로써 갱신된 내부 점유 맵{internal occupancy map(IOM)}을 구성한다. 내부 점유 맵은 mMaxBPLength 비트(92)로 구성된 비트맵이다. 각 비트는 BP(82)에서 비컨 슬롯(84)에 대응한다. 비트는 메쉬 포인트가:

이 슬롯의 소유자이되, 이는 전에 이 슬롯에서 비컨을 송신하는 것을 요구하는 슬롯 소유자이거나,

이 슬롯에서 비컨을 수신하거나,

BP 비트맵 내 대응하는 엔트리에서 01,10 또는 11인 비컨을 수신

하는 경우에 한해서 1로 설정된다.

그렇지 않으면, 비트는 0으로 설정된다.

점유 맵(및 수신된 비컨으로부터 계산될 수 있는 구역에 대한 정보)을 사용하여, 예시적인 메쉬 포인트는 송신될 비컨의 길이에 대응하는 구역 내 0으로 표시된 제 1 슬롯(들)(160)에서 비컨을 송신한다. 만약 적합한 구역이 존재하지 않으면, 메쉬 포인트는 마지막 자유 비컨 슬롯 내 비컨을 송신함으로써 새로운 구역을 생성한다.

만약 디바이스가 다음 섹션에서 설명된 바와 같은 비컨 충돌을 검출한다면, 상기 디바이스는 IOM 에서 0으로 표시된 또다른 슬롯을 랜덤으로 선택할 것이다.

비컨 충돌 검출 및 해소(Beacon Collision Detection and Resolving)

DEVID "x"를 구비한 메쉬 포인트가 BP "n" 내 비컨 슬롯 "j"에서 비컨을 송신하게 하자. 그 국은, 후속하는 BP 엔트리 "j"에서 이웃하는 메쉬 포인트에 의해 수신된 모든 비컨에서 BP 비트맵 내의 엔트리 "j"가 "10"으로 설정되고 소유자 벡터에서 대응하는 엔트리가 "x"이거나, 혹은 엔트리 "j"가 "00"으로 설정되는 경우에 한해서 비컨이 성공적으로 송신되었다고 간주할 것이다.

비컨이 성공적인 것으로 간주될 수 없다면, 메쉬 포인트는 비컨 충돌에 관련되며, 자신의 IOM을 사용하는 다른 자유 슬롯을 랜덤으로 선택할 것이다.

BP 떠남(BP Leaving)

만약 메쉬 포인트가 자신의 비컨 정보량이 감소했기 때문에 자신의 비컨 슬롯 중 하나를 자유롭게 하기를 원한다면, 메쉬 포인트는 BP(82)에서 마지막 비컨 슬롯을 자유롭게 한다. 메쉬 포인트는 이 슬롯이 BP 비트맵(156)에서 00으로서 표시되는 슬롯 내 마지막 비컨을 송신함으로써 출발을 추가로 통지한다.

BP 축소(BP Contraction)

만약 메쉬 포인트가, 자신의 IOM에 따라, 구역의 마지막 비컨 보유자이며 자유로운 것으로 표시된 슬롯이 존재한다면, 메쉬 포인트는 다음 절차에 의해 비컨을 자유로운 슬롯으로 시프트할 것이다. 만약 "j"가 자유 비컨 슬롯의 번호라면, 메쉬 포인트는:

원래 슬롯 내 비컨을 송신하며, BP 비트맵에서 슬롯 "j"를 "01"로 설정하고,

다음 BP내 슬롯 "j"에서 비컨을 송신하고, 또한/또는

위의 "BP 떠남"에서 설명한 바와 같이 출발 비컨을 (위의) 원래 슬롯(original slot)으로 송신할 것이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 비컨 시프트의 일 예를 도시한다. 우선, 슬롯"3"(160)은 DEVID"8"을 가지는 메쉬 포인트에 의해 자유로운 것으로 감지되며, 더욱이 DEVID"8"을 가지는 메쉬 포인트는 BP(82)에서 마지막 비컨을 송신하는 메쉬 포인트임을 알고 있다. 그러므로, 도 11의 (b)에서 메쉬 포인트는 슬롯(162)을 예약함으로써 슬롯"3"을 점유하려고 시도한다. 다음 BP에서, 메쉬 포인트는 슬롯 "3"(160)에서 자신의 비컨을 송신할 수 있고, 슬롯 "10"(166)에서 출발을 통지한다. 마지막으로, 도 11의 (d)에서 시프트는 성공적으로 완료된다.

확장 구역 및 따라서 다음 구역의 시작 혹은 트래픽 구간이 하나 이상의 비컨 시프트 이후에 시프트하는 것이 가능하다. 도 11은 BP 축소의 4 단계를 도시한다. 비컨 구역의 마지막 디바이스는 자신의 비컨 위치를 비컨 구역의 가장 최초의 빈 슬롯으로 이동시킨다. 이것은 4 단계의 과정이다. 우선, 자신의 비컨을 점유되지 않고, 빈 슬롯으로 이동시키려는 메쉬 포인트는 원래 슬롯 내 비컨을 통지하여 송신할 것인데, 이것은 자신의 비컨을 (BP 비트맵에서 "01"로 설정된)비컨 내 통지된 빈 슬롯으로 이동시키려고 하는 통지이다. 이후, 다음 BP 동안 양 슬롯 - 새로운 164 와 예전 166 - 내 비컨은 메쉬 포인트에 의해 이동된다. 그리고 마지막으로, 메쉬 포인트 디바이스는 마지막 슬롯(166) 내 비컨 프레임의 송신을 중지한다. 따라서, 비컨 구역은 축소되고, 사용되지 않는 비컨 슬롯은 데이터 송신을 위해 재사용될 수 있다.

TxOP 소유권(TxOP Ownership)

예시적인 비컨 주기 접근 프로토콜을 사용하여, 임의의 메쉬 포인트는 정보 요소(IE)를 자신과 이웃하는 메쉬 포인트 디바이스에 송신할 수 있다. 상기 IE는 현재 및 다음 MTP(72) 내 다가오는 TxOP(120)의 소유권을 협상하는데 사용될 수 있다. TxOP의 이전 협상이 중요한데, 왜냐하면 이는 무선 매체의 사용을 예측 가능하게 하며, 시간상 어느 시점에서 어느 이웃이 송신하는 중인지 및 어느 이웃이 수신하는 중인지에 관한 정확한 지식을 메쉬 포인트에 제공한다.

이 지식은 랜덤 액세스 프로토콜에 비해 일부 이점을 허용한다. 이점 중 하나는 낮은 충돌 가능성이다. 협상이 종료될 때, TxOP의 소유자는, 채널이 송신을 방해할 수 있는 임의의 메쉬 포인트에 의해 사용되지 않을 것을 보증할 수 있다.

개선된 지식의 다른 중요한 양상은 다른 환경에서는 실현할 수 없는 메쉬 포인트의 쌍 사이에 동시 전송을 용이하게 계획할 수 있는 능력이다.

TxOP 협상(TxOP Negotiation)

TxOP의 점유는 (협상이 성공적인 경우 TxOP의 소유자가 되는 )송신기와 수신기 간에 협상된다. 프로세스를 가속화하기 위해, 동일한 시간 주기 내 일부 TxOP을 협상하는 것이 가능하다. 더욱이, TxOP는 최대 mMaxNoOfReceivers 수신 메쉬 포인트를 보유할 수 있다. 이것은 송신기가 슬롯 사용을 최대화하는 것을 허용한다. TxOP 소유권은 따라서 멀티-TxOP 및 멀티-수신기일 수 있으나, 그것은 단 하나의 소유자만을 가질 수 있다.

새로운 점유의 협상은 참가자의 비컨 내 특별한 TxOP 소유권 정보 요소(OIE)를 포함함으로써 이루어진다. 추가적으로, 가용성(Availability) IE가 모든 참가자에 대해 자유로운 TxOP를 찾는 속도를 개선하기 위해 협상 전 혹은 협상 동안 포함될 수 있다. 예시적인 TxOP 소유권 IE의 구조가 도 12에 도시된다; 상이한 필드의 의미는 협상 단계에 의존한다.

비컨을 청취하는 모든 활성화된 메쉬 포인트는 내부 트래픽 구간 점유 맵을 구성하기 위해 OIE(172)를 처리해야 한다. 이 맵에서, 메쉬 포인트는 점유되거나 자유로운 것으로서 슬롯을 표시하며, 만약 점유된다면 메쉬 포인트는

슬롯에 송신을 원하는 메쉬 포인트인 슬롯의 소유자,

슬롯 동안 소유자로부터 데이터를 수신하는 것을 기대하는 이 슬롯의 수신자를 추가로 저장한다.

슬롯은, 만약

"점유된"것으로서 표시된 OIE를 수신하고, 및/또는

mNoiseThreshold 위인 이전 MTP동안 이 슬롯 내에서 잡음이 감지된다면, 점유된 것으로 표시된다.

실시예를 또다른 방법으로 관찰하면, 협상은 송신기 또는 수신기 사이에 양방향 핸드쉐이크로서 대략 보여질 수 있다. 핸드쉐이크의 첫번째 단계에서, 송신기는 일부 TxOP를 제안하며, 여기서 송신기는 데이터를 송신하려고 한다. 이후에 수신기의 응답이 이어지며 상기 응답은, 통지된 TxOP를 고정하거나, 제안을 거절함으로써 협상을 끝내며, 따라서 협상을 다시 시작한다.

OIE(172)의 상태 비트(170) 내 협상 상태를 나타냄으로써, 모든 이웃 메쉬 포인트는 협상이 끝나서 소유권을 고려해야 하는지 혹은 그것이 단지 제안되기만 했으므로 강제적이지 않은지의 여부를 안다. 후자의 경우, TxOP는 스스로 TxOP의 소유권을 예약할 수 있다. 이것은 선입선출(first come, first served) 기술로 이루어진다. 이것은 또한, 하나의 TxOP가 동일한 BP 내 두 개의 메쉬 포인트에 의해 예약되었다면, 더 이른 비컨이 TxOP를 획득한다는 것을 의미한다.

양방향 핸드쉐이크 때문에, 소유권 협상은 채널 점유를 시그널링하므로, 802.11 RTS/CTS 절차와 유사한 기능을 가진다. 그러나, 그것은 하나의 핸드쉐이크에서 일부 TxOP를 점유할 가능성 때문에 더 효율적이다.

더 자세하게는, 만약 메쉬 포인트가 MTP(72)에서 슬롯(84)을 소유할 것을 원한다면, 메쉬 포인트는 아마도 계산시 수신기(들)의 이전에 청취된 가용성 IE를 포함하는, (내부 맵에서 표시된 것과 같은) 자유 슬롯의 적합한 패턴을 선택함으로써 협상 프로세스를 시작한다. 메쉬 포인트는 선택된 TxOP, 의도된 수신기의 DEVID, 이 예약에서 메쉬 포인트의 역할("송신기") 및 소유권의 상태("통지됨")(170)를 나타내는 다음 비컨 내 OIE를 포함한다. ReservationID(172)는 이 송신기에 의해 현재 사용되지 않는 랜덤으로 선택된 값으로 설정될 것인데, 이것은 "더블"(Reservation ID, 송신기의 DEVID)가 예약을 고유하게 한정함을 내포한다.

임의의 메쉬 포인트는 역할을 "송신기"를 설정하는 OIE에서 자신의 DEVID의 발생에 대한 BP의 모든 비컨을 스캐닝할 수 있다. 만약 그러한 OIE가, ReservationID가 이미 사용중인지를 체크하는 디바이스에 의해 수신되었다면, 새로운 ReservationID는 새로운 협상을 나타낸다. 의도된 수신기는 그것이 통지된 소유권을 인지할 수 있는지의 여부를 평가하는데, 이것은 다음 상황에 있는 경우이다.

국부적으로 저장된 정보에 따라 통지된 TxOP동안 매체가 자유롭거나,

새로운 예약이 의도된 슬롯을 점유하는 예약(들) 보다 더 높은 우선순위를 가지거나 혹은,

병렬 송신이 높은 확률로써 가능하다.

더 높은 우선순위 예약은 실재하는 더 낮은 우선순위의 예약의 모든 슬롯은 아니지만, 일부를 이어 받도록 허용된다.

수신기는 자신만의 비컨에서 다음 파라미터를 가지는 OIE를 포함함으로써 OIE를 인지한다.

지시된 TxOP 및 ReservationID는 송신기의 OIE내에서와 동일하다.

Partner-ID는 송신기의 DEVID이다.

그 역할은 "수신기"로 설정된다.

소유권의 상태는 "점유된" 것으로 설정된다.

송신기의 OIE에서 일부 수신기에 의해 나타나는, 복수의 수신기 송신의 경우, 수신기는 다른 수신기가 제안된 슬롯을 수용하지 못하는 경우 협상 프로세스를 단축하기 위해 OIE 내 가용성 IE를 포함해야 한다. 상기 가용성 IE는, "예약된" 상태로 송신기에 의해 보내진 RIE가 수신될 때까지 포함되어야 한다.

수신기가 제안된 예약을 인지하지 못하는 경우, 응답 OIE의 소유권 상태는 "통지된"으로 설정된다. 더욱이, 상기 OIE는 OIE내 포함된 비트맵에서 의도된 송신을 위해 사용될 수 있는 모든 슬롯을 나타낸다. 이것은 송신기로 하여금 성공적인 예약을 더 잘 찾을 수 있게 할 것이다.

송신기는 모든 의도된 수신기로부터 혹은 mTryReservations 비컨 주기 동안 응답을 수신할 때까지, 어느 것이 먼저 발생했든 간에, "통지된" 점유를 계속 송신해야 한다.

송신기가 모든 의도된 수신기로부터 acknowledging OIE를 수집한 이후, 협상은 성공적으로 끝나고 송신기는 TxOP의 소유자가 된다. OIE를 도청한 네트워크 이웃에 있는 모든 다른 메쉬 포인트들은 소유권을 고려해야 한다. 의도된 수신기(들)은 데이터 송신을 위해 예약된 슬롯 동안 데이터 송신을 청취해야 한다.

만약 시작하는 비컨에서 RIE의 의도된 수신기가 제안된 슬롯이 점유되고 어떠한 다른 슬롯도 예약될 수 없다는 점을 발견한다면, 혹은 디바이스가 어떤 다른 사유로도 예약을 수용하지 않으려 한다면, RIE의 의도된 수신기는 다음 비컨에서

송수신기의 DEVID로 설정된 DEVID

초기 OIE의 ReservationID로 설정된 ReservationID

"수신기"로 설정된 역할

"통지된"것으로 설정된 소유권의 상태

0으로 설정된 예약 정보

를 갖는 RIE를 송신할 것이다.

그러한 RIE는 예약의 거절로서 해석될 것이고 개시자(initiator)는 이 수신기와 예약 협상을 재-시작하지 않을 것이다.

소유권 유지

성공적인 협상 후, 참가 메쉬 포인트는 점유된 TxOP를 지시하며 "점유된" 것으로 설정된 상태를 가지는 자신의 비컨 내 OIE를 계속 포함한다. 이들 비컨을 수신한 모든 다른 디바이스는 이 협상된 소유권을 부여받는다.

수신기 중 하나의 소유자가 점유를 바꾸기를 원하는 상황에서, 이 수신기들은 새로운 정보 및 이전 ReservationID를 가지며, 상태가 "통지된"으로 설정되는 OIE를 송신함으로써 협상 프로세스를 재시작할 수 있다. 만약 한 수신기가 협상의 재시작을 초기화했다면, 이 수신기는 비컨 내 가용성 IE를 포함해야 한다.

만약 송신기 혹은 수신기가 기존의 예약을 취소하기를 원하면, 이들은 취소 OIE를 송신하는데, 이 취소 OIE는 동일한 ReservationID, 상대방의 DEVID, 및 상태 "점유된"으로 구성되지만, 예약 정보는 0으로 채워진다. 모든 이웃 메쉬 포인트는 이 특별한 OIE를 수신한 후 그들의 내부 점유 맵으로부터 예약을 삭제할 수 있다.

인지(Acknowledgement)

ACK 프레임은 MSDU 혹은 MSDU의 세그먼트의 성공한 혹은 실패한 수신을 개별적으로 보고하기 위해 수신기에 의해 사용되는데, 이것은 송신기에 의해 이전에 송신되었다. TxOP의 소유권 때문에, 수신기는 데이터 프레임의 수신 직후 ACK 프레임을 송신하는 것이 허용되지 않는다. 멀티 수신 TxOP시, ACK 프레임을 송신하는 TxOP는 어쨌든 불가능할 것이다. 더욱이, 즉각적인 인지는 송수신기/수신기의 변경을 포함하는데, 이것은 이웃 메쉬 포인트에 대해 예측 불가하다.

그러므로, 본 발명의 실시예에서, 인지는 임의의 데이터 프레임이 관리되는 것과 동일한 방식으로 관리된다: 수신기와 송신기 사이에 협상된, TxOP는 점유되어야하며, ACK 프레임은 패킷 열을 사용하여 다른 프레임들과 함께 송신될 수 있다. ACK 프레임은 바람직하게는 송신기를 타겟으로 하는 프레임으로 송신된다.

결과적으로, 수신기는, 특히 수신기에 의한 적합한 TxOP 소유권이 존재하지 않아서 처음으로 생성되어야 하는 경우, 수신기가 제 1 프레임을 인지할 수 있기 전에 일부 데이터 프레임을 수신할 수 있다.

누적 ACK(cumulative ACK)

누적 ACK를 송신할 때, 수신기는 그것에게까지 송신되었지만, 누적 ACK에서 지시된 시퀀스/일부 번호를 포함하지 않는 모든 MSDU(혹은 MSDU의 일부)를 인지할 수 있다. 송신기는 송신 대기열(queue)로부터 지시된 것까지의 모든 MSDU를 삭제할 수 있다.

비트맵 ACK

비트맵 ACK는 마지막으로 수신된 패킷의 성공 혹은 실패 상태의 명시적인 열거이다. 시퀀스 제어 필드는 수신기에서 예상되는 다음 패킷의 다음 시퀀스/일부 번호를 지정하며, 이미 송신되었으나 오류와 함께 수신된 패킷을 배제한다.

첨부된 비트맵은 수신된 MSDU의 상태를 지시하며, (시퀀스 제어 필드로 나타낸 바와 같이) 마지막 성공적인 MSDU로 시작하는데, 각 시퀀스 번호에 대해 비트맵에서 두 개의 옥텟은 대응하는 MSDU의 최대 16단편(fragment)의 상태를 나타낸다. 비트맵에서 마지막 두 개의 옥텟은 올바르게 수신되지 않은 (모듈로의 견지에서) 가장 낮은 시퀀스 번호를 가지는 MSDU를 나타낸다.

송신기는 비트맵에서 마지막 두 옥텟의 대응하는 번호보다 더 낮은 시퀀스 번호를 가지는 MSDU 뿐만 아니라, 송신하는 대기열로부터 비트맵에서 성공적인 것으로 나타나는 모든 MSDU 단편을 삭제할 수 있다.

송신기로 향하는 한 프레임 내부에서 두 ACK 타입의 조합은 물론 가능하지만, 비트맵 ACK는 누적 ACK를 예상해야 하며, 첫번째 ACK의 콘텐트는 나중 것에 우선해야 한다.

ACK 프레임 타입 둘 다에서 버퍼 크기 필드는 바이트로 카운트 되는 이 특별한 송신기에 대해 예약된 수신기 버퍼에서 자유 공간의 양을 가리킨다. 이 크기 지시기는 송신기가 수신기를 과도 억제(overstraining)하는 것을 방지하기 위한 흐름 제어 메커니즘으로서 사용된다. 송신기는 다음 ACK를 기다려야 하기 전에 단지 주어진 양의 바이트만을 송신할 수 있다. 송신기 혹은 수신기에 의한 마지막 프레임의 재송신은 이 지시기를 갱신하기 위해 사용될 수 있다.

추가적으로, 정체 제어(congestion control)와 같은 구조가, 다음 ACK를 기다리기 전에 송신기가 보낼 수 있는 패킷의 최적 수를 추정하기 위해, 송신기에 의해 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예는 복수의 마스터 모듈(메쉬 AP) 및 복수의 슬레이브 모듈(STA)을 포함하는 통신 네트워크에서, 두 구간, 즉 기존의 매체 접근 메커니즘의 사용을 허용하기 위해, 인트라-BSS 트래픽(AP 트래픽)에 대한 제 1 구간, 및 인트라-DS 트래픽(메쉬 트래픽)에 대한 제 2 구간에서, 시간 간격(수퍼프레임)을 나누는 단계를 포함하는 매체 접근 제어의 방법을 포함할 수 있다. 제 2 구간은 모든 수퍼프레임마다 발생하는 비컨 주기를 포함하고, 송신 메쉬 포인트에서 알 수 있는 바와 같이 비컨 주기의 구조에 대한 정보를 포함하며, 이웃 및 이웃의 이웃 비컨 및 현재 메쉬 트래픽 구간 내 이 메쉬 포인트에 및 메쉬 포인트로부터의 계획된 송신 및 수신을 포함한다. 제 2 구간은 또한 단지 효율을 향상시키기 위해 모든 수퍼프레임마다 발생하는 비컨 주기를 포함하고, 모든 수퍼프레임마다 발생하는 비컨 주기와 동일한 정보를 포함하고, 이 메쉬 포인트에 및 이 메쉬 포인트로부터 연속적인 메쉬 트래픽 구간의 계획된 송신 및 수신에 관한 정보를 추가적으로 포함한다. 제 2 구간은 또한 협상된 TxOP의 송신을 위한 트래픽 구간을 포함하고, 또한 가능하면 동시적인 송신을 포함한다. 추가로, 본 발명의 실시예는 리거시(legacy) 국을 침묵시키기 위해 비컨 주기 내 회선 쟁탈 없는 주기의 통지를 사용하는 단계를 포함한다.

더욱이, 본 발명의 실시예는 비컨 주기(BP)를 슬롯으로 분할하는 단계로서, 디바이스는 자신의 비컨을 동적으로 확장하기 위해 복수의 슬롯을 사용할 수 있는 분할 단계, 비컨 주기 내 슬롯의 슬롯 길이를 동적으로 한정하는 단계와, TxOP 지속 기간의 배수로서 그리고 마지막 BP 내 마지막으로 들은 트래픽, 이 BP 내 수신된 비컨으로부터 보고된 것으로서 마지막으로 점유된 슬롯, 마지막 BP 내 수신된 비컨으로부터 보고된 것으로서 마지막으로 점유된 슬롯 더하기 적절한 수의 자유 슬롯으로, 이것은 마지막 BP 내 구역의 수를 인지함으로써(각 구역의 확장 슬롯에 의해) 계산될 수 있는 자유 슬롯 중 최댓값으로서 계산될 수 있는 BP 지속 기간을 한정하는 단계를 포함할 수 있다. BP 길이는 mMaxBPLength보다 결코 더 커질 수 없을 것이다. 게다가, 본 발명의 실시예는 가변 크기의 비컨 프레임의 사용으로 몇몇 후속하는 시간 슬롯을 점유하고 및 동일한 크기를 가지는 그룹으로 비컨을 정렬하는 것을 허용한다. 더욱이, 본 발명의 실시예는 메쉬 포인트는 정보를 갖는 둘 이상의 비컨을 송신하는 것을 허용하는 단계와 (갭 다음에 비컨이 바로 위치한다면)슬라이딩(sliding) 혹은 (후입 선출력 전략을 사용하는) 점핑(jumping)에 의해 사용되지 않은 비컨 슬롯을 채우는 단계를 포함한다.

본 발명은 또한 다음 절차에 의해 비컨을 자유 슬롯으로 시프트하는 마지막 비컨 홀더를 포함한다. 만약 "j"가 자유 비컨 슬롯의 번호라면, BP 비트맵에서 "01"로 설정된 슬롯 "j"를 가지는 원래 슬롯 내 비컨을 송신하고, 그 다음 BP에서 슬롯"j" 내에 비컨을 송신하고, 원래 슬롯에서 "BP 출발"에서 기술되는 것과 같은 출발 비컨을 송신할 것이다. 더욱이, 본 발명은 IEEE 802.11 표준 컴플라이언트 비컨 프레임 구조를 한정하는 단계를 포함하며, 이 비컨 프레임 구조는 BP 길이 필드, 이웃 및 이웃의 이웃 메쉬 포인트에 의해 점유된 비컨 슬롯의 정보를 구비한 BP 비트맵, 및 소유자 벡터로 구성되는 비컨 주기 점유 정보 요소를 포함한다.

본 발명의 실시예는 만약 OIE가 "점유된" 것으로서 표시되어 수신되고/되거나 mNoiseThreshold 위에 있는 이전 MTP동안 잡음이 슬롯에서 감지된다면, 활성 메쉬 포인트가 내부 트래픽 단계 점유 맵을 처리하기 위해 비컨을 듣고, 점유된 것으로서 BP 내 슬롯을 표시하는 단계를 더 포함한다. 그리고, 만약 메쉬 포인트가 점유되었다면, 추가적으로 슬롯의 소유자를 저장하되, 이 소유자는 그 슬롯에서 송신하기를 원하는 메쉬 포인트 및 슬롯 동안 소유자로부터 데이터를 수신하는 것을 기대하는 이 슬롯의 수신자이다.

추가적으로, 본 발명의 실시예는 메쉬 트래픽 단계동안 계획된 TxOP에 대한 소유권 정보를 송신하고 수신하는 단계를 더 포함하며, 상기 정보는, 소유자의 DEVID와 함께 소유권을 고유하게 식별하는 소유권 ID, 계획된 TxOP동안 정보의 송신자의 역할로서 송신자 또는 수신자 중 하나인 소유권의 상태, 통지되거나 점유되는 것 중 하나인 소유권의 상태이며, TxOP 동안 송신자의 역할에 따른 수신자 혹은 송신자 중 하나인, 상대방의 수 및 비트맵에 의해 지시되는 소유된 TxOP의 시작 시간으로 구성된다.

더욱이, 본 발명의 실시예는 메쉬 포인트가 소유권 정보를 수신하고 협상 상태에서 TxOP의 의도된 수신기이며 다음 상황에서 이 TxOP를 인지하는 단계를 포함할 수 있는데, 이 상황은 - 매체가 국부적으로 저장된 정보에 따라 통지된 TxOP동안 자유로울 때, 새로운 예약이 의도된 슬롯을 점유하는 예약보다 높은 우선 순위를 가질 때, 혹은 상세한 설명에서 설명된 바와 같은 병렬 송신이 높은 확률을 가지고 가능할 때이다. 더욱이, 본 발명의 실시예는 메쉬 포인트가 소유권 정보를 수신하고 협상시 TxOP의 의도된 수신기이지만, 이 소유권을 인지할 수 없으므로 가용성 비트맵으로서 TxOP를 재사용하는 "통지된" 소유권 정보에 응답하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가적인 실시예는 또한 메쉬 포인트를 포함할 수 있는데, 이는 TxOP의 의도된 수신기 및 송신기가 아니며, 만약 상태가 "점유된"으로 설정될 경우 TxOP의 통지된 소유권을 고려한다. 또한 본 발명의 실시예는 비컨 주기에서 제안된 값의 최대값에 기반하는 메쉬 트래픽 구간의 지속기간을 한정한다. 더욱이, 본 발명은 수퍼프레임의 실제 시작 짧은 순간 이전에 수퍼프레임의 시작(TBTT)을 통지하는 단계와, 비컨 주기동안 검출된 모든 Id를 수집한 후 랜덤으로 선택된 DEVID를 사용하여 메쉬 AP를 식별하는 단계를 포함한다. 더욱이, 본 발명의 실시예는 상이한 주파수에서 메쉬 트래픽과 AP 트래픽을 송신하는 단계를 포함하되, 여기서 수신기는, 누적 ACK에서 지시된 시퀀스/단편을 제외한, 수신기로 송신된 모든 MSDU(혹은 MSDU의 단편)를 인지한다. 송신기는 송신하는 대기열로부터 지시된 하나까지 모든 MSDU를 삭제할 수 있다. 본 발명의 실시예는 또한 ACK 정보가 송신기에 대한 자신의 데이터 송신에 다시 부가되는(piggyback) 방식으로 데이터 패킷의 성공적인 수신을 송신기로 다시 자신의 데이터 송신으로 시그널링 할 수 있는 수신기를 포함한다.

상기 기술된 본 발명과 방법의 많은 변경 및 실시예가 가능하다. 본 발명과 방법의 단지 특정 실시예는 첨부된 도면에 도시되고 이전의 상세한 설명에 기술되었지만, 본 발명이 개시된 실시예에 한정되지 않고, 다음 청구항에 의해 한정되고 설명된 바와 같이 본 발명에서 벗어남 없이 추가적인 재배열, 변경 및 대체가 가능함이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 모든 그러한 장치를 포함하며, 단지 다음과 같은 청구항에 의해 제한된다는 것을 이해해야 한다.

본 발명은 무선 통신에서 메쉬 네트워킹의 지원을 위해 매체 접근 프로토콜에 사용 가능하다.

Claims (19)

1. 네트워크(10) 내 매체 접근 제어의 방법으로서,

   시간 간격(76)을 제 1 단계(70)과 비컨 주기(82)를 포함하는 제 2 단계(72)로 분할하는 단계와,

   비컨 주기를 하나 이상의 슬롯(84)으로 분할하는 단계로서, 여기서 네트워크(10) 내 복수의 디바이스가 대응하는 비컨을 동적으로 확장시키기 위해 슬롯을 사용하는, 비컨 주기를 하나 이상의 슬롯으로 분할하는 단계와,

   비컨 주기(82) 내 각각의 슬롯(84)에 대한 슬롯 길이를 동적으로 한정하는 단계와,

   비컨 주기 지속 기간을 한정하는 단계를 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
2. 제1항에 있어서, 제 1 단계는 AP-트래픽(70)에 대해 사용되는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
3. 제1항에 있어서, 송신 디바이스(24)로부터 송신될 때, 비컨 주기(82)는 네트워크(10) 내 이웃하는 디바이스(22)와 관련된 비컨을 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
4. 제1항에 있어서, 비컨 주기 내 회선 쟁탈 없는 주기{Contention Free Period(CFP)}(74)를 통지하는 단계를 더 포함하되, 쟁탈 없는 주기(CFP) 통지는 쟁탈 없는 주기(CFP)(74) 동안 네트워크 내 국이 송신을 정지할 것(to be silent)을 지시하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
5. 제1항에 있어서, 비컨 주기(82) 지속 기간은 송신 기회(TxOP) 지속 기간(120)의 배수인, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 비컨 주기 지속 기간은 마지막으로 수신된 비컨 지속 기간, 현재 비컨 주기에서 수신된 다른 비컨으로부터 보고된 시간량, 및 마지막으로 수신된 비컨 주기 내 비컨으로부터 보고된 시간량과 자유 슬롯의 개수를 더한 값으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최대값으로 계산되어, 비컨 주기 지속 기간이 상기 복수의 송신 기회(TxOP) 지속 기간(120)의 배수가 되는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 비컨 주기 지속 기간은 최대 비컨 주기 길이(mMaxBPLength)(92)보다 크지 않은, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
8. 제1항에 있어서, 지속 기간 크기(122,128)별로 비컨 주기에서 각각의 슬롯에 대한 슬롯 길이를 정렬하는 단계를 더 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
9. 제1항에 있어서, 메쉬 포인트(36)로 하여금, 제 1 비컨 내 정보가 제 2 비컨 내 정보와 상이한 경우에만, 하나의 비컨 주기에서 상기 제 1 비컨 및 상기 제 2 비컨을 송신하는 것을 허용하는 단계를 더 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
10. 제1항에 있어서, 슬라이딩(sliding) 혹은 점핑(jumping)(162)에 의해 상기 비컨 주기에서 사용되지 않은 슬롯을 채우는 단계를 더 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
11. 제1항에 있어서, 비컨 프레임 구조를 IEEE 802.11 표준에 따르는 것으로 한정하는 단계를 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
12. 제11항에 있어서, 비컨 주기 점유{Beacon Period Occupancy(BPO)} 정보 요소{Information Element(IE)}(150)를 포함하는 단계를 더 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 비컨 주기 점유 정보 요소(BPOIE)는 비컨 주기 길이 필드(154), 비컨 주기 비트맵(156) 및 소유자 벡터를 포함하는, 네트워크 내 매체 접근 제어의 방법.
14. 무선 네트워크(10)로서,

    복수의 마스터 모듈(34,36), 및 복수의 슬레이브 모듈(22,24)을 포함하되, 상기 마스터 모듈 및 상기 슬레이브 모듈은 무선 분산 시스템을 위한 매체 접근점 프로토콜(MAC)을 사용하여 통신하며;

    상기 매체 접근점 프로토콜(MAC)은: 인트라-기본 서비스 세트(BSS) 트래픽(70)을 위한 제 1 구간 및 인트라-분배 시스템(DS) 트래픽(72)을 위한 제 2 구간을 포함하고, 상기 제 2 구간은 비컨 주기(82)를 포함하며, 상기 비컨 주기는 비컨 주기에서 각각의 복수의 슬롯에 대한 슬롯 길이를 동적으로 한정하는 하나 이상의 슬롯(84)으로 분할되며, 상기 복수의 슬롯의 지속 기간은 비컨 주기 지속 기간의 적어도 일부인, 무선 네트워크.
15. 제14항에 있어서, 마스터 모듈(34)은 상기 무선 네트워크(10) 내 접근점인, 무선 네트워크.
16. 제14항에 있어서, 상기 매체 접근점 프로토콜(MAC)은 송신 기회(TxOP) 예약에 의해 병렬 송신을 지원하는, 무선 네트워크.
17. 제14항에 있어서, 상기 인트라-분배 시스템(DS) 트래픽은 메쉬 트래픽(74)인, 무선 네트워크.
18. 제17항에 있어서, 상기 비컨 주기(82)는 송신 기회(TxOP) 지속 기간(120)의 배수인 비컨 주기 지속 기간을 가지는, 무선 네트워크.
19. 제17항에 있어서, 상기 복수의 슬롯은 사이즈 별로 상기 비컨 주기에서 정렬되는, 무선 네트워크.

Images