KR101215372B1 - 무선 네트워크에서의 채널 자원 할당 방법 및 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 네트워크에서의 채널 자원 할당 방법 및 디바이스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 채널 자원 할당 방법은, 무선 네트워크에서의 채널 자원 할당 방법에 있어서, 제1디바이스에서 제2디바이스로의 메시지 전송을 위한 제1 채널 자원과 상기 제2디바이스에서 상기 제1디바이스로의 메시지의 전송을 위한 제2 채널 자원의 할당을 요청하는 채널 자원 요청 메시지를 상기 제1디바이스 또는 상기 제2디바이스로부터 수신하는 단계와, 수퍼 프레임 내의 기 설정된 두 영역에 위치하는 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당을 알리는 지시 정보를 상기 무선 네트워크에 방송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
Figure R1020090036855
WVAN, 채널 자원, bi-directional, RTT, DTCP

Description

무선 네트워크에서의 채널 자원 할당 방법 및 디바이스{Method of allocating channel resources and device in a wireless network}
본 발명은 무선 네트워크에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 무선 네트워크에서의 채널 자원 할당 방법 및 디바이스에 관한 것이다.
최근에 통신, 컴퓨터 및 네트워킹 기술의 발달로 인해 수많은 종류의 네트워크가 개발되어 실생활에서 구현되고 있다. 네트워크는 유선 또는 무선 인터넷과 같이 전세계를 연결하는 대규모 네트워크가 존재하는 반면, 일반 가정 또는 직장 등과 같은 한정된 공간에서 가전 제품 사이를 연결하는 소규모의 유선 또는 무선 네트워크도 존재한다. 네트워크의 종류가 다양해짐에 따라 네트워크와 네트워크 사이또는 디바이스와 디바이스를 연결하여 서로 간에 통신을 수행할 수 있도록 하는 인터페이싱(interfacing) 기술 또한 다양해지고 있다.
도 1은 무선 사설망(WPAN: Wireless Private Access Network)의 일종인 WVAN(Wireless Video Area Network)의 일 예를 개략적으로 도시한 도면이다. WVAN은 가정과 같은 10m 이내의 한정된 공간에서 디지털 기기들 간에 무선 네트워크를 구성하여 약 7 GHz의 대역폭으로 4.5 Gbps 이상의 쓰루풋(throughput)을 확보하여 1080p A/V 스트림(stream)의 무압축 전송을 지원할 수 있는 무선 네트워크이다.
도 2는 WVAN에서 사용되는 수퍼프레임(superframe)의 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 2를 참조하면, 각 수퍼프레임은 비컨이 전송되는 영역(beacon region)과, 디바이스들의 요청에 따라 조정기에 의해 임의의 디바이스에 할당되는 예약 영역(reserved region)과, 조정기에 의해 할당되지 않고 조정기와 디바이스 간 또는 디바이스와 디바이스 간에 경쟁 방식(contention based)에 따라 데이터를 송수신하는 비예약 영역(unreserved region)으로 구성되며 각 영역은 시분할(time division)된다. 비컨은 해당 수퍼프레임에서의 타이밍 할당 정보와 WVAN의 관리, 제어 정보를 포함한다.
예약 영역은 디바이스의 채널 시간 할당 요청에 따라 조정기가 채널 시간을 할당함으로써 할당받은 디바이스가 다른 디바이스로 데이터를 전송하는데 사용된다. 예약 영역을 통해 명령어, 데이터 스트림, 비동기 데이터 등이 전송될 수 있다. 비예약 영역은 조정기와 디바이스 또는 디바이스와 디바이스의 사이에서 제어정보, MAC 명령어 또는 비동기 데이터 등을 전송하는데 사용될 수 있다. 비예약 영역에서의 디바이스 간 데이터 충돌을 방지하기 위해 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식 또는 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 적용할 수 있다. 각 수퍼프레임에서의 예약 영역 및 비예약 영역의 길이 및 개수는 수퍼프레임마다 다를 수 있으며 조정기에 의해 제어된다.
WVAN에서 특정 디바이스는 데이터 전송을 위한 채널 자원을 할당받기 위해 대역폭 요청 메시지(Bandwidth Request command)를 조정기에 전송한다. 상기 조정 기는 상기 디바이스에 할당할 채널 자원이 있는지를 체크하여, 채널 자원이 있는 경우 상기 디바이스에 요청된 채널 자원을 할당한다. 이때, 상기 디바이스에 할당되는 채널 자원에 대한 정보, 즉 타이밍 할당 정보는 이후에 전송되는 비컨을 통해 WVAN 내의 디바이스들에게 전달된다.
상기한 바와 같이, 예약 영역을 통해서는 명령어, 데이터 스트림, 비동기 데이터 등이 전송되고, 비예약 영역을 통해서는 조정기와 디바이스 또는 디바이스와 디바이스의 사이에서 제어정보, MAC 명령어 또는 비동기 데이터 등이 전송된다. 통상의 데이터 스트림이나 명령어 등을 전송하는데 있어서 상기의 채널 자원 할당 방법은 유용할 수 있다. 그러나, 디바이스 간에 데이터 또는 메시지 전송에 있어서의 일정한 제약, 예를 들어, 특정 디바이스가 다른 디바이스로 메시지를 전송한 후 상기 다른 디바이스로부터 이에 대한 응답 메시지를 수신하기까지 기 설정된 시간 제약이 있는 경우 등에 있어서는 상기의 채널 자원 할당 방법과는 다른 채널 자원 할당 방법을 고려할 필요성이 제기된다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 무선 네트워크에서 디바이스 간에 데이터 또는 메시지 전송에 있어서의 일정한 제약이 있는 경우에 그 제약을 충족시킬 수 있는 채널 자원 할당 방안을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 자원 할당 방법은, 무선 네트워크에서의 제1디바이스에서 채널 자원을 할당받는 방법에 있어서, 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 무선 네트워크의 조정기에 전송하는 과정과, 상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정과, 상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 수신하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 채널 자원 할당 방법은, 무선 네트워크의 조정기에서의 채널 자원 할당 방법에 있어서, 제1디바이스에서 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제1디바이스가 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 제1디바이스로부터 수신하는 단계와, 상기 제1디바이스로 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계와, 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 방송하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 디바이스는, 무선 네트워크에서 통신을 수행하는 디바이스에 있어서, 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 무선 네트워크의 조정기에 전송하는 과정과, 상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정과, 상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 수신하는 과정을 수행할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 양상으로서, 본 발명에 따른 조정기 디바이스는, 무선 네트워크의 조정기 디바이스에 있어서, 제1디바이스에서 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제1디바이스가 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 제1디바이스로부터 수신하는 과정과, 상기 제1디바이스로 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 과정과, 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 방송하는 과정을 수행할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 무선 네트워크에서 특정 메시지들의 송수신 시의 시간 제약이 설정된 상황에서 채널 자원을 확보하여 안정적으로 시간 제약을 충족시킬 수 있는 효과가 있다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 설명되는 본 발명의 실시예에 의해 본 발명의 구성, 작용 및 다른 특징들이 용이하게 이해될 수 있을 것이다.
WVAN은 가정과 같은 10m 이내의 한정된 공간에서 디지털 기기들 간에 무선 네트워크를 구성하여 약 7 GHz의 대역폭으로 4.5 Gbps 이상의 쓰루풋(throughput)을 확보하여 1080p A/V 스트림의 무압축 전송을 지원할 수 있는 무선 네트워크이다. WVAN은 물리계층으로서 HRP(high-rate physical layer)와 LRP(low-rate physical layer)를 지원한다. HRP는 1Gb/s 이상의 데이터 전송 속도를 지원할 수 있는 물리계층이고, LRP는 수 Mb/s의 데이터 전송속도를 지원하는 물리계층이다. HRP는 고지향성(highly directional)으로 유니캐스트 연결(unicast connection)을 통해 등시성(isochronous) 데이터 스트림, 비동기 데이터, MAC 명령어(command) 및 A/V 제어 데이터 전송에 사용된다. LRP는 지향성 또는 전방향성(omni-directional) 모드를 지원하며 유니캐스트(unicast) 또는 방송(broadcast)을 통해 비컨, 비동기 데이터, MAC 명령어 전송 등에 이용된다.
도 3은 WVAN에서 사용되는 HRP 채널과 LRP 채널들의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다. HRP는 57-66 GHz 대역에서 2.0 GHz 대역폭의 네 개의 채널을 사용하며, LRP는 92 MHz 대역폭의 세 개의 채널을 사용한다. 도 3에 도시된 바와 같이, HRP 채널과 LRP 채널은 주파수 대역을 공유하며 TDM(Time Divisional Multiplexing) 방식에 의해 구분되어 사용된다.
도 4는 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임(superframe) 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 각 수퍼프레임은 비컨(beacon)이 전송되는 비컨 영역과, 예약된(reserved) 채널 타임 블록(CTB: Channel Time Block) 영역 및 예약되지 않은(unreserved) 채널 타임 블록 영역을 포함하여 이루어진다. 상기 비컨(beacon)은 매 슈퍼 프레임의 도입부를 식별하기 위해서 상기 조정기에 의해서 주기적으로 전송된다. 상기 비컨은 스케줄링된 타이밍 정보, WVAN의 관리 및 제어 정보를 포함한다. 전술한 바와 같이, WVAN에서 특정 디바이스는 데이터 전송을 위한 채널 자원을 할당받기 위해 대역폭 요청 메시지(Bandwidth Request command)를 조정기에 전송한다. 상기 조정기는 상기 디바이스에 할당할 채널 자원이 있는지를 체크하여, 채널 자원이 있는 경우 상기 디바이스에 할당되는 채널 자원에 대한 정보, 즉 타이밍 할당 정보를 이후에 전송되는 비컨을 통해 WVAN 내의 디바이스들에게 방송한다. 각 디바이스는 상기 비컨에 포함된 타이밍 정보 및 관리/제어 정보 등을 통해서 상기 네트워크에서 데이터 교환을 할 수 있다.
상기 예약 CTB 영역은 디바이스의 채널 시간 할당 요청에 따라 조정기가 채널 시간을 할당함으로써 할당받은 디바이스가 다른 디바이스로 데이터를 전송하는데 사용된다. 상기 예약 CTB 영역을 통해 명령어, 데이터 스트림, 비동기 데이터 등이 전송될 수 있다. 특정 디바이스가 예약 CTB 영역을 통해 다른 디바이스로 데이터를 전송하는 경우 HRP 채널을 사용하며, 데이터를 수신하는 디바이스가 수신된 데이터에 대한 수신 확인 신호(ACK/NACK)를 전송하는 경우 LRP 채널을 사용할 수 있다.
상기 비예약 CTB 영역은 조정기와 디바이스 또는 디바이스와 디바이스의 사이에서 제어정보, MAC 명령어 또는 비동기 데이터 등을 전송하는데 사용될 수 있다. 상기 비예약 CTB 영역에서의 디바이스 간 데이터 충돌을 방지하기 위해 CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 방식 또는 슬롯 알로하(slotted Aloha) 방식을 적용할 수 있다. 상기 비예약 CTB 영역에서는 LRP 채널만을 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 만일, 전송될 제어정보나 명령어가 많을 경우 LRP 채널에 예약 영역을 설정하는 것도 가능하다. 각 수퍼프레임에서의 예약 CTB 및 비예약 CTB의 길이 및 개수는 수퍼프레임마다 다를 수 있으며 조정기에 의해 제어된다. 도 4에는 도시되지 않았지만, 긴급한 제어/관리 메시지를 전송하기 위해서 비컨 다음으로 위치한 경쟁 기반 제어 구간(CBCP: Contention-Based Control Period)을 포함한다. 상기 CBCP의 구간 길이는, 일정 임계치(mMAXCBCPLen)를 설정하고 상기 임계치를 넘지 않도록 설정된다.
도 5는 WVAN의 디바이스에 구현된 프로토콜 계층구조를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, WVAN에 포함된 각 디바이스의 통신 모듈은 그 기능에 따라서 적어도 2개 이상의 계층(layer)으로 구분될 수 있으며, 일반적으로 PHY 계층(31)과 MAC 계층(30)을 포함하여 이루어진다. 상기 디바이스의 통신 모듈은 상기 각 계층을 관리하는 개체를 포함하는데 상기 MAC 계층을 관리하는 개체를 MLME(MAC Layer Management Entity)(300), 상기 PHY 계층을 관리하는 개체를 PLME(PHY Layer Management Entity)(310)라고 한다. 또한, 상기 통신 모듈은 각 디바이스의 상태 정보를 수집하고, 호스트와 무선 디바이스 간의 제어 통로(interface) 역할을 하는 디바이스 관리 개체(device management entity: DME)(320)를 포함한다.
이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적 특징이, WiHD 시스템 상에서의 DTCP-IP(Supplement E DTCP Mapping to IP)를 위한 RTT(Round Trip Time) 테스트에 응용된 예이다. DTCP(Digital Transmission Content Protection) 프로토콜은 비디오 스트림의 전송과 재생 중 콘텐츠 불법 복제를 방지하기 위한 프로토콜로서 그 표준으로 "Digital Transmission Content Protection Specification Vol. 1 and Vol. 2"가 정의되어 있다.
DTCP는 IEEE 1394 케이블 용으로 개발된 프로토콜로서, 이를 확장하여 WiHD와 같은 홈 네트워크에서의 IP(Internet Protocol) 용으로 사용하기 위해서 부가 지역화(AL: Additional Localization) 과정이 추가된다. 부가 지역화 과정이 필요한 이유는 IEEE 1394 케이블 용으로 개발한 DTCP 프로토콜을 홈 네트워크 용으로 확장하면서 사용 거리를 제한할 필요성이 있기 때문이다.
RTT 테스트는 소스 디바이스가 전송한 데이터 스트림을 수신하는 싱크 디바이스가 인증된 디바이스인지를 확인하기 위해 수행된다. RTT 테스트의 수행 전에 소스 디바이스와 싱크 디바이스는 인증키(AKE: Authentication Key)를 교환 과정을 거친다. RTT 테스트 과정에 들어가면 상기 소스 디바이스와 싱크 디바이스는 RTT 테스트 준비를 위한 메시지들을 교환한다. 상기 RTT 테스트 준비를 위한 메시지들을 교환한 후에, 상기 소스 디바이스는 암호화 파라미터인 'N'을 RTT_SETUP(N)_CMD 메시지를 통해 상기 싱크 디바이스로 전송한다.
상기 소스 디바이스와 싱크 디바이스는 상기 암호화 파라미터 'N'을 이용하여 상기 공유된 인증키(AKE)를 다음의 수학식 1 및 수학식 2에 따라 암호화하여 각각 MAC1A와 MAC2A 및 MAC1B와 MAC2B를 계산한다.
MAC1A=MAC1B=[SHA-1(MK+N)]msb80
MAC2A=MAC2B=[SHA-1(MK+N)]lsb80
상기 싱크 디바이스는 상기 RTT_SETUP(N)_CMD 메시지에 대한 응답으로 ACCEPTED(N)_RSP 메시지를 상기 소스 디바이스로 전송한다.
이후에 상기 소스 디바이스는 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 통해 상기 싱크 디바이스로 상기 산출된 MAC1A를 전달하고, 상기 싱크 디바이스는 ACCEPTED(MACK2B)_RSP 메시지를 통해 MAC2B를 전달한다. 이후에, 상기 소스 디바이스는 상기 싱크 디바이스로부터 전달받은 MAC2B를 자신이 계산한 MAC2A와 비교하고, 상기 싱크 디바이스는 상기 소스 디바이스로부터 전달받은 MAC1A를 자신이 계산한 MAC1B와 비교하는 과정을 통해 RTT 테스트를 수행하게 된다. 상기 과정을 통해 싱크 디바이스가 인증되면 상기 소스 디바이스는 상기 싱크 디바이스를 RTT 레지스트리(registry)에 추가한다.
상기의 RTT 테스트 과정에서, 상기 소스 디바이스가 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송한 시점부터 7 ms 이내에 상기 싱크 디바이스로 부터 상기 ACCEPTED(MACK2B)_RSP 메시지를 수신해야 하는 시간 제약이 설정된다. 즉, 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송한 시점부터 7 ms 이내에 상기 ACCEPTED(MACK2B)_RSP 메시지를 수신하지 못하면 상기 RTT_SETUP(N)_CMD 메시지를 전송하는 과정부터 다시 진행하게 된다.
도 6은 상기 RTT 테스트 과정 중에서 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지 및 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지의 송수신 과정를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 6에서, WVAN의 소스 디바이스 및 싱크 디바이스에는 DTCP-IP를 위한 계층(layer) 또는 엔터티(entity)가 구현된다. 상기 DTCP-IP를 위한 계층 또는 엔터티는 상기 소스 디바이스 및 싱크 디바이스의 DME에 포함되어 구현되거나 또는 별도의 상위계층 또는 엔터티로 구현 가능하다. 도 6에서는 상기 DTCP-IP를 위한 계층 또는 엔터티가 DME에 구현된 것을 가정한다.
도 6을 참조하면, 상기 소스 디바이스의 DME는 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송할 것을 지시하기 위해 RTT_TEST_CMD.req 프리미티브를 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME로 전달한다[S71]. 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME는 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 상기 싱크 디바이스로 전송한다[S72]. 상기 싱크 디바이스의 MAC/MLME는 RTT_TEST_CMD.ind 프리미티브를 상기 싱크 디바이스의 DME에 전달하여 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지가 수신되었음을 알린다[S73]. 상기 싱크 디바이스의 DME는 상기 싱크 디바이스의 MAC/MLME로 RTT_TEST_CMD.rsp 프리미티브를 전달하여 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지에 대한 응답으로 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 전송할 것을 지시한다[S74]. 상기 싱크 디바이스의 MAC/MLME는 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 상기 소스 디바이스로 전송한다[S76]. 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME는 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지가 수신되었음을 알리기 위해 상기 소스 디바이스의 DME로 RTT_TEST_CMD.cfm 프리미티브를 전달한다[S76].
도 6에서, 'RTT'는 상기 소스 디바이스의 DME가 상기 RTT_TEST_CMD.req 프리미티브를 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME로 전달한 때로부터 상기 RTT_TEST_CMD.cfm 프리미티브를 전달받아야 하는 시점까지의 시간 제한(time limit)으로서 본 실시예에서는 7 ms로 설정된다. 'MaxTI'는 상기 시간 제한을 충족시킬 수 있는 한도에서 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME가 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 상기 싱크 디바이스로 전송한 시점으로부터 상기 싱크 디바이스로부터 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 수신해야 하는 시점까지의 최대 시간 간격(Maximum Time Interval)을 의미한다. 'MaxTI'는 상기 시간 제한(RTT)과 상기 소스 디바이스에서의 메시지 전송을 위한 데이터 프로세싱 시간을 고려하여 설정된다. 'MinTI'는 상기 시간 제한(RTT)을 충족시킬 수 있는 한도에서 상기 싱크 디바이스의 MAC/MLME가 상기 싱크 디바이스의 DME로 상기 RTT_TEST_CMD.ind 프리미티브를 전달한 시점으로부터 상기 RTT_TEST_CMD.rsp 프리미티브를 전달받는 시점까지 소요되는 최소 시간 간격(Minimum Time Interval)을 의미한다.
도 6에서, 상기 소스 디바이스의 DME가 상기 RTT_TEST_CMD.req 프리미티브를 전달한 시점으로부터 상기 시간 제한(RTT) 내에 상기 RTT_TEST_CMD.cfm 프리미티브 를 전달받기 위해서는, 상기 소스 디바이스가 상기 싱크 디바이스로 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송한 시점으로부터 상기 최소 시간 간격(MinTI)보다 더 크고 상기 최대 시간 간격(MaxTI)보다는 더 작은 간격을 갖고 상기 싱크 디바이스로부터 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 수신할 수 있는 채널 자원이 보장되어야 한다.
도 7은 상기의 상황을 WVAN에서 사용되는 수퍼프레임을 통해 설명하기 위한 도면이다. 상기 수퍼프레임의 길이는 20 ms라고 가정한다. 도 7에서, 상기 시간 제한(RTT)을 충족시키기 위해서는, 상기 소스 디바이스는 'A' 구간 내에서 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 상기 싱크 디바이스로 전송해야 하고, 'B' 구간 내에서 상기 싱크 디바이스로부터 상기 ACCEPTED(MAC2B).RSP 메시지를 수신해야 한다.
경쟁 방식(contention based)에 의해 상기 메시지들을 송수신할 경우 상기의 조건 충족의 확실성을 보장할 수 없으므로, 상기 소스 디바이스 또는 싱크 디바이스는 상기 메시지들의 송수신을 위한 채널 자원을 할당받아야 한다. 이때, 상기의 조건을 충족할 수 있는 범위 내에서 하나의 연속적인 채널 자원, 즉 연속적인 다수의 CTB들을 할당받는 것도 가능하지만 이는 채널 자원의 낭비를 초래한다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예에서는 상기 소스 디바이스에서 상기 싱크 디바이스로 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송하기 위한 제1 채널 자원(a)과, 상기 제1 채널 자원(b)과 분리된 것으로서 상기 싱크 디바이스에서 상기 소스 디바이스로 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 전송하기 위한 제2 채널 자원을 할당받는 것을 고려 한다. WVAN에서 상기 제1 및 제2 채널 자원은 적어도 하나 이상의 CTB를 의미한다.
도 8a는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 8a에서, 소스 디바이스와 싱크 디바이스 간의 인증키 교환 과정(S91), RTT 테스트 준비를 위한 메시지들의 교환 과정(S92), 상기 소스 디바이스가 상기 싱크 디바이스로 RTT_SETUP(N)_CMD 메시지를 전송하는 단계(S93), 상기 소스 디바이스 및 상기 싱크 디바이스에서 각각 MAC1A와 MAC2A 및 MAC1B와 MAC2B를 산출하는 단계(S94) 및 상기 싱크 디바이스에서 상기 소스 디바이스로 ACCEPTED(N)_RSP 메시지를 전송하는 단계(S95)는 상기 RTT 테스트 과정을 통해 설명한 바와 같다. 다만, 도 8a에서는 상기 소스 디바이스 및 상기 싱크 디바이스에서 각 메시지를 전송하기 위한 내부 계층 간의 프리미티브 전달 과정이 추가되었으나, 이는 자명한 사항이므로 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 ACCETED(N)_RSP 메시지를 수신한 상기 소스 디바이스는 상기 싱크 디바이스와 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지 및 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 교환하기 위해 요구되는 채널 자원을 할당받는 절차를 수행한다[S96]. 상기 채널 자원 할당 절차는 상기 소스 디바이스와 WVAN의 조정기(coordinator) 간에 수행된다.
도 8b는 상기 채널 자원 할당 절차를 수행하는 과정(S96)을 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 8b를 참조하면, 상기 소스 디바이스의 DME는 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME로 MLME-ADD-STREAM.req 프리미티브를 전달하여 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지 및 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 교환하기 위해 요구되는 채널 자원의 할 당을 요청할 것을 지시한다[S961]. 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME는 상기 조정기에 BW 요청 메시지(bandwidth request command)를 전송한다[S962]. 상기 BW 요청 메시지는, 요구되는 채널 자원이 상기 소스 디바이스에서 상기 싱크 디바이스로 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송하기 위한 제1 채널 자원과 상기 제1 채널 자원(b)과 분리된 것으로서 상기 싱크 디바이스에서 상기 소스 디바이스로 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 전송하기 위한 제2 채널 자원임을 알리는 지시정보를 포함한다.
표 1은 상기 BW 요청 메시지의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸다.
Octets: 1 1 13 ... 13
Command ID Length BW request item 1 ... BW request item n
표 2는 표 1의 각 'BW request item' 필드의 데이터 포맷의 일 예이다.
Octets:1 1 1 1 2 2 2 1
Target ID Stream request ID Stream Index Number of time blocks Time block duration Minimum Schedule Period Maximum Schedule Period Request Control
표 3은 표 2의 'Request Control' 필드의 데이터 포맷의 일 예를 나타낸다.
Bits: 3 1 1 1 1 1
Priority Static Request PHY mode Beam formed Bi-directional Reserved
표 3에서, 'Bi-directional' 필드는 요청되는 채널 자원이 상기 소스 디바이스의 입장에서 메시지의 송신 및 수신을 위한 양방향(bi-directional)의 채널 자원, 즉 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원임을 표시하는 필드이다. 예를 들어, 'Bi-directional' 필드가 '1'로 설정되면 양방향 채널 자원을 의미하고, '0'으로 설정되면 하나의 연속적인 채널 자원의 할당을 요청하는 것을 의미하는 것으로 약속할 수 있다. 그 반대의 경우도 가능하다.
상기 소스 디바이스로부터 상기 BW 요청 메시지를 수신하면, 이를 알리기 위해 상기 조정기의 MAC/MLME는 상기 조정기의 DME로 MLME-ADD-STREAM.ind 프리미티브를 전달한다[S963]. 상기 조정기의 DME는 상기 소스 디바이스로부터 요청받은 채널 자원, 즉 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당이 가능한지를 체크하여[S964], 가능할 경우 상기 소스 디바이스에 요청된 채널 자원을 할당할 것을 결정한다. 이때, 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 수퍼프레임 상에서의 위치, 배치 간격(spacing) 및 각각의 구간 길이는 WVAN 내에서 고정된 값으로 미리 설정된다. 예를 들어, 특정 WVAN이 처음에 형성될 때 조정기의 시그널링에 의해 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 수퍼프레임 상에서의 위치, 배치 간격 및 구간 길이 등과 관련된 정보를 디바이스들 간에 공유할 수 있다. 상기의 방식에 의해 WVAN 내의 특정 디바이스로부터 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당 요청이 있을 경우 조정기는 상기 특정 디바이스로 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당 여부만을 표시하여 전달함으로써, 할당 가능한 경우 상기 특정 디바이스는 미리 알고 있는 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 정보를 이용하여 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원을 이용하여 메시지들을 송수신할 수 있다. 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원이 특정 디바이스에게 할당되지 않는 동안에는 다른 용도, 예를 들어, 경쟁 방식의 비예약 CTB로 활용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 수퍼프레임 상에서 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서, 수퍼프레임에서 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 위치, 배치 간격 및 구간 길이는 고정된 값을 갖는다. 다만, 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원을 특정 디바이스에게 할당되었는지의 여부에 따라 다른 용도를 갖는다. 즉, 도 9의 (N-1) 번째 수퍼프레임 또는 (N+1) 번째 수퍼프레임의 경우에서처럼 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원이 특정 디바이스에게 할당되지 않은 경우 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원은 일반적인 비예약 CTB와 동일한 방식에 의해 임의의 디바이스에 의해 사용될 수 있다. 그러나, 도 9에서 N 번째 수퍼프레임의 경우처럼, 특정 디바이스의 채널 자원 할당 요청에 의해 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원이 할당된 경우 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원은 예약 CTB가 되어 상기 할당받은 특정 디바이스에 의해서만 사용될 수 있다. 도 9에서, 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원 간의 배치 간격(BCS)은 상기 최소 시간 간격(MinTI)보다 더 크고 상기 최대 시간 간격(MaxTI)보다는 더 작은 간격을 갖는 것이 바람직하다.
도 8b에서, 상기 조정기의 DME는 상기 소스 디바이스에 요청된 채널 자원의 할당이 가능함을 알리기 위해 상기 조정기의 MAC/MLME로 MLME-ADD-STREAM.rsp 프리미티브를 전달한다[S965]. 상기 조정기의 MAC/MLME는 'Reason Code' 필드가 'SUCCESS'로 표시된 BW 응답 메시지(bandwidth response command)를 상기 소스 디바이스로 전송한다[S966]. 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME는 상기 소스 디바이스의 DME로 'ReasonCode' 필드가 'SUCCESS'로 표시된 MLME-ADD-STREAM.cfm 프리미티브를 전달하여 요청된 채널 자원이 할당 가능함을 알린다[S967].
상기 조정기의 DME는 특정 수퍼프레임에 대한 비컨(beacon)의 방송을 위해 상기 조정기의 MAC/MLME로 MLME-BEACON.req 프리미티브를 전달한다[S968]. 상기 조정기의 MAC/MLME는 WVAN에 비컨을 방송한다[S969]. 상기 방송되는 비컨에는 상기 소스 디바이스 및 싱크 디바이스에게 할당되는 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원에 대한 할당 정보를 포함하여 상기 수퍼프레임 내에서의 전체 채널 자원의 할당 정보가 포함된다. 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원에 대한 할당 정보는 상기 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당이 가능한지의 여부에 대한 정보를 포함한다.
표 4는 WVAN에서 사용되는 비컨의 데이터 포맷의 일 예이다.
Octets: 8 2 1 variable ... variable 4
MAC control header Beacon control RATB end time IE1 ... IEn PCS
WVAN의 각 디바이스에 할당되는 채널 자원과 관련된 정보는 상기 비컨에 'Reserved Schedule IE'의 형태로 포함된다. 표 5는 상기 비컨에 포함되는 'Reserved Schedule IE'의 데이터 포맷의 일 예이다.
Octets: 1 1 8 8 ... 8
IE index IE length Schedule block 1 Schedule block 2 ... Schedule block n
표 6은 표 5의 'Schedule block' 필드의 데이터 포맷의 일 예이다.
Octets: 2 1
Schedule info Stream index
표 6에서, 'Stream Index' 필드는 해당 채널 자원 할당과 관련된 스트림(stream)을 지시하는 정보를 포함한다. 표 7은 표 6의 'Schedule info' 필드의 데이터 포맷의 일 예이다.
Bits: 6 6 1 1 1 1
SrcID DestID Static PHY mode Beam formed Bi-directional
표 7에서, 'ScrID' 필드는 채널 자원이 할당되는 소스 디바이스의 식별정보(ID)를 포함하고, 'DestID' 필드는 싱크 디바이스의 식별정보를 포함한다. 'Static' 필드는 할당되는 스케쥴 블록이 정적(static) 스케쥴인지 또는 동적(dynamic) 스케쥴인지를 지시하는 정보를 포함하고, 'PHY mode' 필드는 HRP 모드를 사용할지 또는 LRP 모드를 사용할지를 지시하는 정보를 포함한다. 'Beam formed' 필드는 빔포밍(beam forming)이 사용되는지를 지시하는 정보를 포함한다. 'Bi-directional' 필드는 할당 요청된 채널 자원, 즉 제1 채널 자원 및 제2 채널 자원의 할당이 가능한지를 지시하는 정보를 포함한다.
상기 비컨이 수신되면 상기 소스 디바이스의 MAC/MLME는 상기 소스 디바이스의 DME로 MLME-BEACON.ind 프리미티브를 전달한다[S970].
다시 도 8a를 참조하면, 상기한 바와 같은 채널 자원 할당 과정(S96)에 따라 상기 소스 디바이스가 채널 자원을 할당받은 후에, 상기 소스 디바이스는 할당받은 상기 제1 채널 자원을 이용하여 상기 싱크 디바이스로 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 전송한다[S97]. 상기 싱크 디바이스는 상기 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지를 수신하고 이에 대한 응답으로 할당받은 상기 제2 채널 자원을 이용하여 상기 소스 디바이스로 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 전송한다[S98]. 상기 싱크 디바이스도 상기 조정기에 의해 방송되는 비컨을 수신하므로 상기 제2 채널 자원의 할당 정보를 획득할 수 있고, 이에 따라 상기 제2 채널 자원을 이용하여 상기 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지를 전송할 수 있다.
이상의 실시예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들이 소정 형태로 결합된 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려되어야 한다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시예를 구성하는 것도 가능하다. 본 발명의 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함시킬 수 있음은 자명하다.
본 발명에 따른 실시예는 다양한 수단, 예를 들어, 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예는 하나 또는 그 이상의 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서, 콘트롤러, 마이크로 콘트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 일 실시예는 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차, 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.
이상에서 사용된 용어들은 다른 것들로 대치될 수 있다. 예를 들어, 디바이스는 사용자 장치(또는 기기), 스테이션(station) 등으로 변경될 수 있고, 조정기는 조정(또는 제어) 장치, 조정(또는 제어) 디바이스, 조정(또는 제어) 스테이션, 코디네이터(coordinator), PNC(piconet coordinator) 등으로 변경되어 사용될 수 있다.
도 1은 WVAN의 구성의 일 예를 도시한 것이다.
도 2는 WVAN에서 사용되는 수퍼프레임(superframe)의 구조의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 WVAN에서 사용되는 HRP 채널과 LRP 채널들의 주파수 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 WVAN에서 사용되는 슈퍼 프레임(superframe) 구조의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 WVAN의 디바이스에 구현된 프로토콜 계층구조를 도시한 도면이다.
도 6은 RTT 테스트 과정 중에서 RTT_TEST(MAC1A)_CMD 메시지 및 ACCEPTED(MAC2B)_RSP 메시지의 송수신 과정를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 상황을 WVAN에서 사용되는 수퍼프레임을 통해 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하기 위한 절차 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 수퍼프레임 상에서 설명하기 위한 도면이다.

Claims (9)

  1. 무선 네트워크에서의 제1디바이스에서 채널 자원을 할당받는 방법에 있어서,
    제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 무선 네트워크의 조정기에 전송하는 단계;
    상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 수신하는 단계를 포함하는, 채널 자원 할당 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 CTB를 이용하여 상기 제2디바이스로 상기 RTT 테스트 메시지를 전송하는 단계와,
    상기 제2 CTB를 이용하여 상기 제2디바이스로부터 상기 RTT 응답 메시지를 수신하는 단계를 더 포함하는, 채널 자원 할당 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 채널 자원 요청 메시지는 상기 양방향 채널 자원이 할당되어야 하는 시 간 제한(time limit)과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 자원 할당 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시간 제한과 관련된 정보는 상기 제1 CTB 및 제2 CTB 간의 최소 시간 간격 및 최대 시간 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 자원 할당 방법.
  5. 무선 네트워크의 조정기에서의 채널 자원 할당 방법에 있어서,
    제1디바이스에서 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제1디바이스가 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 제1디바이스로부터 수신하는 단계;
    상기 제1디바이스로 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 방송하는 단계를 포함하는, 채널 자원 할당 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 채널 자원 요청 메시지는 상기 양방향 채널 자원이 할당되어야 하는 시간 제한과 관련된 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 자원 할당 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 시간 제한과 관련된 정보는 상기 제1 CTB 및 제2 CTB 간의 최소 시간 간격 및 최대 시간 간격을 포함하는 것을 특징으로 하는, 채널 자원 할당 방법.
  8. 무선 네트워크에서 통신을 수행하는 디바이스에 있어서,
    제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 무선 네트워크의 조정기에 전송하는 과정;
    상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 수신하는 과정; 및
    상기 조정기로부터 상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 수신하는 과정을 수행할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 하는, 디바이스.
  9. 무선 네트워크의 조정기 디바이스에 있어서,
    제1디바이스에서 제2디바이스로 RTT 테스트 메시지를 전송하기 위한 제1 CTB와 상기 제1디바이스가 상기 제2디바이스로부터 RTT 응답 메시지를 수신하기 위한 제2 CTB를 포함하는 양방향 채널 자원의 할당을 요청하기 위한 채널 자원 요청 메시지를 상기 제1디바이스로부터 수신하는 과정;
    상기 제1디바이스로 상기 양방향 채널 자원의 할당 가능 여부를 지시하는 정보를 포함하는 응답 메시지를 전송하는 과정; 및
    상기 양방향 채널 자원의 할당정보를 포함하는 비컨을 방송하는 과정을 수행할 수 있도록 설정된 것을 특징으로 하는, 조정기 디바이스.
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