KR101370355B1 - 협력적 ｍａｃ 프로토콜에서의 자동 파트너 선택 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 현존하는 협력적 MAC(CMAC: Cooperative MAC) 프로토콜에서의 자동 파트너 선택을 위한 시스템(600), 디바이스(500) 및 방법(400)을 제공하며, CMAC 프로토콜은 협력을 확립하기 위해 송신준비(RTS), 송신소거(CTS) 및 파트너-송신소거(PCTS) 핸드셰이킹을 사용한다. 본 발명은, 또한 기꺼이 협력할 "최적의(best)" 파트너/릴레이(500.R.k)가, 파트너 선택에 관한 결정을 하는 소스(500.S.i) 없이, 송신 디바이스(즉, 소스)를 위해 목적지(500.D.j)로 정보를 중계하는 것을 가능하게 한다. 즉, 본 발명은, 파트너/릴레이(500.R.k)의 선택에 소스의 개입 없이, 기꺼이 협력할 최적의 파트너/릴레이(500.R.k)가 자동으로 "개입(step in)"하게 되는 새로운 메카니즘을 제공한다. 이러한 메카니즘은 경쟁을 기초로 하며 파트너는 오직 분산된 방법으로 지역 정보를 사용하여 "선택"된다.

Description

협력적 ＭＡＣ 프로토콜에서의 자동 파트너 선택{AUTOMATIC PARTNER SELECTION IN THE COOPERATIVE MAC PROTOCOL}
본 발명은, 협력을 확립하기 위해 송신준비(RTS: Ready-to-Send), 송신소거(CTS: Clear-to-Send) 그리고 파트너-송신소거(PCTS: Partner-Clear-To-Send)를 사용하는, 새로운 협력적 MAC(CMAC: Cooperative MAC) 프로토콜에서의 자동 파트너(partner) 선택과 관련이 있다.
협력적 무선 네트워크에서, 송신 디바이스{즉, 소스(source)}는 수신 디바이스{즉, 목적지(destination)}로 부분적인/완전한 정보를 송신하기 위해 파트너(partner){즉, 릴레이(relay)}에 의존한다. 이러한 방법으로, 목적지는 두 개의 디바이스, 즉 소스와 릴레이로부터, 두 개의 상이한 무선 링크(link)/경로(path)를 통해, 따라서 이른바 공간적 다이버시티 이득(spatial diversity gain)을 초래하면서, 정보를 수신한다. 다이버시티 이득을 최대화하기 위해, 좋은 파트너를 선택하는 것은 협력적 무선 네트워크의 성능에 결정적이다.
프로토콜의 IEEE 802.11 군(family)은, 채널을 예약(reserve)하고, 숨겨진 노드 문제(hidden node problem)를 방지하기 위해, 송신 요청(RTS: Request to Send) 및 송신 소거(CTS: Clear to Send)를 사용한다. 협력적 MAC(CMAC: Cooperative MAC) 프로토콜에서는, RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹(handshaking) 절차에 의해, 소스, 릴레이 및 목적지 사이에서 협력이 확립된다. 먼저, 소스는 RTS 프레임(RTS frame)을 목적지로 송신한다. 이 RTS 프레임의 수신에 이어서, 목적지는 소스에 CTS 프레임으로 응답한다. 어떤 릴레이들이 파트너로서 기꺼이 협력할 수도 있다는 것을 소스 및 목적지 모두에게 알리기 위해, 선호되는 파트너는 또한 CTS 프레임에 이어서 PCTS를 송신한다. 이러한 핸드셰이킹 프레임들은 또한 데이터 송신을 위한 무선 채널을 준비한다. 이러한 핸드셰이킹 절차를 위한 시간표(timeline)가 도 1에 도시된다.
현존하는 IEEE 802.11 네트워크에서 협력을 가능하게 하기 위해 RTS 프레임(101)은, 소스 주소(address)인지 또는 목적지 주소인지는 별개로 하여, 파트너의 주소를 포함하도록 개량된다. RTS를 수신하면 목적지는 CTS(102)를 송신하며 그 후 파트너는 파트너-송신소거(PCTS)(103)를 송신한다. 그러면 소스는 릴레이 및 수신기 모두로 순방향 오류 제어(FEC: Forward Error Control)(202){예컨대 리드 솔로몬 코딩(Reed Solomon Coding)}와 함께 (부분적인) 데이터(104)를 송신한다. 목적지는 FEC(202)와 함께 데이터 프레임(104)을 수신하지만, ACK로 즉시 응답하지는 않는다. 대신, 목적지는, 새로운 FEC(203) 또는 상기 소스에 의해 송신되었던 것과 동일한 FEC를 갖는 데이터의 두 번째 부분(105)을 파트너가 송신하기를 기다린다. 사용되고 있는 PHY에 의해 관리되는 송신기/수신기 소요시간(turnaround time)을 고려하기 위해 SIFS 시간(201)이 모든 송신에 앞선다(preceded). 모든 다른 디바이스들은, 송신을 늦추기 위해(defer), 수신된 프레임들(즉, RTS, CTS 또는 PCTS)의 "지속시간(duration)" 필드(field)에 의해 갱신되는, 네트워크 할당 벡터(NAV: Network Allocation Vector)를 사용한다. 소스를 청취(listen)할 수 있는 디바이스들은 RTS(101)에서 지정되는(specified) 지속시간 필드에 의해 관리되는 그들의 NAV들을 설정하며, 목적지를 청취할 수 있는 디바이스들은 CTS(102)에서 지정되는 지속시간 필드에 의해 관리되는 그들의 NAV들을 설정한다. 파트너를 청취할 수 있는 디바이스들은 PCTS(103)에서 지정되는 지속시간 필드에 의해 지정되는 그들의 NAV들을 설정한다.
만일 CTS(102)가 실패하면, CMAC 프로토콜은 IEEE 802.11 프로토콜과 유사하므로, IEEE 802.11에 적용하는 규칙과 규정(rules and regulations)을 CMAC에 적용한다.
만일 PCTS(103) 송신이 실패하면, 소스는, SIFS에 추가적인 타임아웃(timeout)(301)을 더한 때에, 소스의 데이터 프레임(104)을 목적지로 송신한다. 타임아웃의 예시로서 도 3에 하나의 슬롯 시간(slot time)(301)이 도시되었음을 주목해야 한다. 이러한 것들을 수행하는 데에 있어서, 파트너 및 수신기 모두로부터 숨겨진 디바이스에 의해, 매체(medium)가 즉시 사용 가능하게 되도록, 소스는 새로운 지속시간 필드를 반영한다. 이러한 시나리오(scenario)는 도 3에서 도시된다.
일반적으로, 소스와 릴레이 사이, 릴레이와 목적지 사이, 그리고 소스와 목적지 사이의 링크 품질(link quality) 또는 네트워크 구성(network topology)과 같은 정보를 기초로 하여, 소스는 한 릴레이를 그 파트너로 선택해야 한다. 그러나, 소스에 의해 최적의 파트너 선택이 주어지더라도, 소스에서의 의사 결정은 사용 가 능한 완전한 지식(knowledge)을 이용하여 이루어지지 않았을 수 있으므로, 그 파트너는 실제로 최적의 선택이 아닐 수도 있다. 이러한 상황은 파트너들을 의사 결정 처리에 포함시키도록 개선되어야(remedied) 한다.
본 발명은 현존하는 협력적 MAC(CMAC) 프로토콜 내에서의 자동 파트너 선택을 위한 시스템, 장치 및 방법을 제공하며, 이들은 협력을 확립하기 위해 송신준비(RTS), 송신소거(CTS) 그리고 파트너-송신소거(PCTS) 핸드셰이킹을 사용한다. 본 발명은, 또한 기꺼이 협력할 "최적의(best)" 파트너가, 파트너 선택에 관한 결정을 내리는 소스(source) 없이, 송신 디바이스(즉, 소스)에 대한 정보를 중계하는 것을 가능하게 한다.
즉, 본 발명은, 파트너의 선택에 있어서, 소스의 개입 없이, 기꺼이 협력할 최적의 릴레이가 자동으로 "개입(step in)"하게 되는 새로운 메카니즘을 제공한다.
이러한 메카니즘은 경쟁을 기초로 하며(contention-based) 파트너는 오직 완전히 분산된 방식(fully distributed manner)으로 지역 정보(local information)를 이용하여 "선택된다".
도 1은 RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹을 기초로 하는 CMAC 프로토콜을 도시하는 도면.
도 2는 협력적 통신을 위한 기초적인 체계(scheme)를 도시하는 도면.
도 3은 송신기가 SIFS+한 슬롯 시간 동안 기다린 후에 수신기로 데이터를 송 신하면 수신기는 ACK로 응답하는 PCTS 실패(failure)를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 자동 파트너 선택을 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따라서 개량된 CMAC 디바이스를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 CMAC 통신 시스템을 도시하는 도면.
다음의 설명들은 실례의 목적을 위해 제공되었으며 제한하기 위해 제공되지 않았다는 것이 당업자에 의해 이해되어야 한다. 숙련된 기술자는 본 발명의 사상 및 첨부되는 청구항들 내에 존재하는 많은 변형들이 있다는 것을 이해한다. 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해, 알려진 기능들 및 구조들의 불필요한 자세한 설명은 본 설명으로부터 생략될 수도 있다.
소스가 파트너를 선택하도록 하는 대신, 본 발명은 후보(candidate) 릴레이들이 소스 및 그 소스의 목적지와 협력할지 또는 협력하지 않을지를 결정하는 것을 가능하게 하는 시스템, 장치 및 방법을 제공한다. 오직, 소스 및 목적지 모두를 청취할 수 있는(즉, 두 디바이스 모두의 이웃에 있는) 후보 릴레이들만이 파트너가 되기 위한 "좋은(good)" 후보라는 것을 주의해야 한다. 소스는 중간(intermediate) 릴레이들의 완전한 이웃(neighborhood) 정보를 가지고 있지 않을 수도 있으므로, 중간 릴레이들이, 그들의 지역 정보를 기초로 하여, 협력할지 또는 협력하지 않을지를 결정하는 것은 일리가 있다.
본 발명의 방법은 도 4에 도시되어있으며 다음의 단계들을 포함한다:
1. 소스가 RTS 프레임(101)을 송신하는 단계;
2. 목적지가 {단계 1의 RTS 프레임(101)으로부터 얻은} 소스와 목적지 사이의 링크 정보를 포함하는 CTS 프레임(102)을 송신하는 단계;
3. RTS(101) 및 CTS 프레임(102) 모두를 수신하는 각각의 릴레이가 다음의 단계들을 수행하는 단계:
a. 소스와 그 릴레이 자신 사이의 링크들의 품질을 {수신된 RTS 프레임(101)을 기초로 하여} 그리고 목적지와 그 릴레이 자신 사이의 링크들의 품질을 {수신된 CTS 프레임(102)을 기초로 하여} 계산/추정하는 단계,
b. 계산된 링크 품질 및 CTS 프레임(102)에 포함된 링크 정보를 기초로 하여, 파트너가 되는 목적을 위해 릴레이 자신을 등급(rating){훌륭함(excellent), 좋음(good), 나쁨(bad)} 매기는 단계,
c. 만일 그 릴레이가 "훌륭함" 및 "좋음"의 자체 등급이 매겨진다면, 각각 PCTS 프레임(103)을 송신하기 위한 경쟁을 하기 전에 두 개의 슬롯 및 하나의 슬롯 동안 사용중 신호(busy tone)를 송신하며, 그렇지 않으면 그 릴레이는 아무것도 송신하지 않는(silent) 단계,
d. 송신되는 사용중 신호(402)를 청취하지 못하는 릴레이는 다음의 단계들을 수행하는 단계
- 1과 N 사이의 임의적으로 선택된 수의 슬롯 동안 후퇴하는(backing off) 단계, 그리고
- PCTS 프레임(103)을 송신하기 위해 경쟁하는 단계;
4. 만일 소스가 어느 임의의 사용중 신호(402)를 수신하지 못한다면, CTS 프 레임(102)의 수신 이후 SIFS{짧은 프레임 사이 공백(short inter frame space)}+한 슬롯 시간에, 그 어떤 파트너도 존재하지 않는다는 가정을 기초로 하는 비협력적(non-cooperative) 시나리오에서와 같이 송신을 처리하는 단계;
5. 임의의 사용중 신호(402)의 수신 이후에 만일 소스가 프레임을 올바르게 수신한다면, 상기 소스는 PCTS 프레임(103)의 송신기(릴레이)와 파트너로서 계속 진행하는 단계;
6. 임의의 사용중 신호(402)의 수신 이후에 만일 소스가 오류를 가지고 있는 프레임을 수신한다면, 상기 소스는, 상기 소스에 의해 송신되는 PCTS(103) 및 데이터(104) 프레임들 모두에서의 협력적 송신의 취소를 지시하며 비협력적 시나리오에서와 같이 계속 진행하는 단계;
7. 소스가, 상기 소스에 의해 송신되는 PCTS(103) 및 데이터(104) 프레임들 모두에서의 협력 송신의 필요를 지시하면, 릴레이는 협력적 송신에만 참여하는 단계;
8. 협력할 릴레이가 존재하지 않을 때, 소스 및 목적지는, 사용되지 않는 채널 시간을 해제하기(release) 위해 그에 따라 그 데이터(104) 및 ACK(204) 프레임들 내의 "예비 시간 길이(reserved time duration)"를 수정하는 단계.
제안되는 접근방법을 사용하는 것의 이익은:
ㆍ 파트너 선택은 프레임별(frame-by-frame)로 처리될 수 있으며 따라서 동적 구성(dynamic topology)을 갖는 무선 네트워크들에 대해 적합하다.
ㆍ 파트너 선택은 중간 릴레이들에 의해 이루어질 수 있으며, 본래 중간 릴 레이는 더 나은 선택을 하기 위한, 더 나은 (그리고 어쩌면, 더 많은) 정보를 갖는다.
ㆍ 파트너 선택은 완전히 분산된 방식으로 달성되며, 따라서 잠재적 신호 발신 비용(signaling overhead)을 감소시킨다; 그리고
ㆍ 사용중 신호를 사용하는 것의 이점은 두 부분이다:
1. 사용중 신호를 사용하는 것은, 두 개의 시간 슬롯 이내에서 한 릴레이가 기꺼이 협력할 수 있는지 또는 협력할 수 없는지를 소스가 결정하는 것을 도우며, 따라서 신호 발신 비용을 감소시키고,
2. 사용중 신호를 사용하는 것은, 상이한 "레이트(rate)"들을 갖는 릴레이들 사이의 충돌(collision) 확률을 감소시킨다.
도 5는 본 발명에 따라 협력적 무선 통신을 수행하기 위해 개량된 디바이스(500)를 도시한다. 애드 혹(ad hoc) 네트워크에 참여하는 각각의 디바이스는 소스, 목적지 그리고 파트너 협력 기능들을 수행한다. 협력적 디바이스는 파트너링 결정 모듈(partnering decision module)(502), 지역 정보 메모리(501), 그리고 파트너링 참여 모듈(partnering participation module)(503)을 포함한다.
협력적 MAC 프로토콜에서, 디바이스(500)는, 비협력적 소스/목적지, 협력적 소스/목적지(즉, 협력적 송신 또는 수신), 그리고 협력적 파트너, (파트너로서의 자체 평가 및 중계 정보)로 구성되는 군(group)으로부터 선택되는 적어도 하나의 모드에 있다고 생각될 수 있다. 협력적 모드는 다른 디바이스들의 적어도 하나의 소스-목적지 쌍(pair)에 관한 것일 수 있다. 한 디바이스는 지금은 목적지에 관한 파트너로부터의 협력을 찾고있는 소스일 수 있으며, 이후에는 다른 소스-목적지 쌍(pair)을 위한 협력적 파트너로서 동작할 수 있다. 그러나 많은 모드 조합(mode combination)들이 가능하며, 본 발명은, 후보 파트너의 동의(consent)/지식(knowledge) 없이 결정을 내리는 소스보다는, 오직, 자체 평가(self-evaluation)를 수행하기 위한 디바이스(후보 파트너)(500)를 위한, 그리고 협력적 파트너가 되기 위한 이러한 자체 평가 경쟁(self-evaluation contend)을 기초로 하는, 시스템, 장치 및 방법을 제공한다. 도 5는 자체 평가를 수행하고, 이러한 자체 평가를 기초로 하여 파트너가 되기 위해 경쟁하도록 개량된 디바이스(500)를 도시한다. 위에서 제안된 다른 통신 모드들과 같은 다른 통신 모드들은 이미 CMAC 프로토콜에 의해 지원되는 것으로 가정된다.
이러한 중점을 염두에 두고서, 요청하는 소스{RTS(101)를 송신한 소스} 및 CTS(102)를 송신한 목적지의 한 주어진 쌍을 위한 파트너로서, 디바이스(500)의 자체 평가를 수행하는 품질 추정 구성요소(502.1)를 포함하는 파트너링 결정 모듈(502)을 포함하도록 상기 디바이스를 구성함으로써, 상기 디바이스(500)는 본 발명에 따른 자동 파트너 선택을 수행하도록 개량된다. 이러한 평가를 수행하고, 품질 파트너링 결정 모듈의 등급 구성요소(502.2)에 의해 지역 정보 메모리(501) 내에 저장되는 자체 등급(self rating)(501.2)을 산출(produce)하기 위해, 디바이스(500)는 송신을 청취하며 링크 데이터(501.1)를 지역 정보 메모리(501)에 저장한다. 이러한 링크 데이터는 소스에서 목적지(501.1.1), 소스에서 릴레이(501.1.2), 목적지에서 릴레이(501.1.3) 그리고 파트너에서 파트너(501.1.4)와 같은 링크들에 대한 링크 정보를 포함한다.
디바이스(500)는 요청하는 소스-목적지 쌍에 대한 파트너가 될 것인지 또는 되지 않을 것인지를 결정하고, 파트너가 되기 위해 경쟁하며, 파트너가 되기 위한 경쟁을 할 때 사용하기 위한 후퇴(back-off) 구성요소를 포함하는, 파트너링 참여 모듈(503)을 더 포함한다. 파트너링 참여 모듈(503)은 또한 디바이스(500)가, 파트너를 찾는 소스로 동작하도록, 즉, 파트너 요청을 포함하는 RTS(101)를 송신하도록, 소스 구성요소(503.2)를 포함하며, 상기 디바이스가 목적지로 동작하도록, 즉, 목적지와 협력적으로 통신 중인 파트너를 찾고 있는 소스로 CTS(102)를 다시 송신하도록, 목적지 구성요소(503.3)를 포함한다.
도 6은 적어도 하나의 릴레이 디바이스(500)(즉, 500.R.3)가 본 발명에 따른 CMAC 파트너 디바이스인 통신 시스템을 도시한다.
상기 제안된 접근방법을 사용하는 것의 이점은 다음을 포함한다:
ㆍ 파트너 선택은 프레임별로 처리되며, 따라서 동적 구성을 갖는 무선 네트워크에 적합하다;
ㆍ 파트너 선택은 중간 릴레이(500.R.k)에 의해 이루어지며, 중간 릴레이는 본래 더 나은 선택을 하기 위한 더 나은(그리고 어쩌면, 더 많은) 정보를 갖는다;
ㆍ 파트너 선택은 완전히 분산된 방법으로 달성되며, 따라서 잠재적 신호 발신 비용을 감소시킨다; 그리고
ㆍ 사용중 신호를 사용하는 것의 이점은 두 부분이다:
1. 사용중 신호는, 한 릴레이가 기꺼이 협력할지 또는 협력하지 않을 지를 소스가 두 개의 타임슬롯 내에서 결정하도록 도움을 준다.
2. 사용중 신호는 상이한 "레이트"를 갖는 릴레이들 사이의 충돌 확률을 감소시킨다.
본 발명의 선호되는 실시예들이 설명되고 기술되었지만, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 실시예들은 실례가 되는 것이며 다양한 변화 및 개량이 이루어질 수 있고, 본 발명의 진정한 범위로부터 벗어나지 않으면서 등가물(equivalent)들은 요소들에 대해 대신 사용될 수도 있다는 것이 당업자에게 이해 될 것이다. 또한, 본 발명의 중심적 범위를 벗어나지 않으면서, 본 발명의 가르침을 특정 상황에 적응시키기 위해 많은 개량들이 이루어질 수도 있다. 그러므로 본 발명은, 본 발명을 수행하기 위해 고려된 최선의 모드로서 개시된 특정 실시예들로 제한되도록 의도된 것이 아니라, 본 발명은 첨부된 청구항들 및 모든 구현 기술 내에 속하는 모든 실시예들을 포함하도록 의도되었다.
본 발명은, 협력을 확립하기 위해 송신준비(RTS: Ready-to-Send), 송신소거(CTS: Clear-to-Send) 그리고 파트너-송신소거(PCTS: Partner-Clear-To-Send)를 사용하는, 새로운 협력적 MAC(CMAC: Cooperative MAC) 프로토콜에서의 자동 파트너(partner) 선택에 이용 가능하다.

Claims (20)

  1. 협력적 무선 통신 시스템(600)으로서,
    협력적 MAC 프로토콜로서:
    - 각각의 송신되는 프레임에 대한 순방향 오류 제어(FEC), 그리고
    - 오직, 소스 디바이스(500.S.i)에 의해 송신되는 RTS(101) 및 목적지 디바이스(500.D.j)에 의해 송신되는 CTS(102) 모두를 수신하는, 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)만이 자체 등급(501.2)을 기초로 하여 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j)와의 파트너로서 그 사이에서 정보를 송신하기 위해 협력할지 또는 협력하지 않을지를 결정하도록, 소스 디바이스(500.S.i) 및 상기 소스 디바이스의 목적지 디바이스(500.D.j)가 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)로부터의 협력을 요청하기 위한, 송신요청(RTS), 송신소거(CTS) 그리고 파트너-송신소거(PCTS)의 RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹 절차
    를 포함하는 협력적 MAC 프로토콜; 그리고
    각각의 디바이스가 소스(500.S.i), 목적지(500.D.j) 및 릴레이/파트너(500.R.k) 그리고 그들의 조합들 중 임의의 하나가 될 수 있도록 CMAC 프로토콜을 사용하기 위해 구성되는, 복수의 디바이스
    를 포함하는, 협력적 무선 통신 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 디바이스 중 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k) 는:
    CTS(102) 프레임 및 RTS(101) 프레임 내에서 수신되는 링크 데이터(501.1)를 저장하며, 자체 등급 데이터(501.3)를 저장하는 지역 메모리(501);
    파트너링 결정 모듈(502.1)로서:
    - 상기 링크 데이터(502.1)를 기초로 하는 상기 링크 데이터(501.1)로서, 링크의 품질(501.1)을 추정하고 저장하기 위한 품질 추정 구성요소(502.1), 그리고
    - 상기 링크 데이터(501.1)를 기초로 하여 상기 소스(500.S.i)와 상기 목적지(500.D.j) 사이에서 송신을 중계하기 위한 후보 릴레이/파트너(500.R.k)로서, 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)의 자체 등급(501.2)을 매기고 저장하기 위한 등급 구성요소(502.2)
    를 포함하는 파트너링 결정 모듈(502.1);
    자체 선택(self-select)을 하고, 상기 자체 등급(501.2)이 등급들의 미리 결정된 선택 집합 중 하나일 때, 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j)와의 파트너(500.R.k)로서 그 사이에서 정보를 송신하도록 협력하기 위한 파트너링 참여 모듈(503)
    을 더 포함하는, 협력적 무선 통신 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 파트너링 참여 모듈(503)은:
    소스 디바이스(500.S.i)로서의 릴레이/파트너 디바이스의 제어를 위해 실행 될 소스 구성요소(503.2); 그리고
    목적지 디바이스(500.D.j)로서의 릴레이/파트너 디바이스의 제어를 위해 실행될 목적지 구성요소(503.3)
    를 포함하도록 더 구성되는, 협력적 무선 통신 시스템.
  4. 제2항에 있어서, 자체 선택을 하는 후보 릴레이/파트너 디바이스가 존재하지 않을 때, 상기 소스(500.S.i)와 상기 목적지(500.D.j)는 데이터(104) 및 ACK(204) 프레임 각각 내의 "예비 시간 길이"를 수정하며, 이에 의해 사용되지 않는 채널 시간이 해제되는(released), 협력적 무선 통신 시스템.
  5. 제2항에 있어서, 상기 후보 릴레이/파트너 디바이스가 파트너(500.R.k)로서 자체 선택을 하면 상기 파트너(500.R.k)는 자체 등급(501.2)을 기초로 하는 지속시간 동안 사용중 신호(402)를 송신하며, 그 후 상기 파트너(500.R.k)는 상기 소스(500.S.i)와 목적지(500.D.j) 사이에서 릴레이로서 동작하기를 희망한다는 것을 지시하기 위한 PCTS 프레임(103)의 송신을 위해 경쟁하고, 적어도 하나의 사용중 신호를 수신하지 못하는 자체 선택된 파트너(500.R.k)만이 PCTS 프레임(103)을 송신하기 위해 경쟁하며, 경쟁하는 자체 선택된 파트너들 사이의 충돌을 피하기 위해 적어도 하나의 사용중 신호를 수신하지 못하는 각각의 자체 선택된 파트너는 PCTS 프레임(103)을 송신하기 전에, 1부터 미리 결정된 정수 N 개까지의 정지된(idle) 슬롯들로부터 임의적으로 선택된, 후퇴(back-off) 시간 동안 기다리기 위해 파트너 링 참여 모듈(503)의 후퇴 구성요소(503.1)를 실행하는, 협력적 무선 통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 자체 등급은 훌륭함, 좋음, 그리고 나쁨으로 구성된 군으로부터 선택되는 등급이며, 등급들의 상기 미리 결정된 선택 집합은 훌륭함 및 좋음으로 구성된 군이고, 상기 군은 두 개의 슬롯과 하나의 슬롯 동안 송신되는 대응하는 사용중 신호를 갖는, 협력적 무선 통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 소스는 상기 소스 구성요소(503.2)를 포함하도록 더 구성되어, 상기 소스는:
    - 만일 소스 구성요소(503.2)가 사용중 신호(402)를 수신하지 못한다면, CTS 프레임(102)의 수신 이후 SIFS(short inter frame space, 짧은 프레임 사이 공백)+한 슬롯 시간에, 상기 소스 구성요소(503.2)가 그 어떤 파트너도 존재하지 않는다는 가정을 기초로 하는 비협력적 시나리오에서와 같이 송신을 처리하고;
    - 만일 적어도 하나의 사용중 신호(402) 후에 상기 소스 구성요소(503.2)가 올바르게 PCTS 프레임(103)을 수신한다면 상기 소스 구성요소(503.2)가 그 파트너로서의 자체 선택된 릴레이/파트너(501.R.k)와의 협력에 의해 송신을 처리하고;
    - 만일 적어도 하나의 사용중 신호(402) 후에 상기 소스 구성요소(503.2)가 오류를 가지고 있는 PCTS 프레임(103)을 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)로부터 수신한다면 상기 소스 구성요소(503.2)가 비협력적 시나리오에 서와 같이 송신을 처리하며 그 뒤에 상기 구성요소(503.2)에 의해 송신되는 데이터 프레임(104) 내에서 협력에 대한 필요가 없음을 지시하고;
    - 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)가, 만일 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)가 상기 소스(500.S.i)로부터 협력에 대한 필요를 지시하는 RTS 프레임(101) 및 DATA 프레임(104) 모두를 수신하면, 그 후로만 파트너로서 참여하도록
    소스 구성요소를 실행시키기는, 협력적 무선 통신 시스템.
  8. 무선 통신 시스템(600) 내에서 협력을 하기 위한 방법(400)으로서,
    협력적 MAC 프로토콜을 제공하는 단계로서,
    - 각각의 송신되는 데이터 프레임(104)에 대한 순방향 오류 제어(FEC)(202)를 포함시키는 단계, 그리고
    - 소스 디바이스(500.S.i) 및 상기 소스 디바이스의 목적지 디바이스(500.D.j)에 대한 송신요청(RTS), 송신소거(CTS) 및 파트너-송신소거(PCTS)의 RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹 절차를 제공하는 단계, 여기서 상기 핸드셰이킹 절차는:
    (a) 상기 소스 디바이스(500.S.i)에 의해 송신되는 RTS(101) 및 상기 목적지 디바이스(500.D.j)에 의해 송신되는 CTS(102) 모두에서, 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)로부터의 협력을 요청하는 단계;
    (b) 상기 송신되는 RTS(101) 및 상기 송신되는 CTS(102)를 모두 수신하는 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)가 자체 등급(501.2)을 기초로 하여 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j)와의 파트너로서 그 사이에서 정보를 송신하 기 위해 협력할지 또는 협력하지 않을지를 결정하는 단계를 포함하는, RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹 절차 제공 단계;
    를 포함하는 협력적 MAC 프로토콜을 제공하는 단계, 그리고,
    각각의 디바이스가 소스(500.S.i), 목적지(500.D.j), 릴레이/파트너(500.R.k) 및 그들의 조합들 중 임의의 하나가 될 수 있도록, CMAC 프로토콜을 사용하기 위해 구성되는 복수의 디바이스(500)를 제공하는 단계
    를 포함하는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방법은:
    CTS(102) 프레임 및 RTS(101) 프레임 내에서 수신되는 링크 데이터(501.1)를 저장하며, 상기 릴레이/파트너 디바이스(500.R.k)에 의해 생성되는 자체 등급 데이터(501.2)를 저장하기 위한 지역 메모리(501);
    파트너링 결정 모듈(502.1)로서:
    - 상기 링크 데이터(501.1)로서, 링크들의 품질을 추정하고 저장하는 단계들을 수행하기 위한 품질 추정 구성요소(502.1) 그리고
    - 상기 링크 데이터(501.1)를 기초로 하여, 자체 등급을 매기는 단계(self rating)와, 상기 소스(500.S.i)와 상기 목적지(500.D.j) 사이의 송신을 중계하기 위한 후보 릴레이/파트너(500.R.k)로서의 상기 디바이스(500)의 지역 메모리(501) 내에 상기 자체 등급(501.2)을 저장하는 단계를 수행하기 위한 등급 구성요소(502.2)
    를 포함하는 파트너링 결정 모듈(502.1);
    자체 선택을 수행하고, 상기 저장된 자체 등급(501.2)이 등급들의 미리 결정된 선택 집합 중 하나일 때, 상기 소스(500.S.i)와 목적지(500.D.j) 사이에서 정보를 송신하는 단계를 수행함으로써 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j)와의 파트너로서 협력하는 단계를 수행하기 위한, 파트너링 참여 모듈(503)을
    상기 복수의 디바이스의 각각의 디바이스(500)에 제공하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 파트너링 참여 모듈(503)은:
    소스 디바이스(500.S.i)로서의 릴레이/파트너 디바이스를 제어하기 위해 실행될 소스 구성요소(503.2)를 제공하는 단계; 그리고
    목적지 디바이스(500.D.j)로서의 릴레이/파트너 디바이스를 제어하기 위해 실행될 목적지 구성요소(503.3)를 제공하는 단계
    를 수행하도록 더 구성되는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  11. 제9항에 있어서, 자체 선택을 하는 후보 릴레이/파트너 디바이스가 존재하지 않을 때, 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j) 모두는 그들의 각각의 데이터(104) 및 ACK(204) 프레임들 내의 "예비 시간 길이"를 수정하는 단계를 수행하며, 이에 의해 채널 시간이 해제되는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 후보 릴레이/파트너 디바이스가 파트너(500.R.k)로서 자체 선택할 때 상기 파트너(500.R.k)는:
    먼저, 상기 자체 등급(501.2)을 기초로 하여 지속시간 동안 사용중 신호를 송신하는 단계;
    그 후, 상기 소스(500.S.i)와 목적지(500.D.j) 사이에서 릴레이로서 동작할 의향(willingness)을 지시하도록 PCTS 프레임(103)의 송신을 위해 경쟁하는 단계
    를 수행하며, 적어도 하나의 사용중 신호를 수신하지 못하는 자체 선택된 파트너(500.R.k)만이, 경쟁하는 자체 선택된 파트너들 사이에서의 충돌을 피하기 위해, 경쟁하는 단계를 수행하며;
    적어도 하나의 사용중 신호를 수신하지 못하는 각각의 자체 선택된 파트너는, PCTS 프레임(103)을 송신하기 전에, 1부터 미리 결정된 정수 N 개까지의 정지된(idle) 슬롯들(401)로부터 임의적으로 선택된, 후퇴 시간 동안 기다리기 위해 파트너링 참여 모듈(501)의 후퇴 구성요소(503.1)를 실행하는 단계를 수행하는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 자체 등급은 훌륭함, 좋음, 그리고 나쁨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 등급이고, 등급들의 상기 미리 결정된 선택 집합은 훌륭함과 좋음으로 구성되는 군이며, 상기 자체 등급에 의해 결정되는 두 개의 슬롯 및 하나의 슬롯의 대응하는 사용중 신호 송신 지속시간(busy tone transmission duration)을 갖는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 방법은, 소스 구성요소(503.2)를 포함하도록 상기 소스(500.S.i)를 구성하는 단계를 더 포함하여,
    - 만일 상기 소스 구성요소(503.2)가 사용중 신호(402)를 수신하지 못한다면, CTS 프레임(102)의 수신 이후 SIFS(짧은 프레임 사이 공백)+한 슬롯 시간에 상기 소스 구성요소(503.2)는 파트너가 존재하지 않는다는 가정을 기초로 하는 비협력적 시나리오에서와 같이 송신을 처리하는 단계;
    - 만일 상기 소스 구성요소(503.2)가 적어도 하나의 사용중 신호(402) 이후에 PCTS 프레임(103)을 올바르게 수신한다면, 상기 소스 구성요소(503.2)는 그 파트너로서 자체 선택된 릴레이/파트너(501.R.k)와의 협력에 의해 송신을 처리하는 단계;
    - 만일 상기 소스 구성요소(503.2)가 적어도 하나의 사용중 신호(402) 이후에 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)로부터 오류를 가지고 있는 PCTS 프레임(103)을 수신한다면, 상기 소스 구성요소(503.2)는:
    (a) 비협력적 시나리오에서와 같이 송신을 처리하는 단계,
    (b) 상기 소스 구성요소(503.2)에 의해 그 뒤에 송신되는 데이터 프레임(104) 내에서 협력이 필요 없음을 지시하는 단계, 그리고
    - 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)가 상기 소스(500.S.i)로부터 협력이 필요함을 지시하는 RTS 프레임(101) 및 데이터 프레임(104) 모두를 수신하면 상기 자체 선택된 파트너(500.R.k)는 그 후에만 파트너로서 참여하는 단계를 수행하는 단계;
    를 수행하는, 무선 통신 시스템 내에서의 협력을 위한 방법.
  15. 협력적 무선 통신을 위한 디바이스(500)로서:
    협력적 MAC 프로토콜로서,
    - 각각의 송신되는 프레임에 대한 순방향 오류 제어(FEC)(202), 그리고
    - 오직 상기 디바이스(500)가 소스 디바이스(500.S.i)에 의해 송신되는 RTS(101) 및 상기 소스 디바이스의 목적지 디바이스(500.D.j)에 의해 송신되는 CTS(102) 모두를 수신할 때에만 상기 디바이스(500)는 자체 등급(501.2)을 기초로 하여 상기 소스 디바이스(500.S.i) 및 상기 목적지 디바이스(500.D.j)와의 파트너로서 그들 사이에서 정보를 송신하기 위해 협력할지 또는 협력하지 않을지를 선택하도록, 소스 디바이스가 상기 디바이스(500)로부터의 협력을 요청하기 위한 송신요청(RTS), 송신소거(CTS) 그리고 파트너-송신소거(PCTS)의 RTS/CTS/PCTS 핸드셰이킹 절차를 포함하는 협력적 MAC 프로토콜 및
    소스(500.S.i), 목적지(500.D.j) 및 릴레이/파트너(500.R.i) 그리고 이들의 조합 중 하나로서의 상기 디바이스(500)를 제어하기 위해 CMAC 프로토콜을 사용하는 파트너링 참여 모듈을 포함하는, 협력적 무선 통신을 위한 디바이스.
  16. 제15항에 있어서, 상기 디바이스는:
    CTS(102) 프레임 및 RTS(101) 프레임 내에서 수신되는 링크 데이터(501.1)를 저장하며, 자체 등급 데이터(501.2)를 저장하는 지역 메모리(501);
    파트너링 결정 모듈(502.1)로서:
    - 상기 링크 데이터(501.1)를 기초로 하여 링크 데이터의 품질을 추정하고 저장하기 위한 품질 추정 구성요소(502.1), 그리고
    - 상기 링크 데이터, 링크 데이터의 품질(501.1)을 기초로 하여, 상기 디바이스(500)를 자체 등급 매기며, 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j) 사이에서 송신을 중계하기 위한 후보 릴레이/파트너(500.R.k)로서의 상기 자체 등급(501.2)을 저장하기 위한 등급 구성요소(502.2)
    를 포함하는 파트너링 결정 모듈(502.1); 그리고
    상기 디바이스(500)를 자체 선택하고, 상기 자체 등급(501.2)이 등급들의 미리 결정된 선택 집합 중 하나일 때 상기 소스(500.S.i) 및 목적지(500.D.j)와의 파트너(500.R.k)로서 그들 사이에서 정보를 송신하기 위해 협력하기 위한 파트너링 참여 모듈(503)
    을 더 포함하는, 협력적 무선 통신을 위한 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 파트너링 참여 모듈(503)은:
    소스 디바이스(500.S.i)로서의 상기 디바이스(500)를 제어하기 위해 실행될 소스 구성요소(503.2); 그리고
    목적지 디바이스(500.D.j)로서의 상기 디바이스(500)를 제어하기 위해 실행될 목적지 구성요소(503.3)
    를 포함하도록 더 구성되는, 협력적 무선 통신을 위한 디바이스.
  18. 제16항에 있어서, 상기 디바이스가 파트너(500.R.k)로서 자체 선택하며 적어도 하나의 사용중 신호를 수신하지 못할 때:
    상기 디바이스(500)는 자체 등급(501.2)을 기초로 하는 지속시간 동안 사용중 신호(402)를 송신하며;
    그 후, 다른 경쟁하는 자체 선택된 디바이스들 사이에서의 충돌을 피하기 위해, 상기 PCTS 프레임(103)을 송신하기 전에, 1부터 미리 정해진 정수 N 개까지의 정지된 슬롯들로부터 임의적으로 선택된, 후퇴 시간 동안 기다리기 위해 상기 디바이스(500)는 상기 파트너링 참여 모듈(501)의 후퇴 구성요소(503.1)를 실행하고;
    그 후, 상기 디바이스는 릴레이로서 동작할 의향을 지시하기 위해 PCTS 프레임(103)의 송신을 위해 경쟁하는,
    협력적 무선통신을 위한 디바이스.
  19. 제18항에 있어서, 상기 자체 등급이 훌륭함, 좋음, 그리고 나쁨으로 구성되는 군으로부터 선택되는 등급이며, 상기 등급들의 미리 결정된 선택 집합은 훌륭함 및 좋음으로 구성되는 군이고, 두 개의 슬롯 및 하나의 슬롯의 대응하는 사용중 신호 송신의 지속시간을 갖는, 협력적 무선통신을 위한 디바이스.
  20. 제19항에 있어서, 상기 파트너링 참여 모듈(503)은 소스 구성요소(503.2)를 더 포함하고, 상기 소스 구성요소(503.2)는,
    상기 디바이스(500)가 소스 디바이스(500.S.i)로서 동작할 때,
    - 만일 상기 소스 구성요소(503.2)가 사용중 신호(402)를 수신하지 못한다면, 목적지 디바이스(500.D.j)로부터 CTS 프레임(102)을 수신한 이후 SIFS(short inter frame space, 짧은 프레임 사이 공백)+한 슬롯 시간에 상기 소스 구성요소(503.2)는 사용 가능한 파트너 디바이스가 존재하지 않는다는 가정을 기초로 하는 비협력적 시나리오에서와 같이 송신을 처리하며,
    - 만일 적어도 하나의 사용중 신호(402) 이후에, 상기 소스 구성요소(503.2)가 자체 선택된 파트너(501.R.k)로부터 PCTS 프레임(103)을 올바르게 수신하면, 상기 소스 구성요소(503.2)는 상기 PCTS 프레임(103)을 송신했던 상기 자체 선택된 파트너(501.R.k)와의 협력에 의해 송신을 처리하고,
    - 만일 적어도 하나의 사용중 신호(402) 이후에 상기 소스 구성요소(503.2)가 자체 선택된 파트너(500.R.k)로부터 오류를 가지고 있는 PCTS 프레임(103)을 수신한다면, 상기 소스 구성요소(503.2)는 비협력적 시나리오에서와 같이 송신을 처리하며 그 후에 상기 소스 구성요소(503.2)에 의해 송신되는 데이터 프레임(104) 내에서 협력의 필요가 없음을 지시하도록
    구성되고,
    자체 선택된 파트너(500.R.k)로서의 상기 디바이스는 만일 상기 디바이 스(500)가 상기 소스(500.S.i)로부터의 협력이 필요함을 지시하는 RTS(101) 프레임 및 데이터 프레임(104) 모두를 수신할 경우에 오직 파트너로서 참여하는, 협력적 무선통신을 위한 디바이스.
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