KR101379254B1 - 디바이스 조정자 선택 기능을 가진 무선 통신을 위한시스템 및 방법 - Google Patents

디바이스 조정자 선택 기능을 가진 무선 통신을 위한시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

디바이스 조정자 선택 기능을 가진 무선 통신을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 일 측면에서, 상기 방법은 고정 우선순위 테이블이 디바이스들 각각의 유형에 대하여 우선 순위를 할당하기 위한 것일 때, 상기 고정 우선순위 테이블에 기초하여, 각각의 디바이스의 조정자 우선순위를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수개의 디바이스들 중 제1 디바이스를 조정자로서 선택하고, 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위 및 탐색 결과들에 기초하여 현재 조정자를 제외한 복수개의 디바이스들로부터 조정자 후보를 선택하는 단계를 더 포함한다.

Description

디바이스 조정자 선택 기능을 가진 무선 통신을 위한 시스템 및 방법{System and method for wireless communication having a device coordinator selection capability}
본 발명은 무선 통신에 관한 것으로, 특히 디바이스 조정자를 가지는 무선 통신에 관한 것이다.
조정자(coordinator)는 무선 네트워크의 관리에 있어 중요한 역할을 한다. 일반적으로 특정한 영역에서 오직 하나의 조정자만이 필요하다. 예컨대, 조정자는 모든 디바이스들의 시간 동기화, 결합/분리(assocaition/disassociation) 관리, 디바이스 기능 및/또는 위치 관리, 연결 제어, 스트림/트래픽 설명에 따른 스케쥴링, 링크 평가(link assessment) 및 (필요한 경우에) 동적인 채널 스위칭, 브로드캐스트 및 멀티 캐스트, 키 관리, 인증 및 디지털 저작권 관리를 포함하는 보안 관리 중 적어도 하나의 기능들을 수행하도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 기능들을 수행하기 위하여, 조정자는 1) 조정자 기능을 수행할 수 있는 하드웨어/소프트웨어를 구비하고, 2) 이동성(no mobility)이 없어야 하고, 3) 라인 전력(line powered) 기반으로 구성되어야 하고, 4) 낮은 속도의 제어 채널을 이용한 모든 디바이스와의 통신이 가능하여야 하고 , 5) 연속적이어야 하며, 6) 사용자 또는 상위 레이어와의 탁월하게 인터페이스로 연결되어야 한다는 조건을 만족시키는 것이 바람직하다.
따라서, 탁월한 조정자 관리 기술은 조정자의 기능에 적합한 디바이스가 조정자로서 동작할 수 있도록 보증하는 것이 중요하다.
본 발명의 다양한 측면들 및 특징들이 이하의 설명 및 도면과 함께 첨부된 청구항들로부터 충분히 명확해 질 것이다. 도면에서, 동일한 참조 번호들은 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 지칭한다. 이하의 설명에서, 상세한 설명은 특정하여 기재된 방법들 및 장치에 대한 충분한 이해를 제공할 것이다. 그러나, 당업자는 기재된 시스템 및 방법들이 이와 같은 상세한 설명 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예컨대, 불필요한 설명으로 특정한 측면들이 불명확해지지 않도록, 전자적인 요소들(electrical componenets)이 블록도에 도시될 수 있다. 다른 예로서, 그러한 요소들, 다른 구조들 및 기술들이 추가적인 측면들을 설명하기 위하여 도시될 수 있다.
또한, 특정한 실시예들이 흐름도로서 도시되는 프로세스, 구조도, 블록도로서 기재될 수 있다. 비록 흐름도가 순서적인 프로세스의 동작으로 기재되더라도, 그와 같은 동작들은 병렬적으로 또는 동시에 수행될 수 있고, 그 프로세스는 반복될 수 있다. 게다가, 동작의 순서는 재배열될 수 있다. 동작들이 완료되면, 프로세스는 종료된다. 프로세스는 방법, 기능, 순서, 서브루틴, 서브프로그램 등에 대응될 수 있다. 프로세스가 기능에 대응될 때, 프로세스의 종료는 호출 기능 또는 주요 기능에 대한 기능의 반환 값(return)에 대응된다.
어떤 실시예는 무선 채널을 통하여 송신기에서 수신기에게 비압축 HD 비디오 정보를 전송하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 비압축 비디오 정보의 전송에 대하여 기술되지만, 본원 발명은 이와 같은 실시예들에 한정되지 않는다. 대신에 본원 발명은 다른 컨텐트 또는 정보의 전송을 포함하는 어떠한 종류의 무선 통신에도 이용될 수 있다.
고화질 비디오의 보급, 소비자 전자 디바이스들과 같은 전자 디바이스들의 증가와 함께, 1초에 수 기가 비트(Gbps) 또는 전송을 위하여 더 많은 대역폭을 요구할 수 있는 고해상도(high definition:HD) 비디오가 사용되고 있다. 그와 같은 점에서, 종래의 전송 방법은 필요로하는 전송 대역폭을 낮추기 위하여 HD 비디오의 크기가 작게 되도록 압축하는 방식으로 접근하였다. 압축된 비디오는 이후에 소비(consumption)를 위하여 압축을 해제하게 된다. 그러나, 이와 같이 각각의 비디오 데이터를 압축하고 압축을 해제하는 과정에서 어떤 데이터는 손실될 수 있고 이미지의 질도 떨어질 수 있다.
고해상도 멀티미디어 인터페이스(High-Definition Multimedia Interface:HDMI) 표준은 케이블을 통하여 디바이스들간에 비압축 HD 신호들의 전송을 허용한다. 전자 디바이스 제조자들은 HDMI 호환성 디바이스를 제공하기 시작하였으나, 비압축 HD 비디오 신호들을 전송할 수 있는 적합한 무선(예컨대 라디오 주파수) 기술은 존재하지 않는다.
무선 랜(Wireless local area network:WLAN) 및 이와 비슷한 기술들은 비압축 HD 신호들을 전송할만한 대역폭을 갖지 못하는 몇몇 디바이스들이 네트워크에 연결되어있을때 간섭의 문제를 겪게 된다.
무선 고해상도(HD) 오디오/비디오(A/V) 시스템에서의 실시예들에 대한 예시가 이하에서 기술될 것이다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 A/V 디바이스 조정자(coordinator) 및 A/V 스테이션들과 같은 A/V 디바이스들간의 비압축 HD 비디오 전송을 구현하는 무선 네트워크(100)의 기능적인 블록도이다. 다른 실시예에서는, 적어도 하나의 디바이스들은 개인용 컴퓨터(PC)와 같은 컴퓨터가 될 수 있다. 상기 네트워크(100)는 디바이스 조정자(112) 및 복수 개의 A/V 스테이션들(114)(예컨대 디바이스 1....디바이스 N)을 포함한다.
A/V 스테이션(114)은 디바이스들간의 통신을 위하여 도 1에서 점선으로 표시된 저속(LR) 무선 채널(116)을 이용하거나, 도 1에서 실선으로 표시된 고속(HR) 채널(118)을 이용할 수 있다. 디바이스 조정자(112)는 스테이션들(114)과 통신하기 위하여 저속 채널(116) 및 고속 채널(118)을 이용한다. 각각의 스테이션들(114)은 다른 스테이션들(114)과 통신하기 위하여 저속 채널(116)을 이용한다. 고속 채널(118)은 비압축 HD 비디오 전송을 지원하기 위하여 빔형성(beamforming)에 의하여 생성된, 예컨대 수 Gb/s의 대역폭을 가지는, 방향성 빔들을 통하여 단방향의 유니케스트 전송을 지원한다. 예컨대, 셋톱 박스는 고속 채널(118)을 통하여 비압축 비디오를 HD 텔레비전(HDTV)에 전송할 수 있다. 저속 채널(116)은 예컨대 특정 실시예에서는 40MBPS 까지의 처리량을 가지는 양방향성 전송을 지원할 수 있다. 저속 채널(116)은 주로 수신확인(ACK) 프레임들과 같은 제어 프레임을 전송하는데 이용된다. 예컨대, 저속 채널(116)은 수신확인(acknowledgement)을 HDTV로부터 셋톱 박스에게 전송할 수 있다. 또한, 오디오 및 압축 비디오와 같은 저속 데이터를 저속 채널을 통하여 두 개의 디바이스간에 직접적으로 전송하는 것도 가능하다. 시분할 듀플렉스(Time Division Duplexing:TDD)는 고속 채널 및 저속 채널에 적용될 수 있다. 언제든지, 어떤 실시예에서도 저속 채널 및 고속 채널은 전송을 위하여 병렬적으로 사용될 수는 없다. 빔형성 기술은 저속 채널 및 고속 채널에 모두 이용될 수 있다. 저속 채널들은 또한 전방향 전송을 지원할 수 있다.
일 실시예로서, 디바이스 조정자(112)는 비디오 정보의 수신기(이하 "수신기(112)")일 수 있고, 스테이션(114)은 비디오 정보의 송신기(이하 "송신기(114)")일 수 있다. 예컨대, 수신기(112)는 WLAN 타입의 홈 무선 네트워크 환경에서의 HDTV 셋트에 탑재된 비디오 및/또는 오디오 데이터에 대한 싱크 디바이스일 수 있다. 송신기(114)는 비압축 비디오 또는 비압축 오디오에 대한 소스 디바이스일 수 있다. 송신기(114)는 셋톱 박스, DVD 플레이어 또는 녹화기, 디지털 카메라, 캠코더 등을 포함한다.
도 2는 예시적인 통신 시스템(200)의 기능적인 블록도를 도시한 것이다.
상기 시스템(200)은 무선 송신기(202) 및 무선 수신기(204)를 포함한다. 상기 송신기(202)는 물리(PHY) 레이어(206), 미디어 접근 제어(MAC) 레이어(208) 및 어플리케이션 레이어(210)를 포함한다. 유사하게, 수신기(204)는 PHY 레이어(214), MAC 레이어(216) 및 어플리케이션 레이어(218)를 포함한다. PHY 레이어들은 무선 매체(201)를 통한 적어도 하나의 안테나를 경유하여 송신기(202) 및 수신기(204) 사이의 무선 통신을 제공한다.
송신기(202)의 어플리케이션 레이어(210)는 A/V 전처리 모듈(211) 및 오디오 비디오 제어 모듈(AV/C 모듈)(212)을 포함한다. A/V 전처리 모듈(211)은 비압축 비디오의 분할과 같은 오디오/비디오에 대한 전처리를 수행할 수 있다. AV/C 모듈(212)은 A/V 능력 정보를 교환하기 위한 표준적인 방법을 제공한다. 연결을 시작하기 전에, AV/C 모듈(212)은 사용될 A/V 포맷들을 결정하고, 연결을 위한 필요성이 사라지면 AV/C 커맨드들이 연결을 중단시키기 위해 이용된다.
송신기(202)에서, PHY 레이어(214)는 MAC 레이어(208) 및 RF 모듈(207)과의 통신에 이용되는 저속(LR) 채널(203) 및 고속(HR) 채널(205)을 포함한다. 특정 실시예에서는, MAC 레이어(208)는 패킷화 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 송신기(202)의 PHY 레이어 및 MAC 레이어는 패킷들에 PHY 헤더 및 MAC 헤더를 추가하고 무선 채널(201)을 통해서 그 패킷들을 수신기(204)에 전송한다.
무선 수신기(204)에서, PHY 레이어(214) 및 MAC(216) 레이어는 수신된 패킷들을 처리한다. PHY 레이어(214)는 적어도 하나의 안테나에 연결된 RF 모듈(213)을 포함한다. LR 채널(215) 및 HR 채널(217)은 MAC 레이어(216) 및 RF 모듈(213)과 통신하기 위하여 이용될 수 있다. 수신기(204)의 어플리케이션 레이어(218)는 A/V 후처리 모듈(219) 및 AV/C 모듈(220)을 포함한다. A/V 후처리 모듈(219)은 예컨대 비압축 비디오를 재생성하기 위하여 A/V 전처리 모듈(211)의 처리 방법의 역처리를 수행할 수 있다. AV/C 모듈(220)은 송신기(202)의 AV/C 모듈(212)과의 관계에서 보완적인 방법으로 동작한다.
이하에서는 무선 네트워크에 대한 조정자 관리 기술의 어떤 실시예들이 기술될 것이다. 이와 같은 실시예들은 고품질의 서비스 특성을 가지는 오디오 및 비디오 데이터의 전송에 최적화된 무선 네트워크를 위하여 설계되었다. IEEE 802.15.3의 조정자 관리 기술과 같은 종래의 기술들과 비교할 때, 이와같은 실시예들은 구현이 매우 용이하고, 프로토콜 오버헤드가 적으며, 보다 좋은 서비스 제어 품질을 가진다. 이하에서는 고품질의 서비스 특성을 가지는 오디오 및 비디오 데이터의 전송에 최적화된 무선 네트워크에 대하여 기술되지만, 이와 같은 실시예들은 다른 무선 네트워크들에게도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3은 무선 네트워크 고해상도 오디오/비디오 네트워크를 관리하는 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
상기 무선 네트워크는 복수개의 디바이스들을 포함한다. 구현예에 따라서, 상기 방법의 어떤 요소들은 제거될 수 있고, 병합되거나 순서가 재배열될 수 있다.
블록 32에서, 각각의 디바이스는 자신이 조정자 기능이 있는지 여부(coordinator-capable)와, 자신에게 저장된 고정 우선순위 테이블(static priority table)에 기초하여 자신의 조정자 우선순위를 결정한다. 일반적으로, 상기 무선 네트워크 내의 각각의 디바이스는 동일한 고정 우선순위 테이블을 저장하고 있다. 고정 우선순위 테이블은 일반적인 사용례, 디바이스 유형의 속성 및 조정자로서의 일반적인 요구조건에 기초하여, 디바이스의 각각의 유형에게 조정자로서 선택되기 위한 우선 순위를 할당한다. 일실시예에서, 각각의 디바이스는 테이블에서 자신의 디바이스 유형을 참조하여, 자신의 디바이스 유형에 대응되는 조정자 우선순위를 검색할 수 있다.
하기에 예시적인 테이블로서 도시된 테이블 1에서는 가장 낮은 번호가 가장 높은 우선순위(priority order)를 가지도록 대응된다.
[테이블 1]
Figure 112008027108145-pct00001
테이블의 다른 실시예가 하기의 테이블 2에 도시된다. 테이블 2에서, 디바이스들은 최우선(Top), 우선(Primary), 비우선(Non-primary)으로 우선순위가 감소하면서 세 개의 그룹으로 분할된다. 우선 그룹의 디바이스들은 AC 전력을 가지는 비휴대용 디바이스들이다. 비우선 그룹의 디바이스들은 휴대용 디바이스들이다. 몇몇 응용예에서, 디지털 텔레비전 셋(DTV)은 바람직한 조정자로서 기능하기 때문에 최우선 순위를 가진다.
[테이블 2]
Figure 112008027108145-pct00002
한편, 어떠한 적절한 형태의 우선순위 테이블도 이용될 수 있다는 것이 인정되어야 할 것이다. 일 실시예에서, 각각의 디바이스에게 우선순위를 할당할 때, 특정한 요소들이 고려될 수 있다. 예컨대, AC 전력 디바이스들은 배터리 전력 디바이스들보다 높은 조정자 우선순위를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 다른 예에서, 더 오랜 시간동안 전원이 켜져 있는 상태에 있는 디바이스들이 보다 높은 우선순위를 가진다. 다른 예에서, 디스플레이 유닛이 있는 디바이스가 디스플레이 유닛이 없는 디바이스보다 높은 우선 순위를 가진다.
어떤 무선 네트워크는 조정자 기능(coordinator-capable)이 있는 디바이스와 조정자 기능이 없는 디바이스들을 포함할 수 있다. 고정 우선순위 테이블은 조정자 기능이 없는 디바이스들을 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 블록 32에서, 그 테이블이 조정자 기능이 없는 디바이스들을 포함하지 않는 경우라면, 각각의 디바이스는, 예컨대 그 자신에게 저장된 상태 지표(status indicator)를 판독함으로써, 그 자신이 조정자 기능이 있는지 여부를 판단한다. 만일, 그 테이블이 조정자 기능이 없는 디바이스들을 포함하는 경우에는, 그 테이블은 조정자 기능이 없는 디바이스들에게 최하위의 우선순위를 할당할 것이다. 디바이스는 검색된 조정자 우선순위를 참조함으로써, 그 자신이 조정자 기능이 없는 디바이스인지 여부를 인지할 수 있다.
블록 34에서, 각각의 디바이스의 조정자 우선순위에 기초하여 조정자가 선택된다. 일단 각각의 디바이스가 그 자신의 우선 순위를 결정하게 되면, 무선 네트워크의 디바이스들 중 조정자를 선택하는 많은 방법들이 존재한다. 일실시예로서, 각각의 조정자 기능이 있는 디바이스는 블록 32에서 결정된 그 자신의 조정자 우선순위에 기초하여 대기 시간(waiting period)을 결정한다. 보다 낮은 조정자 우선 순위가 보다 긴 대기 시간에 대응된다. 가장 높은 우선순위를 가진 디바이스는 대기시간이 없을 수도 있다. 조정자 기능이 없는 디바이스의 경우에는, 대기 시간이 무한대일 수도 있다. 디바이스는 비콘들(즉, 비콘 신호들)을 위한 제어 채널(예컨대 LR 채널(116))을 검색할 수 있다. 비콘들은 타이밍 정보 및 전송 스케쥴과 같은 제어 정보를 포함하는 패킷으로서, 주기적으로 조정자로부터 다른 모든 디바이스들에게 전송된다. 대기 시간내에 어떤 비콘도 청취되지 않으면, 디바이스는 비콘들을 브로드캐스트하고 조정자로서 동작한다.
때때로, 다수의 비콘들이 전송되는 것 같은 비콘 충돌이 발생할 수 있다. 비콘 충돌을 감지하는 많은 방법들이 존재한다. 예컨대, 디바이스가 비콘을 브로드캐스트하기 시작한 후, 어떠한 업링크 트랙픽(uplink traffic)도 수신하지 못하고, 다른 비콘들도 청취(hear)하지 못한다면, 비콘 충돌이 발생했다고 판단될 것이다. 디바이스는 임의의 시간동안 대기하였다가, 비콘들의 브로드캐스팅을 중단하고 다시 채널들을 검색할 것이다. 디바이스가 다수의 비콘들을 발견한 경우에는, 그 디바이스가 비콘을 수신하는 모든 디바이스에게 이를 통지할 것이다. 비콘들을 브로드캐스팅하는 디바이스는 다른 디바이스에 의하여 전송되는 비콘들도 청취할 수 있다.
비콘 충돌이 발생한 경우에, 보다 낮은 우선순위를 가지는 조정자는 보다 높은 우선 순위를 가지는 조정자에게 핸드오프(hand-off)할 것이다. 예컨대, 네트워크/MAC 주소에 의하여 결합은 끊어질 것이다. 상위 주소는 하위 주소보다 우선순위를 가질 것이다. 이는 다수의 TV가 존재할 때와 같이 동일한 유형의 다수의 디바이스들이 존재할 때 발생할 수 있다.
블록 36에서는, 조정자가 아닌 다른 조정자 기능을 가진 디바이스로부터 백업 조정자가 선택된다. 백업 조정자를 선택하는 프로세스에서 조정자가 다른 디바이스들과 잘 연결되어 있는지 여부를 검증하기 위하여 탐색 절차(probing procedeur)가 이용된다. 백업 조정자는 어떤 원인으로 조정자가 잘 동작하지 못하는 경우에 조정자 기능을 인계받을 것이다. 블록 36에 대한 상세한 설명은 도 4를 참조하여 후술할 것이다.
블록 38에서는, 조정자는 주기적으로 시스템 데이터를 백업 조정자와 동기화한다. 시스템 데이터는, 예컨대 네트워크 정보 및 현재 스케쥴을 포함할 수 있다. 주기적으로, 조정자는 백업 조정자가 여전히 제대로 기능하고 있는지를 탐색할 것이고, 또한 연결 상태(link status)를 체크하기 위하여 다른 모든 디바이스를 탐색할 것을 백업 조정자에게 요청할 수 있다.
블록 42에서는, 조정자와 다른 디바이스들간의 연결들이 조정자 및 다른 디바이스에 의하여 모니터된다. 디바이스가 비콘들을 청취할 수 없다면, 랜덤 액세스 시간에 디바이스는 연결이 불량 하다는 메시지를 다른 디바이스들에게 브로드캐스트할 것이다. 이 메시지를 수신한 디바이스들은 조정자에게 통지할 것이다. 조정자는 그 통지를 수신한 후에, 그 디바이스에 대한 탐색을 계획할 것이다. 또한, 조정자는 능동적으로 다른 디바이스에 대한 연결을 모니터한다. 조정자가 소정의 시간동안 디바이스로부터 청취하지 못하면 조정자는 그 디바이스를 탐색할 것이다.
블록 44에서, 소정의 조건하에서 조정자로부터 백업 조정자에게로 조정자 기능의 핸드오프가 수행된다. 이와 같은 조건은 예컨대 a) 조정자의 셧다운(shut-down)이 예정되어 있거나, b) 조정자가 갑자기 셧다운되거나, c) 조정자와 다른 디바이스들과의 연결이 나쁘거나, d) 보다 높은 우선순위를 가지는 조정자가 네트워크에 참여하거나 e)다수의 조정자가 존재하는 경우를 포함할 수 있다. IEEE 802.15.3에서의 핸드오프 키술과 같은 현재 존재하는 다양한 핸드오프 기술들이 본 실시예의 핸드오프 절차를 수행하기 위하여 이용될 수 있다.
블록 46에서, 소정의 조건하에서, 예컨대 네트워크가 셧다운되는 경우, 시스템이 오프라인이 아니라면 프로세스는 블록 38로 돌아갈 것이다.
상기 실시예에서, 디바이스는 자신에게 저장된 고정 우선순위 테이블을 참조하여 자신의 우선 순위를 결정한다. 다른 실시예에서, 고정 우선순위 테이블 대신에 조정자 우선순위가 디바이스에 저장될 수 있다. 조정자 우선 순위는 예컨대, 디바이스가 제조될 때 고정 우선순위 테이블에 기초하여 결정된 번호이다. 이것은 디바이스가 고정 우선순위 테이블을 저장하고 참조하여야할 필요성을 제거해준다.
도 4는 도 3에 도시된 백업 조정자를 선택하기 위한 프로세스의 일 실시예를 도시한 흐름도이다. 구현예에 따라서, 상기 방법의 어떤 요소들은 제거될 수 있고, 병합되거나 순서가 재배열될 수 있다.
블록 362에서는, 조정자가 각각의 디바이스의 조정자 우선순위에 기초하여 (조정자가 아닌 디바이스들인) 나머지 디바이스들 중 백업 조정자가 되기 위한 후보로서의 디바이스를 선택한다. 일 실시예에서, 조정자는 나머지 디바이스들 중 최우선 순위를 가지는 디바이스를 선택한다. 결합은 예컨대 네트워크 주소에 의하여 깨어진다. 상위 주소가 하위 주소보다 높은 우선 순위를 가질 수 있다.
블록 364에서는, 백업 조정자 후보가 탐색 메시지를 전송함으로써 다른 디바이스와 자신의 연결(connection)을 테스트한다. 일 실시예에서, 조정자는 먼저 그 후보에게 그 후보의 연결을 테스트할 것을 요청하는 메시지를 전송한다. 그 후, 후보는 탐색 메시지에 대한 다른 디바이스의 응답에 기초하여 다른 디바이스와의 연결의 링크 품질을 평가할 수 있다.
프로세스는 후보가 연결된 디바이스의 개수가 조정자가 연결된 디바이스의 개수보다 적거나, 동일하거나, 많은지에 따라 블록 366, 368, 370 중 하나의 블록으로 진행된다. 후보가 조정자와 동일한 개수의 디바이스들과 연결된 경우에는, 조정자는 조정자와 후보가 다른 디바이스들과 좋은 연결 상태를 가지고 있는 것으로 판단할 것이다. 그 후, 조정자는 그 후보를 백업 조정자로 지정할 것이다. 후보가 조정자가 연결된 디바이스들보다 더 많은 디바이스들과 연결된 경우에는, 그 조정자는 조정자가 다른 디바이스들과 좋은 연결 상태를 가지고 있지 않다고 판단할 것이다. 그 후, 그 조정자는 조정자 기능을 그 후보에게 핸드오프 할 것이다.
후보가 조정자보다 적은 개수의 디바이스와 연결된 경우에는, 조정자는 그 후보가 다른 디바이스들과 좋은 연결 상태를 가지고 있지 않다고 판단할 수 있다. 이 경우에는, 그 조정자는 조정자가 아닌 디바이스들 및 제2 디바이스들 중 백업 조정자를 선택하기 위한 검색을 계속 할 것이다. 일 실시예에서, 조정자는 조정자 이상의 개수의 디바이스들과 연결된 디바이스가 식별될 때까지, 블록 362부터의 프로세스를 반복 수행할 수 있다. 그와 같은 연결을 가지는 디바이스가 백업 조정자로서 선택될 것이다. 그렇지 않으면, 조정자는 조정자가 아닌 디바이스들 중에 다른 디바이스들과 가장 많은 연결을 가지는 디바이스를 백업 조정자로서 선택할 것이다.
일 실시예에서, 후보가 조정자가 연결된 디바이스의 개수와 동일한 개수의 디바이스와 연결되어있는지 여부는 후보와 조정자가 다른 디바이스들과 좋은 연결 상태를 가지고 있는지 여부를 판단하는데 이용된다. 이와 같은 기준은 다양한 환경들에 적용되기 위하여 수정될 수 있다. 예컨대, 다른 실시예에서, 조정자는 후보자와 조정자와의 연결이 소정의 개수 예컨대 2개 이내의 차이를 가지는 경우에는 후보자와 조정자가 다른 디바이스들과 좋은 연결 상태를 가지고 있다고 판단할 것이다.
기존의 접근 방법들이 각각의 조정자 기능을 가진 디바이스가 그 자신과 다른 디바이스들과의 연결 상태를 테스트하기를 요구하는 반면에, 본 실시예들은 대부분의 경우에 오직 하나 또는 두 개의 디바이스들이 다른 디바이스들과의 연결 상태를 탐색하도록 요구된다. 이를 통해, 특히 무선 네트워크가 많은 개수의 디바이스들을 포함하는 경우에, 실질적으로 프로토콜의 오버헤드가 줄어든다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 관리에 적합한 디바이스의 일 실시예의 기능적인 블록도이다. 도 5의 디바이스(200)는 조정자 기능이 있을 수도 있고 없을 수도 있다. 상기 디바이스(200)는 그 자신이 조정자로서 선택되었는지 여부에 따라 도 1에 도시된 무선 네트워크에서 디바이스 조정자(112) 또는 다른 디바이스(114)로서 동작할 수 있다.
상기 디바이스(200)는 상기 디바이스의 동작을 제어하도록 구성된 제어 모듈(52)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 모듈(52)은 일반적인 용도를 가진 어떠한 적합한 싱글 칩 또는 멀티 칩 멀티 프로세서 또는 디지털 신호 프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 프로그램밍이 가능한 집적회로(gate array)와 같이 특별한 목적을 가진 어떠한 적합한 마이크로프로세서일 수 있다. 종래에는, 상기 프로세서는 적어도 하나의 소프트웨어 어플리케이션들을 실행하도록 구성되었다. 어떤 실시예에서, 제어 모듈(52)은 고정 우선 순위 테이블(54), 수신부(56) 및 전송부(58)와 통신하여 소프트웨어 어플리케이션을 실행한다. 제어 모듈(52)은 고정 우선순위 테이블(54)을 참조하여 디바이스의 조정자 우선순위를 결정하도록 구성된다. 또한, 제어 모듈(52)은 디바이스가 조정자 기능이 있는지 여부 및 조정자로서 선택되었는지 여부에 따라, 무선 네트워크를 관리하는 방법의 프로세스에서의 적어도 하나의 부분을 수행하도록 구성될 수 있다.
여기에서 기술된 실시예들에서, 고정 우선순위 테이블은 하기에 도시된 도3의 테이블로서 대체될 수 있다.
<테이블 3>
Figure 112008027108145-pct00003
테이블 3에 도시된 것과 같이, 각각의 디바이스에게 그룹의 우선 순위인 우선 순위(priority order) 및 개별 디바이스의 우선 순위인 순서 ID(order ID)와 같이 조정자 우선 순위를 나타내는 두 개의 값들이 할당된다. 디바이스에 대한 결정의 유형에 따라, 상기 값들 중 하나가 디바이스의 조정자 우선순위를 나타내는데 이용된다. 따라서, 테이블 3은 보다 유연한 조정자 관리를 제공할 수 있다. 예컨대, 디바이스가 네트워크에 참여할 때, 핸드오프가 시작되어야할지 여부에 대한 결정을 하여야 하는 경우에, 조정자 우선순위를 비교하기 위하여 우선 순위가 이용될 수 있다. 우선 순위의 레벨이 오직 세 개뿐이므로, 핸드오프는 빈번하게 발생하지 않는다. 대조적으로, 백업 조정자를 선택할 때, 다양한 디바이스들의 조정자 우선 순위를 비교하기 위하여 우선 순위 대신에 순서 ID가 이용된다. 일 실시예에서, 테이블 3은 테이블 1 및 테이블 2와 같이 두 개의 독립된 테이블들로 분할될 수 있다. 테이블1 및 테이블 2 중 하나는 디바이스에 대한 결정의 유형에 의존하여, 조정자 우선 순위를 계산하는데 이용된다.
본 발명은 구현이 매우 용이하고, 프로토콜 오버헤드가 적으며, 보다 좋은 서비스 제어 품질을 제공하는 디바이스 조정자 선택 기능을 가진 무선 통신을 위한 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.
상기의 발명의 상세한 설명은 본 발명의 어떤 실시예들에 대하여 기술한다. 그러나, 상기 설명이 어떻게 기술되었든지, 본원 발명은 다양한 방법으로 구현될 수 있다. 본원 발명의 어떤 특징들 또는 측면들을 기술할 때 사용되는 특정한 용어는 그 용어와 관련된 본원 발명의 특징 또는 측면들을 포함하도록 제한되어 재정의되는 것을 암시하는 것은 아니라는 것에 주의하여야 한다.
상기 발명의 상세한 설명은 다양한 실시예들에 적용될 수 있도록 본원 발명의 신규한 특징들을 도시하고, 기재하고 지적하는 반면, 본원 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서, 당업자에 의하여 형식이나 디바이스의 구성 또는 프로세스에 있어서 다양한 생략, 대체 및 변경이 행해질 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 본원 발명의 권리 범위는 상기 설명에 의해서 보다는 첨부된 청구항에 의하여 정해질 것이다. 클레임의 의미 및 균등한 권리 범위 내에서 발생하는 모든 변경이 발명의 권리 범위 내에서 채택될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 디바이스들간에 비압축 HD 비디오 전송을 구현하는 무선 네트워크의 기능적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 무선 매체를 통하여 비압축 HD 비디오 전송하기 위한 예시적인 통신 시스템의 기능적인 블록도이다.
도 3은 무선 네트워크 고해상도 오디오/비디오 네트워크를 관리하는 방법의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 4는 도 3에 도시된 백업 조정자를 선택하는 프로세스의 일 실시예를 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 네트워크 관리에 적합한 디바이스의 일 실시예의 기능적인 블록도이다.
본 발명의 시스템, 방법 및 디바이스들은 각각 다양한 측면을 가지며, 그들 중 어느 하나만이 본 발명의 바람직한 속성을 대표하는 것은 아니다. 본 발명의 범위에 대한 제한 없이, 본 발명의 보다 현저한 특징들이 이제부터 간략히 기술될 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신을 위한 시스템에서의 복수개의 디바이스들을 관리하는 방법은 각각의 디바이스의 유형에 대하여 우선 순위를 할당하는 테이블인 고정 우선 순위 테이블(static priority table)에 기초하여, 상기 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위를 결정하는 단계; 및 각각의 디바이스에 대한 상기 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 복수개의 디바이스들 중 제1 디바이스를 조정자로서 선택하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신을 위한 시스템에서 복수개의 디바이스들을 관리하는 방법은 복수개의 우선 그룹들에 기초하여 상기 디바이스에서 상기 디바이스의 우선 순위를 결정하는 단계를 포함하고, 각각의 우선 그룹은 동일한 우선 순위를 가지는 디바이스들을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신을 위한 시스템에서 매체 접근 제어(medium access control)를 수행하는 디바이스는 복수개의 디바이스 유형들 각각이 조정자로서 선택되기 위한 우선 순위와 관련된 고정 우선 순위 테이블; 및 상기 고정 우선 순위 테이블에서 대응되는 디바이스 유형을 검색함으로써 상기 디바이스의 조정자 우선 순위를 결정하도록 구성된 제어 모듈을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신을 위한 시스템은 고정 우선 순위 테이블에 기초하여 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위를 결정하기 위한 수단; 및 각각의 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수개의 디바이스들 중 제1 디바이스를 조정자로서 선택하기 위한 수단을 포함하고, 상기 테이블은 디바이스들의 각각의 유형에 대하여 우선 순위 를 할당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무선 통신을 위한 시스템에서 복수개의 디바이스들을 관리하는 방법은 각각의 디바이스에 저장된 조정자 우선 순위를 판독하는 단계; 및 각각의 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 부분적으로 기초하여 상기 복수개의 디바이스들 중에서 제1 디바이스를 조정자로서 선택하는 단계를 포함한다.

Claims (37)

  1. 무선 통신을 위한 시스템에서 복수개의 디바이스들을 관리하는 방법에 있어서,
    디바이스의 각각의 유형에 대하여 우선 순위를 할당하는 테이블인 고정 우선 순위 테이블(static priority table)에 기초하여, 상기 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위(coordinator priority)를 결정하는 단계; 및
    각각의 디바이스에 대한 상기 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 복수개의 디바이스들 중 제1 디바이스를 조정자로서 선택하는 단계;
    상기 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위에 기초하여, 상기 조정자가 아닌 디바이스인 나머지 디바이스들로부터 제 2 디바이스를 선택하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와 연결된 디바이스들의 개수에 기초하여, 상기 조정자 기능을 상기 조정자에서 상기 제 2 디바이스로 핸드오프 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디바이스를 선택하는 단계는
    대기 시간(waiting period) 내에 디바이스에 의하여 비콘 신호가 수신되지 않으면, 상기 디바이스를 조정자로서 지정하는 단계를 포함하고, 상기 대기 시간의 길이는 상기 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 조정자 우선 순위가 높아질수록 상기 대기 시간의 길이는 감소하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조정자는 상기 디바이스들 중 가장 높은 조정자 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고정 우선 순위 테이블에서 텔레비전 셋은 가장 높은 조정자 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고정 우선 순위 테이블에서 비휴대용 디바이스들이 휴대용 디바이스들 보다 높은 조정자 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고정 우선 순위 테이블에서 AC 전력 디바이스들이 배터리 전력 디바이스들 보다 높은 조정자 우선순위를 가지는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위를 결정하는 단계는,
    상기 복수개의 디바이스들이 가지는 처리 전력(processing power) 및/또는 메모리에 기초하여 상기 우선 순위를 결정하는 단계를 포함하는 것을특징으로 하는 관리 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 우선 순위를 결정하는 단계는,
    상기 복수개의 디바이스들의 전원이 켜져 있는 상태로 있는 시간에 기초하여 상기 우선 순위를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    디바이스가 참여(join)할 때, 복수개의 우선 그룹들(priority groups)에 기초하여 상기 디바이스가 상기 조정자보다 상위의 그룹 우선 순위를 가지는 경우에는, 상기 조정자 기능을 상기 조정자에서 상기 디바이스에게 핸드 오프(hand off)하는 단계를 포함하고, 상기 각각의 우선 그룹은 동일한 그룹 우선 순위를 가지는 디바이스들로 구성되는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 우선 그룹들은 상기 고정 우선순위 테이블에 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 복수개의 우선 그룹들은 상기 고정 우선순위 테이블과 별도로 저장되어 있는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스와 다른 디바이스들과의 연결들(connections)을 테스트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 연결들을 테스트하는 단계는
    상기 제2 디바이스로부터 다른 디바이스들에게 탐색 메시지들(probe messages)을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 연결들을 테스트하는 단계는
    응답 메시지가 수신되는지 여부 및 상기 응답 메시지 내의 정보에 기초하여, 상기 제2 디바이스와 상기 다른 디바이스들 각각의 연결을 평가(evaluate)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 제2 디바이스와 상기 조정자가 동일한 개수의 디바이스들에 연결된 경 우에는 상기 제2 디바이스를 백업 조정자로서 지정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제2 디바이스가 상기 조정자보다 더 많은 디바이스들과 연결된 경우에는 상기 조정자 기능을 상기 조정자에서 상기 제2 디바이스로 핸드 오프하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    각각의 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 기초하여, 상기 조정자가 아닌 디바이스들과 상기 제2 디바이스로부터 제3 디바이스를 선택하고, 상기 제2 디바이스가 상기 조정자보다 적은 개수의 디바이스들과 연결된 경우에는 상기 제3 디바이스와 다른 디바이스들과의 연결을 테스트하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 조정자보다 적지 않은 개수의 디바이스들과 연결을 가지는 제2 디바이스가 선택되거나 상기 조정자가 아닌 디바이스들 각각이 상기 제2 디바이스로서 선택될 때까지, 다른 디바이스가 상기 제2 디바이스로서 선택될 때마다 상기 제2 디바이스를 선택하는 단계 및 상기 제2 디바이스의 상기 연결들을 테스트하는 단계가 반복되어 수행되는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    디바이스가 소정의 시간동안 상기 조정자로부터 비콘 신호를 청취하지 못한 경우에, 랜덤 액세스 시간에 상기 디바이스에서 메시지를 브로드캐스팅함으로써 불량 연결(bad connection)을 상기 조정자에게 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    다른 디바이스가 상기 메시지를 수신하면, 상기 다른 디바이스에서 상기 브로드캐스팅된 메시지에 포함된 정보를 상기 조정자에게 통지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 조정자가 상기 디바이스로부터 소정의 시간동안 비콘 신호를 청취(hear)하지 못했는지 여부에 대하여, 상기 조정자에서 상기 디바이스를 탐색하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  23. 삭제
  24. 제1항에 있어서,
    상기 조정자가 아닌 디바이스인 나머지 디바이스들로부터 백업 조정자를 선택하는 단계; 및
    동기화를 위하여, 주기적으로 상기 조정자로부터 상기 백업 조정자에게 시스템 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 삭제
  29. 무선 통신을 위한 시스템에서 매체 접근 제어(medium access control)를 수행하는 디바이스에 있어서,
    복수개의 디바이스 유형들 각각이 조정자로서 선택되기 위한 우선 순위와 관련된 고정 우선 순위 테이블; 및
    상기 고정 우선 순위 테이블에서 대응되는 디바이스 유형을 검색함으로써, 상기 디바이스의 조정자 우선 순위를 결정하도록 구성된 제어 모듈을 포함하며,
    상기 제어 모듈은, 상기 디바이스가 상기 조정자로서 지정된 경우에, 상기 복수 개의 디바이스 각각의 우선 순위에 기초하여, 상기 조정자가 아닌 나머지 디바이스들로부터 제 2 디바이스를 선택하고,
    상기 제 2 디바이스와 연결된 디바이스들의 개수에 기초하여, 상기 조정자 기능을 상기 조정자에서 상기 제 2 디바이스로 핸드 오프 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    대기 시간 내에 상기 디바이스에 의하여 비콘 신호가 수신되지 않는다면, 상기 디바이스를 조정자로서 지정하도록 더 구성되고, 상기 대기 시간은 상기 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 적어도 부분적으로 기초하는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 제 2 디바이스와 연결된 디바이스들에게 탐색 메시지들을 전송함으로써 상기 제2 디바이스에게 상기 제2 디바이스와 다른 디바이스들간의 연결들을 테스트하도록 요청하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 디바이스가 상기 조정자로서 지정된 경우에, 상기 제2 디바이스가 상기 조정자보다 더 많은 개수의 디바이스들과 연결된 때에는 상기 조정자로부터 상기 제2 디바이스에게 상기 조정자 기능을 핸드 오프하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 제어 모듈은
    상기 디바이스가 상기 조정자로서 지정된 경우에, 보다 상위의 우선 순위를 가지는 디바이스가 참여하면, 상기 조정자로부터 상기 제2 디바이스에게 조정자 기능을 핸드 오프하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  34. 제29항에 있어서,
    다른 디바이스에게 메시지들을 전송하는 전송부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  35. 제29항에 있어서,
    다른 디바이스로부터 메시지들을 수신하는 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 디바이스.
  36. 삭제
  37. 무선 통신을 위한 시스템에서 복수개의 디바이스들을 관리하는 방법에 있어서,
    각각의 디바이스에 저장된 조정자 우선 순위를 판독하는 단계; 및
    각각의 디바이스의 상기 조정자 우선 순위에 부분적으로 기초하여, 상기 복수개의 디바이스들 중에서 제1 디바이스를 조정자로서 선택하는 단계;
    상기 각각의 디바이스의 조정자 우선 순위에 기초하여, 상기 조정자가 아닌 디바이스인 나머지 디바이스들로부터 제 2 디바이스를 선택하는 단계; 및
    상기 제 2 디바이스와 연결된 디바이스들의 개수에 기초하여, 상기 조정자 기능을 상기 조정자에서 상기 제 2 디바이스로 핸드 오프 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 관리 방법.
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