KR101472545B1 - 무선 디바이스의 발견을 가능하게 하는 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

제 1 안테나 섹터(40)에서의 무선 디바이스(A)는 지향성 안테나(322)를 이용하여 발견되고, 이는 복수의 안테나 섹터 내에서 신호를 송신 및 수신한다. 복수의 제 1차 비콘은 대응하는 제 1차 비콘 시간 슬롯(1P 내지 4P)에서 송신되고, 이들 슬롯은 안테나 섹터(10 내지 40)에 대응하고 연관된 제 2차 비콘 시간 슬롯(1s 내지 4s)을 갖는다. 제 2차 비콘은 제 1 섹터에 대응하는 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯(4P)와 연관된 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4sA)에서의 무선 디바이스로부터 수신되며, 이 제 2차 비콘은 제 1의 2차 시간 슬롯에 포함된 제 1의 1차 비콘에 응답한다. 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)이 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가된다. 이 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 제 1 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1의 1차 비콘에 응답하여 추가적인 2차 비콘을 송신하는 것을 가능하게 한다.
통신, 비콘, 섹터, 안테나, 지향성, 슬롯

Description

무선 디바이스의 발견을 가능하게 하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR ENABLING DISCOVERY OF WIRELESS DEVICES}
본 특허 발명은 2007년 1월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제60/885,663호의 35 U.S.C.§ 119(e) 하에서 우선권 이익을 주장하며, 이 출원의 전체가 여기에 완전하게 기술되는 것처럼 모든 목적을 위해 참고로 여기에 병합된다.
본 발명은 무선 통신 분야에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 무선 디바이스가 지향성 안테나 시스템을 이용하여 서로를 발견하는 것을 가능하게 하는 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법에 대한 것이다.
무선 통신 기술에서 진보가 계속 이루어지고 있다. 예를 들면, 무선 근거리 네트워크(WLAN: Wireless Local Area Network) 및 무선 개인 영역 네트워크(WPAN: Wireless Personal Area Network)가 가정 및 사업에서 더 일반적이 되고 있다. 이러한 네트워크는 다양한 독립형 무선 전자 디바이스 또는 단말기를 포함할 수 있는데, 이들은 무선으로 서로 통신한다. WLAN 및 WPAN은 다수의 상이한 이용가능한 표준에 따라 동작할 수 있는데, 이들 표준은 IEEE 표준 802.11(Wi-Fi), 802.15(블루투쓰) 및 802.16(WiMax), 뿐만 아니라 WiMedia Alliance Ultra-Wideband(UWB) 표준 을 포함한다.
도 1은 예시적인 WPAN(125)을 통하여 서로 통신하도록 구성된 복수의 단말기를 포함하는 종래의 무선 네트워크(100)를 보여주는 블럭도이다. 이 무선 단말기는 서로 통신하도록 구성된 임의 전자 디바이스 또는 노드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 1은 홈 네트워크를 묘사할 수 있으며, 여기서 전자 디바이스는 개인용 컴퓨터(120), 디지털 텔레비전 세트(121), 디지털 카메라(122) 및 개인 휴대 정보 단말기(PDA: Personal Digital Assistant)(123)를 포함한다. 네트워크(100)는 또한 모뎀(130)과 같은 다른 네트워크로의 인터페이스를 포함하여 예를 들면 인터넷(140)으로의 무선 디바이스(120 내지 123) 모두 또는 일부의 연결성을 제공할 수 있다. 물론, 전자 디바이스가 서로 통신하는 많은 다른 타입의 무선 네트워크가 있으며, 이들 다른 타입의 무선 네트워크는 제조 공장, 의료 시설, 보안 시스템 등에서의 네트워크를 포함한다.
무선 디바이스는 지향성 안테나를 이용하여 서로 통신할 수 있는데, 이 안테나는 송신 범위를 확장한다. 예를 들면, 최근 무선 네트워크는 매우 높은 주파수 대역(예를 들면, 60GHz)에서 동작하며, 따라서 고주파수 대역과 관련된 높은 경로 손실을 보상하기 위해 지향성 안테나를 이용한다. 중앙 집중화 및 분산 무선 네트워크 둘 다에 있어서, 지향성 안테나를 이용하는 무선 디바이스는 통신하기 위해 동시에 그들의 각 안테나를 정렬해야만 한다. 환언하면, 무선 디바이스는 먼저 서로를 발견해야만 하며, 이는 이 무선 디바이스가 주변 영역을 스캐닝함으로써(예를 들면, 그들의 안테나 빔을 스위핑함으로써(sweeping)) 성취된다. 그러나, 무선 디 바이스는 동시에 그들의 안테나 빔을 스위핑하는 것을 보장하기 위해 이들 중 사전 조정(pre-coordination)이 있지 않으면 서로를 발견할 수 없다.
비콘이 디바이스간 중요한 제어 정보를 전달하기 위해 널리 사용된다. 예를 들면, IEEE 802.11 액세스 포인트는 주기적으로 비콘을 송신하여 액세스 포인트 주위의 IEEE 802.11 무선 디바이스가 이 액세스 포인트와 제휴할 수 있으며 통신할 수 있다. 위에 진술된 바와 같이, 만일 이 액세스 포인트를 포함하는 무선 디바이스가 비콘 송신 및 수신을 위해 지향성 안테나를 이용한다면, 이들 디바이스는 서로의 안테나의 방향을 알아야만 한다. 이는 무선 디바이스의 안테나 지향성뿐만 아니라 비콘 송신, 수신 및 처리를 조정하기 위한 프로토콜을 요구한다.
그렇지 않으면, 이들 무선 디바이스가 동일한 네트워크(100)에 있고 서로 근접한 위치에 있을지라도 서로를 발견하고 통신하지 못할 수도 있다. 이러한 조정 또는 동기화는 구현하기에 어렵고 비용이 많이 든다. 그러나, 안테나 제어 및/또는 비콘 송신을 조정하기 위한 공통 시간 영역 기준점을 가지지 않은 무선 디바이스는 적절하게 네트워크로서 통신하지 않을 것이다.
따라서, 특히 무선 디바이스가 지향성 안테나 시스템을 이용하고 있는 때, 이들 무선 디바이스가 비콘을 이용하여 서로를 발견하고 통신하는 것을 가능하게 하는 무선 디바이스 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 것이다.
본 발명의 일측면에서, 복수의 안테나 섹터 내에서 신호를 송신 및 수신하도록 구성된 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 디바이스를 발견하는 방법이 제공되며, 상기 무선 디바이스는 상기 복수의 안테나 섹터의 제 1 안테나 섹터 내에 위치된다. 이 방법은 대응하는 복수의 제 1차 비콘 시간 슬롯에서 복수의 제 1차 비콘을 송신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1차 비콘 시간 슬롯은 상기 복수의 안테나 섹터에 대응하고 연관된 복수의 제 2차 비콘 시간 슬롯을 갖는다. 제 2 비콘은 제 1 안테나 섹터에 대응하는 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯에서 상기 무선 디바이스로부터 수신되며, 상기 제 2 비콘은 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯 내에 포함된 상기 제 1의 1차 비콘에 응답한다. 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간이 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가된다. 상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 상기 제 1 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1의 1차 비콘에 응답하여 추가적인 제 2차 비콘을 송신하는 것을 가능하게 한다.
제 1차 비콘 시간 슬롯 및 연관된 제 2차 비콘 시간 슬롯은 슈퍼 프레임에 포함될 수 있다. 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯을 포함할 수 있고, 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯일 수 있다. 대안적으로는, 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 복수의 제 1차 비콘 시간 슬롯 중 마지막 제 1차 비콘 시간 슬롯의 뒤에 올 수 있으며, 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯일 수 있다.
무선 디바이스를 발견하는 방법은 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1의 1차 비콘 내의 제 2차 비콘의 수신을 무선 디바이스에 통지하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이 제 2차 비콘의 수신을 무선 디바이스에 통지하는 단계는 무선 디바이스의 식별을 후속하는 제 1의 1차 비콘에 포함하는 단계를 포함할 수 있다.
무선 디바이스를 발견하는 방법은 제 2 안테나 섹터에 대응하는 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 2의 2차 비콘 시간 슬롯에서 제 2 안테나 섹터에 위치된 추가적인 무선 디바이스와 연관된 충돌 표시를 수신하는 단계를 추가로 포함하되, 이 충돌 표시는 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 제 2의 1차 비콘에 응답한다. 적어도 2개의 추가적인 제 2차 비콘 시간 슬롯은 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가될 수 있다. 적어도 2개의 추가적인 제 2차 비콘 시간 슬롯은 제 2 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 2의 1차 비콘에 응답하여 연관된 제 2의 2차 비콘을 송신하는 것을 가능하게 할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 복수의 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치가 제공된다. 이 장치는 지향성 안테나 시스템과 트랜시버를 포함한다. 이 지향성 안테나 시스템은 적어도 제 1 안테나 섹터 및 제 2 안테나 섹터 내에서의 무선 네트워크를 통하여 통신하도록 구성된다. 이 트랜시버는 지향성 안테나를 통하여 제 1 및 제 2 안테나 섹터쪽으로 신호를 송신하도록 구성되며, 각 신호는, 제 1 안테나 섹터에 대응하는 제 1 송신 비콘 시간 슬롯 및 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯과, 제 2 안테나 섹터에 대응하는 제 2 송신 비콘 시간 슬롯 및 연관된 제 2 수신 비콘 시간 슬롯을 포함한다. 상기 트랜시버는 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯에서의 제 1 송신 비콘을 상기 1 안테나 섹터로, 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯에서의 제 2 송신 비콘을 상기 제 2 안테나 섹터로 송신한다. 상기 트랜시버는 제 1 송신 비콘에 응답하는 제 1 안테나 섹터에 위치되는 제 1 무선 디바이스로부터 제 1 수신 비콘 시간 내의 제 1 수신 비콘을 수신한다. 상기 신호의 추가적인 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 제 1 송신 비콘 시간 슬롯과 연관되어, 상기 제 1 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1 송신 비콘에 응답하여 추가적인 제 1 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 한다.
상기 트랜시버는 상기 제 2 송신 비콘에 응답하는 제 2 안테나 섹터에 위치되는 제 2 무선 디바이스로부터 제 2 수신 비콘 시간 슬롯에서 제 2 수신 비콘을 수신한다. 상기 신호의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯은 제 2 송신 비콘 시간 슬롯과 연관되어 상기 제 2 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 2 송신 비콘에 응답하여 추가적인 제 2 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 한다.
상기 트랜시버는 상기 제 2 안테나 섹터에 위치되는 적어도 하나의 제 2 무선 디바이스 및 제 3 무선 디바이스와 연관된 제 2 수신 비콘 시간 슬롯에서 충돌 표시를 수신하되, 이 충돌 표시는 제 2 송신 비콘에 응답한다. 2개의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯이 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가된다. 상기 2개의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 제 2 안테나 섹터 내에서의 제 2 및 제 3 무선 디바이스가 연관된 제 2 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 한다.
상기 지향성 안테나 시스템은 복수의 섹터에 대응하는 복수의 안테나를 포함할 수 있다. 대안적으로는, 상기 지향성 안테나 시스템은 복수의 섹터에 대응하는 복수의 빔을 갖는 적응형 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
상기 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 이중 시간 슬롯에서 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯과 쌍이 되고, 상기 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 이중 시간 슬롯 내에서 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯을 포함한다. 상기 추가적인 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 이중 시간 슬롯 내에서 상기 제 1 수신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯일 수 있다. 상기 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 올 수 있다. 상기 추가적인 제 1 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 제 1 수신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯일 수 있다. 상기 트랜시버는 상기 신호의 상기 추가적인 제 1 수신 비콘 시간 슬롯이 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯과 연관되기 전에 비콘 기간의 길이가 증가할 것이라는 발표 정보를 송신할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에서, 복수의 무선 디바이스의 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치가 제공된다. 이 장치는, 복수의 안테나 섹터를 통하여 통신하도록 구성된 지향성 안테나 시스템을 포함한다. 이 장치는, 상기 지향성 안테나를 통하여 상기 복수의 안테나 섹터에 신호를 송신하도록 구성된 트랜시버를 또한 포함하되, 각 신호는, 상기 안테나 섹터에 대응하는 복수의 제 1차 비콘 시간 슬롯 및 연관된 제 2차 비콘 시간 슬롯을 구비하는 슈퍼 프레임을 포함한다. 상기 트랜시버는 상기 복수의 제 1차 비콘 시간 슬롯에서 복수의 제 1차 비콘을 송신하고, 수신된 제 2차 비콘과 연관된 안테나 섹터에 위치된 응답 무선 디바이스로부터 상기 복수의 제 2차 비콘 시간 슬롯 중 하나에서 적어도 하나의 제 2차 비콘을 수신한다. 상기 제 2차 비콘 시간 슬롯 중 하나는 상기 응답 무선 디바이스에 할당되고, 상기 응답 무선 디바이스의 안테나 섹터와 연관되는 추가적인 제 2차 비콘 시간 슬롯이 상기 슈퍼 프레임에 추가된다.
도 1은 종래의 무선 통신 네트워크에 대한 블럭도.
도 2는 다양한 실시예에 따른 무선 네트워크를 통하여 제 1차 디바이스와 통신하는 대표적 제 2차 디바이스의 블럭도.
도 3은 다양한 실시예 따른 무선 네트워크를 통하여 제 2 차 디바이스와 통신하도록 구성된 대표적 제 1차 디바이스의 기능 블럭도.
도 4a 내지 4f는 실시예에 따른 무선 디바이스에 의해 통신을 가능하게 하는 슈퍼 프레임의 블럭도.
도 5는 다양한 실시예에 따른 안테나 제어 프로세스의 흐름도.
도 6a 내지 6f는 실시예에 따른 무선 디바이스에 의해 통신을 가능하게 하는 슈퍼 프레임의 블럭도.
이하 상술된 설명에서, 제한이 아닌 설명을 목적으로, 특정 상술을 개시하는 예시적인 실시예가 본 교시에 따른 실시예의 철저한 이해를 제공하기 위해 기술된다. 그러나, 여기에 개시된 특정 상술을 벗어난 본 교시에 따른 다른 실시예가 첨부된 청구항의 범위 내에 남아 있음이 본 발명의 이익을 아는 당업자에게는 명백할 것이다. 더욱이, 잘 알려진 디바이스 및 방법의 설명은 예시적인 실시예의 설명을 불명확하게 하지 않기 위해 생략될 수 있다. 이러한 방법 및 디바이스는 명백하게 본 교시의 범위 내에 있다.
다양한 실시예에서, 비콘을 제어하기 위한 프로토콜은 WLAN 또는 WPAN과 같은 무선 네트워크에서 무선 디바이스의 지향성 안테나를 통하여 송신되고 수신된다. 이 프로토콜은 지향성 안테나를 이용하여 WLAN 또는 WPAN에서 조정된 방식으로 비콘을 송신하는 능력을 무선 디바이스에 제공한다. 따라서, 이 무선 디바이스는 직접적으로 또는 간접적으로 비콘을 통하여 정보를 교환하여, 무선 디바이스의 안테나 지향성 또는 시간 동기화를 이전에 조정할 필요없이도 네트워크 관리, 데이터 송신 및 다른 통신을 가능하게 할 수 있다.
더욱이, 여기에 설명된 실시예에 따르면, 무선 디바이스는 오직 비코닝(beaconing) 기간 동안 이들의 각 송신 및 수신 회로 사이를 한번 스위칭할 필요가 있다. 따라서, 이러한 스위칭 동작을 위해 보통 챙겨두는(set aside) 보호 시간이 최소화된다. 일단 확립되면, 무선 디바이스의 비콘 송신을 위한 타이밍은 이 무선 디바이스가 네트워크를 떠나는 경우에만 변경될 수 있으며, 이는 비코닝 조정 프로토콜의 구현예를 단순화한다.
도 2는 다양한 표준 및 프로토콜에 따라 WLAN, WPAN 등이 될 수 있는 대표적 무선 네트워크(200)의 블럭도이다. 예를 들면 네트워크 액세스 포인트일 수 있는 제 1차 무선 디바이스(310)는 대표적 제 2차 무선 디바이스(A, B 및 C)를 갖는 무선 네트워크(200)을 통하여 통신하도록 구성되며, 이는 위에서 논의된 바와 같이, 개인용 컴퓨터, 디지털 텔레비전 세트, 디지털 카메라 및 PDA 등과 같은, 무선 네트워크(200)를 통하여 통신하도록 구성된 임의 타입의 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들면, 무선 네트워크(200)는 UWB 네트워크일 수 있고, 제 1차 디바이스 및 제 2차 디바이스(A, B 및 C)는 WiMedia 규격에 따라 UWB 프로토콜을 이용하여 동작하도록 적용될 수 있다. 제 1차 및 제 2차 디바이스 사이의 차이는 제 1차 디바이스(예를 들면, 무선 디바이스(310))가 비콘을 송신함으로써 다른 네트워크(200)를 통하여 통신을 개시하고, 제 2차 디바이스(예를 들면, 무선 디바이스(A, B 및 C))는 제 1차 디바이스 비콘을 수신하고 이 제 1차 디바이스 비콘에 응답한다는 점이다. 무선 디바이스(A, B 및 C)의 위치 및 방향은 제 1차 디바이스(310)에 의해 선험적으로 알려져 있지 않다.
제 1차 다바이스 또는 제 2차 디바이스가 되는 것으로서 각 무선 디바이스의 아이덴티티(identity)는 단지 설명 목적을 위한 것이다. 따라서, 다양한 실시예에서, 비콘을 송신함으로써 통신 세션을 개시하는 임의 무선 디바이스는 제 1차 디바이스로 여겨질 수 있으며, 반드시 액세스 포인트가 될 필요는 없다.
도 3은 다양한 실시예에 따라 무선 네트워크(200)을 통하여 제 2차 디바이스(A, B 및 C)와 통신하도록 구성된 대표적 제 1차 디바이스(310)의 기능 블럭도이다. 비록 제 1차 디바이스(310)가 도시되고 상세히 설명되었을 지라도, 제 2차 디 바이스(A, B 및 C)가 제 1차 디바이스(310)와 실질적으로 동일한 방식으로 구성되고 기능함이 이해된다.
당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 도 3에 도시된 다양한 "구성 부분" 중 하나 이상은 소프트웨어로 제어되는 마이크로 프로세서, 하드 배선(hard wired) 논리 회로, 또는 이들의 조합을 이용하여 물리적으로 구현될 수 있다. 또한, 이들 구성 부분이 설명을 목적으로 도 3에서 기능적으로 분리되어 있을지라도, 이들은 임의 물리적 구현에서 다양하게 결합될 수 있다.
무선 디바이스(310)는 트랜시버(324), 프로세서(326), 메모리(328) 및 안테나 시스템(322)을 포함한다. 트랜시버(324)는 수신기(323) 및 송신기(325)를 포함하고, 무선 디바이스(310)가 적당한 표준 프로토콜에 따라 무선 통신 네트워크(200)를 통하여 무선 디바이스(A, B 및 C)와 같은 다른 무선 디바이스와 통신하기 위한 기능을 제공한다.
프로세서(326)는 제 1차 디바이스(310)의 기능을 제공하기 위해 메모리(328)와 협력하여 하나 이상의 소프트웨어 알고리즘을 실행하도록 구성되며, 이 알고리즘은 여기에 기술된 실시예의 비코닝 조정 알고리즘을 포함한다. 프로세서(326)는 실행가능한 소프트웨어 코드를 저장하기 위한 그 자신의 메모리(예를 들면, 비휘발성 메모리)를 포함할 수 있으며, 이 소프트웨어 코드는 프로세서가 여기에 논의된 제 1차 디바이스(310)의 다양한 기능을 실행하는 것을 허용한다. 대안적으로는, 이 실행가능한 코드는 메모리(328) 내의 지정된 메모리 위치에 저장될 수 있다.
도 3에서, 안테나 시스템(322)은 제 1차 디바이스(310)가 복수 방향에서 다 른 무선 디바이스와 통신하기 위해 복수의 안테나 빔 중에서 선택하는 능력을 제공하는 지향성 안테나 시스템을 포함한다. 예를 들면, 안테나 시스템(322)은 각각이 하나의 안테나 빔에 대응하는 복수의 안테나를 포함할 수 있거나, 또는 안테나 시스템(322)은 상이한 방향으로 빔을 형성하기 위해 복수의 상이한 안테나 소자를 결합할 수 있는 조향 가능 안테나 또는 안테나 어레이를 포함할 수 있다.
안테나 시스템(322)은 안테나 시스템(322)이 지향될 수 있는 방향에 대응하는 다양한 섹터에서 동작한다. 예를 들면, k번째 무선 디바이스는 Mk개 방향 또는 섹터 내에서 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 위에서 진술된 바와 같이, 이들 섹터는 안테나 시스템(322)의 Mk개 지향성 안테나 중에서 선택되는 섹터화된 안테나를 이용하여 생성될 수 있거나, 또는 사실상 안테나 시스템(322)의 적응형 안테나 어레이를 이용하여 형성될 수 있다.
상이한 디바이스(예를 들면, 제 1차 디바이스(310) 및 제 2차 디바이스(A, B 및 C)는 안테나 섹터의 다른 개수 및 분포를 가질 수 있으며, 반드시 모든 방향이 하나의 디바이스의 다양한 섹터에 의해 커버되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 2는 제 1차 무선 디바이스(310)의 안테나 시스템(322)이 4개의 안테나 섹터(10, 20, 30 및 40)를 정의하는 예를 묘사한다. 달리 말하면, 제 1차 디바이스(310)가 디바이스(k = 1)인 것으로 가정하면, M1 = 4이다. 설명을 단순화하기 위한 목적으로, 대표적 섹터(10 - 40)는 제 1차 무선 디바이스(310)를 에워싸는 4개의 사분면에 균일하게 분포된다. 실제 섹터는 3차원으로 확장되는 상이한 및/또는 중첩된 유효 범 위(coverage)를 가질 수 있다. 도 2의 예에서 도시된 바와 같이, 제 2차 무선 디바이스(A)는 안테나 섹터(40) 내에 위치되고 제 2차 무선 디바이스(B 및 C)는 안테나 섹터(20) 내에 위치된다.
도 4a 내지 도 4f는 각기 동작 시간 선(410 내지 460)의 블럭도이며, 이들 각각은 실시예에 따라 대응하는 슈퍼 프레임을 위해 비콘 기간 내에 포함될 수 있다. 6개 슈퍼 프레임(410 내지 460)은 이들이 시간상 차례로 이어지는 점에서 순서적이지만, 그러나 이들이 반드시 연속적일 필요는 없다. 안테나 지향성 및 비콘 기간은 사전 조정되지 않거나, 또는 그렇지 않을 경우 제 1차 디바이스(310) 및 제 2차 디바이스(A, B 및 C) 사이에서 동기화된다.
각 슈퍼 프레임(410 내지 460)은 비콘 기간 내에서 일련의 연속적인 블록 또는 시간 슬롯을 포함하며, 이는 비코닝 프로세스와 연관된 고정 시간 기간을 나타낸다. 각 슈퍼 프레임(410 내지 460)은 복수의 시간 슬롯(예를 들면, 하나의 슈퍼 프레임 당 256개 시간 슬롯)을 포함하며, 이들 중 일부는 비코닝을 위해 예약될 수 있다. 이 시간 슬롯은 이 실시예의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서도 사이즈에서 변동될 수 있다. 예를 들면, 슈퍼 프레임 당 슬롯의 개수 및/또는 각 시간 슬롯의 시간 길이는 임의 특정 상황을 위한 특정 이익을 제공하거나 또는 다양한 설계 요구조건을 충족하기 위해 조정될 수 있다.
도 5는 실시예에 따라, 지향성 안테나를 이용하여 비콘 송신 및 수신을 조정하기 위한 프로세스를 보여주는 흐름도이다. 도 5의 프로세스 단계는 도 4a 내지 도 4f의 다양한 슈퍼 프레임(410 내지 460)을 참조하여 논의될 것이다.
도 5에서, 도 2 및 도 3에 도시된 예시적인 무선 디바이스(310)와 같은, 제 1차 디바이스는 비콘을 송신하고, 따라서 여기서는 제 1차 슬롯 또는 "P-슬롯"으로 명칭되는 M1개 지향성 비콘 슬롯(예를 들면, 도 4의 시간 슬롯(1P 내지 4P))을 포함하는 비콘 기간을 생성하는 네트워크에서의 제 1 디바이스(k = 1)인 것으로 여겨진다. 도 4a에 도시된 바와 같이, 일련의 연속적인 M1개 P-슬롯(예를 들면, 시간 슬롯(1P 내지 4P))은 일련의 연속적인 제 2 차 슬롯 또는 "S-슬롯"(예를 들면, 시간 슬롯(1s 내지 4s))을 수반하며, 이들 각각은 P-슬롯(1P 내지 4P) 중 하나에 대응한다. 초기에, M1개 슬롯이 있고, 하나의 S-슬롯은 각 P-슬롯에 대응한다. 대안적인 구현예에서, 각 P-슬롯은 초기에 네트워크 설계에 따라 하나 보다 많은 연관된 S-슬롯을 가질 수 있다.
도 5의 단계(S510)에서, 제 1차 디바이스(310)는 그 대응하는 안테나 섹터(10 내지 40)의 각각에서의 P-슬롯(1P 내지 4P)의 각각에서 (제 1차) 비콘을 송신한다. 도 4의 슈퍼 프레임(410)은 예시적인 슈퍼 프레임이며, 이는 제 1차 디바이스(310)의 초기 송신을 포함한다. 모든 4개 안테나 섹터 내에서 비콘의 송신 이후, 제 1차 디바이스(310)는 단계(S512)에서 P-슬롯에 대응하는 S-슬롯에서 비콘을 청취한다. 제 1차 디바이스(310)에 의해 송신된 각 비콘은 임의 수신 제 2차 무선 디바이스가 응답 (제 2차) 비콘을 송신해야 하는 S-슬롯(들)의 개수, 위치 및/또는 대응하는 섹터 번호와 같은 정보를 포함한다. 예를 들면, 슈퍼 프레임(410)(이는 안테나 섹터(40)에 대응함)의 P-슬롯(4P)에서 송신된 비콘은 S-슬롯(4s)을 섹 터(40)에 위치되는 제 2차 디바이스(예를 들면 제 2차 디바이스(A))가 그 응답 비콘을 송신해야하는 적당한 시간 슬롯으로서 식별한다. 따라서, 제 1차 디바이스(310)로부터 제 1차 비콘의 수신에 응답하여, 제 2차 디바이스는 만일 S-슬롯이 제 1차 디바이스(310)에 의해 유휴 상태로서 표시된다면, 위치하는 안테나 섹터에 대응하는 그 S-슬롯(들)에서 비콘을 송신한다.
단계(S514)에서, 제 1차 디바이스(310)는 신호가 S-슬롯에서 수신되는 지를 결정한다. 어떤 신호도 수신되지 않는 때(단계(S514): 아니오), 제 1차 디바이스(310)는 단계(S510 및 S512)를 반복하며, 이는 후속하는 슈퍼 프레임의 후속하는 비콘 기간 동안 비콘을 계속 수신하고 응답을 청취한다. 신호가 수신되는 때(단계(S514): 예), 단계(S516)에서 제 1차 디바이스(310)는 이 신호가 적당한지(옳바른지)를 결정한다. 달리 말하면, 제 1차 디바이스(310)는 적당한 제 2차 비콘이 예를 들면 S-슬롯에 대응하는 섹터 내에서 동작하는 무선 디바이스로부터 수신되는지, 그리고 식별 가능한 지를 결정한다. 정확하지 않은 신호는 많은 문제점을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 대응하는 섹터는 복수의 제 2차 무선 디바이스를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 응답 비콘의 송신을 시도하는데, 이는 신호들 사이에서 충돌을 야기한다.
수신 신호가 수용 가능한 때(단계(S516): 예), 제 1차 디바이스(310)는 제 2차 무선 디바이스를 발견하고, 이 응답 비콘을 포함하는 S-슬롯의 위치에 기초하여 그 섹터 위치를 파악한다. 따라서, 제 1차 디바이스(310)는 제 2차 무선 디바이스와의 통신을 확립할 수 있다. 예를 들면, 도 4b의 슈퍼 프레임(420)을 참조하면, 안테나 섹터(40)에 위치되는 제 2차 디바이스(A)는 P-슬롯(4P)에서 제 1차 디바이스(310)에 의해 송신된 제 1차 비콘에 응답하여 음영된 S-슬롯(4s)(문자 A로 표시됨)에서 비콘 신호를 제공한다.
단계(S520)에서, 제 1차 디바이스(310)는 도 4c의 슈퍼 프레임(430)에서 도시된 바와 같이, 다음 연속 슈퍼 프레임에서 일련의 S-슬롯의 마지막 S-슬롯 이후 바로 위치된 하나의 S-슬롯을 추가한다. 슈퍼 프레임(430)의 추가적인 S-슬롯은 4s로 마킹되며, 이는 안테나 섹터(40) 내에 있거나 또는 이 안테나 섹터에 추가될 수 있는 다른 제 2차 무선 디바이스로부터의 비콘에 대한 그 이용 가능도를 나타낸다. 이는 필수적인데, 왜냐하면 S-슬롯(4sA)가 이제 제 1차 디바이스(310)와 섹터(40)에서의 제 2차 디바이스 사이의 시그널링(signaling)을 위해 예약되기 때문이다. 실시예에서, 일련의 S-슬롯 이후 또 다른 S-슬롯을 추가하기 전에, 제 1차 디바이스(310)는 슈퍼 프레임에서 비콘 기간의 길이 및/또는 조정된 비콘 슬롯 경계에서의 증가를 나타내는 발표 정보를 송신한다. 이 발표 정보는 다음 슈퍼 프레임의 P-슬롯에 포함될 수 있다.
단계(S522)에서, 제 1차 디바이스(310)는 다음 슈퍼 프레임(예를 들면, 도 4c의 슈퍼 프레임)에서 P-슬롯(4P)의 비콘에서 제 2차 디바이스(A)의 아이덴티티를 포함한다. 이후, 제 1차 디바이스(310)는 통신 세션이 종료(단계(S540): 예)될 때까지 제 1차 비콘을 계속 송신한다.
일단 제 1차 디바이스(310)가 비콘의 성공적인 수신을 표시한다면(예를 들면, 대응하는 P-슬롯에서 송신된 비콘에 제 2차 디바이스의 아이덴티티를 포함시킴 으로써), 제 2차 디바이스는 후속하는 슈퍼 프레임에서 동일한 S-슬롯에서 후속하는 비콘을 송신한다. 예를 들면, 일단 제 2차 디바이스(A)가 제 1차 디바이스(310)가 그 초기의 응답 제 2차 비콘을 수신하는 표시를 수신한다면 이 제 2차 디바이스는 계속 S-슬롯(4sA)을 이용할 것이다.
다시 단계(S516)를 참조하면, 수신 비콘은 예를 들면, 도 4d의 슈퍼 프레임(440)의 S-슬롯(2s)에서의 X에 의해 표시된 바와 같이, 복수의 제 2차 비콘 중에서 충돌 때문에 정확하지 않음이 결정될 수 있다(단계(S516): 아니오). 이후, 단계(S530)에서, 제 1차 디바이스(310)는 그 다음의 연속하는 슈퍼 프레임에서 일련의 S-슬롯 중 마지막 S-슬롯 이후 바로 위치되는 복수의 S-슬롯을 추가할 것이다. 또한, S-슬롯을 추가하기에 앞서, 제 1차 디바이스(310)는 이전에 논의된 바와 같이, 슈퍼 프레임에서의 비콘 기간의 길이 및/또는 조정된 비콘 슬롯 경계에서의 증가를 나타내는 발표 정보를 송신할 것이다.
다음 슈퍼 프레임에 추가된 S-슬롯의 개수는 안테나 섹터 내에서 충돌 신호를 갖는 제 2차 디바이스의 개수와 매칭되도록 결정될 수 있다. 예를 들면, 대표적 제 2차 디바이스(B 및 C)는 둘 다 안테나 섹터(20)에 위치되고, 따라서 안테나 섹터(20)에 대응하는 P-슬롯(2P)에서의 제 1차 비콘에 응답을 시도할 것이며, 이는 결국 제 2차 비콘의 충돌을 야기한다.
다양한 실시예에서, 제 1차 디바이스(310)는 먼저 충돌하는 제 2차 디바이스의 개수를 결정하고 이후 대응하는 개수의 추가적인 S-슬롯를 추가할 수 있다. 대안적으로는, 제 1차 디바이스(310)는 초기에 이 충돌의 검출시 2개의 추가적인 S- 슬롯을 추가하고, 특정 섹터 내에서 다수의 제 2차 디바이스를 수용하기 위해 적절한 개수의 S-슬롯이 있을 때까지 필요하면 후속하는 슈퍼 프레임에 추가적인 S-슬롯을 계속 추가할 수 있다.
단계(S532)에서, 제 1차 디바이스(310)는 응답 제 2차 비콘을 청취한다. 제 1차 디바이스(310)는 단계(S534)에서 옳바른 비콘을 수신하는데, 왜냐하면 제 2차 디바이스(B 및 C)를 수용하기에 안테나 섹터(20)에 대응하는 충분한 S-슬롯이 있기 때문이다. 만일 충돌이 계속 발생하면, 이 제 1차 디바이스는 위에 논의된 바와 같이, 옳바른 응답 제 2차 비콘이 수신될 때까지 추가적인 S-슬롯을 추가할 수 있다.
도 4e에서 기술된 예를 참조하면, 안테나 섹터(20)가 2개의 제 2차 디바이스(B 및 C)(이는 원래 충돌 비콘을 송신했었음)를 포함하기 때문에, 단계(S530)에서 제 1차 디바이스(310)는 S-슬롯(4sA)의 뒤를 이어 2개 S-슬롯을 추가했다. 섹터(20)에는 2개의 제 2차 디바이스만이 있기 때문에, 단계(S534)에서 2개의 추가적인 S-슬롯이 이 충돌을 해소하기에 충분하고, 옳바른 제 2차 비콘이 수신된다. 따라서, 제 2차 디바이스(B)는 음영 S-슬롯(2sB)을 선택하고, 이 경우 이 제 2차 디바이스(B)는 그 제 2차 비콘을 송신하고, 제 2차 디바이스(C)는 (새롭게 추가된) 음영 S-슬롯(2sC)을 선택하며 이 경우 이 제 2차 디바이스(C)는 그 제 2차 비콘을 송신한다. 슈퍼 프레임(450)의 제 2 추가적인 S-슬롯은 2s로 마킹되며, 이는 안테나 섹터(20) 내에 있거나 또는 이 안테나 섹터에 추가될 수 있는 다른 제 2차 무선 디바이스로부터의 비콘을 위한 그 이용 가능도를 표시한다. 다양한 실시예에서, 이용 가능한 S-슬롯의 선택은 다를 수 있다. 예를 들면, 제 2차 디바이스(B 및 C)는 둘 다 새롭게 추가된 S-슬롯을 선택할 수 있고, 반면에 섹터(2)(도 4c의 S-슬롯(2s))와 연관된 원래의 S-슬롯은 할당되지 않은 채로 남는다.
따라서, 제 1차 디바이스(310)는 제 2차 디바이스(B 및 C)와의 통신을 확립할 수 있다. 단계(S536)에서 제 1차 디바이스(310)는 다음 슈퍼 프레임에서 P-슬롯(2P)의 제 1차 비콘에서의 제 2차 다바이스(B 및 C)의 아이덴티티를 포함한다. 이후, 제 1차 디바이스(310)는 통신 세션이 절전 모드(hibernate) 또는 파워 오프(power-off)로 종료할 때까지 발견 프로세스에 따라 제 1차 비콘을 계속 송신한다(단계(S540): 예). 제 2차 디바이스(B 및 C)는 일단 이들이 제 1차 디바이스(310)가 그들의 초기 응답 제 2차 비콘을 수신하였다는 표시를 수신한다면 S-슬롯(2sB 및 2sC)를 계속 이용할 것이다.
도 4f는 예시적인 슈퍼 프레임(460)을 묘사하며, 이는 예를 들면 전원을 차단하거나(power down) 또는 네트워크 경계로부터 물리적으로 제거됨으로써 제 2차 디바이스가 이 네트워크를 떠나는 상황을 보여준다. 더 상세하게는, 슈퍼 프레임(460)은 예를 들면 네트워크로부터 제거되는 섹터(40)의 제 2차 디바이스(A)를 보여준다. 응답하여, 제 1차 디바이스(310)는 마지막 S-슬롯(S-슬롯(2s))의 위치를 빈 S-슬롯(4sA)의 위치로 이동시킨다. 제 1차 디바이스(310)는 S-슬롯이 빈 S-슬롯을 설명하도록 재배열될 때마다 예를 들면, 다음 슈퍼 프레임의 대응하는 P-슬롯에서 조정된 비콘 슬롯 경계를 나타내는 발표 정보를 송신한다.
도 6a 내지 도 6f는 각기 동작 시간 선(610 내지 660)의 블럭도이며, 또 다른 실시예에 따라, 이들 각각은 대응하는 슈퍼 프레임을 위해 비콘 기간에 포함될 수 있다. 6개 슈퍼 프레임(610 내지 660)은 이들이 시간상 차례로 이어지는 점에서 순서적이지만, 그러나 이들이 반드시 연속적일 필요는 없다. 이 비콘 기간은 사전 조정되어 있지 않거나 또는 반대로 제 1 차 무선 디바이스(310) 및 제 2 차 무선 디바이스(A, B 및 C) 중에서 동기화된다.
도 6a 내지 도 6f의 각 슈퍼 프레임(610 내지 660)은 비콘 기간 내에 있는 일련의 연속 블럭 또는 시간 슬롯을 포함하며, 이들은 비코닝 프로세스와 연관된 고정된 시간 기간을 나타낸다. 각 슈퍼 프레임(610 내지 660)은 복수의 시간 슬롯을 포함하며(예를 들면, 하나의 슈퍼 프레임 당 256개 시간 슬롯), 이들 중 일부가 비코닝을 위해 예약된다. 이 시간 슬롯은 이 실시예의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서도, 사이즈에서 변동할 수 있다. 예를 들면, 하나의 슈퍼 프레임당 슬롯 개수 및/또는 각 시간 슬롯의 시간 길이가 임의 특정 상황을 위한 특유한 이익을 제공하거나 또는 다양한 설계 요구조건을 충족하도록 조정될 수 있다.
슈퍼 프레임(610 내지 660)은 슈퍼 프레임(410 내지 460)에 의해 도시된 실시예에서 처럼, P-슬롯에 대응하는 일련의 연속 S-슬롯(예를 들면, 제 2차 비콘을 포함)을 수반하는 일련의 연속 P-슬롯(예를 들면, 제 1차 비콘을 포함)을 포함하지 않는다. 오히려, 슈퍼 프레임(610 내지 660)은 이들의 각 비콘 기간에서 연속적인 이중 시간 슬롯(D-슬롯)을 갖는다. 예를 들면, 도 6a를 참조하면, 슈퍼 프레임(610)은 4개의 대표적 D-슬롯(1D 내지 4D)을 포함하며, 이들 각각은 안테나 섹터(예를 들면, 도 2의 안테나 섹터(10 내지 40)에 대응한다. 각 D-슬롯은 제 1 차 비콘을 위한 하나의 P-슬롯 및 초기에 응답 제 2차 비콘을 위한 하나의 대응하는 S-슬롯(4P)을 갖는다. 대안적인 구현예에서, 각 P-슬롯은 네트워크 설계에 따라, 초기에 하나 보다 많은 연관된 S-슬롯을 가질 수 있다.
위에 기술된 실시예에서와 같이, S-슬롯은 필요에 따라 슈퍼 프레임에 추가될 수 있다. 그러나, 도 6b에 도시된 바와 같이, 예를 들면 추가적인 S-슬롯이 대응하는 D-슬롯에서의 현재 S-슬롯(들)의 바로 뒤에 추가되며, 이는 도 4b에 도시된 바와 같이, 일련의 연속 P 슬롯 이후에 오는 일련의 연속 S-슬롯 이후 추가되는 것과 반대로 D-슬롯의 길이를 확장한다.
도 6a 내지 도 6f에 기술된 실시예의 동작이 도 5에 기술된 흐름도를 참조하여 기술될 수 있다. 더 상세하게는, 도 5의 단계(S510)에서, 제 1차 무선 디바이스(310)는 그 대응하는 안테나 섹터(10 내지 40) 각각에서의 P-슬롯(1P 내지 4P) 각각에서 (제 1차) 비콘을 송신한다. P-슬롯(1P 내지 4P) 및 하나의 연관된 S-슬롯(1s 내지 4s)이 위에서 논의된 바와 같이, 대응하는 D-슬롯(1D 내지 4D)에 포함된다. 제 1차 디바이스(310)의 초기 송신에 대한 예시적인 슈퍼 프레임은 도 6a의 슈퍼 프레임(610)이다.
모든 4개의 안테나 섹터 내에서 비콘을 송신한 이후, 단계(S512)에서 제 1차 디바이스(310)는 P-슬롯에 대응하는 S-슬롯에서의 비콘을 청취한다. 제 1차 디바이스(310)에 의해 송신된 각 비콘은 임의 수신 제 2차 무선 디바이스가 응답 (제 2차) 비콘을 전송해야하는 S-슬롯(들)의 개수, 위치 및/또는 대응하는 섹터 번호와 같은 정보를 포함한다. 예를 들면, 슈퍼 프레임(610)의 P-슬롯(4P)(안테나(40)에 대응함)에서 송신된 비콘은 섹터(40)에 위치되는 제 2차 디바이스(예를 들면, 제 2 차 디바이스(A))가 그 응답 비콘을 포함해야 하는 적당한 시간 슬롯으로서 S-슬롯(4s)(동일한 D-슬롯 내에서)을 식별한다. 따라서, 제 1차 디바이스(310)로부터의 비콘 수신에 응답하여, 제 2차 디바이스는 만일 그 S-슬롯이 제 1차 디바이스(310)에 의해 유휴 상태로서 표시된다면, 위치되는 안테나 섹터에 대응하는 S-슬롯(들)에서 비콘을 송신한다. 예를 들면, 제 2차 디바이스(A)는 S-슬롯(4s)에서 그 응답 비콘을 송신한다.
단계(S514)에서, 제 1차 디바이스(310)는 신호가 S-슬롯 동안 수신되는 지를 결정한다. 어떤 신호도 수신되지 않는 때(단계(S514): 아니오), 제 1차 디바이스(310)는 단계(S510 및 S512)를 반복하며, 계속 비콘을 송신하고 후속하는 슈퍼 프레임의 후속하는 비콘 기간 동안 응답을 청취한다. 신호가 수신되는 때(단계(S514): 예), 제 1차 디바이스(310)는 단계(S516)에서 신호가 적합한지(옳바른지)를 결정한다. 달리 말하면, 제 1차 디바이스(310)는 적절한 제 2차 비콘이 예를 들면, S-슬롯에 대응하는 섹터 내에서 동작하는 무선 디바이스로부터 수신되는 지를 결정한다. 정확하지 않은 신호는 다수의 문제를 나타낸다. 예를 들면, 대응하는 섹터는 복수의 제 2차 무선 디바이스를 포함할 수 있고, 이들 각각은 응답 비콘을 송신하려 시도하는데, 이는 신호들 사이에서 충돌을 야기한다.
수신 신호가 수용 가능한 경우(단계 S516: 예), 제 1차 디바이스(310)는 제 2차 무선 디바이스를 발견하고, 이 응답 비콘을 포함하는 S-슬롯의 위치에 기초하여 그 섹터 위치를 파악한다. 따라서, 제 1차 디바이스(310)는 이 단계에서 제 2차 무선 디바이스와의 통신을 확립할 수 있다. 예를 들면, 도 6b의 슈퍼 프레임(620) 을 참조하면, 안테나 섹터(40)에 위치되는 제 2차 디바이스(A)는 P-슬롯(4P)에서의 제 1차 디바이스(310)에 의해 송신된 제 1차 비콘에 응답하여 음영된 S-슬롯(4s)(문자 A에 의해 표시됨)에서의 비콘 신호를 제공한다.
단계(S520)에서, 제 1차 디바이스(310)는 도 6c의 슈퍼 프레임(630)에서 도시된 바와 같이, 다음 연속 슈퍼 프레임에서의 대응하는 D-슬롯의 마지막 S-슬롯 바로 이후에 위치되는 하나의 S-슬롯을 추가할 것이다. 슈퍼 프레임(630)의 추가적인 S-슬롯은 4s로 마킹되며, 이는 안테나 섹터(40) 내에 또는 이 안테나 섹터에 추가될 수 있는 다른 제 2차 무선 디바이스로부터의 비콘에 대한 그 이용 가능도를 나타낸다. 이는 필수적인데, 왜냐하면 S-슬롯(4sA)이 이제 제 1차 디바이스(310)와 섹터(40) 내의 제 2차 디바이스(A) 사이의 시그널링을 위해 예약되기 때문이다. 일실시예에서, 이 D-슬롯에 또 다른 S-슬롯을 추가하기 전에, 제 1차 디바이스(310)는 슈퍼 프레임에서 비콘 기간의 길이 및/또는 조정된 비콘 슬롯 경계에서의 증가를 나타내는 발표 정보를 송신한다. 이 발표 정보는 다음 슈퍼 프레임의 P-슬롯 내에 포함될 수 있다.
단계(S522)에서, 제 1차 디바이스(310)는 다음 슈퍼 프레임(예를 들면, 도 6c의 슈퍼 프레임(630))의 P-슬롯(4)의 비콘에 제 2차 디바이스(A)의 아이덴티티를 포함시킨다. 이후, 제 1차 디바이스(310)는 통신 세션이 절전 모드(hibernate) 또는 파워-오프(power-off)로 종료(단계(S540): 예)할 때까지 제 1차 비콘을 계속 송신한다.
일단 제 1차 디바이스(310)가 비콘의 성공적인 수신을 나타낸다면(예를 들 면, 제 2차 디바이스의 아이덴티티를 대응하는 P-슬롯에서 송신된 비콘에 포함시킴으로써), 이 제 2차 디바이스는 다음의 슈퍼 프레임에서의 동일한 S-슬롯에서 후속하는 비콘을 송신한다. 예를 들면, 제 2차 디바이스(A)는 일단 제 1차 디바이스(310)가 그 초기 응답 제 2차 비콘을 수신하였다는 표시를 수신한다면 계속 S-슬롯(4sA)을 이용할 것이다.
다시 단계(S516)를 참조하면, 수신 비콘이 예를 들면 도 6d에서의 슈퍼 프레임(640)의 S-슬롯(2s)에서의 X에 의해 표시되는 바와 같이, 복수의 제 2차 비콘 사이에서의 충돌 때문에 정확하지 않음이 결정될 수 있다(단계(S516): 아니오). 이후, 제 1차 디바이스(310)는 단계(S530)에서 다음 연속 슈퍼 프레임에서 대응하는 D-슬롯에서의 마지막 S-슬롯 바로 이후에 위치되는 복수의 S-슬롯을 추가할 것이다. 또한, S-슬롯을 추가하기 전에, 이전에 논의된 바와 같이, 제 1차 디바이스(310)는 슈퍼 프레임에서 비콘 기간의 길이 및/또는 조정된 비콘 슬롯 경계에서의 증가를 나타내는 발표 정보를 송신할 것이다.
다음 슈퍼 프레임에서 추가된 S-슬롯의 개수는 안테나 섹터 내에서의 충돌 신호를 갖는 제 2차 디바이스의 개수와 매칭하도록 결정될 수 있다. 예를 들면, 제 2차 디바이스(B 및 C)는 둘 다 안테나 섹터(20) 내에 위치되고, 따라서 안테나 섹터(20)에 대응하는 P-슬롯(2P)에서의 제 1차 비콘에 응답을 시도할 것이며, 이는 결국 제 2차 디바이스(B 및 C)로부터 송신된 제 2차 비콘의 충돌을 야기한다. 다양한 실시예에서, 제 1차 디바이스(310)는 먼저 충돌하는 제 2차 디바이스의 개수를 결정할 수 있으며, 따라서 대응하는 개수의 추가적인 S-슬롯을 추가할 수 있다. 대 안적으로는, 제 1차 디바이스(310)는 충돌 발견시 2개의 추가적인 S-슬롯을 추가할 수 있으며, 하나의 할당되지 않은 S-슬롯이 남겨 진 채로 특정 섹터 내에 다수의 제 2차 디바이스를 수용하기 충분한 개수의 S-슬롯이 있을 때까지 필요에 따라 후속하는 슈퍼 프레임에 추가적인 S-슬롯을 계속 추가할 수 있다. 또 다른 대안은 제 1차 디바이스(310)가 충돌 발견시 하나의 추가적인 S-슬롯만을 초기에 추가하고, 특정 섹터 내에 다수의 제 2차 디바이스를 수용하기에 적정한 개수의 S-슬롯이 있을 때까지, 필요에 따라 후속하는 슈퍼 프레임에 추가적인 S-슬롯을 계속 추가할 수 있다는 것이다. 이후, 추가적인 할당되지 않은 S-슬롯은 따라서 제 2차 디바이스가 S-슬롯을 할당받은 이후 슈퍼 프레임에 후속하여 추가된다.
도 2 및 도 6e에 묘사된 예를 참조하면, 안테나 섹터(20)는 위에서 진술된 바와 같이, 충돌 비콘을 송신하는 2개의 제 2차 디바이스(B 및 C)를 포함한다. 단계(S530)에서, 제 1차 디바이스(310)는 S-슬롯(2s)의 다음에 오는 D-슬롯에서 2개의 S-슬롯을 추가한다. 섹터(20) 내에 단지 2개의 제 2차 디바이스만이 있기 때문에, 2개의 추가적인 S-슬롯이 이 문제를 해소하기에 충분하다. 따라서, 제 2차 디바이스(B)는 S-슬롯(2sB)을 선택하며, 이 경우 이 제 2차 디바이스(B)는 그 제 2차 비콘을 송신하고, 제 2차 디바이스(C)는 S-슬롯(2sC)을 선택하며, 이 경우 이 제 2 차 디바이스(C)는 그 제 2차 비콘을 송신한다. 슈퍼 프레임(650)의 추가적인 S-슬롯은 2s로 마킹되며, 이는 안테나 섹터(20) 안에 있거나 또는 이 안테나 섹터에 추가될 수 있는 다른 제 2차 무선 디바이스로부터의 비콘에 대한 그 이용 가능도를 나타낸다. 위에서 설명된 바와 같이, 일실시예에서, 제 1차 디바이스(310)는 단 계(S530)에서 단지 하나의 S-슬롯만을 추가할 수 있으며, 따라서 D-슬롯(2D)는 총 2개의 S-슬롯을 갖는데, 즉 제 2차 디바이스(B 및 C) 각각에 대하여 하나씩이다. 따라서, 2s로 마킹된 추가적인 S-슬롯은 후속하는 슈퍼 프레임의 D-슬롯(2D)D에 추가된다. 그러나, 각 프로세스의 결과는 도 6e의 슈퍼 프레임(650)이다.
단계(S532)에서, 제 1차 디바이스(310)는 응답 제 2차 비콘을 청취한다. 제 1차 디바이스(310)는 단계(S534)에서 옳바른 제 2차 비콘은 수신하는데, 예를 들면, 지금 제 2차 디바이스(B 및 C) 둘 다를 수용하기에 안테나 섹터(20)에 대응하는 충분한 S-슬롯이 있기 때문이다. 만일 충돌이 계속 발생하면, 제 1차 디바이스는 옳바른 응답 제 2차 비콘이 수신될 때까지 위에 논의된 바와 같이 추가적인 S-슬롯을 추가할 수 있다.
단계(S536)에서, 제 1차 디바이스(310)는 예를 들면, 다음 슈퍼 프레임에서 P-슬롯(P2)의 제 1차 비콘에 제 2차 디바이스(B 및 C)의 아이덴티티를 포함시킨다. 이후, 제 1차 디바이스(310)는 통신 세션이 종료(단계 540: 예)할 때까지 이 발견 프로세스에 따라 계속 제 1차 비콘을 송신한다. 제 2차 디바이스(B 및 C)는 일단 이들이 제 1차 디바이스(310)가 이들의 초기 응답 제 2차 비콘을 수신하였다는 표시를 수신한다면, 각기 D-슬롯(2D)에서의 음영된 S-슬롯(2sB 및 2sC)을 계속 이용할 것이다.
도 6f는 예시적인 슈퍼 프레임(660)을 묘사하며, 이는 예를 들면 전원을 차단하거나 또는 네트워크 경계로부터 물리적으로 제거함으로써, 제 2차 디바이스가 이 네트워크를 떠나는 상황을 보여준다. 더 상세하게는, 슈퍼 프레임(660)은 예를 들면 네트워크로부터 제거되는 섹터(40)의 제 2차 디바이스(A)를 보여준다. 응답하여, 제 1차 디바이스(310)는 D-슬롯(4D)을 그 원래 사이즈(P-슬롯(4P) 및 S-슬롯(4s))로 감소시킨다. 제 1차 디바이스(310)는 S-슬롯이 빈 S-슬롯을 설명하기 위해 재배열될 때마다, 예를 들면 다음 슈퍼 프레임의 대응하는 P-슬롯에서 조정된 비콘 슬롯 경계를 발표한다.
여기에 논의된 다양한 실시예에 따라, 무선 디바이스 들은 이전에 서로를 이용하여 조정되는 것 없이 발견 및/또는 통신할 수 있다. 더 상세하게는, 무선 디바이스 들은 서로의 존재 및 위치에 대해 이전에 알 필요없이 지향성 안테나를 통하여 이들의 각 비콘 송신을 조정할 수 있다. 또한, 이 프로세스는 다른 타입의 안테나뿐만 아니라 다양한 안테나 섹터 내에 상이한 개수의 제 2차 디바이스를 수용하기 충분히 유연하다.
선호되는 실시예가 여기에 개시되었을 지라도, 본 발명의 개념 및 범위 내에 있는 많은 변형이 가능하다. 이러한 변형은 본 발명의 상세한 설명, 도면 및 청구항의 열람 이후라면 당업자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구항의 기술 사상 및 범위 내에 있는 것을 제외하고는 제한되지 않아야 한다.
본 발명은 무선 통신 분야에 이용 가능하다. 더 상세하게는, 무선 디바이스가 지향성 안테나 시스템을 이용하여 서로를 발견하는 것을 가능하게 하는 무선 통신 디바이스 및 무선 통신 방법에 이용 가능하다.
이 방법은, 대응하는 복수의 제 1차 비콘 시간 슬롯에서 복수의 제 1차 비 콘을 송신하는 단계를 포함하되, 상기 제 1차 비콘 시간 슬롯은 상기 복수의 안테나 섹터에 대응하고 연관된 복수의 제 2차 비콘 시간 슬롯을 갖는다. 제 2 비콘은 제 1 안테나 섹터에 대응하는 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯에서 상기 무선 디바이스로부터 수신된다. 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간이 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가된다.

Claims (20)

  1. 복수의 안테나 섹터(10 내지 40)에서 신호를 송신 및 수신하도록 구성된 지향성 안테나 시스템(322)을 이용하여 무선 디바이스(A)를 발견하는 방법으로서,
    상기 무선 디바이스는 상기 복수의 안테나 섹터의 제 1 안테나 섹터 내에 위치되되, 상기 방법은,
    대응하는 복수의 1차 비콘 시간 슬롯에서 복수의 1차 비콘을 송신하는 단계로서, 상기 복수의 1차 비콘 시간 슬롯(1P 내지 4P)은 복수의 안테나 섹터에 대응하고 연관된 복수의 2차 비콘 시간 슬롯(1s 내지 4s)을 갖는, 1차 비콘을 송신하는 단계;
    제 1 안테나 섹터(40)에 대응하는 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯(4P)과 연관된 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)에서 상기 무선 디바이스로부터의 2차 비콘을 수신하는 단계로서, 상기 2차 비콘은 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 제 1의 1차 비콘에 응답하는, 2차 비콘을 수신하는 단계; 및
    상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)을 더하는 단계로서, 연관된 복수의 2차 비콘 시간 슬롯(1s 내지 4s)은 슈퍼 프레임 내에 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)을 포함하는, 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)을 더하는 단계를 포함하며,
    상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯은 상기 제 1 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1의 1차 비콘에 응답하여 추가적인 2차 비콘을 송신하는 것을 가능하게 하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 1차 비콘 시간 슬롯 및 연관된 복수의 2차 비콘 시간 슬롯은 슈퍼 프레임 내에 포함되는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음의 연속 시간 슬롯을 포함하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)은 상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)의 뒤에 오는 다음의 연속 시간 슬롯을 포함하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 상기 복수의 1차 비콘 시간 슬롯의 마지막 1차 비콘 시간 슬롯의 다음에 오는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)은 상기 추가적인 제 1의 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)의 뒤에 오는 다음의 연속 시간 슬롯을 포함하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1의 1차 비콘에서의 2차 비콘의 수신을 상기 무선 디바이스에 통지하는 단계를 추가로 포함하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 2차 비콘의 수신을 상기 무선 디바이스에 통지하는 단계는 상기 무선 디바이스의 식별을 상기 후속하는 제 1의 1차 비콘에 포함하는 단계를 포함하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    제 2 안테나 섹터에 대응하는 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯과 연관된 제 2의 2차 비콘 시간 슬롯에서, 상기 제 2 안테나 섹터에 위치하는 추가적인 무선 디바이스와 연관된 충돌 표시를 수신하는 단계로서, 상기 충돌 표시는 상기 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 제 2의 1차 비콘에 응답하는, 충돌 표시를 수신하는 단계; 및
    상기 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯과 관련하여 적어도 2개의 추가적인 2차 비콘 시간 슬롯을 더하는 단계를 추가로 포함하되,
    상기 적어도 2개의 추가적인 2차 비콘 시간 슬롯은 상기 제 2 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 2의 1차 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 2의 1차 비콘에 응답하여 연관된 제 2의 2차 비콘을 송신하는 것을 가능하게 하는, 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 안테나를 발견하는 방법.
  10. 복수의 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치로서,
    적어도 제 1 안테나 섹터 및 제 2 안테나 섹터 내에서 상기 무선 네트워크를 통하여 통신하도록 구성된 지향성 안테나 시스템(322); 및
    상기 지향성 안테나를 통하여 상기 제 1 안테나 섹터 및 제 2 안테나 섹터쪽으로 신호를 전송하도록 구성되는 트랜시버(324)로서, 각 신호는, 제 1 안테나 섹터(40)에 대응하는 제 1 송신 비콘 시간 슬롯(4P) 및 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)과, 제 2 안테나 섹터(20)에 대응하는 제 2 송신 비콘 시간 슬롯(2P) 및 연관된 제 2 수신 비콘 시간 슬롯(2s)을 포함하며, 상기 트랜시버는 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯에서의 제 1 송신 비콘을 상기 1 안테나 섹터로, 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯에서의 제 2 송신 비콘을 상기 제 2 안테나 섹터로 송신하는, 트랜시버(324)를 포함하되,
    트랜시버(324)는 상기 제 1 송신 비콘에 응답하는 제 1 안테나 섹터에 위치되는 제 1 무선 디바이스로부터 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)에서 제 1 수신 비콘을 수신하고,
    상기 신호의 상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)은 제 1 송신 비콘 시간 슬롯(4P)과 연관되어, 상기 제 1 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 1 송신 비콘에 응답하여 추가적인 제 1 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 트랜시버는 상기 제 2 송신 비콘에 응답하는 제 2 안테나 섹터에 위치되는 제 2 무선 디바이스로부터 상기 제 2 수신 비콘 시간 슬롯에서 제 2 수신 비콘을 수신하고,
    상기 신호의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯이 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯과 연관되어 상기 제 2 안테나 섹터 내에서의 추가적인 무선 디바이스가 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯에 포함된 후속하는 제 2 송신 비콘에 응답하여 추가적인 제 2 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 트랜시버는 상기 제 2 안테나 섹터에 위치되는 적어도 하나의 제 2 무선 디바이스 및 제 3 무선 디바이스와 연관된 제 2 수신 비콘 시간 슬롯에서 상기 제 2 송신 비콘에 응답하는 충돌 표시를 수신하고, 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯과 관련하여 2개의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯을 더하고,
    상기 2개의 추가적인 제 2 수신 비콘 시간 슬롯은 상기 제 2 안테나 섹터 내에서의 제 2 및 제 3 무선 디바이스가 연관된 제 2 수신 비콘을 송신하는 것을 가능하게 하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 지향성 안테나 시스템은 복수의 섹터에 대응하는 복수의 안테나를 포함하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 지향성 안테나 시스템은 복수의 섹터에 대응하는 복수의 빔을 갖는 적응형 안테나 어레이를 포함하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 이중 시간 슬롯에서 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯과 쌍이 되고, 상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 상기 이중 시간 슬롯 내에서 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯을 포함하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)은 상기 이중 시간 슬롯 내에서 상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯을 포함하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 상기 제 2 송신 비콘 시간 슬롯의 뒤에 오는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)은 상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)의 뒤에 오는 다음 연속 시간 슬롯을 포함하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 트랜시버는 상기 신호의 상기 연관된 제 1 수신 비콘 시간 슬롯(4s)이 상기 제 1 송신 비콘 시간 슬롯과 연관되기 전에 비콘 기간의 길이가 증가할 것이라는 발표 정보를 송신하는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
  20. 복수의 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치로서,
    복수의 안테나 섹터(10 내지 40)를 통하여 통신하도록 구성된 지향성 안테나 시스템(322); 및
    상기 지향성 안테나를 통하여 상기 복수의 안테나 섹터에 신호를 송신하도록 구성된 트랜시버(324)로서, 각 신호는, 상기 복수의 안테나 섹터에 대응하는 복수의 1차 비콘 시간 슬롯(1P 내지 4P) 및 연관된 복수의 2차 비콘 시간 슬롯(1s 내지 4s)을 구비하는 슈퍼 프레임을 포함하고, 상기 트랜시버는 상기 복수의 1차 비콘 시간 슬롯에서 복수의 1차 비콘을 송신하고, 수신된 2차 비콘과 연관된 안테나 섹터(40)에 위치된 응답 무선 디바이스(A)로부터 추가적인 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)에서 적어도 하나의 2차 비콘을 수신하고, 연관된 복수의 2차 비콘 시간 슬롯(1s 내지 4s)은 상기 슈퍼 프레임 내에 추가적인 2차 비콘 시간 슬롯(4s)을 포함하는, 트랜시버(324)를 포함하되,
    추가적인 2차 비콘 시간 슬롯(4s)의 일부분(A)은 상기 응답 무선 디바이스에 할당되고, 상기 응답 무선 디바이스의 안테나 섹터와 연관되는 상기 추가적인 2차 비콘 시간 슬롯(4s)이 상기 슈퍼 프레임에 더해지는, 무선 네트워크를 통하여 통신하는 장치.
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