KR101564420B1 - 비대칭 안테나 시스템에서의 통신 방향들의 발견 및 트래킹을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

비대칭 안테나 시스템에서의 통신 방향들의 발견 및 트래킹을 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

통신 방향들을 발견하고 트래킹하기 위한 시스템 및 방법이 여기서 기재된다. 일 실시예에서, 비대칭 안테나 시스템들을 가진 두 디바이스들을 위한 통신 방향들이 발견된다. 일 실시예에서, 경쟁 접근 구간(CAP)이 결합 CAP와 정규 CAP로 분할되고, 결합 CAP와 정규 CAP 중 하나가 상이한 수신 방향들에 대응되는 서브-CAP들로 더 분할될 수 있다. 일 실시예에서, 디바이스의 송신 방향을 학습(train)하기 위하여 디바이스에 의하여 결합 요청 커맨드가 상이한 결합 서브-CAP들에서 송신된다. 일 실시예에서, 결합 요청 커맨드들이 상이한 결합 서브-CAP들에서 송신될 때 충돌이 발생할 수 있으므로, 최적의 통신 방향들을 찾기 위하여 후속적인 학습이 수행된다.

Description

비대칭 안테나 시스템에서의 통신 방향들의 발견 및 트래킹을 위한 시스템 및 방법{System and method for discovering and tracking communication directions with asymmetric antenna systems}
본 발명은 무선 통신, 특히 비대칭 안테나 시스템을 가진 디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 발견 및 결합과 관련된다.
무선 통신 네트워크는 일반적으로 전자통신(telecommunications) 네트워크와 결합되고, 그 네트워크에서의 디바이스들간의 상호 연결은 선(wire)을 이용하지 않고 구현된다. 그와 같은 네트워크들은 일반적으로 캐리어를 위한 전파(radio waves)와 같은 전자기파를 이용하는 원격 정보 송신 시스템의 몇몇 유형에 의해 구현된다.
무선 개인 영역 네트워크(Wireless Personal Area Network:WPAN)는 컴퓨터, 무선 전화, PDA, 프린터, 디지털 카메라, 텔레비전, 미디어 플레이어 등과 같은 복수의 디바이스들간의 통신을 위해 사용되는 무선 네트워크의 한 종류이다. 일반적으로, WPAN은 10 또는 20 미터까지의 짧은 영역을 커버한다. 예컨대, 그러한 짧은 영역의 네트워크 통신을 위한 복수의 표준들이 개발되었는데, 블루투스 및 IEEE 802.15를 포함한다.
WPAN의 일부 실시예들은 고주파수, 예컨대 약 60 GHz에서 동작하는데, 고주파수에서는 주파수에 따라 자유 공간 기본 전파 손실(free space path loss)이 이차식(quadratically)에 따라 증가하기 때문에 자유 공간 기본 전파 손실이 저주파수에 비해 높다. 그와 같은 높은 감쇄에 대해 보상하기 위하여 몇몇 네트워크 디바이스들은 방향성을 가지고 송신하도록 구성되는데, 특정한 위치에서 수신된 신호는 다른 위치들과 비교할 때 보다 강하다. 이를 달성하기 위하여, 몇몇 네트워크 디바이스들은 특정한 방향으로 안테나의 방사 패턴(radiation pattern)을 물리적으로 제어하는 섹터 안테나들을 이용한다. 방향성 송신에 대한 다른 방법들은 빔포밍을 포함하는데, 많은 안테나들은 동일 신호에 대하여 가중화된 버전의 신호들을 송신함으로써, 몇몇 방향에서 많은 송신들이 동위상(in-phase)을 가지고 상호 결합되어 강한 수신을 초래하고, 다른 방향들에서 많은 송신들이 다른 위상(out of phase)을 가지고 약한 수신을 초래한다.
방향성 송신을 이용하는 몇몇 네트워크 디바이스들은 또한 방향성 수신을 이용한다. 일부 실시예들에서, 동일한 안테나들이 수신과 송신을 위해 이용되어 송신 방향들과 수신 방향들이 동일한 대칭 안테나 시스템(symmetric antenna system:SAS)을 초래한다. 다른 실시예들에서, 상이한 안테나들이 수신과 송신을 위해 이용되어, 송신 방향들과 수신 방향들이 상이한 비대칭 안테나 시스템(asymmetric antenna system:AAS)을 초래한다. 수신 및 송신 모두를 위해 이용되는 오직 한 세트의 안테나들을 가진 디바이스라도 송신 방향들과 수신 방향들이 상이하다면 여전히 비대칭 안테나 시스템(AAS)을 포함할 수 있다.
본원의 일 측면은 무선 네트워크에서의 데이터 통신 방법으로, 그 방법은 제1 시간 인터벌동안 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 제1 비콘들을 송신하는 단계; 및 제2 시간 인터벌동안 상기 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 제2 비콘들을 송신하는 단계를 포함한다.
본원의 다른 측면은 무선 네트워크에서의 무선 통신 방법으로, 그 방법은 특정한 방향으로 송신된 제1 비콘을 제1 수신 방향으로 수신하는 단계; 특정한 송신 방향으로 송신된 제2 비콘을 제2 수신 방향으로 수신하는 단계; 그 수신된 비콘들에 대하여 링크 품질에 대한 지표를 결정하는 단계; 및 그 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 제1 수신 방향 또는 제2 수신 방향을 선택하는 단계를 포함한다.
본원의 다른 측면은 무선 네트워크에서 제1 디바이스와 제2 디바이스를 결합시키는 방법으로, 그 방법은 경쟁 접근 구간이 결합 경쟁 접근 구간과 정규 경쟁 접근 구간으로 분할됨을 나타내는 비콘을 수신하는 단계; 및 상기 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 수신하는 단계를 포함한다.
그 데이터 패킷은 또한 상기 결합 경쟁 접근 구간 또는 상기 정규 경쟁 접근 구간 중 적어도 하나가 다른 방향들과 관련된 복수의 서브-구간들로 분할됨을 나타낼 수 있다.
본원의 또 다른 측면은 제1 디바이스와 제2 디바이스를 결합시키는 방법으로, 그 방법은 경쟁 접근 구간이 결합 경쟁 접근 구간과 정규 경쟁 접근 구간으로 분할됨을 나타내는 비콘을 수신하는 단계; 및 상기 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 송신하는 단계를 포함한다.
본원의 또 다른 측면은 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 방법으로, 그 방법은 각각의 비콘이 상기 제1 디바이스의 송신 방향과 관련될 때, 하나 이상의 비콘을 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하는 단계; 상기 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질에 대한 지표들을 결정하는 단계; 상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제1 디바이스의 특정한 송신 방향을 선택하는 단계; 상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합 중에서 상기 제2 디바이스의 특정한 수신 방향을 선택하는 단계; 및 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계를 포함한다.
본원의 또 다른 측면은 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 시스템으로, 그 시스템은 각각의 비콘이 상기 제1 디바이스의 송신 방향과 관련될 때, 하나 이상의 비콘을 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하도록 구성된 수신기; 상기 비콘들과 관련된 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제1 디바이스의 특정한 송신 방향 및 상기 제2 디바이스의 특정한 수신 방향을 선택하도록 구성된 선택기; 및 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하도록 구성된 송신기를 포함한다.
본원의 또 다른 측면은 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 방법으로, 그 방법은 상기 제1 디바이스의 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 비콘들을 송신하는 단계; 상기 제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 수신 방향으로 수신하는 단계; 및 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향으로 송신하는 단계를 포함한다.
본원의 또 다른 측면은 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 시스템으로, 그 시스템은 상기 제1 디바이스의 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 비콘들을 송신하도록 구성된 송신기; 및 상기 제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 수신 방향으로 수신하도록 구성된 수신기를 포함하고, 상기 송신기는 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향으로 송신하도록 더 구성된다.
도 1은 무선 디바이스들에서의 예시적인 무선 개인 영역 네트워크에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라라 무선 매체에 걸쳐 데이터의 송신을 위한 예시적인 통신 시스템을 도시한 기능적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 복수개의 수퍼프레임들(SF)과 그들의 구성 요소들을 도시하는 타임라인이다.
도 4는 대칭 안테나 시스템들을 가진 제1 디바이스와 제2 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 네트워크의 도면이다.
도 5는 도 4의 예시적인 네트워크에서의 디바이스 결합 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6A는 각각의 수퍼프레임의 비콘 구간에서 방향성 비콘들(Dirx)의 집합이 송신되는, 복수개의 수퍼프레임들의 구성 부분들을 도시하는 타임라인이다.
도 6B는 경쟁 접근 구간(CAP)이 결합 CAP 및 정규 CAP로 분할되고 결합 CAP 또는 정규 CAP가 복수의 서브 CAP들로 더 분할되는, 복수의 수퍼프레임들의 구성 부분들을 도시하는 타임라인이다.
도 7은 비대칭 안테나 시스템들을 가진 제1 디바이스 및 제2 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 네트워크에 대한 도면이다.
도 8은 도 7의 예시적인 네트워크에서의 디바이스 결합 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9는 도 7의 예시적인 네트워크에서의 디바이스 결합의 다른 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10은 각각의 수퍼프레임의 비콘 구간에서 방향성 비콘들(Dir)의 집합과 트래킹 신호들이 송신되는, 복수개의 수퍼프레임들의 구성 부분들을 도시하는 타임라인이다
이하의 설명들은 본 발명의 특정한 예시적 실시예들을 기재한다. 하지만, 본 발명은 청구항들에 의하여 정의되고 커버되는 것 같이 다양한 복수의 방법들로 구현될 수 있다. 본 명세서에서, 도면에 대하여 참조 번호는 동일한 파트들이 동일한 번호를 나타내도록 만들어진다.
WPAN 시스템 개요
WPAN 시스템은 디바이스들(예컨대, 휴대용 컴퓨터, 전화기, 또는 PDA)간의 통신에 이용되는 컴퓨터 네트워크이다. WPAN의 범위는 일반적으로 수 미터이지만, 특정한 환경 하에서 그 이상일 수 있다. WPAN은 디바이스들 사이에서 통신하기 위하여 이용되거나 인터넷과 같은 상위 레벨의 네트워크와 상호 연결되기 위하여 이용될 수 있다. 수많은 표준들이 최근에 개발되었는데, 블루투스 및 IEEE 802.15를 포함한다.
도 1은 예시적인 WPAN 네트워크에 대한 도면이다. 도시된 네트워크(100)는 조정자(120), 제1 디바이스(130), 제2 디바이스(140) 및 제3 디바이스(150)를 포함한다. 다른 WPAN 실시예들은 에드 혹 네트워킹 기술들을 이용할수 있고, 따라서 지정된 조정자가 없다. 네트워크에서의 다양한 디바이스들간의 통신은 상이한 변조 및 코딩 기술(modulation and coding schemes), 상이한 프로토콜들, 상이한 임의 접근 기술들, 상이한 주파수 밴드들을 포함하는 여러 종류의 상이한 파라미터들을 이용하여 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 조정자(120)는 네트워크에서 자신과 다른 디바이스들 또는 다른 디바이스들간의 데이터 송신을 조정하는 의무를 가진다. 조정자(120)는 일반적으로 무선 채널을 복수의 시간 구간들로 분할한 후 그 시간 구간들 동안 특정한 디바이스들 사이의 통신을 스케쥴링한다. 조정자는 예컨대, 텔레비전, 셋탑 박스, 개인용 컴퓨터, 노트북 컴퓨터 또는 전용 제어 박스일 수 있다.
도 1의 네트워크(100)에서, 조정자(120)는 디바이스들(130, 140, 150)과 방향성 송신 및 수신을 수행하도록 구성된다. 조정자(120)는 방향성 송신 및/또는 수신을 위한 섹터 안테나들을 이용할 수 있다. 각각의 섹터(1212)는 데이터의 송신 또는 수신에 이용될 수 있는 조정자(120)로부터의 축(axis)에 따른 다양한 방향을 나타낸다. 조정자(120)는 섹터를 선택하고, 섹터가 선택되면, 섹터의 형태에 의하여 규정된 일반적인 방향으로 데이터의 송신 및 수신을 수행할 수 있다.
제1 디바이스(130)는 전방향(omni-direction) 송신 및 수신을 이용할 수 있다. 제2 디바이스(140)는 조정자(120)보다 더 많거나 적은 섹터들을 가진 섹터화된 안테나를 이용할 수 있다. 또한, 제3 디바이스(150)는 조정자(120)와 동일한 개수의 섹터를 가지는 섹터 안테나를 이용할 수 있다. 각각의 디바이스들(130 , 140, 150)은 예컨대, 텔레비전, 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 셋탑 박스, DVD 플레이어 또는 레코더, VCR, 오디오 플레있어, 디지털 카메라, 캠코더, 게임 기기, 또는 마우스, 키보드 프린터, 스캐너 등과 같은 컴퓨터 주변 기기일 수 있다.
방향성 송신은 또한 조정자(120) 또는 적어도 하나의 디바이스들에 의한 빔포밍의 이용을 통하여 달성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 비대칭 안테나 시스템(AAS)은 조정자 또는 적어도 하나의 디바이스들에 의하여 채용될 수 있고, 다양한 송신 및 수신 방향들의 집합을 초래한다.
일반적으로, 디바이스는 송수신기에 연결된 적어도 하나의 안테나들을 통하여 전자기파 방사를 방사함으로써 무선으로 통신할 수 있다. 송수신기는 송신기, 수신기, 또는 송신기 및 수신기를 모두 포함할 수 있다. 디바이스는 메모리에 결합되는 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서는 범용 프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array) 또는 다른 프로그래밍이 가능한 논리 디바이스, 디스크리트 게이트, 트랜지스터 로직, 디스크리트 하드웨어 컴포넌트, 또는 여기에서 기술된 기능들을 수행하기 위하여 디자인된 상기 요소들의 조합일 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있고, 그러나 택일적으로, 그 프로세서는 어떠한 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로컨트롤러 또는 스테이트 머신(state machine)일 수 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합으로서 구현될 수 있는데, 예컨대, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 어떠한 다른 조합일 수 있다.
여기서 기재된 실시예들과 관련되어 기술된 방법 또는 알고리즘에 대한 단계들은 하드웨어, 프로세서에 의하여 실행된 소프트웨어 모듈, 또는 그 둘의 조합에 의하여 직접적으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 메모리와 같은 어떠한 적절한 컴퓨터 판독 매체에도 존재할 수 있다. 메모리는 DRAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 휴대용 디스크, CD-ROM 또는 종래에 알려진 어떠한 다른 형태의 적합한 저장 매체와도 같은 휘발성 또는 비휘발성 메모리일 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서와 결합될 수 있는데, 그 프로세서는 그 저장 매체로부터 정보를 읽고, 그 저장매체에 정보를 기록할 수 있다. 택일적으로, 그 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 그 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 또는 어떠한 상업적으로 사용가능한 칩셋에라도 존재할 수 있다.
도 2는 예시적인 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 시스템(200)을 도시한 일반화된 블록도이다. 그 예시적인 WPAN 시스템(200)은 무선 송신기(20) 및 무선 수신기(204)를 포함한다. 송신기(202)는 PHY 계층(206), 미디어 접근 제어(MAC) 계층(208), 상위 계층(210), 및 하나 이상의 안테나들을 포함한다. 유사하게, 수신기(204)는 PHY 계층(214), MAC 계층(216), 상위 계층(218), 및 하나 이상의 안테나들을 포함한다. 일부 실시예들에서, PHY 계층들(206, 214)은 RF(radio frequency) 모듈들(207, 217)을 포함한다. PHY 계층들(206, 214)은 RF 모듈들(207, 216)과 하나 이상의 안테나들을 이용하여 무선 매체(201)를 통하여 송신기(202)와 수신기(204)간의 무선 통신을 제공한다.
상위 계층들(210, 218)은 각각 MAC 계층들(208, 216) 상위의 하나 이상의 계층들을 나타내고, 커맨드 및/또는 데이터 메시지들을 MAC 계층들에게 송신한다. 특정한 실시예들(예컨대, OSI, 또는 TCP/IP 모델들)에서, 상위 계층(210, 218)은 네트워크 계층을 포함한다. 특정한 실시예들에서, 네트워크 계층은 소스로부터 목적지로향하는 데이터 패킷들을 얻어오는 기본적인 작업을 수행하는 IP 프로토콜을 포함한다. 다른 실시예들(예컨대, 5계층 TCP/IP 모델)에서, 상위 계층(210, 218)은 송신 계층과 어플리케이션 계층을 더 포함한다. 다른 실시예들(예컨대, 7계층 OSI 모델)에서, 상위 계층(210, 218)은, 송신 계층 및 어플리케이션 계층에 더하여, 세션 계층과 프리젠테이션 계층을 더 포함한다. OSI 및 TCP/IP는 잘 알려진 데이터 네트워킹 모델이어서 이하에서는 더 기재하지 않을 것이다.
무선 송신기(202)에서, 상위 계층(210)은 데이터(예컨대, 텍스트, 그래픽, 또는 오디오 데이터) 및/또는 커맨드 메시지들을 MAC 계층(208)에 제공한다. 특정한 실시예들에서, MAC 계층(208)은 데이터 및/또는 커맨드 메시지를 하나 이상의 데이터 패킷들의 형태로 만드는 패킷화 모듈(미도시)을 포함한다. MAC 계층(208)은 다음으로 그 데이터 패킷들을 PHY 계층(206)에 전달한다. 송신기(202)의 PHY/MAC 계층들은 데이터 패킷들에게 PHY 및 MAC 헤더들을 추가한다. PHY 계층(206)은 RF 모듈(207)을 경유하여 무선 채널(201)을 통해 그 데이터 패킷들을 포함하는 무선 신호들을 수신기(204)에게 송신한다.
무선 수신기(204)에서, PHY 계층(214)은 그 송신된 데이터 패킷들을 포함하는 무선 신호들을 RF 모둘(217)을 통해 수신한다. PHY/MAC 계층들(214, 216)은 다음으로 그 수신된 데이터 패킷들을 처리하여 하나 이상의 데이터/커맨드 메시지들을 추출한다. 그 추출된 데이터/커맨드 메시지들은 상위 계층(210)에 전달되는데, 그 메시지들은 상위 계층(210)에서 더 처리되고/거나 다른 모듈들 또는 예컨대 (텍스트 또는 그래픽이) 디스플레이 되거나 (오디오가) 재생될 디바이스들에게 전달된다.
비콘 신호들을 채용한 무선 네트워크
전술한 바와 같이, 도 1의 조정자(120)는 무선 채널을 복수의 시간 구간들로 분할한 후 그 시간 구간들 동안 특정한 디바이스들 사이의 통신을 스케쥴링할 수 있다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 복수개의 수퍼프레임들(SF)(310)로 분할된 시간에 대한 도면이다. 각각의 수퍼프레임들(310)은 비콘 구간(BP)(320), 경쟁 접근 구간(CAP)(322) 및 채널 시간 할당 구간(CTAP)(324)으로 더 분할될 수 있다. 당업자라면 네트워크 디자인에 의존하여 수퍼프레임이 가드 타임 구간들(guard time period)과 같은 다른 분할된 구간들을 더 포함할 수 있다는 것을 인정할 것이다.
비콘 구간(320) 동안, 도 1의 조정자(120)와 같은 조정자는 비콘들을 도 1의 디바이스들(130, 140, 150)과 같은 무선 디바이스들에게 송신한다. 비콘은 디바이스들이 네트워크에 대한 정보를 검색할 수 있는 전자기파형을 가진다. 비콘은, 예컨대, 조정자 또는 수퍼프레임 분할에 대한 정보를 포함한다. 비콘은 또한, 예컨대 특정한 디바이스가 데이터를 조정자에게 송신하거나 그 반대일 때, 네트워크의 디바이스들을 위한 예약 스케쥴 정보를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 비콘들은 전방향 또는 하나 이상의 특정한 방향들로 송신될 수 있다. 실시예에 따라서, 비콘들은 어떠한 개수의 변조 및 코딩 기술들, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 및 싱글 캐리어 송신을 포함하는 어떠한 개수의 물리 계층 송신 기술들을 이용하여서도 송신될 수 있다. 비콘들은 어떠한 디바이스라도 그 비콘을 수신하고 해석할 수 있도록 브로드캐스트되거나, 그 비콘들이 특정한 디바이스 또는 디바이스들의 그룹으로 주소가 지정되도록 브로드캐스트될 수 있다. 비콘 구간(320) 내에 송신된 비콘들은 반드시 동일한 크기일 필요는 없고, 따라서 송신하는데 동일한 시간이 소요될 필요는 없다. 비콘 구간(320)은 서브-비콘 구간들로 분할될 수 있다. 이때, 비콘은 조정자에 의하여 각각의 서브-비콘 구간동안 한 방향으로 송신될 수 있다.
무선 채널은 경쟁 접근 구간(CAP)(322) 동안 임의 접근 채널일 수 있다. 어떠한 개수의 임의 접근 기술들이라도 네트워크에 사용될 수 있는데, 한정되지는 않지만 slotted Aloha, CSMA(carrier sense multiple access), CSMA/CA(carrier sense multiple access with collision avoidance), 또는 PSMA(preamble sense multiple access)를 포함한다. 많은 임의 접근 기술들에서처럼, 다수의 디바이스들이 데이터 패킷들을 동시에 송신할 때 충돌들이 발생할 수 있다.
경쟁 접근 구간(CAP)(322) 동안, 무선 디바이스들은 결합 요청 메시지들을 조정자에게 송신하는 것 같이 메시지들을 송신함으로써 조정자에게 자신을 알린다. 그 메시지들에 응답하여, 조정자는 그 디바이스와의 통신을 위한 후속하는 수퍼프레임들의 CTAP(324) 동안 시간을 예약할 수 있고, 비콘 구간(320) 동안 그 디바이스에 대한 예약을 나타내는 정보를 송신할 수 있다.
MAC 커맨드들을 포함하는 많은 유형의 메시지들이 패킷에 포함될 수 있고, 수퍼프레임(SF)(310)의 CAP(322) 동안 송신될 수 있다. 예컨대, 디바이스들은 CAP(322) 동안 조정자를 바이패싱하여 상호간에 데이터를 송신할 수 있다. 또한, 결합 메시지들 외에 다른 데이터 패킷들은 CAP(322) 동안 디바이스들로부터 조정자에게 송신될 수 있다.
전술한바와 같이, 채널 시간 할당 구간은 네트워크의 특정한 디바이스들간의 통신을 위해 예약된 시간 분할이다. 채널 시간 할당(CTA)으로 표시되는, 예약된 채널 시간 동안 조정자와 다른 디바이스와 같은 2개의 디바이스들은 오디오 또는 비디오 데이터와 같은 많은 양의 데이터를 효율적으로 송신할 수 있다. 빔 포밍 트레이닝 또는 트래킹 절차들과 같은 다른 비-데이터 기능들(non-data functions)은 또한 예약된 시간에 수행될 수 있다.
결합은 디바이스가 네트워크에 참여하는 프로세스이다. 네트워크와의 결합은 예컨대, 고유의 디바이스 식별자를 디바이스에게 제공하는 것을 포함한다. 그 결합 절차는 또한 네트워크 및/또는 디바이스에 의하여 제공되는 서비스들에 대한 정보를 제공하는 것을 포함한다.
일반적으로, 결합은 두 디바이스들이 다른 하나에 대한 인지도를 확립하는 절차이고, 후속적인 통신을 보다 효율적이고/거나 보다 신뢰성있게 만들기 위한 특정한 파라미터들을 선택하고 송신하는 것을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 제1 디바이스와 제2 디바이스간의 결합 절차는 다른 디바이스의 선호되는 송신 방향들, 예컨대 수신 디바이스에서의 수신이 강한 송신 방향, 과 관련된 정보의 교환을 포함할 수 있다.
결합은, 예컨대 디바이스가 처음으로 켜졌을 때 자신을 무선 네트워크의 한 부분으로서 만들기 위하여, 수행될 수 있다. 도 4는 결합의 예시적인 절차를 설명하기 위하여 이용될 대칭 안테나 시스템들을 가진 제1 디바이스와 제2 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 네트워크의 도면이다. 그 예시적인 네트워크(400)는 8개의 송신/수신 방향들(415)을 가지는 제1 디바이스(410)와 4개의 송신/수신 방향들(425)을 가지는 제2 디바이스(420)를 포함한다. 제1 디바이스(410)는 제1 디바이스의 송신 및 수신 방향들이 동일함을 의미하는 대칭 안테나 시스템(SAS)을 포함한다. 유사하게, 제2 디바이스의 송신 방향들 및 수신 방향들은 동일하다.
SAS 결합 및 방향 선택
도 5는 도 4의 예시적인 네트워크에 관한 결합 및 방향 선택 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 5의 방법(500)은 블록 510에서 제1 디바이스(410)가 비콘을 송신함으로써 시작된다. 그 비콘들은, 예컨대, 경쟁 접근 구간 및 채널 시간 할당 구간 뿐만 아니라 전술한 비콘 구간을 포함하는 분할된 수퍼프레임 동안 송신될 수 있다.
도 6의 무선 채널(600)은 복수의 수퍼프레임들로 분할되는데, 각각의 수퍼프레임은 비콘 구간(BP), 경쟁 접근 구간(CAP) 및 채널 시간 할당 구간(CTAP)을 포함한다. 제1 수퍼프레임(610)의 그 비콘 구간(612) 동안 제1 디바이스는 송신 방향들의 제1 집합, 예컨대 도 4에서 415a 및 415b로 표시된 방향들로 방향성 비콘들(Dirx)(614)의 집합을 송신한다. 제2 수퍼프레임(620)의 그 비콘 구간(622) 동안 제1 디바이스는 송신 방향들의 제2 집합, 예컨대 도 4에서 415c 및 415d로 표시된 방향들로 방향성 비콘들(Dirx)(624)의 집합을 송신한다. 이 절차는 제1 디바이스(410)의 모든 방향들로 비콘들의 송신이 완료될 때까지 순차 순환 방식(round-robin)으로 반복된다.
일 실시예에서, 각각의 수퍼 프레임에서의 송신 방향들의 집합은 오직 하나의 송신 방향을 포함한다. 이와 같은 방식에서, 모든 방향으로의 비콘의 송신은 그 디바이스의 송신 방향들의 개수와 동일한 개수의 수퍼프레임들을 필요로한다. 예컨대, 제1 디바이스(410)는 모든 방향들을 커버하기 위하여 8개의 수퍼프레임들을 이용할 필요가 있을 것이다. 다른 실시예에서, 각각의 수퍼 프레임에서의 송신 방향들의 집합은 그 디바이스의 가능한 모든 송신 방향들을 포함한다. 이와 같은 방식에서, 모든 방향들을 커버하기 위하여 오직 하나의 수퍼프레임이 필요할 것이다. 이하에서 설명될 트래킹 비콘들 및 섹터 트레이닝 비콘들을 포함하는 다른 비콘들은 다른 특정한 수퍼프레임의 비콘 구간(612) 동안 송신될 수 있다.
도 5의 블록 515에서, 제2 디바이스(420)는 제1 디바이스(410)로부터 비콘들을 수신한다. 일 실시예에서, 제2 디바이스는 제1 디바이스의 각각의 송신 방향에 대해 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제1 수신 방향으로 비콘들을 "청취"한다. 도 6의 송신 기술을 이용하여, 이것은 제2 디바이스가 복수개의 수퍼프레임들에 대하여 제1 방향, 예컨대, 425a라고 표시된 방향으로 자신의 수신 방향을 설정할 것이라는 것을 의미한다. 다음으로, 제2 디바이스는 복수개의 수퍼프레임들에 대하여 제2 방향, 예컨대, 425b라고 표시된 방향으로 자신의 수신 방향을 설정할 것이다. 복수개의 수퍼프레임 이후에, 제2 디바이스는 각각의 송신/수신 방향 조합에 대하여 비콘들을 수신할 것이다. 예컨대, 제1 디바이스(410)가 매 수퍼프레임마다 디바이스의 가능한 모든 방향들로 방향성 비콘을 송신하는 중이라면, 제2 디바이스(420)는 각각의 송신/수신 방향으로 비콘들을 수신하는데 4개의 수퍼프레임을 취할 것이다. 예컨대, 제1 디바이스(410)가 매 수퍼프레임마다 오직 하나의 방향으로 방향성 비콘을 송신하는 중이라면, 제2 디바이스(420)는 각각의 송신/수신 방향으로 비콘들을 수신하는데 32개의 수퍼프레임을 취할 것이다.
블록 515에서 비콘들을 수신하면, 도 5의 절차(500)는 블록 520으로 넘어가서, 제2 디바이스(420)가 그 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질에 대한 하나 이상의 지표들을 결정한다. 링크 품질에 대한 지표들은 예컨대 신호대잡음비(signal-to-noise-ratio:SNR), 신호대간섭및잡음비(signal-to-interference-plus-noise ratio:SINR), 비트 에러율(bit error rate:BER), 패킷 에러율(packet error rate:PER), 또는 수신신호강도(receiver signal strength indication:RSSI)를 포함한다. 그와 같은 링크 품질 측정들을 계산하는 방법들은 알려져 있고 미래에는 새로운 방법들이 도출될 수 있다. 링크 품질에 대한 지표들은 가장 효율적이고/거나 신뢰할수 있는 통신에 이용하기 위한 송신 및 수신 방향들을 판단하는데 도움을 줄 수 있다. 다음으로, 블록 525에서, 그 제2 디바이스(420)는 제1 디바이스와 제2디바이스간의 통신에 이용하기 위하여 제1 디바이스의 송신 방향과 제2 디바이스의 수신 방향을 선택한다. 이 선택은 일반적으로 계산된 링크 품질에 대한 지표(들)에 기초할 것이다. 예컨대, 그 선택은 잠재적으로 가장 높은 SNR 또는 가장 낮은 BER을 내는 방향들일 수 있다.
상기 절차의 이 지점에서, 오직 제2 디바이스(420)만이 그 선택된 방향(들)을 알고 있기 때문에, 그 선택된 방향들을 이용한 두 디바이스들간의 효율적인 통신은 일어날 수 없다. 따라서, 블록 530에서, 그 제2 디바이스(420)는 제1 디바이스의 적어도 하나의 선택된 송신 방향을 포함하는 결합 요청을 송신한다. 그 결합 요청은 또한 제1 디바이스 또는 제2 디바이스의 주소, 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 능력들 또는 그 결합의 성질(nature)에 관한 세부 정보(예컨대, 통신이 없는 경우에 디바이스가 얼마나 오랫동안 결합을 유지할 것인가)를 포함할 수 있다. 디바이스들이 모두 대칭 안테나 시스템들을 채용하였기 때문에, 그 선택은 또한 제1 디바이스의 수신 방향과 제2 디바이스의 송신 방향을 암시한다. 그 결합 요청은 제2 디바이스가 제1 디바이스의 그 암시된 수신 방향으로 수신하도록 구성되어 있을 때 제2 디바이스의 그 암시된 송신 방향으로 유리하게 송신될 수 있다.
제1 디바이스(410)는 경쟁 접근 구간 동안 데이터 패킷들을 수신하도록 구성된다. 방향과 관련하여 비콘 구간의 분할과 유사한 방식으로, 경쟁 접근 구간은 복수개의 서브-CAP들로 분할될 수 있는데, 이에 대해서는 2008년 08월 11일에 출원되고 여기에 전체 문서가 참조로서 첨부된 양수인이 공유하는 특허 출원 US 특허 출원 번호 12/189,534, "복수의 경쟁 접근 구간들을 위한 시스템 및 방법"에 더 기재되어 있다. 도 6B는 경쟁 접근 구간의 분할에 대하여 도시한다. 그 무선 채널(600)은 복수의 수퍼프레임들로 분할되고, 각각의 수퍼프레임(SF)은 비콘 구간(BF), 경쟁 접근 구간(CAP) 및 채널 시간 할당 구간(CTAP)을 포함한다. 제1 수퍼프레임(630)의 경쟁 접근 구간(634)은 2개의 서브-경쟁 접근 구간들, i) 결합 CAP(634)와 ii) 정규( regular) CAP(636)로 분할된다. 제1 디바이스(410)는 결합 CAP(634) 동안 결합 요청들을 수신하도록 구성되고 정규 CAP(636) 동안 다른 데이터 패킷들을 수신하도록 구성된다. 제1 디바이스(410)는 또한 결합 CAP(634) 또는 정규 CAP(636) 동안 제어 패킷 또는 데이터 패킷을 송신할 수 있다. 서브-CAP들은 가드 타임 인터벌들(guard time intervals)(미도시)에 의하여 분할될 수 있다.
결합 CAP(634)는 제1 디바이스(410)가 특정한 방향에서 결합 요청을 수신하도록 구성된 방향성 결합 서브-CAP들(638)로 더 분할된다. 정규 CAP(636)는 유사하거나 상이하게 분할될 수 있다. 제1 수퍼프레임(630)의 결합 CAP(634) 동안 제1 디바이스(410)는 수신 방향들의 집합, 예컨대 도 4의 415a 및 415b로 표시된 방향들로 결합 요청들을 수신한다. 제2 수퍼프레임(640)의 결합 CAP(644) 동안 제1 디바이스(410)는 수신 방향들의 제2 집합, 예컨대 도 4의 415c 및 415d로 표시된 방향들로 결합 요청들을 수신한다. 이 절차는 순차 순환 방식으로 제1 디바이스(410)의 모든 수신 방향들이 커버될 때까지 반복될 수 있다. 도 4의 네트워크(400)가 대칭 안테나들을 가진 디바이스들로 구성되기 때문에, 디바이스의 수신 방향들 및 송신 방향들은 본질적으로 동일하다.
도 5의 블록 535로 가서, 제1 디바이스(410)가 결합 요청을 수신한다. 도 5의 절차의 이 지점에서, 제1 디바이스와 제2 디바이스는 두 디바이스들의 선택된 송신 방향 및 수신 방향을 알고 있다. 따라서 효율적이고/거나 신뢰성 있는 통신이 적절한 계획된 시간에 시작될 수 있다. 그러나, 제2 디바이스(420)는 결합이 성공적이었는지를 알지 못한다. 이를 해결하기 위하여, 제1 디바이스(410)는 블록 545에서 적어도 이 정보를 포함하는 결합 응답을 제2 디바이스(420)에게 송신한다. 결합 응답은 일반적으로 제1 디바이스의 선택된 송신 방향으로 송신될 것이다. 일부 실시예들에서, 결합 응답은 비콘 구간 동안에 송신될 수 있다. 택일적으로, 결합 응답은 CAP 동안에 송신될 수 있다.
블록 550에서, 제2 디바이스(420)는 결합 응답을 수신한다. 도 5의 절차의 이 지점에서, 디바이스들 모두가 상호간에 (선택된 송신/수신 방향들로) 어떻게 효율적이고 신뢰성있게 통신할 수 있는지를 알고 있다. 따라서, 제1 디바이스와 제2 디바이스는 각각 데이터가 송신되는 블록 555와 블록 560으로 진행한다. 이것은 프로토콜과 관련된 세부 사항들과 통신이 일어날 때와 관련된 세부 사항들(예컨대, 채널 시간 할당 요청들 및 채널 시간 할당들)을 포함하는 통신 관련 구체적 정보들의 교환을 더 포함할 수 있다.
AAS 결합 및 방향 선택
결합의 절차는 비대칭 안테나 시스템들의 이용을 통하여 보다 복잡하게 만들어진다. 몇몇 디바이스들에서, 송신기 안테나들과 수신기 안테나들은 물리적으로 분리되어 상이한 송신 및 수신 방향들을 초래한다. 일부 실시예들에서, 복수개의 송신기 안테나들과 수신기 안테나들이 상이하여, 다시 상이한 송신 및 수신 방향들을 초래한다. 다른 디바이스들에서, 송신기 안테나들과 수신기 안테나들이 물리적으로 동일한 디바이스들에서조차도 송신기 및 수신기 게인들(gains) 또는 다른 구성들이 상이할 수 있고, 상이한 송신 또는 수신 구성들에 따라 상이한 방향 선택들이 초래된다.
도 7은 비대칭 안테나 시스템들을 가진 제1 디바이스 및 제2 디바이스를 포함하는 예시적인 무선 네트워크에 대한 도면이다. 그 예시적인 네트워크(700)는 4개의 송신 방향들(715)과 4개의 수신 방향들(717)을 가진 제1 디바이스(710)를 포함한다. 또한, 그 네트워크(700)는 4개의 송신 방향들(725)과 4개의 수신 방향들(727)을 가진 제2 디바이스(720)를 더 포함한다. 다른 네트워크의 실시예들에서, 제1 디바이스 또는 제2 디바이스의 송신 방향들의 개수는 그 디바이스의 수신 방향들의 개수와 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 디바이스 또는 제2 디바이스의 송신 또는 수신 방향들 중 적어도 하나는 전방향성 방향(omni-directional direction)을 포함한다. 예컨대, 송신 방향들이 복수의 섹터들을 포함하는 경우조차도 제1 디바이스의 수신 방향은 전방향일 수 있다.
안테나 시스템들의 비대칭성은 도 5와 관련되어 기술된 결합 절차(500)에서 만들어진 가정들 중 일부를 변경한다. 특히, 제1 디바이스의 송신 방향의 선택은 제1 디바이스의 수신 방향에 대해 동일한 방향을 선택하는 것을 의미하지 않는다. 유사하게, 제2 디바이스의 수신 방향의 선택은 제2 디바이스의 송신 방향에 대해 동일한 방향을 선택하는 것을 의미하지 않는다.
도 8과 관련하여, 비대칭 결합 및 방향 선택 절차(800)가 블록 810에서 제1 디바이스(710)에 의한 비콘들의 송신으로 시작된다. 비콘들은, 예컨대, 비콘 구간(BF), 경쟁 접근 구간(CAP) 및 채널 시간 할당 구간(CTAP)을 포함하는 분할된 수퍼프레임의 비콘 구간 동안 송신될 수 있다. 전술한바와 같이, 제1 디바이스(710)는 제1 디바이스의 각각의 송신 방향으로 비콘들의 송신이 완료될 때까지 각각의 수퍼프레임의 비콘 구간 동안 송신 방향들의 집합으로 비콘들의 집합을 송신한다.
도 8의 블록 815에서, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스(710)로부터 비콘들을 수신한다. 일 실시예에서, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 각각의 송신 방향에 대하여 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제1 수신 방향으로 비콘들을 "청취"할 수 있다. 따라서, 제2 디바이스는 적어도 제1 디바이스의 각각의 송신 방향에 대하여 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제1 수신 방향으로 비콘들을 수신하도록 구성된다. 다음으로, 제2 디바이스(720)는 (제1 디바이스(710)에 의하여) 제1 디바이스의 각각의 송신 방향으로 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제2 수신 방향으로 비콘들을 수신할 수 있도록 자신의 구성을 변경한다. 복수의 수퍼프레임 이후에, 제2 디바이스는 각각의 송신/수신 방향 조합에 대하여 비콘들을 수신한다.
블록 815에서 비콘들을 수신한 후에, 제2 디바이스는 도 8의 블록 820으로 넘어가서 그 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질에 대한 하나 이상의 지표들을 결정한다. 대칭 안테나 구성에 대하여 이전에 기술한 것과 같이 링크 품질에 대한 지표들은 예컨대 신호대잡음비(signal-to-noise-ratio:SNR), 신호대간섭및잡음비(signal-to-interference-plus-noise ratio:SINR), 비트 에러율(bit error rate:BER), 패킷 에러율(packet error rate:PER), 또는 수신신호강도(receiver signal strength indication:RSSI)를 포함한다. 그 링크 품질에 대한 지표들은 가장 효율적이고/거나 신뢰할 수 있는 통신에 이용하기 위하여 제1 디바이스의 송신 방향 및 제2 디바이스의 수신 방향을 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 블록 825에서, 제2 디바이스(420)는 두 디바이스간의 통신에 이용하기 위하여 제1 디바이스의 송신 방향과 제2 디바이스의 수신 방향을 선택한다. 이 선택은 일반적으로 계산된 링크 품질에 대한 지표(들)에 기초할 수 있다. 예컨대, 그 선택은 잠재적으로 가장 높은 SNR 또는 가장 낮은 BER을 내는 방향들일 수 있다.
도 8의 절차의 이 지점에서, 오직 제2 디바이스만이 그 선택된 방향(들)을 알고 있고, 그 선택된 방향은 오직 (제1 디바이스(710)로부터 제2 디바이스(720)로의) 일방향 송신만을 허용하기 때문에, 그 선택된 방향들을 이용한 두 디바이스들간의 효율적인 통신은 일어날 수 없다. 게다가, 제2 디바이스의 동작하는(working) 송신 방향과 제1 디바이스의 수신 방향이 아직 확립되지 않았기 때문에, 그 선택된 방향(들)은 제1 디바이스에게 쉽게 송신될 수 없다.
블록 830에서, 제2 디바이스는 제1 디바이스의 적어도 하나의 선택된 송신 방향을 포함하는 결합 요청을 송신한다. 그 결합 요청은 또한 제1 디바이스 또는 제2 디바이스의 주소, 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 능력들 또는 그 결합의 성질(nature)에 관한 세부 정보(예컨대, 통신이 없는 경우에 디바이스가 얼마나 오랫동안 결합을 유지할 것인가)를 포함할 수 있다. 제2 디바이스(710)는 결합 요청을 송신하기 위하여 제2 디바이스의 어떤 송신 방향으로 송신해야할지 알지 못하거나 어떠한 서브 결합 CAP에서 결합 요청을 송신해야할지 알지 못하기 때문에, 결합 요청은 제1 디바이스(710)의 비콘 송신과 유사한 방식으로 송신될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 제2 디바이스(720)는 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(638) 동안 제2 디바이스의 각각의 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 이것은 결합 요청이 각각의 송신/수신 쌍에 대하여 송신이 완료될 때까지 반복될 수 있다. 다른 실시예들에서, 이하에서 보다 자세히 기술되는 것 같이, 제1 디바이스(710)에 의하여 결합 요청이 수신되자마자 결합 요청들의 송신은 중단된다. 다른 실시예에서, 제2 디바이스는 제1 수퍼 프레임(630)(도 6B 참조)의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(638) 동안 제2 디바이스의 제1 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 다음 수퍼프레임(640)에서, 제2 디바이스(720)는 그 수퍼프레임의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(648) 동안 제2 디바이스의 제2 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 후속하는 수퍼프레임들에서, 제1 디바이스(710)에 의하여 결합 요청이 수신되거나 결합 요청이 각각의 송신/수신 쌍에 대하여 송신이 완료될 때까지 제2 디바이스(720)는 그 수퍼프레임의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간 동안 제2 디바이스의 후속하는 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다.
도 8의 블록 835에서, 제1 디바이스(710)는 적어도 하나의 결합 요청을 수신한다. 일부 실시예들에서, 제1 디바이스는 복수개의 결합 요청들을 수신하였고, 각각의 결합 요청은 상이한 방향들의 쌍과 관련될 수 있다. 도 8의 절차의 이 지점에서, 제1 디바이스와 제2 디바이스는 제1 디바이스의 선택된 송신 방향을 알고, 제2 디바이스는 제2 디바이스의 수신 방향을 더 알고 있다. 따라서, 효율적이고/거나 신뢰성 있는 (제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의) 일방향 통신이 적절한 계획된 시간에 시작될 수 있다. 그러나, 제2 디바이스는 이 계획된 시간을 알지 못하거나, 제2 디바이스는 가능한한 효율적이고/거나 신뢰성있게 만들어진 쌍방향 통신이 아니다.
도 8의 도시된 실시예의 블록 840에서, 제1 디바이스(710)는 수신된 결합 요청(들)에 기초하여 링크 품질에 대한 지표들을 결정한다. 전술한바와 같이, 링크 품질에 대한 지표들은 예컨대 신호대잡음비(signal-to-noise-ratio:SNR), 신호대간섭및잡음비(signal-to-interference-plus-noise ratio:SINR), 비트 에러율(bit error rate:BER), 패킷 에러율(packet error rate:PER), 또는 수신신호강도(receiver signal strength indication:RSSI)를 포함한다. 그 링크 품질에 대한 지표들은 가장 효율적이고/거나 신뢰할 수 있는 통신에 이용하기 위하여 제2 디바이스의 송신 방향 및 제1 디바이스의 수신 방향을 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 블록 845에서, 제1 디바이스(710)는 두 디바이스간의 통신에 이용하기 위하여 제2 디바이스의 송신 방향과 제1 디바이스의 수신 방향을 선택한다. 이 선택은 일반적으로 계산된 링크 품질에 대한 지표(들)에 기초할 수 있다. 예컨대, 그 선택은 잠재적으로 가장 높은 SNR 또는 가장 낮은 BER을 내는 방향들일 수 있다.
이 지점에서, 제2 디바이스(720)는 결합이 성공적이었는지 (또는 제2 디바이스의 송신 방향)를 알지 못한다. 이를 해결하기 위하여, 제1 디바이스(710)는 블록 855에서 적어도 이 정보를 포함하는 결합 응답을 제2 디바이스(720)에게 송신한다. 결합 응답은 일반적으로 제1 디바이스의 선택된 송신 방향으로 송신될 것이다. 택일적으로, 결합 응답은 전방향 송신으로서 송신될 수 있다. 결합 응답은 비콘 구간동안 송신될 수 있다. 택일적으로, 결합 응답은 CAP 동안에 송신될 수 있다.
블록 860에서, 제2 디바이스(720)는 결합 응답을 수신한다. 도 8의 절차의 이 지점에서, 디바이스들 모두가 상호간에 (선택된 송신/수신 방향들로) 어떻게 효율적이고 신뢰성있게 통신할 수 있는지를 알고 있다. 따라서, 제1 디바이스와 제2 디바이스는 각각 데이터가 송신되는 블록 865와 블록 870으로 진행한다. 이것은 프로토콜과 관련된 세부 사항들과 통신이 일어날 때와 관련된 세부 사항들(예컨대, 채널 시간 할당 요청들 및 채널 시간 할당들)을 포함하는 통신 관련 구체적 정보들의 교환을 더 포함할 수 있다.
무선 채널은 경쟁 접근 구간 동안 임의 접근 채널이므로, 제1 디바이스가 제1 디바이스의 "최적" 수신 방향으로 결합 요청들을 수신하도록 구성되어 있을 때, 제2 디바이스의 "최적" 송신 방향으로 결합 요청을 송신(예컨대, 블록 830)하는 동안 충돌이 발생할 수 있다. 이 절차를 최적화하기 위하여, 결합 이후에 ,예컨대 충돌이 발생하지 않는 때인 CTAP의 일부분 동안에 모든 가능한 제2 디바이스의 송신 방향들 및 제1 디바이스의 수신 방향들에 대한 검색이 수행될 수 있다.
도 9는 이와 같은 검색이 수행되는 도 7의 예시적인 네트워크에서의 결합 및 방향 선택 방법을 도시하는 흐름도이다. 도 9의 절차(900)는 블록 910에서 제1 디바이스(710)에 의한 비콘들의 송신에 의하여 시작된다. 비콘들은, 예컨대, 비콘 구간(BF), 경쟁 접근 구간(CAP) 및 채널 시간 할당 구간(CTAP)을 포함하는 분할된 수퍼프레임의 비콘 구간 동안 송신될 수 있다. 전술한바와 같이, 제1 디바이스(710)는 제1 디바이스의 각각의 송신 방향으로 비콘들의 송신이 완료 때까지 각각의 수퍼프레임의 비콘 구간 동안 송신 방향들의 집합으로 비콘들의 집합을 송신한다.
도 9의 블록 915에서, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스(710)로부터 비콘들을 수신한다. 일 실시예에서, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 각각의 송신 방향에 대하여 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제1 수신 방향으로 비콘들을 "청취"할 수 있다. 따라서, 제2 디바이스는 적어도 제1 디바이스의 각각의 송신 방향에 대하여 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제1 수신 방향으로 비콘들을 수신하도록 구성된다. 다음으로, 제2 디바이스(720)는 (제1 디바이스(710)에 의하여) 제1 디바이스의 각각의 송신 방향으로 비콘들의 송신이 완료될 때까지 제2 수신 방향으로 비콘들을 수신할 수 있도록 자신의 구성을 변경한다.
비콘들의 수신에 응답하여, 도 9의 블록 920으로 넘어가서 제2 디바이스(720)는 그 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질에 대한 하나 이상의 지표들을 결정한다. 전술한바와 같이, 링크 품질에 대한 지표들은 예컨대 신호대잡음비(signal-to-noise-ratio:SNR), 신호대간섭및잡음비(signal-to-interference-plus-noise ratio:SINR), 비트 에러율(bit error rate:BER), 패킷 에러율(packet error rate:PER), 또는 수신신호강도(receiver signal strength indication:RSSI)를 포함한다. 그 링크 품질에 대한 지표들은 가장 효율적이고/거나 신뢰할 수 있는 통신에 이용하기 위하여 제1 디바이스의 송신 방향 및 제2 디바이스의 수신 방향을 결정하는데 도움을 줄 수 있다. 블록 925에서, 제2 디바이스(420)는 두 디바이스간의 통신에 이용하기 위하여 제1 디바이스의 송신 방향과 제2 디바이스의 수신 방향을 선택한다. 이 선택은 일반적으로 계산된 링크 품질에 대한 지표(들)에 기초할 수 있다. 예컨대, 그 선택은 잠재적으로 가장 높은 SNR 또는 가장 낮은 BER을 내는 방향들일 수 있다.
도 9의 절차의 이 지점에서, 오직 제2 디바이스만이 그 선택된 방향(들)을 알고 있고, 그 선택된 방향은 오직 (제1 디바이스(710)로부터 제2 디바이스(720)로의) 일방향 송신만을 허용하기 때문에, 그 선택된 방향들을 이용한 두 디바이스들간의 효율적인 통신은 일어날 수 없다. 게다가, 제2 디바이스의 동작하는(working) 송신 방향과 제1 디바이스의 수신 방향이 아직 확립(establish)되지 않았기 때문에, 그 선택된 방향(들)은 제1 디바이스에게 쉽게 송신될 수 없다.
블록 930에서, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 적어도 하나의 선택된 송신 방향을 포함하는 결합 요청을 송신한다. 그 결합 요청은 또한 제1 디바이스 또는 제2 디바이스의 주소, 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 능력들 또는 그 결합의 성질(nature)에 관한 세부 정보(예컨대, 통신이 없는 경우에 디바이스가 얼마나 오랫동안 결합을 유지할 것인가)를 포함할 수 있다. 제2 디바이스(710)는 결합 요청을 송신하기 위하여 제2 디바이스의 어떤 송신 방향으로 송신해야할지 알지 못하거나 어떠한 서브 결합 CAP에서 결합 요청을 송신해야할지 알지 못하기 때문에, 결합 요청은 제1 디바이스(710)의 비콘 송신과 유사한 방식으로 송신될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 제2 디바이스(720)는 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(638) 동안 제2 디바이스의 각각의 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 이것은 결합 요청이 각각의 송신/수신 쌍에 대하여 송신이 완료될 때까지 반복될 수 있다. 그러나, 이 실시예에서의 결합 이후에 CTAP의 일부분 동안 모든 가능한 송신/수신 쌍들에 대한 검색이 수행되기 때문에, 그와 같은 반복이 불필요하다. 따라서, 일부 실시예들에서, 제1 디바이스(710)에 의하여 결합 요청이 수신(되고/거나 대응되는 결합 응답이 제2 디바이스(720)에 의하여 수신)되자마자 결합 요청들의 송신은 중단된다.
다른 실시예에서, 제2 디바이스는 제1 수퍼 프레임(630)의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(638) 동안 제2 디바이스의 제1 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 다음 수퍼프레임(640)에서, 제2 디바이스(720)는 그 수퍼프레임의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간(648) 동안 제2 디바이스의 제2 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 후속하는 수퍼프레임들에서, 제1 디바이스(710)에 의하여 결합 요청이 수신(되고/거나 대응되는 결합 응답이 제2 디바이스(720)에 의하여 수신)되거나 결합 요청이 각각의 송신/수신 쌍에 대하여 송신이 완료될 때까지 제2 디바이스(720)는 그 수퍼프레임의 각각의 서브-결합 경쟁 접근 구간 동안 제2 디바이스의 후속하는 송신 방향으로 결합 요청을 송신한다. 도 9의 블록 935에서, 제1 디바이스(710)는 적어도 하나의 결합 요청을 수신한다. 도 9의 절차의 이 지점에서, 제1 디바이스와 제2 디바이스는 제1 디바이스의 선택된 송신 방향을 알고, 제2 디바이스는 제2 디바이스의 수신 방향을 더 알고 있다. 따라서, 효율적이고/거나 신뢰성 있는 (제1 디바이스로부터 제2 디바이스로의) 일방향 통신이 적절한 계획된 시간에 시작될 수 있다. 그러나, 제2 디바이스는 이 계획된 시간을 알지 못하거나, 제2 디바이스는 가능한한 효율적이고/거나 신뢰성있게 만들어진 쌍방향 통신이 아니다.
블록 940에서, 제1 디바이스(710)는 제2 디바이스를 위한 송신 방향과 제1 디바이스의 대응되는 수신 방향을 결정하기 위하여 채널 시간 할당 구간(CTAP) 동안 시간을 예약 또는 스케쥴링한다. 그러나, 제2 디바이스(720)는 이 스케쥴된 시간을 알지 못한다. 이를 해결하기 위하여, 제1 디바이스(710)는 블록 945에서 이 정보를 포함하는 결합 응답을 제2 디바이스(720)에게 송신한다. 결합 응답은 일반적으로 제1 디바이스의 선택된 송신 방향으로 송신될 것이다. 택일적으로, 결합 응답은 전방향 송신으로서 송신될 수 있다. 결합 응답은 비콘 구간동안 송신될 수 있다. 택일적으로, 결합 응답은 CAP 동안에 송신될 수 있다.
블록 950에서, 제2 디바이스(720)는 결합 응답을 수신한다. 도 9의 절차의 이 지점에서, 두 디바이스들은 (제1 디바이스의 선택된 송신 방향 및 제2 디바이스의 선택된 수신 방향으로) 효율적이고 신뢰성 있게 (제1 디바이스(710)로부터 제2디바이스로(720)의) 일 방향 통신을 수행하는 방법에 대하여 알고 있다. 그들은 또한 제2 디바이스의 송신 방향과 제1 디바이스의 대응되는 수신 방향을 선택하기 위한 검색을 수행할 때(예약된 채널 시간)를 알고 있다.
제1 디바이스와 제2 디바이스는 각각 검색이 수행되는 블록 955와 블록 960으로 진행한다. 그 검색은 2008년 11월 03일에 출원되고 여기에 전체 문서가 참조로서 첨부된 양수인이 공유하는 특허 출원 US 특허 출원 번호 12/264,100, "빔포밍 벡터들에 대한 멀티 스테이지 안테나 트레이닝을 위한 시스템 및 방법 "에 더 기재되어 있는 것과 같이, 예컨대, 완전 검색(exhaustive search) 또는 멀티 스테이지 안테나 트레이닝 알고리즘일 수 있다. 제2 디바이스의 송신 방향과 제1 디바이스의 수신 방향이 선택되고 디바이스들간에 통신이 시작될 수 있다. 그 선택은 잠재적인 최적의 결과, 예컨대 가장 높은 신호대잡음비 또는 가장 낮은 비트오류율을 내는 방향일 수 있다. 제1 디바이스와 제2 디바이스는 각각 스케쥴된 시간 동안 데이터가 송신되는 블록 965 및 970으로 진행한다.
방향 트래킹
도 7에 도시된 것과 같은 제1 디바이스와 제2 디바이스가 결합이 수행된 후에 상호간에 그들의 원래 위치로부터 이동되면, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 제2 디바이스의 선택된 수신 방향을 이용하여 더 이상 올바르게 비콘들을 수신할 수 없다. 비콘들이 그 선택된 방향들을 이용하여 여전히 수신된다고 하더라도, 다른 방향 쌍을 이용하여 보다 높은 신호 품질이 달성될 수 있다. 그와 같은 시나리오는 2008년 08월 11일에 출원되고 여기에 전체 문서가 참조로서 첨부된 양수인이 공유하는 특허 출원 US 특허 출원 번호 12/189,714, "무선 통신 네트워크에서의 신뢰성 있는 비콘 송신 및 수신을 유지하기 위한 시스템 및 방법 "에 서 대칭 안테나 시스템들을 채용한 시스템과 관련되어 기술된다.
이 실시예에서 강건한 비콘 통신을 유지하기 위한 몇몇 방법들이 존재한다. 그와 같은 하나의 방법은, 결합이 수행된 후에, 제2 디바이스(720)가 자신의 선택된 수신 방향을 유지하고, 제1 디바이스의 선택된 송신 방향으로 송신되는 비콘들의 신호 품질뿐만 아니라 제1 디바이스의 다른 송신 방향들로 송신되는 다른 비콘들의 신호 품질을 측정한다. 도 6A와 관련하여 기술된 것과 같이 송신된 디바이스 발견 비콘들(device discovery beacons)의 신호 품질을 측정하는 것에 더하여, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 다른 방향들로 다른 디바이스들에게 주소가 지정되었거나 특별히 송신되는 비콘들의 신호 품질을 측정할 수 있다. 제1 디바이스의 선택된 송신 방향으로 송신된 비콘의 신호 품질과 그 선택된 방향이 아닌 다른 방향들로 송신된 비콘들의 신호 품질을 비교함으로써, 제2 디바이스(720)는 제1 디바이스의 다른 송신 방향을 이용한 통신이 보다 높은 신호 품질을 내는지를 판단할 수 있다. 만일 그렇게 판단된다면, 제2 디바이스(720)는 비콘 방향 스위칭 요청을 송신함으로써 비콘 방향 스위칭 절차를 시작할 수 있다. 그와 같은 요청은, 최초의 결합 요청에 대하여 수행되는 것과 같이, 임의 접근 절차를 이용한 CAP 동안 송신되거나 제1 디바이스(710)와 제2 디바이스(720)간의 통신을 위해 스케쥴된 CTAP 동안 송신될 수 있다. 이에 응답하여, 조정자(710)는 비콘 구간, CAP 또는 CTAP 동안 비콘 방향 스위칭 응답을 가지고 응답할 수 있다.
강건한 비콘 통신을 유지하기 위한 다른 방법에서, 제1 디바이스(710)로부터 송신된 다른 비콘들의 신호 품질을 측정하기 위하여 제2 디바이스(720)는 비콘 구간 동안 제2 디바이스의 선택된 수신 방향으로부터 자신의 디바이스 수신 방향을 변경(하고 CTAP 동안 제자리로 돌려놓도록)한다. 이 방법에서, 제2 디바이스(720)는 ,시간이 지남에 따라, 모든 방향 쌍들에 대한 신호 품질을 측정하려고 시도한다. 결합 절차 동안 임계치보다 높은 신호 품질로서 이전에 식별된 방향 쌍들의 신호 품질을 측정하거나, 결합 절차 동안에 가장 높은 신호 품질(예컨대, 가장 높은 3개, 가장 높은 5개, 가장 높은 10개)을 가지고 그 방향 쌍들의 신호 품질을 재측정함으로써, 전력 소모 및 시간을 줄일 수 있다. 만일 방향 쌍이 보다 높은 신호 품질을 내는 것으로 판단되면, 제2 디바이스(720)는 비콘 방향 스위칭 요청을 송신함으로써 비콘 방향 스위칭 절차를 시작할 수 있다.
비콘 방향 스위치 요청을 송신해야만 하는지 판단하기 위하여 제2 디바이스(720)에 의하여 다양한 기준들이 이용될 수 있다. 예컨대, 제1 디바이스의 다른 송신 방향 또는 방향 쌍이 보다 높은 신호 품질을 낸다는 제1 표시(first indication) 하에서 스위치 요청이 송신될 수 있다. 다른 실시예들에서, 스위치 요청은 제2 디바이스(720)가 제1 디바이스의 다른 송신 방향 또는 방향 쌍이 선택된 방향(들)보다 높은 신호 품질을 제공한다는 것을 연속적으로 감지하는 경우에만 송신된다. 이것은 특정한 개수, 예컨대 세 개의 수퍼프레임들 동안에 걸쳐서 그 수퍼프레임 동안 특정한 방향(들)에 대한 신호 품질의 측정 값이 그 수퍼프레임 동안 수행된 그 선택된 방향(들)에 대한 신호 품질의 측정 값보다 높다는 것을 나타낼 수 있다.
몇몇 경우들에서, 디바이스는 제1 디바이스의 송신 방향 및 제2 디바이스의 수신 방향을 포함하는 가능한 모든 방향 쌍들에 대한 신호 품질을 측정하지 못할 수 있다. 예컨대, 예시적인 네트워크에서, 제1 디바이스는 T0, T1, T2 및 T3로 표시되는 송신 방향들을 가지고, 제2 디바이스는 수신 방향들 R0, R1, R2, 및 R3를 가진다. 첫 번째 경우에, 결합 절차는 가장 높은 신호대잡음비를 내는 방향 쌍이 T0-R0이고 두 번째로 가장 높은 신호대잡음비를 내는 방향 쌍이 T1-R1이라고 표시할 수 있다. 이 경우에, 제1 디바이스가 각각의 수퍼프레임 동안 각각의 방향으로 비콘을 송신한다고 가정하면, 제1 디바이스가 T0 방향으로 송신할 때 제2 디바이스는 자신의 수신 방향을 R0로 설정하고, 제1 디바이스가 T1 방향으로 송신할 때 제2 디바이스는 자신의 수신 방향을 R1으로 설정함으로써 각각의 수퍼프레임 동안 양쪽의 방향 쌍들을 측정할 수 있다. 그러나, 두 번째 경우에서, 결합 절차는 가장 높은 신호대잡음비를 내는 방향 쌍이 T0-R0이고 두 번째로 가장 높은 신호대잡음비를 내는 방향 쌍이 T0-R1이라고 표시할 수 있다. 이 경우에, 제1 디바이스가 일단 오직 T0 방향으로 송신하면 제2 디바이스는 방향 R0와 R1을 동시에 설정할 수 없기 때문에 제2 디바이스는 각각의 수퍼프레임 동안 양쪽의 방향 쌍들을 측정할 수 없다.
두 번째 경우에, 이 문제를 해결하기 위하여 복수의 메커니즘들이 이용될 수 있다. 예컨대, 일부의 예들에서, 제1 디바이스는 결합 절차의 일부로서 T0 방향으로 비콘을 송신할수 있고, T0방향으로 제2 디바이스로 특별하게 주소가 지정된 제2 비콘을 송신할 수 있다. 따라서 제2 디바이스는 R1 방향으로 설정되어 있는 동안 제1 비콘의 신호 품질을 측정하고, R0 방향으로 설정되어 있는 동안 제2 비콘의 신호 품질을 측정한다. 일 실시예에서, 각각의, 또는 적어도 하나의 추가적인, 방향 쌍이 트래킹될 수 있도록 보장하기 위하여 제1 디바이스는 각각의 수퍼프레임의 비콘 구간 동안 후보 방향 쌍들의 리스트와 관련된 정보를 수신하고 필요한만큼 많은 비콘들을 송신하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 각각의, 또는 적어도 하나의 추가적인, 방향 쌍이 트래킹될 수 있도록 보장하기 위하여 CTAP의 일부분은 부가적인 비콘들(extra beacons)의 송신을 위하여 스케쥴링 될 수 있다.
도 10에 도시된 다른 실시예에서, 수퍼 프레임(650)의 비콘 구간(652)은 i) 복수개의 방향성 발견 비콘들(655)을 가지는 디바이스 발견 부분(654) 및 ii)복수개의 방향성 트래킹 비콘들(657)을 가지는 방향성 트래킹 부분(656)을 포함한다. 한번은 디바이스 발견 부분(654) 동안에 그리고 다시 방향성 트래킹 부분(656) 동안에 제1 디바이스의 동일한 방향으로 2번 정보를 송신함으로써, 두 방향 쌍들의 신호 품질은, 제1 디바이스의 송신 방향을 포함하여, 측정될 수 있다.
일반적으로, 방향성 트래킹 비콘들이 디바이스 발견 비콘들에 대한 모든 정보를 포함할 필요는 없는데, 이는 두 개의 비콘 유형들이 상이한 목적을 수행하기 때문이다. 예컨대, 방향성 트래킹 비콘들은 오직 PHY 프리엠블만을 포함할 수 있는 반면, 디바이스 발견 비콘들은 PHY 프리엠블, PHY 헤더, MAC 헤더, 및 MAC 페이로드를 포함한다. 상기 접근들은 신호 품질 측정들을 생성하는데 소모되는 많은 양의 추가적인 채널 시간을 필요로하지 않는다. 그러나, 제1 디바이스의 모든 송신 방향들 또는 모든 방향 쌍들로부터의 신호 품질을 측정하기 위한 시간의 양은 상대적으로 길수 있다. 비콘 방향 스위칭 절차를 빠르게 하기 위해서, 제1 디바이스의 송신 방향 및 제2 디바이스의 수신 방향을 포함하는 상이한 방향 쌍들을 위한 신호 품질 측정을 수행하기 위하여 채널 시간 블록이 CTAP 동안 예약될 수 있다. 유사하게, 제2 디바이스의 송신 방향 및 제1 디바이스의 수신 방향 중 적어도 하나를 포함하는 백-채널(back channel)을 위한 신호 품질 측정을 수행하기 위하여 결합 이후에 CTAP 동안에 채널 시간 블록이 예약될 수 있다.
예컨대, 디바이스는 선택된 방향들을 이용하여 신호 품질을 측정하고 신호 품질이 임계치 이하라는 것을 발견하면, 그 디바이스는 제1 디바이스가 신호 품질 측정을 위한 채널 시간을 예약해야 한다고 요청할 수 있다. 이에 응답하여, 제1 디바이스는 도 9의 블록 966 및 블록 960과 관련하여 기술된 것과 유사하게 보충적인 방향 검색을 위한 채널 시간(예컨대, CTAP 또는 전용 수퍼프레임 구간)을 예약한다.
제1 디바이스 또는 제2 디바이스로부터의 측정 신호들의 송신으로부터 네트워크의 어떠한, 몇몇, 또는 모든 디바이스들은 이익을 얻을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 채널 측정 구간이 예약되었다는 것이 비콘 구간 동안에 네트워크의 디바이스들 각각에게 송신될 수 있다. 예컨대, 제1 디바이스는 수퍼프레임의 특정한 구간에 채널 측정이 발생할 것이라는 것을 나타낼 수 있고, 제2 디바이스가 아닌 디바이스들은 제1 디바이스로부터 송신된 신호들에 기초하여 측정들을 수행할 수 있다.
상기 설명들은 다양한 실시예들에게 적용된 것처럼 본원의 신규한 특징들을 지적하고 있으나, 당업자는 발명의 범위를 떠나지 않은 채로 설명된 디바이스 또는 프로세스의 형식 및 세부 사항에 있어서의 다양한 생략, 대체, 및 변경들이 만들어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본원 발명의 범위는 이전의 설명보다는 첨부된 청구항들에 의하여 정의된다. 청구항들에 대한 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 다양한 변화들이 청구항들의 범위 내에서 포용된다.

Claims (40)

  1. 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 방법에 있어서,
    각각의 비콘이 상기 제1 디바이스의 송신 방향과 관련될 때, 하나 이상의 비콘을 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하는 단계;
    상기 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질에 대한 지표들을 결정하는 단계;
    상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제1 디바이스의 특정한 송신 방향을 선택하는 단계;
    상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합 중에서 상기 제2 디바이스의 특정한 수신 방향을 선택하는 단계; 및
    상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계는, 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 상기 송신 방향들은 상기 제2 디바이스의 상기 수신 방향들과 상이한 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 상기 송신 방향들 또는 상기 제2 디바이스의 상기 수신 방향들은 전방향성 방향(omni-directional direction)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 링크 품질에 대한 지표들은 신호대잡음비(signal-to-noise-ratio:SNR), 신호대간섭및잡음비(signal-to-interference-plus-noise ratio:SINR), 비트에러율(bit error rate:BER), 패킷 에러율(packet error rate:PER), 또는 수신 신호 강도(receiver signal strength indication:RSSI)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 데이터가 송신되는 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 특정한 송신 방향을 나타내는 데이터를 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계는
    상기 제2 디바이스의 특정한 송신 방향을 나타내는 데이터를 수신함으로써 중단되는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 제1 디바이스 또는 상기 제2 디바이스의 주소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 상기 제1 디바이스 또는 상기 제2 디바이스의 능력들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 능력들은
    최대 송신 파워, 디바이스가 처리할 수 있는 채널 시간 요청 블록들의 최대 개수, 결합된 디바이스들의 최대 개수, 선호하는 단편(fragment) 크기, 또는 지원되는 데이터율(data rate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 데이터는 결합 요청인 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계는
    복수의 서브-결합 경쟁 접근 구간들 동안 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    트레이닝 신호를 제2 디바이스의 각각의 송신 방향들로 송신하는 단계; 및
    상기 제2 디바이스의 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터는 상기 제2 디바이스의 상기 선택된 수신 방향으로 수신되는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하는 단계는
    특정한 송신 방향과 관련된 제1 비콘을 제1 수신 방향으로 수신하는 단계; 및
    특정한 송신 방향과 관련된 제2 비콘을 제2 수신 방향으로 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 선택을 나타내는 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 수신 방향으로부터 상기 제2 수신 방향으로 데이터 수신 방향을 변경하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 비콘은 상기 제1 비콘에 비해 적은 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 링크 품질에 대한 지표들은 신호대잡음비, 신호대간섭및잡음비, 비트에러율, 패킷 에러율, 또는 수신 신호 강도를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하는 단계는 경쟁 접근 구간이 결합 경쟁 접근 구간과 정규 경쟁 접근 구간으로 분할됨을 나타내는 비콘을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하는 단계는 상기 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은 상기 결합 경쟁 접근 구간 또는 상기 정규 경쟁 접근 구간 중 적어도 하나가 다른 방향들과 관련된 복수의 서브-구간들로 분할됨을 나타내는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  22. 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 시스템에 있어서,
    각각의 비콘이 상기 제1 디바이스의 송신 방향과 관련될 때, 하나 이상의 비콘을 상기 제2 디바이스의 수신 방향들의 집합으로 수신하도록 구성된 수신기;
    상기 비콘들과 관련된 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제1 디바이스의 특정한 송신 방향 및 상기 제2 디바이스의 특정한 수신 방향을 선택하도록 구성된 선택기; 및
    상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제2 디바이스의 복수의 송신 방향들로 송신하도록 구성된 송신기를 포함하고,
    상기 송신기는, 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 송신하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  23. 제22 항에 있어서,
    상기 수신기는 하나 이상의 수신 안테나를 포함하고, 상기 송신기는 상기 수신 안테나와 물리적으로 분리된 하나 이상의 송신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 송신기 또는 상기 수신기는 섹터 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 선택기는
    상기 수신된 비콘들에 기초하여 링크 품질의 측정값들을 결정하도록 구성된 결정 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  26. 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 방법에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 비콘들을 송신하는 단계;
    상기 제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 수신 방향으로 수신하는 단계; 및
    상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향으로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 선택된 송신 방향들로 송신하는 단계는, 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터가 상기 제1 디바이스의 복수의 수신 방향들로 수신되었는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 상기 송신 방향들은 상기 제1 디바이스의 수신 방향과 상이한 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  29. 제26항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 송신 방향들, 상기 제1 디바이스의 수신 방향, 상기 제2 디바이스의 수신 방향 또는 상기 제2 디바이스의 상기 송신 방향은 전방향성 방향을 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  30. 제26항에 있어서,
    트레이닝 신호를 상기 제1 디바이스의 상기 수신 방향들 각각으로 수신하는 단계;
    상기 트레이닝 신호들에 기초하여 링크 품질에 대한 지표들을 결정하는 단계;
    상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제2 디바이스의 특정한 송신 방향을 선택하는 단계;
    상기 링크 품질에 대한 지표들에 기초하여 상기 제1 디바이스의 특정한 수신 방향을 선택하는 단계; 및
    상기 제2 디바이스의 상기 선택된 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  31. 제26항에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 비콘들을 송신하는 단계는
    제1 시간 인터벌동안 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 제1 비콘들을 송신하는 단계; 및
    제2 시간 인터벌동안 상기 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 제2 비콘들을 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 제2 비콘들은 상기 제1 비콘들에 비해 적은 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 제1 비콘들은 프리엠블 및 페이로드를 포함하고, 상기 제2 비콘들은 프리엠블로 구성되는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  34. 제31항에 있어서,
    비콘은 타이밍 할당들(timing allocations)을 설정하고 상기 무선 네트워크에 대한 관리 정보를 송신하기 위해 이용되는 데이터 패킷인 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 제1 시간 인터벌과 상기 제2 시간 인터벌은 하나의 수퍼프레임의 비콘 구간 내에 존재하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  36. 제26항에 있어서,
    상기 하나 이상의 비콘들을 송신하는 단계는 경쟁 접근 구간이 결합 경쟁 접근 구간과 정규 경쟁 접근 구간으로 분할됨을 나타내는 비콘을 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 디바이스의 수신 방향으로 수신하는 단계는 상기 결합 경쟁 접근 구간 동안 결합 요청을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 데이터 패킷은 상기 결합 경쟁 접근 구간 또는 상기 정규 경쟁 접근 구간 중 적어도 하나가 다른 방향들과 관련된 복수의 서브-구간들로 분할됨을 나타내는 것을 특징으로 하는 방향 선택 방법.
  38. 무선 통신 네트워크에서 제1 디바이스 및 제2 디바이스의 방향들을 선택하는 시스템에 있어서,
    상기 제1 디바이스의 송신 방향들의 집합으로 하나 이상의 비콘들을 송신하도록 구성된 송신기; 및
    상기 제1 디바이스의 선택된 송신 방향과 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 수신 방향으로 수신하도록 구성된 수신기를 포함하고,
    상기 송신기는 상기 제2 디바이스의 송신 방향을 나타내는 데이터를 상기 제1 디바이스의 상기 선택된 송신 방향으로 송신하도록 더 구성되고,
    상기 송신기는 결합 경쟁 접근 구간동안 결합 요청을 송신하도록 하는것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 송신기는 하나 이상의 송신 안테나를 포함하고, 상기 수신기는 상기 송신 안테나와 물리적으로 분리된 하나 이상의 수신 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
  40. 제38항에 있어서,
    상기 송신기 또는 상기 수신기는 섹터 안테나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방향 선택 시스템.
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