KR101572798B1

KR101572798B1 - 매체로의 액세스의 관리

Info

Publication number: KR101572798B1
Application number: KR1020107007993A
Authority: KR
Inventors: 테오도루스 제이. 제이. 덴테니어; 귀도 알. 하르츠; 베른하르드 발케; 피터 엠. 반 데 벤
Original assignee: 코닌클리케 필립스 엔.브이.
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2008-09-04
Publication date: 2015-12-11
Also published as: KR20100077162A; CN101803447B; CN101803447A; ATE515919T1; US20110206016A1; TWI469577B; JP2010539776A; EP2191680B1; WO2009034503A1; JP5438005B2; EP2191680A1; US8724650B2; TW200931881A

Abstract

본 발명은 무선 스테이션들이 프레임들을 송신하는 무선 네트워크에서, 일단 프레임 또는 프레임들의 시퀀스가 무선 스테이션에 의해 송신되었다면 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스를 관리하는 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은: (a) 송신될 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간의 함수에 기인하는 시간 값을 발생시키는 단계; (b) 상기 프레임 또는 상기 프레임들의 시퀀스를 송신하는 단계; 및 (c) 단계 (b) 이후에, 억제 시간을 카운트 다운함으로써 상기 무선 스테이션이 상기 매체에 액세스하는 것을 억제하는 단계로서, 상기 억제 시간의 값은 상기 시간 값을 고려함으로써 결정되는, 억제 단계를 포함한다.

Description

매체로의 액세스의 관리{MANAGEMENT OF ACCESS TO A MEDIUM}

본 발명은 무선 네트워크(wireless network)에서 무선 매체의 액세스(access)를 관리하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 무선 근거리 네트워크(Wireless Local Area Network: WLAN)들, 특히 IEEE 802.11s 표준을 기반으로 한 메시 유형(mesh type)의 WLAN에 관한 것이다.

IEEE 802.11s 표준화 위원회는 현재 메시들에 대한 802.11 표준의 확장에 대해 작업하고 있다. 본원에 참조되어 있는 현재의 IEEE 802.11s 표준 사양, 버전(version) D1.06은 자가-구성 멀티-홉 토폴로지(self-configuring multi-hop topology)들을 통한 개별적 및 단체적 둘 모두로 어드레싱(addressing)된 전달을 지원하는 IEEE 802.11 매체 액세스 제어/물리(Medium Access Control/Physical: MAC/PHY) 계층들을 사용하는 IEEE 802.11 WLAN을 규정한다. 802.11s 표준에 따른 메시 네트워크들, 또는 소위 메시들은 다수의 개별적인 무선 송수신기들 사이의 무선 협력적 통신 기반구조들로서 동작한다.

스테이션(station)들 또는 메시 포인트(Mesh Point: MP)들은 자신들의 이웃하는 인접한 노드(node)들과만 통신하는 메시 내의 노드들을 규정한다.

따라서, MP들은 가까운 노드들로부터 너무 멀어서 도달할 수 없는 피어(peer)들로 메시지 데이터(message data)를 송신하는 중계기(repeater)들의 역할을 한다.

더 일반적으로, 무선 통신 시스템들에서, 송신들은 프레임(frame)들이 동시에 송신될 수 있기 때문에, 충돌들에 취약하다. 그러므로, 시스템들은 통상적으로 충돌들의 수를 감소시키기 위하여 다수의 예방적인 조치들과 함께 구성된다.

IEEE 802.11 표준으로부터의 예들은 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 및 RTS/CTS(Request To Send/Clear To Send) 가상 캐리어 감지 프로토콜(virtual carrier sense protocol)들을 포함한다.

특히, CSMA/CA 프로토콜은 충돌들이 발생할 확률이 가장 높은 포인트들에서 매체에 액세스하는 다수의 스테이션들 사이의 충돌 확률을 감소시키도록 디자인된다.

이를 위해, 그리고 스테이션이 송신하도록 하기 위하여, CSMA/CA 프로토콜의 방법은 (PHY에 의해 제공된) 물리 또는 (MAC에 의해 제공된) 가상 캐리어-감지 함수(function)들을 사용함으로써, 매체의 상태(즉, 또 다른 스테이션이 송신중인지)를 결정하기 위하여 매체를 감지한다. 어느 한 함수가 비지 매체(busy medium)를 표시할 때, 상기 매체는 비지하다고 간주될 것이며; 그렇지 않은 경우에, 상기 매체는 유휴(idle)인 것으로 간주될 것이다.

매체가 비지인 것으로 결정되는 경우에, 스테이션은 현재 송신의 종료까지 자신의 송신을 연기할 것이다.

연기 이후에, 또는 성공적인 송신 직후에 다시 송신을 시도하기 전에, 스테이션은 매체가 유휴인 동안 랜덤 백오프 간격(random backoff interval)을 선택하고 백오프 간격 카운터(backoff interval counter)를 감소시킨다.

이와 같은 랜덤 백오프 절차는 비지 시간 이후에 발생할 수 있는 매체 상의 잠재적인 송신 충돌들을 해결하기 위하여 필요하다. 다수의 스테이션들이 비지 시간 동안 매체가 이용 가능해지기를 대기하고 있었을 수 있기 때문에, 이 시간에 실제로 충돌 확률이 높다. 그러므로, 여러 스테이션들이 매체에 액세스하기 위하여 경쟁하는 경우에, 가장 짧은 랜덤 시간을 갖는 스테이션이 매체에 액세스하도록 허용된다. 그러므로, 다른 스테이션들은 자신의 송신을 연기해야 한다.

따라서, 이 백오프 절차는 스테이션이 랜덤 시간 이후에 매체로의 액세스를 랜덤으로 소유하도록 한다.

더욱이, 백오프 절차는 매체가 비지해질 때마다 랜덤 백오프 시간을 정지시킨다. 상기 랜덤 백오프 시간은 매체가 다시 유휴가 되자마자, 재개된다.

매체가 랜덤 시간 이후에 유휴인 경우에, 스테이션은 프레임 또는 프레임들의 시퀀스 교환을 개시할 수 있다. "프레임들의 시퀀스(sequence of frames)"가 예를 들어, 초기 MAC 데이터의 프래그먼테이션(fragmentation)으로부터 독립적인 프레임들의 독립적인 버스트(burst)로부터 개별적으로 송신되거나 나오는 더 작은 MAC 레벨 프레임들의 시퀀스 내로 구성된다는 점이 주의되어야 한다.

추가적으로, CSMA/CA 프로토콜은 인접한 프레임들 사이에 최소 지정 지속기간의 갭(gap)이 존재하는 것을 보증한다.

이를 위해, CSMA/CA는 프레임들 또는 프레임들의 시퀀스들 사이에, 및/또는 백오프 절차를 시작하기 전에, 프레임간 간격(InterFrame Space: IFS)들로서 공지된 고정된 연기 시간들을 제공한다 - 본원에 참조되어 있는 IEEE 802.11-2007 표준의 섹션 9.2.3을 참조하라. IFS들의 지속기간들은 PHY에 의해 미리결정되어 고정된다 - 본원에 참조되어 있는 IEEE 802.11-2007 표준의 섹션 9.2.10 및 9.9.1.3을 참조하라.

IEEE 802.11 표준에서 규정된 바와 같은 IFS들의 일부 예들이 아래에 제공된다.

짧은 IFS(Short IFS: SIFS)는 이전 프레임의 최종 심볼(symbol)의 종단으로부터 다음 프레임의 프리앰블(preamble)의 제 1 심볼의 시작까지의 고정된 시간 간격이다. SIFS는 전형적으로 프레임들의 시퀀스의 2개의 연속적인 데이터 프레임들, 또는 송신할 RTS, CTS 또는 ACK 프레임으로부터의 수신된 데이터 프레임을 분리하는데 사용된다.

분산형 조정 함수 IFS(Distributed coordination function: DIFS)은 일단 정확하게 수신된 프레임 이후에 매체가 유휴인 것으로 감지되면 스테이션이 대기하는 고정된 시간 간격이다. 일단 DIFS가 경과되고 매체가 여전히 유휴이면, 랜덤 백오프 시간이 감소된다.

확장된 IFS(Extended IFS: EIFS)는 일단 송신된 프레임이 정확하게 수신되지 않은 이후에 매체가 유휴인 것으로 감지되면 시작된다. EIFS는 이 스테이션이 송신을 시작하기 전에 부정확하게 수신된 프레임이 무엇이었는지를 확인하는데 충분한 시간을 또 다른 스테이션이 이 스테이션으로 제공하기 위하여 규정된다.

서비스 품질(Quality of Service: QoS) 요건들을 갖는 LAN 애플리케이션들을 지원하기 위하여 MAC 절차들 내에 통합되는 네트워크들에 대하여, 중재 IFS(Arbitration IFS: AIFS)가 또한 규정된다. QoS 요건들에 따르기 위하여, 무선 스테이션들로의 송신 기회(TXOP)들의 할당을 포함하는 대역폭 관리를 수행하는 조정자(coordinator)가 도입된다는 점이 주의되어야 한다. TXOP는 TXOP 홀더(holder)가 매체의 중단되지 않은 제어를 유지하는 지속기간이며, TXOP 홀더의 송신에 대한 즉각적인 응답으로서 송신된 프레임들을 송신하는데 필요한 시간을 포함한다. TXOP는 특히 적어도 하나의 프레임 및 대응하는 수신 확인(acknowledgement)을 포함할 수 있다. 따라서, 스테이션들은 TXOP들에 대해 경쟁한다. TXOP의 소유자는 TXOP 동안 하나 이상의 프레임들을 송신할 권리를 갖는다. AIFS는 일단 정확하게 수신된 TXOP 프레임 이후에 매체가 유휴인 것으로 감지되면 시작되는 고정된 시간 간격이다. 일단 AIFS가 경과되고 매체가 여전히 유휴이면, 랜덤 백오프 시간이 감소된다.

액세스 관리의 IEEE 802.11-2007 표준에 따른 예가 도 1을 참조하여 제공되는데, 여기서, 매체가 비지인 시간 1 이후에, 송신 스테이션이 여전히 유휴인 매체 상에서 프레임 4를 송신할 수 있을 때까지, 고정된 연기 시간 2(예를 들어, DIFS) 및 랜덤 백오프 시간 3이 연속적으로 카운트 다운(count down)된다. 그 후, 일시정지(pause) 5 이후에, 수신 확인("ACK") 6이 송신 스테이션에 의해 수신 스테이션으로부터 수신된다. 일단 수신 확인("ACK") 6이 수신되면, 송신 스테이션은 연기 절차 7 및 백오프 절차 8을 다시 시작할 수 있다.

액세스 관리의 IEEE 802.11-2007에 따른 또 다른 예가 도 2를 참조하여 제공되며, 여기서, 매체가 비지인 시간 1 이후에, 송신 스테이션이 여전히 유휴인 매체 상에서 TXOP 9라고 칭하는 시간 동안 하나 이상의 프레임들을 송신할 수 있을 때까지, 고정된 연기 시간 2(예를 들어, AIFS) 및 랜덤 백오프 시간 3이 연속적으로 카운트 다운된다. 프레임(들)의 지속기간은 송신 스테이션에 의해 소유되는 TXOP와 동일하거나 상기 TXOP보다 더 적다. 이 특정 표준에 따르면, "ACK"(수신 확인)의 등가물이 TXOP에 포함된다는 점이 주의되어야 한다. 일단 스테이션이 자신의 프레임을 송신하였거나 TXOP 9가 만료되었다면, 송신 스테이션은 연기 절차 7 및 백오프 절차 8을 다시 시작할 수 있다.

특정 "메시 결정론적 액세스(Mesh Deterministic Access: MDA)"가 사용되는 802.11s 드래프트 표준에 따른 메시 네트워크들의 경우에, TXOP가 MAD TXOP(메시 결정론적 액세스 TXOP)라고 칭해진다는 점이 주의되어야 한다. 802.11s 드래프트 표준에 따른 MDAOP를 이전에 예약하였던 스테이션은 MDA TXOP를 획득하기 위하여 802.11-2007 표준에 따른 상기 CSMA/CA 및 백오프 절차들을 사용한다.

이러한 공지된 액세스 제어 메커니즘(access control mechanism)들에도 불구하고, 노드 밀도가 높고 숨겨진 노드들이 존재하는 시스템들에서 매체 액세스 문제들이 악화된다.

이와 같은 문제들이 발생할 것 같은 아주 좋은 예는 IEEE 802.11s 드래프트 표준에 따른 메시 네트워크들과 같은 메시 네트워크들 내이다.

도 3은 메시 무선 네트워크에서, 각각의 스테이션이 상이한 이웃을 갖는 이와 같은 상황을 도시한다. 네트워크 토폴로지 및 환경이 스테이션 당 이웃들의 량을 결정한다. 여기서, 스테이션 "A"는 단일 이웃-스테이션 "B"를 갖는다. 그러나, 스테이션 "B"는 4개의 다른 스테이션들("A", "C", "D" 및 "E")과 무선 매체를 공유한다. 자신의 더 적은 이웃들의 량으로 인하여, "A"는 "B"보다 더 빈번하게 무선 매체를 유휴로서 검출하는데, 그 이유는 상기 "A"가 자신의 제 1 이웃의 송신들만을 통지받기 때문이다. 따라서, "A"는 "B"가 "A"에 송신하는 것보다 더 많은 트래픽을 "B"에 용이하게 송신할 수 있다. 따라서, 스테이션 "A"는 "B"를 용이하게 정체시킬 수 있다.

따라서, 자신의 기회주의적인 매체 액세스로 인하여, 802.11 MAC는 네트워크의 에지(edge)에서의 스테이션에 더 높은 용량 공유를 제공한다.

반대로, 중심에서의 스테이션들은 자신들이 모든 접속된 스테이션들의 집합된 트래픽을 전송하기 때문에 훨씬 더 많이 폴링(polling)되고, 네트워크에 더 빨리 병목화된다.

이것은 스테이션 밀도가 특별하게 높은 무선 메시 네트워크들에 대해 특히 문제가 된다.

결과적으로, 에지 스테이션은 자신의 이웃들을 용이하게 정체시킬 수 있고, 많은 량의 프레임들로 자신의 이웃들을 오버로딩(overloading)시킬 수 있다.

그 후, 더 상위 계층 프로토콜들은 프레임 손실을 검출함으로써 트래픽을 제한할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 무선 네트워크들에서 이와 같은 정체 문제들을 극복하는 것이다. 부가적인 목적은 경제적인 수단에 의하여, 그리고 기존 시스템들을 과감하게 변화시키지 않고 정체의 이와 같은 감소를 수행하는 것이다.

따라서, 본 발명은 더 구체적으로는, 제 1 양상에 따르면, 무선 스테이션들이 매체를 통하여 프레임들을 송신하는 무선 네트워크에서 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스를 관리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은:

(a) 송신될 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간의 함수에 기인하는 시간 값을 발생시키는 단계;

(b) 상기 매체를 통하여 상기 프레임 또는 상기 프레임들의 시퀀스를 송신하는 단계; 및

(c) 단계 (b) 이후에, 억제 시간(refraining time)이 다운 카운트(down count)되는 동안, 상기 무선 스테이션이 상기 매체를 통하여 또 다른 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 것을 억제하는 단계로서, 상기 억제 시간의 값이 상기 시간 값을 고려함으로써 결정되는, 상기 억제 단계를 포함한다.

본 발명의 방법은 특히 이전에 송신된 데이터 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간의 함수이고/이거나 상기 지속기간을 포함하는 시간 지속기간(상기 시간 값)을 포함하는 억제 시간 동안 무선 스테이션이 매체에 액세스하는 것을 억제하는 것을 제안할 수 있다.

특히, 상기 함수는 상기 시간 값이 상기 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간에 따라 증가하도록 선택될 수 있다.

확정된 크기의 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하므로, 대응하는 시간 지속기간 동안 매체를 점유함으로써, 무선 스테이션은 이전 프레임 또는 프레임들의 시퀀스에 비례할 수 있는 다음 지속기간 동안 부가적인 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하지 못하게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 방법은 다른 스테이션들보다 더 많은 자신의 프레임들을 송신하는데 사용되는 스테이션들에게 페널티를 부과한다.

특히, 본 발명에 따른 방법은 특히 네트워크의 중심에서의 스테이션들의 관점에서 네트워크의 에지에서의 스테이션들 사이의, 메시 네트워크에서 존재할 수 있는 용량 공유의 차이를 감소시킨다.

특정한 경우에, 본 발명은 상기 시간 값을 이전에 송신된 데이터 프레임 또는 데이터 프레임들의 시퀀스의 지속기간에 고정시키는 것을 제안할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특정한 경우에, 무선 스테이션에 의해 송신된 프레임 또는 프레임들의 시퀀스는 초기에 적어도 하나의 다른 무선 스테이션에 의해 전송되도록 요청받았다.

프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 전송하도록 다른 스테이션에 요청하였던 것은 송신 무선 스테이션일 수 있다.

자신을 대신하여 데이터를 전송하도록 다른 스테이션(들)에 요청하는 것은 송신 스테이션이 송신된 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 크기에 비례하는 시간 동안 매체에 액세스하지 못하게 되도록 하는 페널티를 포함한다.

추가적으로, 이것은 페널티를 부과받음이 없이 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 전송하는데 충분한 무선 매체 용량을 다른 스테이션에 제공한다.

그러므로, 본 발명은 전송 스테이션들에 우선순위를 제공하므로, 협력적 동작을 가능하게 한다. 종래의 802.11 메시 스테이션들이 "송신하고 망각하지만", 제안된 방식은 다음 스테이션 이웃이 이전 스테이션을 대신하여 프레임을 전송하는 것을 돕는다. 그러므로, 추가적인 정체 공고가 필요하지 않다.

추가적으로, 본 발명은 용이하게 구현될 수 있다. 특히, 기존 하드웨어에 대한 많은 변화들이 필요하지 않다.

제 2 양상에 따르면, 본 발명은 무선 네트워크의 요소일 수 있는 무선 스테이션을 제안하는데, 상기 무선 스테이션은:

- 상기 무선 네트워크 내에 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 송신기;

- 타이밍 프로세싱 유닛으로서:

ο 송신될 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간에 따라 시간 값을 발생시키고;

ο 상기 시간 값을 포함하는 억제 시간을 카운트 다운하고;

ο 상기 억제 시간이 다운 카운트되는 동안, 상기 무선 스테이션이 매체 상으로 또 다른 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 것을 억제하는, 상기 타이밍 프로세싱 유닛을 포함한다.

제 3 양상에 따르면, 본 발명은 복수의 상기 무선 스테이션들을 포함하는 무선 네트워크를 제안한다.

제 4 양상에 따르면, 본 발명은 상기 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램 제품을 제안한다.

본 발명에 의하면, 무선 네트워크들에서 정체 문제들이 극복되고, 경제적인 수단에 의하여, 그리고 기존 시스템들을 과감하게 변화시키지 않고 정체가 감소된다.

도 1은 공지된 IEEE 802.11 표준에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 공지된 IEEE 802.11e 표준에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 메시 무선 네트워크의 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른, 송신 스테이션이 매체의 상태에 관해서 자신의 매체 액세스를 관리하는 방법을 개략적으로 도시한 도면.
도 8은 스테이션을 개략적으로 도시한 도면.

본 발명은 이제 첨부 도면들을 참조하여, 예로서, 더 상세히 기술될 것이다.

본 발명이 지정된 실시예들과 관련하여 기술되었을지라도, 본 발명은 본원에 설명된 특정 형태로 제한되지 않게 된다.

본 발명을 설명하기 위하여 이하에 기술되는 특정 실시예들은 스테이션들이 시간 간격들에서, 예를 들어, 정기적으로, 시간적으로, 비시간적으로 프레임들 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 무선 네트워크에서 무선 스테이션들에 의한 매체의 제어에 관한 것이다. 송신될 데이터 프레임들의 예들은 예약된 시간 슬롯(time slot)들에서의 VOIP 송신들 또는 비콘 송신(beacon transmission)들이다.

프레임들을 송신하는데 사용되는 무선 스테이션, 무선 네트워크, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품은 모두가 본원에 참조되어 있는 IEEE 802.11-2007 표준 또는 802.11s 드래프트 표준 D1.06에 따르거나 따르지 않을 수 있다.

이하에 논의되는 바와 같은 "프레임"이 IEEE 802.11s 드래프트 표준에서 규정된 바와 같은 MDA TXOP에 포함되거나 포함되지 않거나, 또는 TXOP에 포함되거나 포함되지 않는 IEEE 802.11-2007 표준에서 규정된 바와 같은 데이터 프레임일 수 있다는 점이 주의되어야 한다. 프레임은 또한 비콘 프레임일 수 있다. 이하에 사용된 바와 같은 "프레임"은 "ACK" 프레임과 같은 수신 확인 프레임을 더 포함할 수 있다.

도 4 내지 도 7은 송신 무선 스테이션 "A"로부터 무선 네트워크를 통한 매체를 통하여 수신 무선 스테이션 "B" 쪽으로 프레임들 또는 프레임들의 시퀀스들을 송신하기 위한 본 발명에 따른 매체 제어 방법의 4개의 예시적인 실시예들을 도시한다.

도 4는 매체가 비지인 시간 1 이후에, 고정된 연기 시간 2(예를 들어, DIFS, EIFS 또는 AIFS) 및 랜덤 백오프 시간 3이 스테이션 "A"에 포함된 타이머(timer)에 의해 연속적으로 카운트 다운되는 것을 도시한다. 그 후, 스테이션 "A"는 예약된 시간 10, 예를 들어, TXOP 내에서 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신한다. 예약된 시간 10은 "d"와 동일한 크기를 갖는다. 일단 프레임 또는 프레임들의 시퀀스가 송신되면, 억제 시간이 타이머에 의해 카운트 다운된다. 이 억제 시간은 여기서 연속적으로 카운트 다운되는 2개의 서브-시간들을 포함한다: 제 1 서브 시간은 "d"와 동일하도록 발생되는 중단 불가능한 고정된 연기 시간 11이고, 이 고정된 연기 시간 11은 매체가 유휴인 것으로 결정되자마자 시작된다. 이 고정된 연기 시간 11은 EIFS, DIFS 또는 AIFS와 같은 IFS일 수 있음에도 불구하고, IEEE 802.11-2007 표준에서 상술된 것들과 상이하게 규정된 지속기간을 갖는다. 스테이션 "A"는 송신하는 것으로 허용받도록 이 고정된 연기 시간 11 동안 무선 매체가 연속적으로 유휴인 것으로서 검출해야 한다. 연기 시간 11의 종단이 카운트 다운되기 전에 매체가 비지가 될 때, 스테이션은 매체가 다시 유휴가 될 때까지 중단 및 대기한다. 일단 고정된 연기 시간 11이 만료되면, (제 2 서브-시간인) 전형적인 백오프 절차 8가 시작된다. 백오프 절차의 모든 슬롯들이 감소되기 전에 매체가 비지가 되는 경우에, 스테이션은 연기 시간 11 만큼 긴 유휴 시간 동안 다시 대기할 필요가 있다.

도 5는 일단 프레임 또는 프레임들의 시퀀스가 크기 "d"의 예약된 시간 10 내에서 송신되면, 억제 시간이 스테이션 "A"에 포함된 타이머에 의해 카운트 다운되는 것을 도시하며, 이 억제 시간은 여기서 연속적으로 카운트 다운되는 2개의 서브-시간들을 포함한다: 제 1 서브-시간은 매체가 유휴인 것으로 결정되자마자 시작되는 전형적인 고정된 연기 시간 7(예를 들어, DIFS, EIFS 또는 AIFS)이다. 일단 고정된 연기 시간 7이 경과되면, 제 2 서브-시간이 감소된다. 이 제 2 서브-시간은 "d"와 동일한 다수의 슬롯들에 의해 강화되는 전형적인 백오프 시간 12이다. 이 강화는 경쟁 윈도우(contention window)로부터 랜덤으로 계산된 백오프 지속기간에 "d"를 단순히 추가함으로써 또는 경쟁 윈도우로부터 백오프 지속기간을 랜덤으로 계산하기 전에 경쟁 윈도우의 최대 값에 "d"를 추가함으로써 행해질 수 있다.

도 6은 스테이션 "A"가 크기 "d"의 예약된 시간 10 내에서 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신한 이후에, 억제 시간이 스테이션 "A"에 포함된 타이머에 의해 카운트 다운되는 것을 도시하며, 이 억제 시간은 여기서 연속적으로 카운트 다운되는 3개의 서브-시간들을 포함한다: 제 1 서브 시간은 "d"와 동일하도록 발생되는 중단 불가능한 고정된 연기 시간 13이고: 매체가 시간 14 동안 비지가 되거나 또는 유휴가 될지라도, 고정된 연기 시간 13은 연속적으로 카운트 다운된다 - 즉, 스테이션 "A"의 정지 타이머(suspension timer)는 매체의 현재 상태에 의해 영향을 받지 않은 채로 유지된다. 일단 이 고정된 연기 시간 13이 만료되면, 전형적인 고정된 연기 시간 7(예를 들어, DIFS, EIFS 또는 AIFS) 및/또는 백오프 시간 8이 연속적으로 카운트 다운된다.

도 7은 스테이션 "A"가 크기 "d"의 예약된 시간 10 내에서 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신한 이후에, 억제 시간이 스테이션 "A"에 포함된 타이머에 의해 카운트 다운되는 것을 도시하며, 이 억제 시간은 여기서 연속적으로 카운트 다운되는 3개의 서브-시간들을 포함한다: 제 1 서브 시간은 "d"와 동일하도록 발생되는 중단 가능한 고정된 연기 시간 15이고:

- 매체가 이 고정된 연기 시간 15 동안 비지(16)가 되는 경우에, 상기 고정된 연기 시간이 중단되고, 스테이션 "A"는 자신이 무선 매체를 다시 유휴로서 검출한 이후에 랜덤 백오프 시간 8보다 앞서는 다음 서브-시간 7(예를 들어, "DIFS" 또는 "AIFS")을 카운트 다운하기 시작할 수 있다.

- 매체가 이 고정된 연기 시간 15 동안 유휴인 채로 유지되는 경우에, 상기 고정된 연기 시간 15가 만료되고, 무선 매체가 유휴로서 검출된 이후에 전형적인 고정된 연기 시간 7(예를 들어, DIFS, EIFS 또는 AIFS) 및/또는 백오프 시간 8이 연속적으로 카운트 다운될 수 있다.

본 발명의 상기 실시예들 중 하나에 따른 액세스 제어는 특히 IEEE 802.11s 드래프트 표준에 따른 메시 무선 네트워크들과 같은 메시 무선 네트워크들과 관련될 수 있다.

특히, 본 발명의 메시 무선 네트워크는 예를 들어, 스테이션 "A"의 요청 하에서, 이웃 스테이션 "B"가 스테이션 "A"를 대신하여 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 전송하도록 할 수 있다.

시간 값 "d" 동안 매체로의 자신의 액세스를 억제함으로써, 스테이션 "A"는 스테이션 "B"가 스테이션 "A"를 대신하여 프레임을 전송하는데 충분한 용량을 가지도록 한다. 따라서, 데이터를 전송하도록 스테이션 "B"에 요청하는 것은 스테이션 "A"가 부가적인 프레임을 송신하는 것에 대한 페널티를 포함한다.

특정한 경우에, 상기 시간 값은 스테이션 "A"가 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 전송하도록 스테이션 "B"에 요청하는 경우에만 다운 카운트된다.

본 발명이 시간 값이 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 크기 "d"와 동일한 경우로 제한되는 것이 아니라, 시간 값이 "d"에 비례하거나 "d"에 따르는 것과 같이, 시간 값들이 이 크기 "d"의 소정 함수의 결과와 동일하도록 계산되는 경우와 관련된다는 점이 주의되어야 한다.

본 발명이 IEEE 802.11-2007 표준 및 이의 부가적인 변경들에 따르거나 따르지 않는 모든 종류들의 무선 네트워크들을 커버한다는 점이 주의되어야 한다.

도 8은 본 발명에 따른 스테이션을 개략적으로 도시하는데, 상기 스테이션은:

- 매체(90)를 통하여 무선 네트워크로 프레임들 또는 프레임들의 시퀀스들을 송신하는 송신기(100);

- 타이밍 프로세싱 유닛(110)으로서:

ο 제 1 프레임(또는 프레임들의 시퀀스)(도시되지 않음)의 지속기간에 따라 시간 값을 발생시키고;

ο 상기 시간 값을 포함하는 억제 시간을 카운트 다운하고;

ο 억제 시간이 다운 카운트되는 동안, 무선 스테이션이 매체 상으로 제 2 프레임(10)(또는 프레임들의 시퀀스)을 송신하는 것을 억제하는 타이밍 프로세싱 유닛을 포함한다.

시간 값의 발생은 상기 제 1 프레임의 지속기간을 나타내는 신호를 입력하고 상기 시간 값을 출력하는 함수를 구현할 수 있는 하드웨어 및/또는 소프트웨어 계산기에 의해 수행될 수 있다. 이 동작은 (저장된 제 1 프레임에 대한 지속기간의 측정을 기반으로 하여) 제 1 프레임이 송신되기 전에, (송신의 지속기간의 카운팅을 기반으로 하여) 제 1 프레임의 송신 동안, 또는 (제 1 프레임의 지속기간의 측정 및/또는 카운팅을 기반으로 하여) 일단 제 1 프레임이 송신되면, 행해질 수 있다.

타이밍 프로세싱 유닛(120)은 시간 값을 고려하는 억제 시간을 발생시키는 수단을 포함할 수 있다. 이 억제 시간은 시간 값 및 아마도 IFS 및/또는 백오프 시간과 같은 어떤 다른 종류들의 억제 서브-시간들을 포함하도록 발생될 수 있다. 이러한 상이한 억제 서브-시간들은 상기 억제 시간을 형성하도록 연속적으로 놓인다. 더욱이, 시간 프로세싱 유닛(110)은 스테이션 "A"가 제 1 프레임을 전송하도록 또 다른 스테이션에 이전에 요청하였던 경우에만 상기 시간 값을 억제 시간에 포함시키도록 배열될 수 있다.

일단 스테이션 "A"가 송신기(110)를 통하여 제 1 프레임(또는 프레임들의 시퀀스)을 송신하였다면, 억제 시간의 카운트 다운이 타이밍 프로세싱 유닛(120)에 의해 트리거(trigger)된다. 카운트 다운은 구현되는 본 발명의 실시예들 및/또는 매체의 상태에 따라 한 번 또는 여러 번 중단되거나 또는 중단되지 않도록 구현된다(본 발명의 4개의 예시적인 실시예들을 도시한 도 4 내지 도 7을 참조하라). 카운트 다운이 구현되는 동안, 스테이션 "A"는 제 2 프레임(10)을 송신하는 것을 대기해야 한다.

일단 억제 시간의 카운트 다운이 종료되고 매체가 유휴인 것으로 감지되면, 스테이션 "A"는 송신기(100)를 통하여 매체(90) 상으로 제 2 프레임 또는 프레임들의 시퀀스(10)를 송신한다. 이 상황은 타이밍 프로세싱 유닛(110)에 의해 송신되는 제어 신호(130) 하에서 폐쇄되어, 제 2 프레임 또는 프레임들의 시퀀스(10)가 스테이션 "A"에 의해 매체 상에 송신되도록 하는 스위치(120)에 의해 개략적으로 도시된다.

그럼에도 불구하고, 매체가 비지인 것으로 감지되기 때문에 카운트 다운이 중단되는 경우, 또는 매체가 카운트 다운의 종단에서 비지인 것으로 감지되는 경우에, 제 2 프레임 또는 프레임들의 시퀀스(10)의 송신은 또 다른 시간으로 연기되고, 타이밍 프로세싱 유닛(110)은 스위치(120)의 폐쇄를 트리거하지 않는다 - 즉, 제 2 프레임 또는 프레임들의 시퀀스(10)가 매체 상에 송신되지 않는다.

일단 제 2 프레임 또는 프레임들의 시퀀스(10)가 송신되었다면, 타이밍 프로세싱 유닛(120)은:

ο 제 2 프레임(10)(또는 프레임들의 시퀀스)의 지속기간에 따라 시간 값을 발생시키고;

ο 상기 시간 값을 포함하는 억제 시간을 카운트 다운하고;

ο 억제 시간이 다운 카운트되는 동안, 무선 스테이션이 매체 상으로 제 3 프레임(또는 프레임들의 시퀀스)(도시되지 않음)을 송신하는 것을 억제한다.

Claims

무선 스테이션들이 매체를 통하여 프레임들을 송신하는 무선 네트워크에서, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스를 관리하는 방법에 있어서:
(a) 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간의 함수(function)에 기인하는 시간 값을 발생시키는 단계;
(b) 상기 매체를 통하여 상기 프레임 또는 상기 프레임들의 시퀀스를 송신하는 단계; 및
(c) 단계 (b) 이후에, 억제 시간(refraining time)이 다운 카운트되는 동안, 상기 무선 스테이션이 상기 매체를 통하여 또 다른 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 것을 억제하는 단계로서, 상기 프레임 또는 프레임들의 시퀀스가 적어도 또 다른 무선 스테이션에 의해 전송되도록 요청받는 경우에, 상기 억제 시간의 값이 상기 시간 값을 고려함으로써 결정되는, 상기 억제 단계를 포함하는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 함수는 상기 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간이 증가하는 경우에 상기 시간 값이 증가하도록 선택될 수 있는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (a)에서 발생된 상기 시간 값은 송신될 상기 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간과 동일한, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 억제 시간은 상기 시간 값에 의존하는 고정된 연기 시간을 포함하고, 상기 고정된 연기 시간은 상기 매체가 유휴(idle)인 것으로 결정되자마자 카운트 다운되는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 억제 시간은 상기 시간 값에 의해 강화된 랜덤 백오프 시간(random backoff time)을 포함하는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (c)는 상기 억제 시간이 상기 시간 값에 의존하는 대기 시간을 포함하도록 구현되는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 단계 (c)는 상기 억제 시간이 상기 시간 값에 의존하는 대기 시간을 포함하도록 구현되고, 상기 대기 시간의 카운트 다운은 상기 매체가 비지(busy)인 것으로 감지되자마자 중단 가능한, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 억제 시간은 상기 대기 시간의 카운트 다운 이후에 카운트 다운되는 고정된 연기 시간 및 랜덤 백오프 시간을 더 포함하는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 고정된 연기 시간은 IEEE 802.11-2007 표준에서 규정된 바와 같은 IFS인, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 랜덤 백오프 시간은 IEEE 802.11-2007 표준에서 규정되는, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무선 네트워크는 IEEE 802.11s 드래프트 표준에 따르는 메시 무선 네트워크(mesh wireless network)인, 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법.
무선 네트워크의 요소일 수 있는 무선 스테이션에 있어서:
- 매체를 통하여 상기 무선 네트워크로 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 송신기;
- 타이밍 프로세싱 유닛으로서:
ο 송신될 프레임 또는 프레임들의 시퀀스의 지속기간에 따라 시간 값을 발생시키고;
ο 상기 시간 값을 포함하는 억제 시간을 카운트 다운하고;
ο 상기 억제 시간이 다운 카운트되는 동안 상기 무선 스테이션이 상기 매체 상으로 또 다른 프레임 또는 프레임들의 시퀀스를 송신하는 것을 억제하고, 상기 프레임 또는 프레임들의 시퀀스가 적어도 또 다른 무선 스테이션에 의해 전송되도록 요청받는 경우에, 상기 억제 시간이 상기 시간 값을 포함하는, 상기 타이밍 프로세싱 유닛을 포함하는, 무선 스테이션.
제 13 항에 따른 복수의 무선 스테이션들을 포함하는 무선 네트워크.
제 1 항, 제 2 항, 제 3 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 10 항, 제 11 항, 또는 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 무선 스테이션으로부터 매체로의 액세스 관리 방법을 구현하는 컴퓨터 프로그램이 기록된, 컴퓨터 판독가능한 기록 매체.