KR101602899B1 - 인지 무선 네트워크들을 위한 네트워크 엔트리 및 디바이스 탐색 - Google Patents

Abstract

디바이스(400)는 채널들(215 내지 270)의 스펙트럼 내의 각 채널을 스캐닝하고 점유되거나 점유되지 않은 것(255)으로서 분류하고, 점유된다면, 1차 이용자(240), 2차 이용자(230) 또는 알려지지 않은 이용자(260)에 의해 점유된다. 2차 디바이스(440)로서, 1차 이용자들(490)에 의해 점유된 채널들 상으로의 송신들은 회피된다. 디바이스는 채널이 제공할 수 있는 서비스 품질(QoS) 및/또는 다른 팩터들에 기초하여, 선택적으로, 2차 디바이스들의 기존 네트워크에 조인하거나, 점유되지 않은 채널(125) 상으로 새로운 네트워크를 확립한다. 디바이스가 타겟 디바이스(115)와 쌍이 되면, 쌍을 이룬 디바이스는 타겟 디바이스가 또한 검색 모드에 있는 경우에 탐색을 용이하게 하기 위해, 적어도 모든 채널들을 스캐닝하도록 요구된 시간만큼의 기간 동안 선택된 채널(345 내지 360) 상으로 스스로 광고한다. 광고 지속기간은 스캔 지속기간의 정수 배들 중에서 랜덤하게 번갈아 일어난다(345).

Description

인지 무선 네트워크들을 위한 네트워크 엔트리 및 디바이스 탐색{NETWORK ENTRY AND DEVICE DISCOVERY FOR COGNITIVE RADIO NETWORKS}

본 발명은 인지 무선 통신들의 분야에 관한 것이고, 특히 TV 대역들 상에서의 국부/개인 영역의 허가되지 않은 동작을 위한 네트워크 엔트리 및 디바이스 탐색을 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.

인지 무선은 디바이스가 액티비티(activity)에 대해 허가된 채널들을 모니터링(monitoring)하고 비활성 채널 상으로만 통신들을 확립하는 통신 방식이다. 그것은 이용되지 않는 통신 대역폭을 홈 네트워크들과 같은 근거리 통신 네트워크들에 제공하기 위한 특별히 실행 가능한 솔루션이다. 이러한 홈 네트워크들은 보통, 가정 내의 디바이스들 및 기기들이 일반적으로 이용자의 직접적인 또는 미리-프로그래밍된 명령 하에서 서로 통신하고 상호작용하도록 허용하기 위해 이용된다. 이러한 통신들은 오븐을 예열하기 위한 이용자 명령에서부터 카메라들, 레코더들, 디스플레이들 등 간의 오디오/비디오 정보의 교환까지의 범위가 될 수 있다.

근거리 네트워크를 통해 통신할 수 있는 많은 디바이스들이 모바일이기 때문에, 및 동일한 디바이스가 상이한 위치들에서, 또는 심지어 동일한 위치들에서도 상이한 네트워크들의 멤버가 될 수 있기 때문에, 및 네트워크의 동작 채널이 이용가능한 채널들 상으로의 액티비티에 따라 변할 수 있기 때문에, 그러한 네트워크의 구성, 멤버십, 및 심지어 실체는 매우 동적이다.

따라서, 디바이스가 이러한 동적 네트워크들의 존재를 탐색할 수 있고, 확립된 네트워크에 조인(join)하고/조인하거나 이용가능한 채널 상으로 새로운 네트워크를 확립할 수 있게 하는 기술들이 제공되어야 한다.

일반적으로, 효율성 및 신뢰도에 최소로 관련하여 랜덤한 또는 철저한 검색 기술들에 기초하여, 동적 인지 네트워크들에서의 디바이스 탐색 및 네트워크 엔트리를 가능하게 하기 위한 다수의 상이한 기술들이 제안되었다. 예를 들면, 2개의 디바이스들이 서로 찾고 종래의 텔레비전 방송 대역들을 통한 (허가되지 않은) 동작을 확립하는데 요구된 시간을 고려한다. 이러한 개시를 위해, 대역의 인증된 이용자(즉, 허가된 브로드캐스터)는 대역/채널의 1차 이용자로 칭하고, 대역 상의 모든 다른 통신 디바이스들은 2차 이용자로 칭한다. TV 대역들을 통한 허가되지 않은 동작은 채널 상으로의 통신을 시도하기 전에 디바이스가 1차 이용자가 없다는 것을 확인하도록 요구하며, 이것은 긴 시간이 걸릴 수 있다. 더욱이, 수색 디바이스(seeking device)는 일반적으로, 채널 점유의 시변 및 예측 불가능한 속성이 주어지면, 타겟 디바이스 또는 디바이스들의 세트가 발견될 수 있는 미리-할당된 채널을 미리 예상할 수 없다. 통상적으로, 이용가능한 TV 대역들의 수는 약 30개이고, 타겟 디바이스가 검색 기간 동안 단일 채널 상으로 활발히 송신되고 있는 경우에도, 타겟을 찾는 시간은 수초가 걸릴 수 있고, 이 시간은 실질적으로, 타겟 디바이스가 또한 이들 30개의 채널들 중에서 검색되고 단일 채널 상으로 활발히 송신되고 있지 않는 경우에는 증가할 것이다.

동적 네트워크 환경에서 효율적인 디바이스 탐색 및 네트워크 엔트리를 용이하게 하는 프로토콜을 제공하는 것이 유리하다. 또한, 동적 네트워크 환경에서 효율적인 피어-투-피어 디바이스 탐색을 용이하게 하는 프로토콜을 제공하는 것이 유리하다.

이들 이점들 및 다른 이점들은 디바이스가 채널들의 스펙트럼 내에서 각 채널을 스캐닝 및 분류한 후에, 결정된 채널 분류들에 기초하여, 및 채널이 제공할 수 있는 서비스 품질(QoS) 및/또는 다른 팩터들(factors)에 기초하여, 선택적으로, 기존 네트워크에 조인하거나, 새로운 네트워크를 확립하는 방법 및 시스템에 의해 실현될 수 있다. 디바이스가 타겟 디바이스와 쌍이 되면, 스캐닝은 타겟 디바이스가 발견될 때 종료된다. 타겟 디바이스가 발견되지 않으면, 쌍을 이룬 디바이스는 타겟 디바이스가 또한 검색 모드에 있는 경우에 탐색을 용이하게 하기 위해, 적어도 모든 채널들을 스캐닝하도록 요구된 시간만큼의 기간 동안, 선택된 채널 상으로 스스로 광고한다. 광고 지속기간은 스캔 지속기간의 정수 배들 중에서 랜덤하게 번갈아 일어나는 것이 바람직하다.

본 발명은 더욱 상세히 예의 방식으로 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.

도 1은 디바이스 탐색 및 네트워크 엔트리에 대한 일 예시적 흐름도를 도시한 도면.
도 2는 채널들을 스캐닝 및 분류하는 것에 대한 일 예시적 흐름도를 도시한 도면.
도 3은 쌍의 타겟 탐색에 대한 일 예시적 흐름도를 도시한 도면.
도 4는 1차 이용자들의 환경에서 동작하는 동적으로 재-배치가능한 2차 이용자 디바이스들의 일 예시적인 시스템을 도시한 도면.

도면들 전반에 걸쳐, 동일한 참조 부호는 동일한 엘리먼트(element) 또는 실질적으로 동일한 기능을 실행하는 엘리먼트를 참조한다. 도면들은 예시하기 위해 포함되는 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아니다.

다음의 기술에서, 제한하기보다는 설명할 목적으로, 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 특정 아키텍처(architecture), 인터페이스들(interfaces), 기술들 등과 같은 특정 세부사항들이 기재된다. 그러나, 본 발명이 이들 특정 세부사항들을 벗어나지 않은, 다른 실시예들에서 실시될 수 있다는 것이 당업자들에게 명백할 것이다. 간단하고 명확히 하기 위해, 잘 알려진 디바이스들, 회로들 및 방법들의 상세한 기술들은 본 발명의 기술을 불필요한 세부사항으로 불명확하게 하지 않기 위해 생략된다.

상술된 바와 같이, 본 발명은 다양한 가능한 채널들 사이에서 동적으로 재-배치가능한 디바이스들 및 네트워크들을 다룬다. 통상적인 실시예에서, 가능한 채널들은 텔레비전 브로드캐스터들과 같은, 1차 이용자들에게 일반적으로 할당되거나 허가되는 채널들이지만, 각 채널의 실제 점유는 변한다. 예를 들면, 간섭의 가능성으로 인해, 텔레비전 채널들의 주어진 영역에서의 브로드캐스터들로의 할당은 한 채널 걸러 제한되어, 채널들의 절반을 이용가능한 스펙트럼 엠프티(spectrum empty)로 남겨둔다. 다른 환경들에서, 1차 이용자에 의한 채널의 점유는 시간에 따라 변한다. 동적으로 재-배치가능한 네트워크들은 이용되지 않는 채널들에 대해 스스로 확립함으로써 비효율적으로 활용되는 스펙트럼의 이점을 취할 수 있다. 이해를 용이하게 하기 위하여, 본 발명은 2차 이용자 네트워크에 의한 채널의 활용과 규정된 채널들 사이의 일-대-일 응답을 이용하여 제공된다. 그러나, 당업자는 본 발명의 의도 및 범주를 벗어나지 않고, 다중 네트워크들이 하나의 채널 내에서 지원가능하게 될 수 있거나, 또는 다중 채널들이 하나의 네트워크를 지원하도록 요구될 수 있다는 것을 알 것이다.

도 1은 디바이스 탐색 및 네트워크 엔트리에 대한 일 예시적 흐름도를 도시한다. 검색 처리는 110에서 시작한다. 115에서 디바이스가 마스터-슬레이브 쌍, 또는 피어-투-피어 쌍과 같은, 쌍의 일부가 아니면, 120에서 일반 채널 검색 및 분류가 실행된다. 하기에 더 기술되는 바와 같이, 검색 스펙트럼에서의 각 채널은 1차 이용자 또는 2차 이용자(들) 또는 알려지지 않은 부류의 이용자에 의해 점유되지 않거나 점유된 것으로 분류된다. 1차 이용자는 채널의 인증된/허가된 이용자이고; 검색 디바이스는 채널의 2차 이용자이며, 1차 채널로서 분류되는 임의의 채널 상으로의 송신들을 개시하는 것을 회피하도록 구성된다. 동일한 방식으로, 검색 디바이스는 또한 알려지지 않은 부류의 이용자에 의해 이용되고 있는 채널 상으로 송신하는 것을 회피하도록 구성된다. 하기에 더 기술되는 바와 같이, 2차 이용자들에 의해 이용된 프로토콜은 네트워크 상의 각 디바이스에 의한 자체-식별, 또는 적어도 특정 네트워크의 식별의 수단을 포함하는 것이 바람직하다. 통상적인 비콘-기반 프로토콜에서, 네트워크에서의 각 디바이스에 의해 브로드캐스트되는 비콘 신호는 디바이스 식별자, 및 선택적으로 네트워크 식별자를 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다.

125에서, 디바이스는 다른 2차 이용자들에 의해 이용되고 있는 채널 상으로 기존 네트워크에 조인하거나, 이용되지 않는 채널 상으로 새로운 네트워크를 확립한다. 임의의 다양한 프로토콜들은 새로운 네트워크의 확립에 영향을 주고/영향을 주거나 네트워크에 대한 액세스 및 네트워크의 멤버들 사이의 후속 통신을 제어하기 위해 이용될 수 있다. 비콘-기반 시스템에서, 디바이스는 네트워크에 조인하기 위해 다른 디바이스들로의 인비테이션(invitation)으로서, 상술된 디바이스 식별자 및 네트워크의 식별자, 또는 네트워크의 유형을 포함하는 디바이스 비콘을 브로드캐스트함으로써 새로운 네트워크를 확립한다. 네트워크에서의 멤버십은 네트워크가 생성될 때 확립되는 파라미터들에 의존하여, 개방되거나 선택적일 수 있다.

새로운 네트워크를 확립하거나 기존 네트워크에 조인하기 위한 선택은 일반적으로, 이용가능한 네트워크들 및 채널들의 특성들 뿐만 아니라, 특정 디바이스의 특성들을 포함하는 다양한 팩터들에 기초한다. 일 예시적 실시예에서, 규칙-기반 알고리즘은 선택에 영향을 주기 위해 이용된다.

탐색된 네트워크에 조인할 지의 여부를 결정하기 위한 일 예시적인 규칙들의 세트는 예를 들면, 디바이스가 네트워크에서 한 명 이상의 2차 이용자들과의 연관, 또는 네트워크의 식별자에 기초한 연관을 인식하는 경우에 네트워크와의 접속을 확립하는 것을 포함한다. 예를 들면, 디바이스는 이용자의 홈 네트워크에서 디바이스들과의 연관성을 확립한 셀 폰이 될 수 있지만; 셀 폰이 하나 이상의 이들 디바이스들의 주변에 되돌아올 때마다, 셀 폰은 디폴트에 의해, 이들 디바이스들의 새롭게 탐색된/재-탐색된 네트워크에 조인할 것이다. 유사하게, 연관이 인식되지 않거나, 다중 네트워크들에 대한 연관들이 인식되면, 조인할 네트워크의 선택은 각 채널 상의 현재 트래픽의 모니터링에 기초하여 이용가능한 처리량의 평가를 포함하는 원하는 품질 서비스(QoS)를 제공하는 각 이용가능한 네트워크의 능력에 기초할 수 있다. 디바이스가 디스플레이를 포함하면, 이용가능한 네트워크들은 이용자에 의한 직접 선택을 위해 디스플레이될 수 있다.

네트워크의 조인 또는 확립의 선택은 또한 특정 형태 또는 부류의 디바이스에 의존할 수 있다. 예를 들면, 디바이스가 통상적으로, 이용자의 PDA와 같은, 다른 디바이스들의 제어를 제공하는 것이면, 기존 네트워크가 네트워크 상의 다른 유형들의 디바이스들의 존재 또는 부재에 기초하여, 조인하기에 적당한 네트워크인지가 명확하지 않는 한, 디폴트가 새로운 네트워크를 확립하는 것이 될 수 있다. 예를 들면, 제어류 디바이스(controlling-class device)는 또 다른 제어류 디바이스를 포함하는 네트워크에 조인하는 것을 회피할 수 있다. 반대로, 가정용 기기와 같은, 제어류 디바이스는 제어류 디바이스를 포함하는 임의의 네트워크를 선호하도록 구성될 수 있다.

당업자는 다른 선택 방식들이 또한 이용될 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들면, 디바이스는 각 네트워크의 멤버십 및 이용가능한 서비스 품질에 기초하여 점수 시스템을 이용하도록 구성될 수 있다. 점수에 기초하여, 디바이스는 최고점을 가지는 네트워크를 선택하거나, 최고점이 어떤 최소 임계값보다 낮으면 새로운 네트워크를 확립하도록 구성될 수 있다.

디바이스가 네트워크에 조인할 때, 셋업 처리가 일반적으로 개시되고, 디바이스 및 네트워크는 네트워크의 후속 동작들을 용이하게 하는 정보를 공유한다. 기본 셋업에서, 예를 들면, 디바이스에는 네트워크에 의한 IP-어드레스가 할당될 수 있거나, 디바이스는 미리 규정된 IP-어드레스를 네트워크에 통보할 수 있다. 홈 또는 오피스 네트워크에서, 디바이스는 그의 성능들을 네트워크에 통보할 수 있고, 네트워크로부터의 특징들 또는 서비스들의 할당을 요청할 수 있다. 네트워크에서의 다른 디바이스들은 새로운 디바이스에 의해 제공된 성능들의 이점을 취하기 위해 그들의 구성을 수정할 수 있거나, 그들의 성능들을 새로운 디바이스에 충고할 수 있다.

바람직한 일 실시예에서, 디바이스들은 현재 채널 뿐만 아니라, 다른 평가된 채널들의 그들의 평가들을 공유하도록 구성된다. 특히 중요하게, 디바이스들은 1차 이용자들이 검출된 채널들의 일관된 목록을 유지하도록 구성된다. 예를 들면, 일부 디바이스들은 1차 이용자의 브로드캐스트의 '주변(fringe)' 영역에 있을 수 있고, 1차 이용자의 존재가 검출되지 않을 수 있다. 네트워크 상의 각 디바이스는 다른 디바이스들에 의한 미리 결정된 분류들에 기초하여 그 분류들을 업데이트하는 것이 바람직하다. 특정 환경에 의존하여, 네트워크는 모든 또는 일부의 멤버 디바이스들에 의해 주기적인 재스캔 및 재분류를 지시함으로써 분류들의 업데이팅에 영향을 주도록 구성될 수 있다.

바람직하게, 각 디바이스는 예를 들면, 네트워크 제어 서비스들을 제공하도록 구성된 MAC-층 관리 엔티티(MAC-layer management entity; MLME)를 이용하여 이용자-제어가능하다. 도 1에 관련하여, 이러한 실시예에서, 네트워크에 조인 또는 확립 후, 디바이스는 130에서 명령을 대기한 다음 그에 따라 응답한다. 명령이 채널 검색 및 분류를 반복하는 것이면, 처리는 110에서 재시작하도록 루프(loop)한다. 명령이 특정 타겟 디바이스와 쌍이면, 처리는 145에서 쌍을 확립하도록 브랜치(branch)하며, 이것은 하기에 더 기술된다. 다른 명령들은 160에서 적당하게 실행된다.

115에서, 디바이스가 '쌍을 이룬(paired)' 디바이스이면, 즉 피어-투-피어 또는 마스터-슬레이브 쌍으로, 특정 다른 디바이스 또는 디바이스들의 부류와 통신하도록 구성되는 디바이스이면, 디바이스는 하기에 더 설명되는 바와 같이, 다른/'타겟' 디바이스를 채널들의 스펙트럼에서 검색한다.

주어진 수의 시도들 후에, 디바이스가 타겟 쌍 디바이스를 찾을 수 없다면, 디바이스는 125에서, 탐색된 네트워크에 조인하거나 그 자신의 네트워크를 확립함으로써, 그 존재를 활발히 광고하도록 구성되는 것이 바람직하며, 상술되어 있다. 한편, 타겟 디바이스가 채널 상에서 발견되면, 디바이스들은 이용되지 않는 채널 상으로, 또는 2차 이용자들의 기존 네트워크를 가지는 채널 상으로 타겟 디바이스가 발견된 채널 상의 쌍을 확립한다.

디바이스들의 쌍은 일반적으로 세션 키들의 교환 또는 생성 및 다른 보안 수단들을 통해 안전한 및/또는 인증된 접속을 확립하는 것을 포함하며, 150에서 선택적 동작들로서 도 1에 도시되어 있다. 일반적으로, 특정 프로토콜은 멤버가 네트워크를 떠나고, 그 채널을 변경하는 등일 때마다 다른 멤버에게 통지할 것을 쌍의 멤버에게 요구하는 규칙과 같이, 쌍을 이룬 디바이스들에 대한 비헤이비어(behavior)의 예상된 규칙들을 제공한다.

바람직한 일 실시예에서, 또한, 쌍을 이룬 디바이스들은 통신들이 예를 들면, 현재 채널 상에 1차 이용자의 도착으로 인해, 그들의 현재 채널 상으로 인터럽트되는 경우에 이용하기 위해 적어도 하나의 백업 채널을 식별하도록 구성된다. 일반적으로, 하나의 디바이스는 이용되지 않고 적합한 품질인 것으로 발견된 채널을 다른 디바이스에 식별한다. 다른 디바이스가 또한 이용되지 않고 적합한 품질인 채널을 발견한다면, 식별된 채널은 백업 채널로서 선택되고; 그렇지 않으면, 다른 디바이스는 백업 채널로서 고려하기 위한 대안적인 채널을 제안하고, 처리가 반복된다. 당업자는 백업 채널의 이러한 식별이 쌍을 이룬 디바이스들의 심리스 스위칭(seamless switching)에 특히 매우 적합하지만, 여기에 제공된 원리들은 각 네트워크의 멤버들 중에서 채널 분류들의 병합 및 상술된 조정을 이용하여, 이용할 네트워크의 멤버들 모두에 대한 백업 채널을 식별하기 위해서도 또한 적용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.

상기 주지한 바와 같이, 디바이스는 이용자 인터페이스로부터 디바이스에 직접 수신되거나, MAC-층 관리 엔티티(MLME) 또는 네트워크 제어 서비스들을 제공하도록 구성된 다른 네트워크 엔티티를 통한 명령들을 수신(155)하고 실행하도록(160) 구성되는 것이 바람직하다.

도 2는 채널들을 스캐닝 및 분류하기 위한 일 예시적인 흐름도를 도시한다. 처리는 210에서 시작하며, 도 1에서 블록(120)의 실행의 시작에 대응한다.

215에서 스펙트럼에서 이용가능한 채널들 중에서 선택되며, 타임-아웃 타이머가 시작된다. 디바이스는 220에서, 선택된 채널에서 인식가능한 에너지의 존재를 모니터링한다.

일반적으로, 스펙트럼은 다양한 1차 이용자들 사이에 할당되는 것으로서 식별되고, 채널 상의 1차 이용자의 존재는 구별가능한 특성들을 나타낼 것이다. 예를 들면, 텔레비전 브로드캐스트들은 주어진 표준에 따르고, 송신의 주파수 대역 내의 특정 위치들에 있는 반송파 신호들(carrier signals)의 존재는 수신된 신호를 텔레비전 브로드캐스트로서 식별하기 위해 이용될 수 있다. 스펙트럼의 2차 이용자로서 동작하도록 구성되는 디바이스는 1차 이용자의 구별가능한 특징들을 인식하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이들 특징들이 검출되면, 채널은 240에서 1차 이용자에 의해 점유된 것으로서 식별된다.

동일한 방식으로, 2차 이용자로서 동작하도록 구성된 디바이스는 채널 상의 다른 2차 이용자들을 인식하는 능력을 포함할 것이다. 예를 들면, 와이미디어(WiMedia)에 따라, 와이미디어 얼라이언스에 의한 다중대역 OFDM MAC 층 명세에 규정된 바와 같이, 디바이스들은 MAC-층 "수퍼프레임(Superframe)"을 이용하여 통신하며, 각 활성 디바이스는 수퍼프레임의 비콘 기간 동안 비콘을 송신하고, 각 활성 디바이스는 수퍼프레임의 데이터/감지/수면 기간의 할당된 시간들 동안 데이터를 송신한다. 이 프로토콜을 이용하는 2차 이용자로서 동작하도록 구성되는 디바이스는 다른 2차 이용자 디바이스들의 비콘들을 인식하도록 구성될 것이다. 검출된 에너지가 다른 2차 이용자 디바이스들의 규정된 특성들에 대응한다면, 채널은 230에서 2차 이용자들에 의해 점유되는 것으로서 식별된다.

에너지 검출 기간은 1차 또는 2차 이용자들이 검출될 때, 또는 상술된 타임-아웃 타이머가 만료될 때 종료한다. 타임아웃시, 수신된 인식되지 않은 에너지는 250에서, 비교적 낮은 수신 에너지 레벨을 나타내는 빈 채널(empty channel)과 비교적 높은 수신 에너지 레벨을 나타내는 점유된 채널 사이를 구별하기 위해 평가된다. 종래의 임계값 기술들은 통상적으로 타임-아웃 기간에 걸쳐 축적된 에너지의 척도에 기초하여 '높은' 및 '낮은' 에너지 레벨들을 구별한다. 에너지 레벨이 낮다면, 채널은 255에서 빈 것으로 표시되고; 그렇지 않으면, 260에서, 알려지지 않은 이용자, 아마도 인식되지 않은 프로토콜을 이용하고 있는 또 다른 2차 이용자 디바이스에 의해 점유된 것으로서 표시된다.

선택된 채널의 분류는 저장되고, 처리는 270에서 모든 채널들이 분류될 때까지 스펙트럼에서 다른 채널들 각각에 대해 반복되고, 처리는 275에서 종료된다.

도 3은 쌍의 타겟 탐색을 위한 일 예시적인 흐름도를 도시한다. 처리는 310에서 시작하며, 도 1의 블록(140)의 실행의 시작에 대응한다.

315에서 디바이스는 마스터-슬레이브 쌍 중 마스터 디바이스이고, 빈 채널 상의 존재를 광고하고, 그것을 찾기 위해 슬레이브/타겟 디바이스를 대기하도록 구성된다. 380에서, 마스터 디바이스는 예를 들면, 상술된 도 2의 처리를 이용하여, 채널들 각각을 스캐닝 및 분류한다. 마스터 디바이스는 385에서 빈 채널을 선택하고, 390에서 그 비콘을 송신한다. 대안적으로, 마스터 디바이스는 2차 이용자들의 기존 네트워크에 조인할 수 있고, 네트워크 구조 내에서 그의 비콘을 송신할 수 있다.

직접이 아니라면, 예를 들면, MLME(도시되지 않음)로부터의 이용자 입력 또는 명령을 통해, 마스터 디바이스는 395에서 슬레이브 디바이스가 응답할 때까지 비콘을 계속 송신한다. 그 다음, 검색 처리는 375에서 종료하고, 도 1의 블록(145)에 대해 상술된 쌍 접속 처리가 뒤따른다.

그렇지 않고, 디바이스가 슬레이브 디바이스이거나, 쌍이 마스터-슬레이브 쌍이 아니면, 디바이스는 교대로 타겟 디바이스를 검색하고 주어진 수의 반복들 동안 그 존재를 광고하도록 구성된다. 반복 카운터('시도들의 수(#Tries)')는 320에서 초기화되고 325에서 반복마다 증가된다.

330에서, 디바이스는 도 2의 수정된 형태의 흐름도를 이용하여, 하나 이상의 채널들을 스캐닝한다. 바람직한 일 실시예에서, 채널들의 스캐닝은 타겟 디바이스가 발견되는 즉시 종료할 것이다. 또한, 바람직한 일 실시예에서, 1차 이용자가 이전 반복에서 채널 상에 위치된다면, 그 채널은 후속 반복들에서 재스캐닝되지 않는다. 타겟이 335에서 발견되면, 검색 처리가 375에서 종료하고, 쌍은 도 1의 블록(145)에 대해 상술된 바와 같이 접속을 확립하도록 진행한다.

타겟 디바이스가 발견되지 않으면, 검색 디바이스는 340에서 비어 있거나 2차 이용자들의 네트워크에 의해 점유되는 채널을 선택하고, 350에서 그의 디바이스 식별자를 포함하는 비콘을 송신함으로써 존재를 광고한다. 디바이스는 채널 상에 상주하여, 타이머 루프(345 내지 360)에 의해 확립된 시간 기간 동안 그 존재를 광고한다. 타임아웃 지속구간은 타겟 디바이스가 또한 이 디바이스를 검색하고 있다면 탐색 가능성이 높다는 것을 보장하도록 설정되는 것이 바람직하다. 바람직한 일 실시예에서, 최소의 '상주-지속구간(stay-duration)'은 적어도, 통상적으로 채널들 각각을 스캐닝하는데 요구되는 최대 시간량 만큼이다(이하, '스캔-지속구간'). 일치된 시간 기간들 동안 스캐닝 및 상주하는 '동기중(in sync)'인 두 검색 디바이스들의 가능성을 회피하기 위하여, 상주-지속구간은 랜덤화된다. 바람직한 일 실시예에서, 상주-시간은 스캔-지속구간들의 정수배의 세트로부터 랜덤하게 선택된다; 상술된 실시예에서, 상주-지속구간은 345에서 스캔-지속구간 또는 스캔 지속구간의 2배로 설정된다.

타겟 디바이스가 355에서 검색 디바이스의 비콘에 응답한다면, 상주-지속구간 루프가 종료하고, 검색 처리가 375에서 종료하고, 디바이스들은 후속적으로 쌍-통신을 확립한다(도 1의 145). 그렇지 않으면, 상주-지속구간의 종료(360)에서, 반복들의 수는 370에서 검색 처리를 그만둘지의 여부를 결정하기 위해 확인된다. 일반적으로, 타겟이 주어진 수의 반복들 내에, 또는 주어진 시간량 내에 발견되지 않으면, 검색 디바이스는 상술된 바와 같이, 기존 네트워크에 조인하거나 새로운 네트워크를 확립한다(도 1의 125).

이용할 반복들의 수의 선택은 일반적으로 특정 디바이스에 의존한다. 통상적인 실시예에서, 휴대용 디바이스는 배터리 전력을 보존하기 위해, 정규의 '각성(wake-up)' 간격들에서 처리 내에서 제한된 수의 반복들로 도 3의 쌍-탐색 처리를 반복하도록 구성될 것이다. 반대로, 플러그-인 디바이스는 연장된 기간 동안, 또는 무기한으로 쌍-탐색 처리를 계속할 수 있다.

당업자는 이 개시내용의 관점에서 상기 처리들의 변형들이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 예를 들면, 쌍의 디바이스들이 이용자 제어가능하면, 하나의 디바이스는 마스터 디바이스로서 동작하고 선택된 채널 상에 상주하도록 설정될 수 있고, 쌍이 마스터-슬레이브 쌍이 아닌 경우에도, 본질적으로, 다른 디바이스가 예를 들면, 영의 상주-지속구간을 선택함으로써 임의의 채널 상에 상주하지 않고 검색하도록 선택된다.

도 4는 1차 이용자들(P)(490)의 환경에서 동작하는 동적으로 재-배치가능한 2차 이용자 디바이스들(S)(400)의 일 예시적인 시스템을 도시한다. 상술된 바와 같이, 1차 이용자들(490)은 일반적으로 스펙트럼에서 이용가능한 채널들의 인증된 및/또는 허가된 이용자들이고, 2차 디바이스들(400)은 스펙트럼에서 채널들을 이용하면서도 그들 1차 이용자들(490)과의 간섭을 회피하도록 구성된다.

2차 디바이스들(400) 중 하나의 2차 디바이스의 일 예시적인 블록도가 도 4에 도시된다. 예시적인 디바이스(400)는 수신기(410), 및 제어기(450)의 제어 하에 신호 또는 에너지 콘텐트에 대해 선택된 채널들을 모니터링하도록 구성된 검출기(415)를 포함한다. 채널 분류기(420)는 검출기(415)로부터의 모니터링된 채널의 에너지 및/또는 다른 특성들의 측정들을 수신하고, 채널들을 점유되거나 점유되지 않은 것으로서 식별하도록 구성되고; 점유된다면, 1차 이용자(490) 또는 2차 이용자(400) 또는 알려지지 않은 이용자(도시되지 않음)에 의해 점유된다. 결정된 분류는 메모리(440)에 저장된다. 디코더(460)는 서로 2차 이용자를 식별하기 위해, 다른 2차 이용자들에 의해 점유된 채널들 상으로 수신된 신호들을 처리하도록 구성된다. 각 2차 이용자 채널 상의 각 2차 이용자의 아이덴티티(identity)는 메모리(440)에 또한 저장된다. 디코더(460)는 또한, 선택된 채널 상으로 통신들이 확립된 후에 다른 이용자들로부터의 메시지들을 디코딩한다.

예시적인 디바이스(400)는 또한, 비콘 생성기(425), 또는 송신기(430)에 의해 브로드캐스트되는 식별 신호를 생성하기 위한 다른 생성기를 포함한다. 식별 신호는 제어기(450)의 제어 하에, 메모리(440)에 저장된 채널들의 분류 및 다른 결정된 특성들에 기초하여, 채널 선택기(435)에 의해 선택된 채널 상으로 송신된다. 메시지들(465)은 선택된 채널 상으로의 통신을 확립한 후에 송신된다.

바람직하게, 제어기(450)는 상술된 도 1, 도 2 및 도 3의 예시적인 흐름도들과 일치하게 채널 모니터링 및 비콘 브로드캐스팅을 제어하도록 구성된다. 특히 주지하자면, 제어기(450) 및 채널 선택기(435)는 1차 이용자에 의해 점유되는 것으로서 분류되는 임의의 채널 상으로 송신하는 것을 회피하도록, 바람직하게는 알려지지 않은 이용자에 의해 점유되는 것으로서 분류되는 임의의 채널 상으로 송신하는 것을 회피하도록 구성된다. 바람직하게, 제어기(450)는 또한 다른 2차 이용자들에 의해 결정된 분류들에 기초하여 그의 채널 분류들을 업데이트하기 위해 다른 2차 이용자들과 통신들에 영향을 준다.

상술된 것은 본 발명의 원리들을 예시할 뿐이다. 따라서, 당업자들은 여기에 명시적으로 기술되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리들을 구현하는 다양한 장치들을 고안할 수 있을 것이고, 따라서 다음의 특허청구범위의 사상 및 범주 내에 있을 것임을 알 것이다.

이들 특허청구범위를 해석하는데 있어서, 다음을 이해해야 한다:

a) 단어 "포함하는(comprising)"은 주어진 특허청구범위에 나열된 엘리먼트들 또는 작동들 이외의 엘리먼트들 또는 작동들의 존재를 배제하지 않는다;

b) 엘리먼트 앞의 단어 "a" 또는 "an"은 그러한 엘리먼트들의 복수의 존재를 배제하지 않는다;

c) 특허청구범위의 임의의 참조 부호들은 그들의 범위를 제한하지 않는다;

d) 여러 "수단(means)"은 동일한 아이템(item) 또는 하드웨어 또는 소프트웨어 구현된 구조 또는 기능에 의해 표현될 수 있다;

e) 개시된 엘리먼트들 각각은 하드웨어 부분들(예를 들면, 이산 및 통합된 전자 회로를 포함하는), 소프트웨어 부분들(예를 들면, 컴퓨터 프로그래밍), 및 임의의 그 조합으로 구성될 수 있다;

f) 하드웨어 부분들은 아날로그 및 디지털 부분들 중 하나 또는 둘 모두로 구성될 수 있다;

g) 임의의 개시된 디바이스들 또는 그 부분들은 특별히 달리 언급되지 않으면 또 다른 부분들로 분리되거나 함께 조합될 수 있다;

h) 작동들의 특정한 시퀀스는 특별히 나타내지 않으면 필요한 것으로 의도되지 않는다;

i) 용어 "복수의(plurality of)" 엘리먼트는 청구된 엘리먼트들의 둘 이상을 포함하고, 엘리먼트들의 수의 임의의 특정 범위를 의미하지 않으며, 즉 복수의 엘리먼트들은 2개의 엘리먼트들 정도가 될 수 있다.

400: 2차 디바이스들 410: 수신기
415: 검출기 420: 채널 분류기
425: 비콘 430: 송신기
435: 채널 선택기 440: 메모리
450: 제어기 460: 디코더
465: 메시지들 490: 1차 이용자

Claims (25)

1. 복수의 이용 가능한 채널들 중에서 하나의 채널을 선택하는 단계;
   상기 채널이 이용되고 있는지 여부를 결정하기 위해, 그리고 상기 채널이 이용되는 것으로 결정될 때 상기 채널을:
   1차 이용자에 의해 이용되는 것,
   하나 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되는 것,
   알려지지 않은 부류의 이용자에 의해 이용되는 것 중 하나로 분류하기 위해 상기 채널을 모니터링(monitoring)하는 단계;
   상기 채널이 이용되고 있는지 여부의 결정, 및 상기 채널이 이용되고 있을 때 상기 채널의 분류를 저장하는 단계; 및
   상기 복수의 이용가능한 채널들 각각이 분류될 때까지 상기 선택 단계 및 상기 모니터링 단계를 반복하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
   상기 채널이 하나 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되고 있을 때, 상기 채널의 상기 하나 이상의 2차 이용자들 각각의 식별을 저장하고,
   상기 방법은, 타겟 이용자를 찾기 위해 각각의 2차 이용자들의 저장된 상기 식별에 액세스하는 단계, 및 상기 타겟 이용자가 발견되면 상기 타겟 이용자의 상기 식별과 연관된 채널 상의 네트워크에 조인하는 단계를 더 포함하는, 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 채널을 하나 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되는 것으로 결정하는 것(230)은 하나 이상의 비콘 신호들(beacon signals)을 검출하는 것을 포함하는, 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 채널을 1차 이용자(490)에 의해 이용되는 것으로 결정하는 것(240)은 상기 1차 이용자의 특성이 되는 특징들을 검출하는 것을 포함하는, 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 채널을 알려지지 않은 부류의 이용자에 의해 이용되는 것으로 결정하는 것(260)은 하나 이상의 비콘들에 대응하지 않고 상기 1차 이용자(490)의 특성이 되는 상기 특징들에 대응하지 않는 임계값보다 높은 에너지를 검출하는 것을 포함하는, 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 이용가능한 채널들 중 하나 이상의 이용가능한 채널들의 분류들을 이용자에게 통보하는 단계를 포함하는, 방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 채널이 한 명 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되고 있다면, 상기 적어도 하나의 채널 상의 네트워크에 조인(join)하는 단계(125)를 포함하는, 방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 네트워크에 조인하는 단계는 이용자 지시, 상기 한 명 이상의 2차 이용자들 중 적어도 한 명과의 연관, 상기 네트워크와의 연관, 상기 네트워크의 QoS 특성, 및 상기 네트워크 상의 트래픽의 량 중 하나에 기초하는, 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   적어도 하나의 채널이 이용되지 않는다면, 상기 적어도 하나의 채널 상의 광고 비콘을 송신하는 단계(125)를 포함하는, 방법.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차 이용자들 중 한 명으로부터 상기 복수의 채널들 중 하나의 채널의 다른 분류를 수신하는 단계, 및 상기 다른 분류에 기초하여 상기 채널의 분류를 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 채널들 중 하나 이상의 채널들의 분류를 상기 한 명 이상의 2차 이용자들에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 수신기;
    송신기;
    복수의 채널들 중 각 채널로 튜닝(tuning)하기 위해 상기 수신기를 제어하도록 구성되는 제어기;
    각 채널의 분류를:
    1차 이용자에 의해 이용되는 것,
    하나 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되는 것,
    알려지지 않은 부류의 이용자에 의해 이용되는 것 중 하나로 결정하도록 구성되는 채널 분류기; 및
    각 채널의 상기 분류를 저장하도록 구성되는 메모리를 포함하고,
    상기 채널이 하나 이상의 2차 이용자들에 의해 이용되고 있을 때, 상기 메모리는 또한 상기 채널의 하나 이상의 2차 이용자들 각각의 식별을 저장하도록 구성되고,
    상기 제어기는:
    타겟 이용자를 찾기 위해 각각의 2차 이용자들의 저장된 상기 식별에 액세스하는 것, 상기 타겟 이용자가 발견되면 상기 타겟 이용자의 상기 식별과 연관된 채널 상의 네트워크에 조인하는 것, 및 이용되지 않는 선택 채널 상에서 네트워크를 확립하는 것 각각에 선택적으로 영향을 주기 위해 상기 송신기를 제어하도록 구성되는, 장치.
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어기는 이용자 지시, 상기 한 명 이상의 2차 이용자들 중 적어도 한 명과의 연관, 상기 네트워크와의 연관, 상기 네트워크의 QoS 특성, 및 상기 네트워크 상의 트래픽의 량 중 하나에 기초하여 상기 네트워크에 선택적으로 조인하도록 구성되는, 장치.
    
15. 삭제
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