KR101690653B1

KR101690653B1 - 무선 네트워크에서 피어투피어(ｐｅｅｒｔｏｐｅｅｒ) 연결을 위한 경쟁 기반의 채널 접속을 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101690653B1
Application number: KR1020117018429A
Authority: KR
Inventors: 하키라 씽; 쥬 노
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2009-01-05
Filing date: 2009-12-30
Publication date: 2016-12-28
Also published as: WO2010077075A2; KR20110104550A; US8811420B2; WO2010077075A3; US20100172296A1

Abstract

무선 통신을 위한 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 시스템은, 무선 디바이스들을 포함하하고, 상기 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스에 의해 피어-투-피어 링크를 형성할 수 있고, 상기 무선 디바이스들은 무선 채널에 액세스하기 위한 시간에 대해 경쟁을 하지 않는다. 상기 시스템은, 각각 지향성 안테나 시스템을 구비하는 제1 및 제2 무선 디바이스를 포함할 수 있다. 제1 무선 디바이스는, 각각의 서로 다른 슬롯 시간 구간들 동안 서로 다른 각각의 방향들에서 채널이 유휴(idle)인지 여부를 반복해서 감지함으로써, 무선 채널이 피어-투-피어 링크를 형성하는데 이용가능한지 여부를 결정할 수 있다. 상기 제1 무선 디바이스는 상기 제2 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해 각각의 서로 다른 방향들로 순차적으로 복수의 요구들을 전송할 수 있다. 상기 제2 무선 디바이스는 상기 제1 무선 디바이스와 링크를 형성하기 위해 각각의 서로 다른 방향들로 순차적으로 복수의 응답들을 전송할 수 있다.

Description

무선 네트워크에서 피어투피어(ＰＥＥＲＴＯＰＥＥＲ) 연결을 위한 경쟁 기반의 채널 접속을 위한 방법 및 시스템{SYSTEM AND METHOD FOR CONTENTION-BASED CHANNEL ACCESS FOR PEER-TO-PEER CONNECTION IN WIRELESS NETWORKS}

본 발명은 무선 네트워크와 관련된 발명으로서, 특히 무선 네트워크에서 피어투피어 연결을 확립하기 위한 프로토콜(protocol)을 위한 발명이다.

무선 네트워크는 일반적으로 다른 디바이스와 무선으로 통신이 가능한 다수의 무선 디바이스들을 포함한다. 네트워크 내의 두 무선 디바이스들이 통신 데이터 또는 제어 메시지들을 위한 링크를 확립하기를 원하는 경우에, 두 무선 디바이스들은 직접 확립된 링크를 통해 직접 통신이 가능하다. 이러한 링크를 확립하기 위한 다양한 프로토콜이 개발되었다. 예를 들면 IEEE 802.11은 무지향성(omni-directional) 송신, 수신 능력을 가지는 무선 디바이스(이하 "무지향성 무선 디바이스들"이라 한다)를 위한 프로토콜들을 제공한다. 의도된 디바이스가 신호의 범위 내에 있기만 하면, 이러한 무선 디바이스들에서 상대적인 그들의 위치들과는 관계없이 무선디바이스로부터 신호가 보내지고, 수신 가능한 의도된 다른 무선 디바이스가 수신 수신할 수 있다.

최근에 어떤 무선 디바이스들은 상대적으로 높은 주파수의 채널에서의 통신을 위해 개발되었다. 예를 들면 6GHz 이상의 주파수보다 큰 경우이다. 이러한 무선 디바이스들은 일반적으로 지향성 안테나 시스템을 가지고, 송신/수신을 위해 선택된 방향만을 커버할 수 있다.(이하 "지향성 무선 디바이스들"이라 한다)

이러한 두 지향성 무선 디바이스들 간의 링크를 확립하는 때에는 대부분의 경우에, 디바이스들은 디바이스들의 상대적인 위치에 대한 정보를 가지고 있지 않을 수 있다. 그러므로 신호가 하나의 디바이스로부터 보내지고, 만약 다른 무선 디바이스가 신호가 전송되는 방향에 위치해 있지 않은 경우 다른 디바이스가 이를 수신할 수 없을 수 있다. 그러므로 무지향성 무선 디바이스들을 위해 설계된 프로토콜은 이러한 지향성 무선 디바이스들이 사용하기에는 효과적이지 않을 수 있다. 그러므로 지향성 무선 디바이스들 간 링크를 확립하기 위한 프로토콜의 제공이 필요하다.

무지향성 무선 디바이스들을 위해 설계된 프로토콜은 이러한 지향성 무선 디바이스들이 사용하기에는 효과적이지 않을 수 있으므로 지향성 무선 디바이스들 간 링크를 확립하기 위한 프로토콜의 제공이 필요하다.

Non-AP 무선디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 통신 방법의 일 실시예로서, 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스를 통한 피어투피어 링크 확립이 가능하고, 무선 디바이스들은 언제든지 무선 채널에 접속하기 위해 경쟁하지 않는다. 이러한 방법은 무선 네트워크에서 지향성 안테나 시스템을 갖는 non-AP 무선디바이스가 무선 채널이 피어투피어 링크를 확립하기 위해 사용가능한지 판단하고, 지향성 안테나 시스템이 제 1 방향을 향해 맞춤으로써 제 1 방향이 제 1 슬롯 시간 구간 동안 채널이 유휴인지 감지하며, 제 1 방향과 다른 제 2 방향에서 지향성 안테나 시스템을 제 2 방향을 향해 맞춤으로써 제 2 방향이 슬롯 시간 구간 동안 채널이 유휴인지 감지한다.

Non-AP 무선디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 통신 방법의 다른 실시예로서, 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스를 통한 피어투피어 링크 확립이 가능하고, 무선 디바이스들은 언제든지 무선 채널에 접속하기 위해 경쟁하지 않는다. 이러한 방법은 무선 네트워크 내의 non-AP 장치가 무선 네트워크의 다른 non-AP 무선디바이스와 링크를 형성하기 위해 무선 장치로 요청이 어드레스 되는 것을 수신한다. 무선 디바이스는 안테나 소자의 배열을 포함하는 지향성 안테나 시스템을 포함한다. 상기 방법은 또한 무선 디바이스가 링크의 형성을 위해 다수의 응답을 송신하고, 상기 응답은 다른 디바이스에 어드레스된다. 지향성 안테나 시스템이 제 1 응답 방향을 향해 지향함으로써 제 1 응답 전송 방향에 제 1 응답을 전송하고, 지향성 안테나 시스템이 제 2 응답 방향을 향해 지향함으로서 제 2 응답 전송 방향으로 제 2 응답을 전송한다.

Non-AP 무선디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 통신 방법의 다른 실시예로서, 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스를 통한 피어투피어 링크 형성이 가능하고, 무선 디바이스들은 언제든지 무선 채널에 접속하기 위해 경쟁하지 않는다. 이러한 방법은 무선 네트워크에서 지향성 안테나 시스템을 갖는 non-AP 무선디바이스가 무선 채널이 피어투피어 링크를 형성하기 위해 사용가능한지 판단하고, 상기 무선 채널이 사용 가능한지의 판단은 각 다른 방향에서 각각의 다른 슬롯 시간 구간들이 유휴인지 여부를 반복적으로 감지하는 것을 포함한다. 상기 방법은 또한 제 1 무선 디바이스에 의해 제 2 non-AP 무선 디바이스와의 링크 형성을 위해 다수의 요청을 각각의 다른 방향으로 연속적으로 송신하는 것을 포함하고, 상기 요청은 제 2 무선 디바이스에게 어드레스 된다. 상기 방법은 제 2 무선 디바이스에 의해 다수의 응답이 제 1 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해 각각 다른 방향으로 연속적으로 전송하는 것을 더 포함하고, 상기 응답은 제 1 무선 디바이스로 어드레스된다.

다수의 non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 네트워크의 무선 통신을 위한 Non-AP 무선 디바이스의 일 실시예로서, 디바이스는 지향성 안테나 시스템, 경쟁 기반의 채널 액세서를 통한 피어투피어 링크를 형성하기 위해 구성된 MAC(Media Access Control) 계층을 포함하며, 상기 무선 디바이스는 언제든지 무선 채널에 접속하기 위해 경쟁하지 않는다. MAC 계층은 무선 채널이 피어투피어 링크를 형성하기 위해 지향성 안테나 시스템을 이용하여 무선 채널이 사용가능한지를 결정하고, 지향성 안테나 시스템이 제 1 방향을 향해 맞춤으로써 제 1 방향이 슬롯 시간 구간 동안 채널이 유후인지 감지하며, 제 1 방향과 다른 제 2 방향에서 지향성 안테나 시스템을 제 2 방향을 향해 맞춤으로써 제 2 방향이 슬롯 시간 구간동안 채널이 유휴인지 감지하는 것을 더 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 무선 디바이스는, 복수의 non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 무선 통신을 위한 non-AP 무선 디바이스이다. 상기 디바이스는, 안테나 소자들의 어레이를 포함하는 지향성 안테나 시스템; 및 경쟁 기반 채널 액세스에 의해 피어-투-피어 링크를 형성하도록 구성되는 매체 접근 제어(MAC) 레이어를 포함한다. 상기 무선 디바이스는 무선 채널에 액세스하기 위한 시간에 대해 경쟁을 하지 않고, 상기 MAC 레이어는, 상기 모든 안테나 소자들 보다 적게 사용함으로써, 또 다른 non-AP 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해 상기 무선 디바이스에 어드레스되는 요청을 수신하도록 구성된다. 상기 MAC 레이어는 상기 링크를 형성하기 위해 다수의 응답들을 전송하도록 구성된다. 상기 응답들은, 상기 지향성 안테나 시스템을 제1 응답 전송 방향으로 향하게 함으로써 제1 응답 전송 방향으로 제1 응답을 전송하고, 상기 지향성 안테나 시스템을 제2 응답 전송 방향으로 향하게 함으로써 제2 응답 전송 방향으로 제2 응답을 전송함으로써, 상기 다른 무선 디바이스로 어드레스된다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 무선 시스템은 non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 시스템이다. 상기 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스에 의해 피어-투-피어 링크를 형성할 수 있고, 상기 무선 디바이스들은 무선 채널에 액세스하기 위한 시간에 대해 경쟁을 하지 않는다. 상기 시스템은 지향성 안테나 시스템을 구비하는 상기 무선 네트워크내의 제1 non-AP 무선 디바이스, 및 지향성 안테나 시스템을 구비하는 상기 무선 네트워크내의 제2 non-AP 무선 디바이스를 포함한다. 상기 제1 무선 디바이스는, 각각의 서로 다른 슬롯 시간 구간들 다른 방향들로 순차적으로 복수의 요구들을 전송하도록 구성된다. 상기 제2 무선 디바이스는 상기 링크를 형성하기 위해 각각의 서로 다른 방향들로 순차적으로 복수의 응답들을 전송하도록 구성된다. 상기 응답들은 상기 제1 무선 디바이스로 어드레스 된다.

본 발명의 실시예에 따르면 60 GHz 인, 6 GHz과 동일하거나 같은 주파수를 사용하는 무선 디바이스들인, 지향성 전송/수신 성능을 갖는 무선 디바이스들을 위한 경쟁-기반 채널 접근을 할 수 있도록 한다. 특히 본원발명의 방법은 피어-투-피어 링크를 확립하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 방법은 액세스 포인트와 같은, 중심 코디네이터(centralized coordinator)의 사용 없이 수행될 수 있다. 본원발명의 방법은 다수 방향들에서, 다중 채널 감지 기회들을 용이하게 함으로써, 지향성 데이터 전송의 신뢰도를 향상시키다. 또한, 본원발명의 방법은, IEEE 802.11의 DCF 모드와 호환이 가능할 수 있다.

도 1은 종래의 애드혹(ad-hoc) 무선 네트워크의 블록 다이어그램이다.
도 2는 종래의 무선 디바이스의 블록 다이어그램이다.
도 3A는 종래의 지향성 모드의 안테나 시스템을 도시한다.
도 3B는 도 3A의 quasi-omni 지향성 모드에서의 안테나 시스템을 도시한다.
도 4A는 지향성 모드인 두 무선 디바이스들을 도시한다.
도 4B는 하나의 지향성 모드의 디바이스와, 하나는 quasi-omni 지향성 모드의 디바이스를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 두 무선 디바이스들 간 피어투피어 무선 통신의 방법에 대한 타이밍 다이어그램을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 DIFS(Distributed Coordination Function(DCF) Interframe Space)를 사용하는 도 5의 방법의 타이밍 다이어그램을 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 스테이션에 의해 수행되는 피어투피어 무선 통신의 방법의 플로우 챠트를 도시한다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 DIFS 동안 무선 채널을 감지하는 도 7의 방법의 다이어그램을 도시한다.
도 9A-9E는 본 발명의 일 실시예에 따른 mRTS(multiple request to send) 메시지를 송신하는 도 7의 방법의 다이어그램을 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 목적지 스테이션에 의해 수행되는 피어투피어 무선 통신의 방법의 플로우 챠트를 도시한다.
도 11A-11E는 본 발명의 일 실시예에 따른 다수의 mCTS(multiple clear-to-send) 메시지를 송신하는 도 10의 방법의 다이어그램을 도시한다.
도 12A는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 방법에서의 mRTS 메시지의 프레임 포맷을 도시한다.
도 12B는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 5의 방법에서의 mCTS 메시지의 프레임 포맷을 도시한다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

명세서에서 이용된 용어는 제한되거나 한정된 방법으로 해석되지 않으며, 발명의 소정 실시예의 상세한 설명에 기재된 내용에 의하여 일반적인 의미로 해석된다.

무선 시스템의 전반적 이해

도 1을 참조하면, 기존의 ad-hoc 무선 네트워크가 도시된다. 네트워크(100)는 제1 내지 제2 무선 디바이스들(W1-W4)을 포함하며, 액세스 포인트 스테이션(access point station)과 같은 중계 장치(coordinator)를 포함하지 않는다. 중계 장치가 아닌 무선 디바이스는 비-액세스 포인트 스테이션(non-access point station) 또는 비-액세스 포인트 무선 디바이스(non-access point device)로 칭할 수 있다. 또한, 도 1에서 도시된 것보다 더 많은 무선 디바이스들이 네트워크(100)에 포함될 수 있다.

제1 내지 제2 무선 디바이스들(W1-W4)은 하나 또는 그 이상의 무선 채널들 또는 무선 매체(wireless medium)를 통하여, 서로 다른 일 무선 디바이스와 통신할 수 있다. 소정 순서 배열에 있어서, 제1 내지 제2 무선 디바이스들(W1-W4) 중 어느 하나는 다른 무선 디바이스들과 전송 시간을 예정할 수 있다. 그리고, 예정된 전송 시간 동안에 다른 무선 디바이스와의 무선 전송(wireless transmission)을 수행할 수 있다.

제1 내지 제2 무선 디바이스들(W1-W4)은 무선 통신 가능 성능을 가지는 전자 장치일 수 있다. 이러한 전자 장치의 예로는, 모바일 폰, 전화, 텔레비전, 셋-탑 박스, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 휴대용(hand-held) 컴퓨터, PDA, 마이크로 웨이브(microwave) 이용 제품, 냉장고, 스테레오 시스템, 카세트 레코더(cassette recorder), DVD 재생기(player) 또는 녹화기(recorder), CD 재생기 또는 녹화기, VCR, MP3 재생기, 라디오, 캠코더, 카메라, 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 세탁기(washer), 드라이어(dryer), 복사기, 팩시밀리(facsimile machine), 스케너, 다기능 주변 디바이스(multi-functional peripheral device), 손목 시계, 시계, 또는 게임기 등이 있다.

제1 내지 제2 무선 디바이스들(W1-W4)은 피어투피어(peer-to peer) 링크를 통하여 다른 무선 디바이스와 통신할 수 있다. 이러한 예로는, 무선 디바이스들 중 하나가 제3의 무선 디바이스를 이용하지 않고 또 다른 무선 디바이스로 직접 신호를 전송하는 것을 들 수 있다. 여기서, 상기 무선 디바이스들 중 전송하는 무선 디바이스는 '소스 디바이스(source device)'라 하고 또 다른 무선 디바이스는 '목적지 디바이스(destination device)'라 칭할 수 있다.

도 2를 참조하면, 무선 네트워크를 이용하는 기존의 무선 디바이스의 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시된 무선 디바이스는 도 2에 도시된 무선 디바이스의 구성과 동일한 구성을 가질 수 있다. 도 2에 도시된 무선 디바이스(200)는 어플리케이션 레이어(210), 매체 접근 제어(Medium Access Control) 레이어(220), 및 물리적 레이어(230)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 매체 접근 제어(Medium Access Control) 레이어(220)를 MAC 레이어(230)라 한다.

어플리케이션 레이어(210)는 데이터 전처리 모듈(미도시) 및 데이터 제어 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 데이터 전처리 모듈은 데이터의 분할과 같은 데이터의 전 처리(pre-processing)를 수행할 수 있다. 데이터 제어 모듈은 자격 정보(capability information)와 같은 데이터 처리 정보를 교환하기 위한 기준 방법을 제공할 수 있다. 예를 들어, 연결이 시작되기 이전에, 데이터 제어 모듈은 이용될 데이터의 형태를 결정하고, 연결이 완성되었을 때 연결을 중지하는데 이용되는 데이터 제어 커맨드를 결정할 수 있다.

매체 접근 제어 레이어(220)는 어떻게 무선 디바이스(200)가 데이터의 접근하고 네트워크를 통한 데이터의 전송 허용을 획득하는지를 제어한다. 또한, 매체 접근 제어 레이어(220)는 무선 전송에 적합한 패킷을 형성하기 위해서 어플리케이션 레이어(210)로부터 데이터를 공급받는다.

물리적 레이어(230)는 매체 접근 제어 레이어(220)에서 전송되는 데이터 패킷을 처리하고, 처리된 데이터 패킷을 적어도 하나의 무선 채널들을 통하여 전송한다. 물리적 레이어(230)는 데이터 패킷에 물리적 헤더(PHY header)를 추가할 수 있으며, 생성된 데이터 패킷을 안테나 시스템(235)를 통하여 전송할 수 있다.

안테나 시스템(235)은 지향성 및/또는 무 지향성(omni-directional)의 전송 및 수신을 수행할 수 있다. 소정 배열 형상에 있어서, 안테나 시스템(235)은 지향성 안테나 시스템일 수 있으며, 섹터 안테나 시스템(sector antenna system)일 수 있다.

도 3의 (A) 및 (B)를 참조하면, 지향성 안테나 시스템의 일 실시예가 도시된다. 도시된 안테나 시스템(300)은 제1 내지 제2 안테나 소자들(310a-310d)을 포함하는 안테나 소자들의 어레이를 포함할 수 있다. 안테나 시스템(300)이 전송을 위하여 지향성 모드에 있을 때, 각각의 제1 내지 제2 안테나 소자들(310a-310d)은 선택된 위상 및 진폭을 가지는 전송 신호를 개별적으로 생성할 수 있다. 여기서, 전송을 위한 지향성 모드를 '지향성 전송'이라 할 수 있다. 제1 내지 제2 안테나 소자들(310a-310d)에 의하여 생성된 신호들은 상호간 간섭되며, 선택된 방향에서의 지향성 빔(directional beam)(320)을 함께 형성한다. 선택된 방향으로의 빔(320)을 발생시키기 위해서, 제1 내지 제2 안테나 소자들(310a-310d)로부터 생성된 신호들의 위상 및 진폭은 빔포머(beamfomer)(미도시)에 의해서 제어될 수 있다. 안테나 시스템(300)이 도 3의 (A)에 도시된 바와 같이 수신을 위한 지향성 모드일 때, 제1 내지 제2 안테나 소자들(310a-310d)에 의하여 수신된 신호들은 신호 수신의 기대된 패턴이 획득될 수 있도록 결합된다. 여기서, 여기서, 수신을 위한 지향성 모드를 '지향성 수신'이라 할 수 있다.

지향성 안테나 시스템(300)은 전 방향이 커버될 때까지 지향성 빔(320)의 방향을 변경함으로써 잠채적으로 모든 방향을 커버할 수 있다. 방향성의 빔(320)은 각각의 방향에 있어서 동일한 커버리지 또는 빔폭(beamwidth), 또는 각도 범위를 가질 수 있다. 각각의 방향에서의 지향성 빔의 각도 범위는 대략 360/k 도(degree)가 될 수 있다. 또 다른 예에서 두 개 또는 그 이상의 방향에 있어서 지향성 빔(320)은 서로 다른 각도 범위를 가질 수도 있다. 예를 들어서, 지향성 안테나 시스템은 전 방향을 커버하기 위해서, 제1 방향에서는 대략 90 도를 커버할 수 있고, 제2 방향에서는 대략 60 도를, 제3 방향에서는 대략 80 도, 제4 방향에서는 대략 120 도를, 그리고 제5 방향에서는 대략 10 도를 커버할 수 있다.

안테나 시스템 300 이 전송을 위해 quasi-omni 지향성 모드(도 3(B))로 있을 때(이하 quasi-omni 지향성 전송 이라 한다) 선택된 안테나 소자(310a-310d)중의 하나는 전송신호(330)를 선택된 위상과 진폭으로 발생시킨다. 안테나 소자는 안테나 시스템(300)이 지향되어야 하는 방향을 기반으로 선택될 수 있다. 전송신호(330)는 지향성 빔(320) 보다 짧은 사정거리(전송 거리)를 가질 수 있는(도 3(A)) 반면에 전송신호(330)는 지향성 빔(320) 보다 큰 각도범위를 가질 수 있다. 일 실시 예에 따르면 각도 범위는 약 120도까지 될 수 있으며 예를 들어 약 10도에서 약 120도 사이가 될 수 있다. 안테나 시스템(300)이 quasi-omni 지향성 모드로 수신을 위해 존재할 때(이하 quasi-omni 지향성 수신 이라 한다) 선택된 안테나 소자(310a-310d)에서 처리를 위한 신호를 전송할 수 있다.

도 4(A) 에 무선디바이스들 간의 지향성 전송의 예시가 도시되어 있다. 도시된 예시에 의하면 첫 번째 무선디바이스(410)와 두 번째 무선디바이스(420)는 첫 번째 무선디바이스(410)로부터 두 번째 무선디바이스(420)로 지향성 전송을 수행한다. 첫 번째 무선디바이스(410)는 전송을 위한 지향성 모드 상태이고 두 번째 무선디바이스(420)은 수신을 위한 지향성 모드 상태이다. 각 무선디바이스 410, 420는 지향성 전송을 위해 무선디바이스 410, 420 사이에서 지향성 빔(320)을 선택된 방향으로 형성한다.

도 4(B) 에 무선디바이스 간의 다른 지향성 전송의 예시가 도시 되어 있으며 이하에서 설명한다. 도시된 예시에 의하면 첫 번째 무선디바이스(410)와 두 번째 무선디바이스(420)는 첫 번째 무선디바이스(410)에서 두 번째 무선디바이스(420)로 지향성 전송을 수행한다. 첫 번째 무선디바이스(410)는 전송을 위한 지향성 모드 상태이고 두 번째 무선디바이스(420)은 수신을 위한 quasi-omni 지향성 수신 상태이다. 첫 번째 무선디바이스(410)가 두 번째 무선디바이스(420)을 향해 선택된 방향으로 지향성 빔(320)을 형성한다. 그러나 두 번째 무선디바이스(420)는 첫 번째 무선디바이스(410) 방향으로 quasi-omni 지향성 수신을 수행한다. 이 경우에서 두 번째 무선디바이스(420)는 quasi-omni 지향성 수신은 일반적인 지향성 수신보다 짧은 전송거리를 갖기 때문에 도 4(A) 의 경우 보다 첫 번째 무선디바이스(410)에 더 가까워야 한다.

지향성 무선 디바이스들 간의 피어투피어 연결

특정한 무선 프로토콜은 데이터 및/또는 컨트롤 메시지의 전송을 위한 피어투피어 연결을 확립하기 위해서 경쟁기반 채널로의 접근을 위한 스킴을 제공한다. 이러한 경쟁기반 채널 접근 프로토콜에서 무선 디바이스들은 채널에 접근하기 위해 언제라도 경쟁할 수 있다. 피어투피어 연결은 두 개의 non-AP 무선디바이스 간에서 AP 와 같은 세 번째 디바이스를 사용하지 않고 바로 형성될 수 있다. 예를 들어 IEEE 802.11은 피어투피어 연결을 위한 다양한 스킴을 제공한다. IEEE 802.11 a, b, g, 및 n을 포함하는 IEEE 802.11 표준은 그 전체로써 참조된다.

경쟁기반 채널에 접근하는 몇몇 프로토콜에 있어서 소스스테이션은 무선 채널(또는 무선 매체)을 탐지하여(또는 캐리어 감지를 통한) 목적지 스테이션과의 피어투피어 연결이 가능한지 결정한다. 채널이 피어투피어 연결이 가능하다면 소스스테이션은 목적지 스테이션에 데이터 및/또는 컨트롤 메시지 전송이 가능한지를 결정하기 위해 목적지 스테이션과의 직접적인 통신을 시도할 수 있다. 만일 목적지 스테이션에 전송이 가능하다면 소스스테이션은 데이터 및/또는 컨트롤 메시지를 목적지 스테이션으로 전송하게 된다.

예를 들어 IEEE 802.11 에 따른 프로토콜에서 소스스테이션은 무선 채널을 탐지하여 선택된 듀레이션 동안 유휴한지 알아본다. 채널이 유휴하다면 소스 스테이션은 RTS 메시지(request-to-send message)를 목적지 스테이션으로 전송한다. 목적지 스테이션이 소스스테이션과 피어투피어 연결을 확립할 수 있으면 목적지 스테이션은 소스스테이션에 CTS 메시지(clear-to-send message)를 전송한다. IEEE 802.11 규약에 따라 스테이션들은 예시로서 2.4 또는 5 GHz 채널과 같은 무지향성 전송을 수행한다. 전송의 무지향성으로 인해 소스스테이션과 목적지 스테이션의 관련 위치들은 경쟁기반 채널 접근에 영향을 주지 않는다.

몇몇 경우에 있어서 무선 시스템은 지향성 전송 또는 수신을 수행하는 무선 디바이스들을 포함할 수 있다. 이러한 경우에 있어서 두 무선디바이스들은 경쟁기반 채널 접근을 통해 피어투피어 연결을 확립할 수 있다. 그러나 디바이스들 간 전송의 지향성으로 인해서 무지향성 무선디바이스들에 대한 프로토콜이 수정되지 않고 사용 된다면 피어투피어 연결이 효율적으로 확립되지 않을 수 있다. 그러므로 지향성 전송 또는 수신 가능한 무선디바이스들 사이에서 경쟁기반 채널 접근에 의한 피어투피어 연결을 확립하는 스킴을 제공할 필요가 있다.

일 실시 예에 따르면 경쟁기반 채널 접근을 포함하는 무선 네트워크에 있어서 non-AP 무선디바이스들 간의 피어투피어 연결이 확립되어 있다. 이 연결은 데이터 및/또는 컨트롤 메시지 전송을 위해 사용될 수 있다. 무선디바이스들은 지향성 전송 또는 수신이 가능할 수 있다. 몇 실시 예에 따르면 무선디바이스들은 quasi-omni 지향성 전송 또는 수신이 가능할 수 있다.

데이터 및/또는 컨트롤 메시지를 피어투피어 연결을 통한 목적지 스테이션과 같은다른 무선디바이스로 전송하는 소스스테이션이 무선디바이스들 중의 하나가 될 수 있다. 이러한 피어투피어 연결을 확립하기 위하여 소스스테이션은 무선채널이 선택된 듀레이션 동안 유휴한지를 결정하기 위해 무선채널을 거의 모든 방향에서 감지할 수 있다.

무선채널을 감지함에 있어서 소스스테이션은 지향성 모드일 수 있다. 소스스테이션은 첫 번째 슬롯 시간 구간 동안 첫 번째 방향으로 첫 번째 각도 범위를 커버하는 지향성 안테나 시스템을 지향하게 할 수 있다. 이를 통해 소스스테이션은 두 번째 슬롯 시간 구간 동안 두 번째 방향으로 두 번째 각도를 커버하는 채널을 감지하기 위해 안테나 시스템의 방향을 바꿀 수 있게 된다. 소스스테이션은 이 단계를 이어지는 시간 구간들 각각에 대해 거의 모든 방향들을 커버할 때까지 다른 방향들로 반복할 수 있다. (예를 들면 3번째부터 k번째까지 슬롯 시간 구간들)

첫 번째부터 k 번째까지의 슬롯 시간 구간들 전체의 듀레이션은 선택된 듀레이션과 같거나 그보다 적을 수 있다. 지향성 안테나 시스템에 의해 커버되는 각도 범위에 기반하여 슬롯 시간 구간들의 개수가 선택될 수 있다. 일 실시 예에 따르면 지향성 안테나 시스템의 각도범위가 서로 다른 방향들에 대해서 약 360도/k 일 때 슬롯 시간 구간들의 개수가 k이면 모든 방향을 커버할 수가 있다. 예를 들어 지향성 안테나 시스템의 각도 범위가 약 90도라면 슬롯 시간 구간의 개수는 360도/90도 이므로 4가 된다. 다른 실시 예에 의하면 지향성 안테나 시스템이 k 개의 서로 다른 방향들에 대해 둘 이상의 다른 각도 범위를 가지면 슬롯 시간의 개수는 k가 되면 모든 방향들을 커버할 수 있다. 그러므로 선택된 듀레이션이 첫 번째부터 네 번째의 슬롯 시간 구간들을 포함하면 모든 방향들을 커버할 수 있게 된다. 이에 따라 소스스테이션은 채널이 피어투피어 연결이 가능한지 확신할 수 있다.

몇 실시 예에 따르면 목적지 스테이션이 데이터 및/또는 컨트롤 메시지 전송이 가능한지 소스스테이션에서 판단할 때 소스스테이션은 무선 채널의 가능여부를 감지하는것과 관련하여 상술한 사항과 비슷한 스킴을 사용할 수 있다. 예를 들어 소스스테이션은 거의 모든 방향을 커버하기 위해 지향성 안테나 시스템을 사용하여 목적지 스테이션에 다수의 요청들을 서로 다른 방향들로 순차적 전송할 수 있다. 더욱이 목적지 스테이션은 다수의 응답을 소스스테이션에 서로 다른 방향으로 전송함에 있어서 지향성 안테나 시스템을 이용하여 거의 모든 방향들을 커버할 수 있다. 이러한 방법을 통해서 소스 스테이션과 목적지 스테이션은 각각의 지향성 안테나 시스템을 통해 무지향성 전송을 모방할 수 있다.

이 명세서에서 실시 예들은 IEEE 802.11 규약의 프로토콜들의 수정을 위해 설명된다.(In this document, embodiments will be described as modifications to protocols under IEEE 802.11) 그러나 숙련된 기술자라면 실시 예들이 피어투피어 연결을 위한 어떠한 적절한 경쟁기반 채널 접근 프로토콜들에도 적용될 수 있어서 감사하게 생각하게 될 것이다.

도 5에 의해 경쟁기반 채널 접근에 의한 무선디바이스들 간의 피어투피어 연결을 확립하는 방법의 일 실시 예가 이하 설명될 것이다.

도 5는 소스 스테이션과 목적지 스테이션 사이의 메시지 교환을 도시하는 타이밍 다이어그램이다. 소스 및 목적지 스테이션 둘 다는 지향성(directional) 송신/수신, 및 선택적으로 쿼시-옴니(quasi-omni) 디렉셔널 송신/수신을 할 수 있다. 소스 및 목적지 스테이션은 대략 6GHz 이상인 채널 주파수, 예를 들어, 60GHz를 이용할 수 있다. 다른 실시예들에서, 소스 및 목적지 스테이션은 테라헤르쯔(Terahertz) 범위에서 채널 주파수를 이용할 수 있다.

제시되는 실시예에서, 소스 및 목적지 스테이션은 IEEE 802.11에 의하여 정의되는 분산 조정 함수(DCF; Distributed Coordination Function)와 유사한 베이직 매체 접근 프로토콜을 이용할 수 있다. DCF는 사용중인(busy) 매체 상태를 따르는 랜덤 백오프 시간 및 캐리어 감지 다중접속/충돌 회피방식(CSMA/CA; Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance) 프로토콜의 이용을 통하여 무선 디바이스들의 호환가능한 물리적 레이어(PHY)들 사이의 자동 매체 공유를 가능하게 한다. CSMA/CA 프로토콜은 충돌들이 가장 발생하기 쉬운 지점에서, 무선 매체(또는 무선 채널)을 액세스하는 다중 무선 디바이스들사이의 충돌 확률을 감소시키기 위하여 설계된다. DCF의 다른 상세사항들은 IEEE 802.11에 개시되어 있다. 본 명세서에서의 실시예들이 IEEE 802.11 하에서 DCF에 관하여 기술하더라도, 당업자는 본 명세서에 기술되는 실시예들이 다른 무선 표준들의 프로토콜들과 함께 이용되도록 또한 적응될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

도 5를 참조하면, 패킷(예를 들어, 데이터 패킷)을 무선으로 송신하려는 소스 스테이션은 DIFS(DCF Interface Space)로 불리는 듀레이션에 대한 무선 채널을 감지한다. DIFS 동안에, 소스 스테이션은 채널이 유휴상태인지 여부를 결정하고, 그리고 상기 채널이 유휴 상태라는 것을 확정하기 위하여 DIFS의 끝까지 대기한다. 채널이 사용중인 경우에는, 소스 스테이션은 랜덤 구간(period)으로 연기(defer)되고, 그리고 상기 연기된 구간이 종료한 이후에 다시 채널을 감지한다.

DIFS의 끝까지 무선 채널이 유휴 상태라면, 소스 스테이션은 목적지 스테이션으로 어드레싱된 mRTS(multiple request-to-send) 메시지들(510)을 송신한다. mRTS 메시지들(510) 중 하나 이상을 수신하자마자, 목적지 스테이션은 SIFS(Short Interframe Space)로 불리는 구간 동안 대기한다. 목적지 스테이션이 소스 스테이션과 피어-투-피어 접속을 할 수 있는 경우, 목적지 스테이션은 소스 스테이션으로 어드레싱된 mCTS(multiple clear-to-send) 메시지들(520)을 송신할 수 있다. mCTS 메시지들(520) 중 하나 이상을 수신하자마자, 소스 스테이션은 SIFS 동안 대기하고, 그리고 나서 목적지 스테이션으로 하나 이상의 데이터 패킷들(530)을 송신한다. 데이터 패킷들(530)의 송신이 종료된 이후에, 목적지 스테이션은 SIFS 동안 대기하고, 그리고 나서 소스 스테이션으로 확인응답(ACK)을 송신한다.

도 6을 참조하여, 도 5의 DIFS의 상세사항들이 이하에 기술된다. 제시되는 DIFS는 복수의 슬롯 시간 구간들(610), SIFS 구간(620), 부가적인 슬롯 시간 구간(630)을 순서대로 포함한다.

복수의 슬롯 시간 구간들(610)은 처음부터 k번째 슬롯 시간 구간들(ST1-STk)을 포함할 수 있다. 처음부터 k번째 슬롯 시간 구간들(ST1-STk) 각각은 복수의 부-구간(sub-period)들을 포함할 수 있다. 상기 슬롯 시간 구간들(ST1-STk)은 서로 동일한 구간 및 부-구간들을 가질 수 있다. 상기 슬롯 시간 구간들(ST1-STk) 각각은 방향에서 채널이 사용중이거나 유휴 상태인지 여부를 결정하기 위하여 선택되는 방향에서 채널을 감지하기 위하여 필요한 최소의 시간을 제공할 수 있다. 몇몇의 실시예들에서, 상기 슬롯 시간 구간들(ST1-STk) 각각의 구성은 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aSlotTime와 동일하거나 또는 유사할 수 있다.

일 실시예에서, i번째 슬롯 시간 구간(STi)은 도 6에 도시되는 바와 같이 처음부터 네 번째까지의 부-구간들(611i, 612i, 613i 및 614i)을 가질 수 있다. 다른 슬롯 시간 구간들(ST1 내지 STi-1, 및 STi+1 내지 STk)은 i번째 슬롯 시간 구간(STi)에서와 같은 동일한 구성을 가질 수 있다.

제 1 부-구간(611i)은 무선 디바이스(예를 들어, 소스 스테이션)의 CCA(clear channel assessment) 매커니즘이 선택되는 방향에서 채널이 사용중이거나 또는 유휴 상태인지를 결정하기 위하여 상기 선택되는 방향에서 무선 채널을 액세스 할 수 있는 동안의 최소의 시간 구간이다. 일 실시예에서, 제 1 부-구간(611i)은 구간으로 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aCCATime와 동일하거나 또는 유사할 수 있다. 하지만, 당업자는 상기 제 1 부-구간(611i)이 시스템 구현에 따라서 가변하는 구간을 가질수 있다는 것을 이해할 것이다.

두 번째 부-구간(612i)은 채널 상에서 프레임의 심볼을 수신하는 것으로부터 상기 채널의 다음 프레임의 프리앰블의 제 1 심볼을 송신하는 것으로 스위칭하기 위하여 무선 디바이스의 PHY 레이어가 취하는 최대의 시간 구간이다. 일 실시예에서, 제 2 부-구간(612i)은 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aRxTx-TurnaroundTime 과 동일하거나 또는 유사하다. 하지만, 당업자는 제 2 부-구간(612i)이 시스템 구현에 따라서 가변하는 구간을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

제 3 부-구간(613i)은 무선 디바이스로부터 수신중인 무선 디바이스로 트레블링하기 위하여 상기 무선 디바이스로부터의 신호를 취하는 예견된 시간 구간이다. 일 실시예에서, 상기 제 3 부-구간(613i)은 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aAirPropagationTime와 동일하거나 유사하다. 하지만, 당업자는 상기 제 3 부-구간(613i)이 시스템 구현에 따라서 가변하는 구간을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

제 4 부-구간(614i)은 무선 디바이스의 MAC 레이어가 프레임을 프로세싱하고 그리고 상기 프레임에 대한 응답을 준비하기 위하여 사용하는 명목상의 시간 구간이다. 일 실시예에서, 상기 제 4 부-구간(614i)은 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aMACProcessingDelay와 동일하거나 또는 유사하다. 하지만, 당업자는 제 4 부-구간(614i)이 시스템 구현에 따라서 가변하는 구간을 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

그러므로, i번째 슬롯 시간 구간(STi)은 이하의 식 1로 표현될 수 있다.

식 1

i-th aSlotTime = aCCATime + aRxTxTurnaroundTime + aAirPropagationTime + aMACProcessingDelay

SIFS 구간(620)은 단일 다이얼로그(예를 들어, 데이터 프레임 및 상기 데이터 프레임의 수신을 확인하는 ACK)에 속하는 개별 송신들에 사용된다. 상기 SIFS 구간(620)은 최소의 인터프레임 공간인 SIFS 동안 지속될 수 있다. 이런 주어진 시간에서 송신하기 위하여 항상 최대 한 개의 단일 무선 디바이스가 있을 수 있고, 그러므로, 모든 다른 무선 디바이스들 중에서 가장 높은 우선순위를 갖는다. 최소의 인터프레임 공간의 값은 무선 디바이스의 PHY 레이터 마다 고정될 수 있다. SIFS 구간(620)은 수신 모드로 스위칭 백(switch back)하고 유입하는 패킷을 디코딩하는 것을 준비하기 위하여 무선 스테이션에 대한 지연을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, SIFS 구간(620)은 IEEE 802.11 표준에 의하여 특정되는 aSIFSTime과 동일한 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 SIFS 구간(620)은 이하의 식 2로 표현될 수 있다.

식 2

aSIFSTime = aRxRFDelay + aRxPLCPDelay + aMACProcessingDelay + aRxTxTurnaroundTime

식 2에서, aRxRFDelay는 PLCP(physical layer convergence procedure)로의 PMD-DATA(physical medium dependent-DATA) 표시의 발행(issuance)과 무선 인터페이스에서 심볼의 끝 사이의 명목상의 시간(마이크로 초 단위)이다. aRxPLCPDelay 는 PLCP가 PMD 수신 경로로부터 MAC로 비트를 전달하기 위하여 사용되는 명목상의 시간(마이크로 초 단위)이다. MACProcessingDelay 는 및 aRxTxTurnaroundTime는 전술한 i번째 슬롯 시간 구간(STi) 의 것들과 같은 것일 수 있다. 이런 심볼들의 상세한 정의들은 참조로서 본 명세서에 통합되는 모든 버전들 , IEEE 802.11 명세서들에 의하여 제공된다.

부가적인 슬롯 시간 구간(630)은 제 1 로부터 k번째 슬롯 시간 구간들(ST1-STk)중 하나의 구간과 동일한 구성을 가질 수 있다. 그러므로, 부가적인 슬롯 시간 구간(630)은 이하의 식 3으로 표현될 수 있다. 식 3에서의 심볼들의 상세사항들은 i번째 슬롯 시간 구간(STi)와 관련한 상기 기술과 같을 수 있다.

식 3

Additional aSlotTime = aCCATime + aRxTxTurnaroundTime + aAirPropagationTime + aMACProcessingDelay

제시되는 실시예에서, 무선 디바이스들은 예를 들어, 60GHz의 주파수로 지향성 송신들을 수행한다. 구간으로 IEEE 802.11하에서 aCCATime와 유사한 제 1 부-구간(611i)은 선택되는 방향에서 채널을 감지하기 위하여 무선 디바이스에 대한 최소의 시간이 되도록 재-정의된다.

식 4

aDIFSTime = k * aSlotTime + aSIFSTime + aSlotTime

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지향성 무선 디바이스들 사이의 피어투피어(peer-to-peer) 연결을 경유한 통신 방법은 하기에서 설명된다. 도시된 방법은 소스 스테이션에 의해 수행될 수 있다.

단계 710에서, 소스 스테이션은 목적지 스테이션으로 전송될 데이터를 가지는지를 결정한다. 단계 710에서, 아니오(NO)라면, 선택된 타임 구간 동안 대기하고, 목적지 스테이션으로 전송될 데이터를 가지는지를 다시 결정한다.

만약, 단계 710에서 예(YES)라면, 본 방법은 단계 720으로 이동되며, 소스 스테이션은 DIFS 구간 동안 채널을 감지한다. DIFS 구간의 세부 내용은 도 6 및 7과 연관되어 상기에서 설명된 것처럼 될 수 있다.

복수의 무선 디바이스들 STA-1 부터 STA-5까지, STA-X, STA-Y를 포함하는 무선 네트워크를 도시하는 도 8을 참조하면, 소스 스테이션 STA-X는 DIFS 구간 동안 채널을 감지한다. 소스 스테이션 STA-X는 선택된 방향에서 채널을 한번에 감지하는 것을 수행하는 반면에, 다수의 방향들을 커버하기 위해서는 감지하는 것을 반복하고, 이에 의해 채널의 무지향성(omni-directional) 감지를 에뮬레이트(emulate)한다. 도시된 실시예에서, 소스 스테이션 STA-X는 슬롯 타임 구간들의 하나 동안 약 360°/5도 또는 72°의 각도 범위를 커버할 수 있다. 도시된 실시예에서, 서로 인접한 감지 방향들의 각도 범위는 이들 사이에 갭(gap) 또는 오버랩(overlap)이 없다. 그러나, 다른 실시예에서, 인접한 방향들의 각도 범위들 사이에 오버랩 또는 갭이 존재할 수 있다.

따라서, 도시된 실시예에서, DIFS 구간(도 6)의 슬롯 타임 구간들(610)은 제1에서 제5 슬롯 타임 구간들(ST1-ST5)를 포함할 수 있다. 슬롯 타임 구간들(ST1-ST5)의 각각 동안, 소스 스테이션 STA-X는 방향들의 각각 하나의 채널의 감지를 수행할 수 있고, 따라서, 전체적인 하나의 a SlotTime60GHz 동안 실질적으로 모든 방향들을 커버한다. 당업자는 소스 스테이션의 각도 범위가 소스 스테이션의 구성에 따라 매우 다양할 수 있다는 것을 알 것이고, 따라서, 소스 스테이션의 각도 범위에 따라 슬롯 타임 구간들(610) 내 슬롯 타임 구간들의 개수 또한 다양할 수 있다.

도 7을 다시 참조하면, 단계 730에서, 소스 스테이션은 채널이 유휴(idle)인지 결정한다. 단계 730에서, 예(YES)라면, 본 방법은 단계 740으로 진행한다. 만약 단계 740에서, 아니오(NO)라면 본 방법은 단계 710으로 되돌아간다.

일부 실시예에서, 만약 채널이 유휴라면, 소스 스테이션이 mRTS 메시지들을 송신하기 전 추가적인 디퍼럴(deferral) 시간을 위하여 IEEE 802.11과 같이 랜덤 백오프(backoff) 구간을 형성한다. 랜덤 백오프의 세부사항은 IEEE 802.11에 설명된 것과 같이 될 수 있다. 추가적인 디퍼럴 시간은 슬롯들의 개수에 관한 것으로서, 하나의 슬롯은 일 방향에서 선명한 채널 평가(Clear Channel Assessment: CCA)를 수행할 만큼 충분히 크다. 다른 실시예에서, 백오프는 aSlotTime60GHz에 관한 것이 될 수 있다. 만약 채널이 사용 중이라면, 소스 스테이션은 백오프를 취소하고, 802.11과 같이 또 다른 경쟁의 라운드(round)를 시작한다.

단계 740에서, 도 5의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, 소스 스테이션은 mRTS(multiple request-to-send) 메시지들을 복수의 방향으로 송신할 수 있다. mRTS 메시지들의 프레임 포맷의 세부사항들은 도 12(A)를 참조하여 하기에서 설명될 것이다.

도 9(A)-9E를 참조하면, 단계 740에서 발생하는 프로세스의 일 실시예가 설명될 것이다. 도 9(A)에서, 소스 스테이션 STA-X는 약 360°/k의 제1각도 범위를 커버하는 제1방향으로 제1의 mRTS 메시지를 송신하며, 여기에서 k는 mRTS 메시지들이 송신되는 방향들의 개수이다. 도시된 실시예에서, mRTS 메시지들은 다섯 방향들로 송신되고, 따라서, 제1각도 범위는 약 360°/5, 또는 72°이다. 도 9(B)에서, 소스 스테이션 STA-X는 제1의 각도 범위와 동일한 약 72°의 제2의 각도 범위를 커버하는 제2의 방향으로 제2의 mRTS 메시지를 송신한다. 목적지 스테이션 STA-Y는 제2의 각도 범위 내에 있기 때문에, 목적지 스테이션 STA-Y는 제2의 mRTS를 수신할 수 있다.

다음으로, 소스 스테이션 STA-X는 도 9(C)에 도시된 바와 같이, 제1의 각도 범위와 동일한 약 72°의 제3의 각도 범위를 커버하는 제3의 방향으로 제3의 mRTS 메시지를 송신한다. 순차적으로, 소스 스테이션 STA-X는 도 9(D)에 도시된 바와 같이, 제1의 각도 범위와 동일한 약 72°의 제4의 각도 범위를 커버하는 제4의 방향으로 제4의 mRTS 메시지를 송신한다. 마지막으로, 소스 스테이션 STA-X는 도 9(E)에 도시된 바와 같이, 제1의 각도 범위와 동일한 약 72°의 제5의 각도 범위를 커버하는 제5의 방향으로 제5의 mRTS 메시지를 송신한다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 mRTS 메시지들에 의해 커버되는 각도 범위(들)은 서로 상이할 수 있다.

도 4(B)에 도시된 바와 같이, 소스 스테이션 STA-X가 mRTS 메시지들을 송신하는 동안에, 소스 스테이션 STA-X는 지향성 모드에 있고, 목적지 스테이션 STA-Y는 쿼시-옴니 지향성 모드에 있다. 지향성 모드 및 쿼서-옴니 지향성 모드의 다른 세부사항은 도 3(A) 및 3(B)와 관련되어 상기에서 설명된 것처럼 될 수 있다.

도시된 실시예에서, 제1에서 제5의 방향들은 반시계방향으로 배열되고, 인접한 방향들의 각도 범위들은 서로간에 약간 오버랩된다. 그러나, 제1에서 제5의 mRTS 메시지들을 송신하는 순서는 반대 방향, 즉, 시계방향이 될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인접한 방향들의 각도 범위들 사이에 오버랩이 실질적으로 존재하지 않을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 인접한 방향들의 각도 범위들 사이에 갭이 존재할 수도 있다. 당업자는 소스 스테이션의 구성에 따라 소스 스테이션의 각도 범위가 매우 다양해질 수 있다는 것을 알 것이고, 따라서, 소스 스테이션의 각도 범위에 따라 mRTS 메시지들의 숫자 또한 다양해 질 수 있다.

도시된 실시예에서, 소스 스테이션 STA-X는 실질적으로 k개의 지향성 mRTS 메시지들 각각을 한 방향으로 송신한다. 또 다른 실시예에서, RTS 메시지의 듀레이션이 aSlotTime60GHz 듀레이션에 걸칠 수 있을 만큼 충분히 길도록, 소스 스테이션 STA-X는 쿼시-옴니 지향성 RTS 메시지를 송신할 수 있다.

도 7를 다시 참조하면, 단계 750에서, 소스 스테이션은 목적지 스테이션의 위치에 대한 정보를 가지는지를 결정한다(예를 들어, 목적지 스테이션과의 이전의 통신으로부터). 만약 단계 750에서 예라면, 소스 스테이션은 안테나 시스템을 단계 760b에서 목적지 스테이션을 향하여 지향시킨다. 단계 750에서 만약 아니오라면, 소스 스테이션은 안테나 시스템을 쿼시-옴니 지향성 모드로 변경한다. 쿼시-옴니 지향성 모드의 다른 세부사항은 도 3(B)와 관련되어 상기에서 설명된 것과 같이 될 수 있다.

순차적으로, 단계 770에서, 도 5의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, 소스 스테이션은 하나 이상의 mCTS 메시지(multiple clear-to-send message)들을 목적지 스테이션으로부터 수신할 수도 있다. mCTS 메시지들의 송신 및 수신의 세부사항은 도 10 및 도 11(A)-11(E)를 참조하여 후에 설명될 것이다. 추가적으로, mCTS 메시지들의 프레임 포맷의 세부사항은 도 12(B)를 참조하여 후에 설명될 것이다.

다음으로, 단계 780에서, 하나 이상의 mCTS 메시지들을 수신하자마자, 소스 스테이션은 도 5의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, mCTS 구간의 끝으로부터 SIFS 구간동안 대기할 것이다. 다음에, 단계 790에서, 소스 스테이션은 목적지 스테이션으로 데이터를 송신할 수 있다. 소스 및 목적지 스테이션은 빔포밍(beamforming) 프로토콜에 의해 결정된 최적의 송신 및 수신 방향들을 사용할 수 있다. 소스 스테이션이 목적지 스테이션으로부터 어떤 mCTS 메시지를 수신하지 못한 경우에, 본 방법은 단계 710으로 되돌아간다.

도 10을 참조하여, 도 7의 실시예에서 목적지 스테이션에 의해 수행되는 방법은 하기에서 설명될 것이다. 단계 1010에서, 목적지 스테이션은 안테나 시스템을 쿼시-옴니 지향성 수신 모드로 변경한다. 쿼시-옴니 지향성 모드의 다른 세부사항은 도 3(B)와 관련되어 상기에서 설명된 것과 같이 될 수 있다.

단계 1020에서, 목적지 스테이션은 도 5의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, 소스 스테이션으로부터 하나 이상의 mRTS 메시지들을 수신할 수도 있다. 단계 1030에서, 하나 이상의 mRTS 메시지들을 수신하면, 목적지 스테이션이 소스 스테이션과 피어투피어 연결을 형성할 수 있다면, 도 5의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, 목적지 스테이션은 복수의 방향들로 mCTS 메시지들을 송신할 수 있다.

도 11A 내지 도 11E을 참조하면, 일례에 따른 블록 1030에서의 프로세스는 이하와 같이 설명될 수 있다. 도 11A에서, 목적지 스테이션 STA-Y가 제1 mCTS 메시지를 대략 360°/k의 제1 각도 범위를 커버하는 제1 디렉션으로 전송한다. 여기서, k는 mCTS 메시지가 전송되는 디렉션의 개수이다. 상술한 실시예에서, mCTS 메시지는 5개의 디렉션으로 전송되며, 따라서, 제 1 각도 범위는 약 360°/5 또는 약 72°이다. 도 11B에서, 목적지 스테이션 STA-Y는 제2 mCTS 메시지를 제 1 각도 범위와 동일한 대략 72°의 제2 각도 범위를 커버하는 제2 디렉션으로 전송한다. 소스 스테이션 STA-X는 제2 각도 범위 내에 있기 때문에, 소스 스테이션 STA-X는 제2 mCTS를 수신할 수 있다.

이후, 도 11C에 도시된 바와 같이, 목적지 스테이션 STA-Y는 제3 mCTS 메시지를 제 1 각도 범위와 동일한 대략 72°의 제3 각도 범위를 커버하는 제3 디렉션으로 전송한다. 결과적으로, 도 11D에 도시된 바와 같이, 목적지 스테이션 STA-Y는 제4 mCTS 메시지를 제 1 각도 범위와 동일한 대략 72°의 제4 각도 범위를 커버하는 제4 디렉션으로 전송한다. 결국, 도 11E에 도시된 바와 같이, 목적지 스테이션 STA-Y는 제5 mCTS 메시지를 제 1 각도 범위와 동일한 대략 72°의 제5 각도 범위를 커버하는 제5 디렉션으로 전송한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 mCTS 메시지에 의해 커버되는 각도 범위는 다른 mCTS 메시지들과 상이할 수 있다.

도 4B에 도시된 바와 같이, 목적지 스테이션 STA-Y가 mCTS 메시지를 전송하는 동안에 목적지 스테이션 STA-Y는 지향성 모드이며, 목적지 스테이션 STA-X는 quasi-omni 지향성 모드이다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 만약 소스 스테이션 STA-X가 목적지 스테이션 STA-Y의 위치에 관한 정보를 가지고 있다면, 소스 및 목적지 스테이션 STA-X 및 STA-Y는 지향성 모드일 수 있다. 지향성 모드 및 quasi-omni 지향성 모드의 다른 세부 사항은 도 3A 및 3B에 이어 상기와 같이 설명될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 제1 내지 제5 디렉션은 시계 방향으로 배열되며, 인접 디렉션의 각도 범위들은 각각 경미하게 오버랩(overlap)된다. 그러나, 제1 내지 제5 mCTS 메시지를 전송하는 순서는 반대 방향(예를 들어, 반시계 방향)일 수 있다. 다른 실시예에서, 인접 디렉션의 각도 범위가 실질적으로 오버랩되지 않을 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 인접 디렉션 사이에 갭(gap)이 있을 수 있다. 기술자는 목적지 스테이션의 구성에 따라 목적지 스테이션의 각도 범위가 광범위하게 변할 수 있음을 인식할 수 있으며, 따라서, 목적지 스테이션의 각도 범위에 따라 mCTS 메시지의 개수 또한 변할 수 있다.

실시예에서, 목적지 스테이션 STA-Y는 k개의 mCTS 메시지 각각을 상이한 디렉션들 중에서 각각 하나의 디렉션으로 전송한다. 다른 실시예에서, 목적지 스테이션 STA-Y는 quasi-omni 지향성 CTS를 선택된 디렉션으로 전송할 수 있으며, 상기 CTS의 듀레이션(duration)은 aSlotTime60GHz 듀레이션(duration)이상으로 확대(span)되기에 충분하다.

도 10을 참조하면 블록 1040에서, 목적지 스테이션은, 소스 스테이션으로부터 데이터를 수신할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 데이터를 수신하는 동안에, 목적지 스테이션은 aknowledgment를 소스 스테이션에게 보낼 수 있다.

mRTS 및 mCTS 의 프레임 포맷( Frame Format )

도 12A를 참조하여 이하에서는 mRTS의 프레임 포맷(Frame Format)에 대하여 설명하기로 한다. mRTS 프레임 포맷 1200A는 프레임 제어 필드 1210a, 듀레이션 필드 1220a, 수신 주소 필드 1230a, 전송 주소 필드 1235a, mRTS 최종 시간 필드 1240a, 및 프레임 체크 시퀀스(FCS) 필드 1250a를 포함한다.

프레임 제어 필드 1210a는 프레임 1200A가 mRTS 프레임이라는 것을 가리키는 정보를 포함할 수 있다. 프레임 제어 필드 1210a는 예를 들어, Protocol Version, Type, Subtype, To DS, From DS, More Fragments, Retry, Power Management, More Data, Protected Frame 및 Order와 같은 다양한 하위 필드(sub field)를 포함할 수 있다. 프레임 제어 필드 1210a의 다른 세부 사항은 IEEE 802.11에서 설명된 바와 같을 수 있다.

듀레이션 필드 1220a는 무선 채널이 데이터 프레임 및 그에 따른 acknowledge(ACK) frame을 전송하기 위해 예약될 수 있는 시간의 구간을 가리킬 수 있다. 일 실시예에서, 듀레이션 필드 1220a은 16bit의 길이일 수 있으며, 마이크로 초의 값을 포함할 수 있다. 듀레이션 필드 1220a의 다른 세부 사항은 IEEE 802.11에서 설명된 바와 같을 수 있다.

수신 주소 필드 1230a는 mRTS메시지의 의도된 수신자인 목적지 스테이션의 주소를 포함할 수 있다. 전송 주소 필드 1235a는 mRTS 프레임 1200A를 전송하는 소스 스테이션의 주소를 포함할 수 있다. 수신 주소 필드 1230a 및 전송 주소 필드 1235a의 다른 세부 사항은 IEEE 802.11에서 설명된 바와 같을 수 있다.

mRTS 최종 시간 필드 1240a는, 목적지 스테이션이 상기 시퀀스에서 다음(next) 프레임(예를 들어, mCTS 프레임)을 언제 전송할 지를 결정할 수 있도록 mRTS 프레임 1200A이 종료되는 때를 가리키는 값을 포함할 수 있다. 따라서, 목적지 스테이션에 의한 mCTS 프레임의 전송은 소정의 mRTS 종료 시간 이전에는 시작되지 않는다.

FCS field 1250a는 전송 중의 오류(error)를 수정하기 위한 cyclic redundancy code(CRC)를 포함할 수 있다. CRC는 23 bit CRC일 수 있다. CRC는 프레임 제어 필드 1210a, 듀레이션 필드 1220a, 수신 주소 필드 1230a, 전송 주소 필드 1235a 및 mRTS 최종 시간 필드 1240a 전체에 걸쳐 계산될 수 있다.

도 12(B)를 참조하여, mCTS 메시지의 프레임 포맷이 이하 서술될 것이다. 서술된 mCTS 프레임 포맷은, 프레임 제어 필드(1210b), 듀레이션 필드 (1220b), 수신 주소 필드(1230b), mCTS 최종 시간 필드(1240b), 및 프레임 체크 시퀀스 (FCS) 필드(1250b)를 포함한다.

프레임 제어 필드(1210b)는, 프레임 (1200B)이 mCTS 프레임이라고 표시하는 정보를 담고 있을 수 있다. 프레임 제어 필드(1210b) 에 대한 다른 세부사항들은 도 12(A)의 mRTS 프레임의 프레임 제어 필드(1210a)와 관련하여, 상술된 것과 같을 수 있다.

듀레이션 필드(1220b)는 무선 채널이 데이터 프레임 및 회신 확인 (ACK) 프레임을 전송하기 위해 예약되는 시간 주기를 나타낼 수 있다. 듀레이션 필드(1220b)의 다른 세부 사항들은 도 12(A)의 mRTS 프레임의 듀레이션 필드(1220a)와 관련하여 상술된 것과 같을 수 있다.

수신 주소 필드(1230b)는 mCTS 메시지의 의도된 수신자, 즉 소스 스테이션의 주소를 담고 있을 수 있다. 수신 주소 필드(1220b)의 다른 세부 사항들은 도 12(A)의 mRTS 프레임의 수신 주소 필드(1220a)와 관련하여 상술된 것과 같을 수 있다.

mCTS 최종 시간 필드(1240b)는, mCTS 프레임이 종료됨으로써, 소스 스테이션이 시퀀스 내에서, 언제 다음 프레임, 예컨대, 데이터 프레임을 전송할 수 있는지를 나타내는 값을 담고 있을 수 있다. 따라서, 소스 스테이션에 의한 전송들은 특정 mCTS 최종 시간 이전에는 시작하지 않는다.

FCS 필드(1250b)는, 전송 동안에 에러 정정을 위한, CRC(cyclic redundancy code)을 담고 있을 수 있다. FCS 필드(1250b)의 다른 세부사항들은, 도 12(A)의 mRTS 프레임의 FCS 필드(1250a)와 관련하여 상술된 것과 같을 수 있다.

상술된 mRTS 및 mCTS의 프레임 포맷들은, IEEE 802.11에 설명된 RTS 및 CTS 세트의 프레임 포맷들의 수정 버전이다. 그러나, 당업자는, 예컨대 mRTS 최종 시간 또는mCTS 최종 시간과 같은 동작을 위해 필요한 정보를 제공할 수 있는 한, 프레임 포맷들의 다양한 다른 구성들이 mRTS 및 mCTS을 위해 사용될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

서술된 방법들은, 예컨대 60 GHz 인, 6 GHz과 동일하거나 같은 주파수를 사용하는 무선 디바이스들인, 지향성 전송/수신 성능을 갖는 무선 디바이스들을 위한 경쟁-기반 채널 접근을 할 수 있도록 한다. 특히 본원발명의 방법은 피어-투-피어 링크를 확립하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 방법은 액세스 포인트와 같은, 중심 코디네이터(centralized coordinator)의 사용 없이 수행될 수 있다. 본원발명의 방법은 다수 방향들에서, 다중 채널 감지 기회들을 용이하게 함으로써, 지향성 데이터 전송의 신뢰도를 향상시키다. 또한, 본원발명의 방법은, IEEE 802.11의 DCF 모드와 호환이 가능할 수 있다.

상기 구체적인 설명들은 다양한 실시예들에 적용된 바와 같은 본 발명의 신규한 특징들을 개시, 기술 및 지적하고 있지만, 형식에 있어서, 많은 생략들 및 치환들 및 변화들과 기술된 시스템의 구체적인 사항은 본 발명의 의도를 벗어남 없이 당업자에 의하여 구현 가능하다.

Claims

비액세스 포인트 (non-access point) 무선 디바이스들을 포함하는 무선 네트워크 통신 방법에 있어서,
지향성 안테나 시스템을 제 1 방향으로 향하게 하여, 제 1 슬롯 시간 구간 동안 상기 제 1 방향에서 무선 채널이 유휴인지를 감지하는 단계;
상기 지향성 안테나 시스템을 상기 제 1 방향과 상이한 제 2 방향으로 향하게 하여, 제 2 슬롯 시간 구간 동안 상기 제 2 방향에서 상기 무선 채널이 유휴인지를 감지하는 단계; 및
상기 감지하는 단계들을 통하여, 상기 무선 네트워크에서 상기 지향성 안테나 시스템을 갖는 비액세스 포인트 무선 디바이스가 상기 무선 채널이 피어 투 피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계를 포함하고,
상기 무선 디바이스들은 경쟁-기반 채널 액세스에 의하여 피어 투 피어 링크를 형성하는 것이 가능하고, 상기 무선 디바이스들은 상기 무선 채널에 액세스하는 경우 시간과 경쟁하지 않는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 채널은 6 기가헤르쯔(GHz) 이상의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 무선 채널이 피어 투 피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계는 상기 무선 채널이 모든 방향들에서 감지될 때까지, 상기 지향성 안테나를 다른 방향으로 향하게 하여, 다른 슬롯 시간 구간들 동안 다수의 다른 방향들에서 상기 무선 채널이 유휴인지 반복적으로 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 둘 이상의 다른 방향들에 대하여 다른 각도 범위들을 커버하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 다른 방향들 각각에서 360°/k의 각도 범위를 커버하도록 구성되며, 상기 무선 채널이 피어 투 피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계는 k개의 슬롯 시간 구간들 각각의 하나 동안 k개의 다른 방향들 각각에서 유휴한지 반복적으로 감지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 무선 채널이 피어 투 피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계는 상기 무선 채널이 분산 조정 함수(Distributed Coordination Function, DCF) 인터프레임 스페이스(Interframe Space, DIFS)의 적어도 부분 동안 상기 피어투피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 6 항에 있어서,
상기 k개의 슬롯 시간 구간들 각각은 하나의 aSlotTime의 듀레이션(duration)과 동일한 듀레이션을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 7 항에 있어서,
상기 k개의 슬롯 시간 구간들 각각은 차례차례로 aCCATime, aRxTxTurnaroundTime, aAirPropagationTime 및 aMACProcessingDelay를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 8 항에 있어서,
상기 무선 채널이 피어 투 피어 링크 형성이 가능한지 결정하는 단계는 상기 k개의 슬롯 시간 구간들의 끝 이후, short interframe space(SIFS) 구간 동안 대기하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 무선 디바이스는 상기 무선 네트워크에서 다른 비액세스 포인트 무선 디바이스와 링크를 형성하는 다른 방향들에서 복수의 요청들을 송신하는 단계; 및
안테나 소자들의 어레이를 포함하는 지향성 안테나 시스템을 갖는 다른 무선 디바이스는 상기 지향성 안테나를 이용하여 상기 링크를 형성하는 하나 이상의 응답 메시지들을 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 응답 메시지들을 송신하는 단계는 상기 다른 무선 디바이스의 상기 지향성 안테나 시스템의 안테나 소자들보다 적게 이용하여 선택된 방향에서 응답 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 응답 메시지를 송신하는 단계는 상기 k개의 슬롯 시간 구간의 전체 듀레이션과 동일한 듀레이션 동안 하나의 응답 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제1항에 있어서,
제1 시간 슬롯 구간 동안, 상기 채널이 유휴 상태인지를 감지하는 단계는:
제1 서브-구간 동안, 상기 채널이 사용 상태 또는 유휴 상태인지를 감지하기 위해 제1 방향으로 상기 채널에 접근하는 단계;
제2서브-구간 동안, 상기 채널 상에서 프레임의 심볼을 수신하기 위한 제1 모드로부터 상기 채널 상에서 심볼을 전송하기 위한 제2 모드로, 상기 무선 디바이스의 물리 계층을 변경하는 단계;
제3 서브-구간 동안, 상기 무선 네트워크에서, 상기 무선 디바이스로부터 다른 하나의 무선 디바이스로 채널 상에서 이동하기 위한 신호를 기다리는 단계; 및
제4 서브-구간 동안, 상기 무선 디바이스의 MAC(medium access control) 계층에서 수신된 프레임을 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법은:
상기 무선 네트워크에서, 상기 무선 디바이스에 의해 다른 하나의 비액세스 포인트 무선 디바이스와의 링크를 확립하기 위한 다수의 요청들을 전송하는 단계를 더 포함하며,
상기 요청들은:
지향성 안테나 시스템을 제1 요청 전송 방향 향하게 함으로써, 제1 요청 전송 방향으로 제1 요청을 전송하고,
지향성 안테나 시스템을 제2 요청 전송 방향으로 향하게 함으로써, 제2 요청 전송 방향으로 제2 요청을 전송함으로써, 상기 다른 무선 디바이스로 주소 지정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제14항에 있어서,
상기 다수의 요청들을 전송하는 단계는 상기 요청이 실질적으로 모든 방향으로 전송될 때까지 상기 지향성 안테나를 다른 방향으로 향하게 하여 반복해서 또다른 요청을 다른 방향으로 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제15항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 각 제1 및 제2 요청 전송 방향에서 360도/k에 대한 각도 범위를 커버하기 위해 구성되고,
상기 다수의 요청들을 전송하는 단계는 k개의 요청 각각을 각각 다른 방향으로 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제14항에 있어서,
상기 안테나 시스템은 안테나 소자들의 배열을 포함하고,
상기 방법은 상기 안테나 소자들의 전부보다 적은 수를 사용함으로써 응답 메시지를 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제17항에 있어서,
응답 메시지의 종료로부터 SIFS(short interframe space) 기간 동안 대기하는 것을 더 포함하고,
SIFS 기간 동안 대기한 후에 데이터를 상기 다른 무선 디바이스로 전송하는 것을 포함하는 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법
제14항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템을 선택된 방향으로 향하여 응답 메시지를 수신하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법
제14항에 있어서,
상기 다수의 요청들 중 적어도 하나는 상기 요청의 종료 시간을 나타내는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제20항에 있어서,
상기 적어도 하나의 다중 요청은 적어도 하나의 프레임 제어 필드, 듀레이션 필드, 수신 주소 필드, 전송 주소 필드, 프레임 체크 시퀀스 필드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
경쟁 기반 채널 접속에 의해 피어 투 피어 링크를 형성할 수 있고, 무선 채널에 접속하기 위해 언제라도 경쟁하는 것이 자유로운 non-AP 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크 통신 방법에 있어서
무선 네트워크 상에서 non-AP 무선 디바이스에 의해 무선 네트워크상의 또다른 non-AP 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해, 안테나 소자의 정렬을 포함하는 지향성 안테나 시스템을 포함하는 상기 무선 디바이스에 제기된 요청을 수신하는 단계;
상기 링크를 형성하기 위해, 상기 지향성 안테나 시스템을 제1 응답 전송 방향으로 향하게 하여, 제1 응답 전송 방향으로 제1 응답을 전송하는 것에 의해 상기 다른 무선 디바이스에 제기되고 있는 다중 응답을 상기 무선 디바이스에 의해 전송하는 단계; 및
상기 지향성 안테나 시스템을 제2 응답 전송 방향으로 향하게 하여 제2 응답 전송 방향으로 제2 응답을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제22항에 있어서,
상기 요청을 수신하는 것은 모든 상기 안테나 소자보다 적게 사용하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제22항에 있어서,
상기 다중 응답을 전송하는 것은 상기 응답이 실질적으로 모든 방향으로 전송될 때까지 상기 지향성 안테나를 다른 방향으로 향하게 하여 반복해서 또다른 응답을 다른 방향으로 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제24항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 각 제1 및 제2 응답 전송 방향에서 360도/k에 대한 각도 범위를 커버하기 위해 구성되고,
상기 다중 응답을 전송하는 단계는 각기 다른 방향의 k개의 응답을 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
경쟁 기반 채널 접속에 의해 피어 투 피어 링크를 형성할 수 있고, 언제라도 무선 채널에 접속하기 위해 경쟁하는 것이 자유로운 non-AP 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크 통신 방법에 있어서
상기 무선 네트워크 상에서 지향성 안테나 시스템을 가지는 제1 non-AP 무선 디바이스에 의해서 무선 채널이 피어 투 피어 링크를 형성하기 위해 이용 가능한지 여부를 결정하는 단계;
상기 무선 채널이 이용 가능한지 여부를 결정하는 단계는 상기 채널이 각 different slot time period의 하나인 동안 각각의 다른 방향에서 유휴인지 반복해서 감지하는 것을 포함하고,
제2 무선 디바이스에 제기되고 있는 다중 요청 각각을, 상기 무선 네트워크 상의 제2 non-AP 무선 디바이스와 링크를 형성하기 위해 각각 다른 방향으로 제1 무선 디바이스에 의해 순차적으로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제26항에 있어서,
상기 무선 채널이 이용 가능한지 여부를 결정하는 단계는 상기 무선 채널이 실질적으로 모든 방향에서 감지할 때까지 상기 채널이 복수의 다른 방향에서 유휴인지를 반복해서 감지하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법
제26항에 있어서,
상기 적어도 하나의 다중 요청은 상기 다중 요청의 전송 완료의 종료시간을 나타내는 필드를 포함하고, 상기 다중 응답을 전송하는 단계는 상기 종료 시간 후에 상기 다중 응답의 첫번째 것을 전송하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
제26항에 있어서,
상기 적어도 하나의 다중 응답은 상기 다중 응답의 완료된 전송의 종료 시간을 나타내는 필드를 포함하고, 상기 방법은 상기 종료 시간 이후에 제1 무선 디바이스로부터 제2 무선 디바이스로 데이터를 전송하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 방법.
복수의 non-AP 무선 디바이스를 포함하는 무선 네트워크 상의 무선 통신을 위한 non-AP 무선 장치에 있어서,
지향성 안테나 시스템 및;
무선 채널에 접속하기 위해 언제라도 경쟁하는 것이 자유로운 non-AP 무선 디바이스에 있어서, 경쟁 기반 채널 접속에 의해 피어 투 피어 연결을 형성하기 위해 구성되고,
상기 지향성 안테나 시스템을 이용하여,
상기 지향성 안테나 시스템을 제1 방향으로 향하게 하여 제1 slot time period동안 제1 방향에서 상기 채널이 유휴인지 여부를 감지하는 것 및 상기 지향성 안테나 시스템을 제2 방향으로 향하게 하여 제2 slot time period 동안 제1방향과 다른 제2방향이 유휴상태인지 감지하는 것에 의해
무선 채널이 피어 투 피어 연결을 형성하는 것이 가능한지 여부를 결정하기 위해 더 구성되는 MAC layer를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치
제30항에 있어서,
상기 무선 채널은 6GHz와 동일 또는 그 이상인 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제30항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 무선 채널이 실질적으로 모든 방향들에서 감지될 때까지 상기 지향성 안테나를 다수의 다른 방향들로 맞춤으로써 다른 슬롯 시간 구간들 동안 상기 다른 방향들로 상기 채널이 유휴 상태인지 반복적으로 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제32항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 둘 또는 그 이상의 다른 방향들에 대한 서로 다른 각도 범위들을 커버할 수 있도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제32항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 상기 다른 방향들 각각에서 360도/k의 각도 범위를 커버할 수 있도록 설정되며, 상기 MAC 레이어는 k개의 슬롯 시간 구간들 각각 동안 k 개의 다른 방향들 각각의 채널이 유휴 상태인지 여부를 반복적으로 감지하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제34항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 무선 채널이 DIFS(Distributed coordination function Interframe Space)의 적어도 일부 동안 상기 무선 채널이 사용 가능한지 여부를 결정하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제35항에 있어서,
상기 k개의 슬롯 시간 구간들 각각은 하나의 aSlotTime과 동일한 길이를 가지며, 상기 k개의 슬롯 시간 구간들은 시퀀스 내에서 aCCATime, aRxTxTurnaroundTime, aAirPropagationTime 및 aMACProcessingDelay를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제36항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 k개의 슬롯 구간들이 끝난 후 SIFS 구간 동안 대기하며, 상기 SIFS 구간이 끝난 후 하나의 aSlotTime만큼 대기하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제30항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 채널이 유휴 상태인지 사용중인지 탐지하기 위해 제 1 서브 구간 동안 상기 제 1 방향으로 상기 채널을 액세스하고, 상기 무선 디바이스의 물리 레이어를 상기 채널 상에서 프레임의 심볼을 수신하기 위한 제 1 모드에서 상기 채널 상에서 제 2 서브 구간 동안 심볼을 송신하기 위한 제 2 모드로 변경하고, 상기 무선 디바이스가 상기 무선 네트워크의 다른 무선 디바이스에게 보내는 신호가 전파될 수 있도록 제 3 서브 구간 동안 대기하며, 제 4 서브 구간동안 수신된 프레임을 처리하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제30항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 무선 네트워크의 다른 non-access point 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위한 복수의 요청들을 송신하도록 설정되고, 상기 요청들은 상기 다른 무선 디바이스에게 어드레스되며, 이러한 설정은 상기 지향성 안테나 시스템을 상기 제 1 요청 송신 방향으로 맞춤으로써 제 1 요청을 상기 제 1 요청 송신 방향으로 송신하는 단계; 및 상기 지향성 안테나 시스템을 상기 제 2 요청 송신 방향으로 맞춤으로써 제 2 요청을 상기 제 2 요청 송신 방향으로 송신하는 단계를 통해 수행되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제39항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 요청들이 실질적으로 모든 방향들로 송신될 때까지 상기 지향성 안테나를 다른 방향으로 맞춤으로써 다른 요청은 다른 방향으로 반복적으로 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제40항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 사기 제 1 요청 송신 방향 및 상기 제 2 요청 송신 방향 각각으로 360도/k 정도의 각도 범위를 커버하도록 설정되며, 상기 MAC 레이어는 k 개의 요청들을 다른 방향들 각각으로 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제39항에 있어서,
상기 안테나 시스템은 안테나 소자들의 어레이로 구성되며, 상기 MAC 레이어는 상기 안테나 소자들의 전부보다 적은 수를 사용함으로써 상기 복수의 요청들을 송신한 후 응답 메시지를 수신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제42항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 응답 메시지의 완료 시점으로부터 SIFS 구간 동안 대기하며, 데이터를 상기 다른 무선 디바이스로 송신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제39항에 있어서,
상기 MAC 레이어는 상기 복수의 요청들을 송신한 후 상기 지향성 안테나 시스템을 선택된 방향으로 맞춤으로써 응답 메시지를 수신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제39항에 있어서,
상기 복수의 요청들 중 적어도 하나는 요청의 완료 시각을 나타내는 필드를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
제45항에 있어서,
상기 복수의 요청들 중 적어도 하나는 프레임 제어 필드, 듀레이션 필드, 수신 주소 필드, 송신 주소 필드 및 프레임 체크 시퀀스 필드 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 네트워크 통신 장치.
복수의 non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 네트워크에서의 무선 통신을 위한 non-AP 무선 디바이스에 있어서,
상기 디바이스는,
안테나 소자들의 어레이를 포함하는 지향성 안테나 시스템; 및
경쟁 기반 채널 액세스에 의해 피어-투-피어 링크를 형성하도록 구성되는 매체 접근 제어(MAC) 레이어를 포함하고,
상기 무선 디바이스는 무선 채널에 액세스하기 위한 시간에 대해 경쟁을 하지 않고, 상기 MAC 레이어는, 상기 안테나 소자들의 전부 보다 적은 수를 사용함으로써, 또 다른 non-AP 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해 상기 무선 디바이스에 어드레스되는 요청을 수신하도록 구성되고,
상기 MAC 레이어는 상기 링크를 형성하기 위해 다수의 응답들을 전송하도록 구성되고,
상기 응답들은,
상기 지향성 안테나 시스템을 제1 응답 전송 방향으로 향하게 함으로써 제1 응답 전송 방향으로 제1 응답을 전송하고,
상기 지향성 안테나 시스템을 제2 응답 전송 방향으로 향하게 함으로써 제2 응답 전송 방향으로 제2 응답을 전송함으로써, 상기 다른 무선 디바이스로 어드레스되는, non-AP 무선 디바이스.
제47항에 있어서,
상기 MAC 레이어는, 응답들이 실질적으로 모든 방향으로 전송될 때까지 상기 지향성안테나를 서로 다른 방향을 향하도록 함으로써 상기 서로 다른 방향으로 또 다른 응답을 반복적으로 전송하도록 구성되는, non-AP 무선 디바이스.
제48항에 있어서,
상기 지향성 안테나 시스템은 각각의 상기 제1 및 제2 응답 전송 방향들에서 360°/k의 각도 범위를 커버하도록 구성되고, 상기 MAC 레이어는 각각의 서로 다른 방향들로 k개의 응답들을 전송하도록 구성되는, non-AP 무선 디바이스.
non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 시스템에 있어서,
상기 무선 디바이스들은 경쟁 기반 채널 액세스에 의해 피어-투-피어 링크를 형성할 수 있고, 상기 무선 디바이스들은 무선 채널에 액세스하기 위한 시간에 대해 경쟁을 하지 않고, 상기 시스템은:
지향성 안테나 시스템을 구비하는 무선 네트워크내의 제1 non-AP 무선 디바이스; 및
지향성 안테나 시스템을 구비하는 상기 무선 네트워크내의 제2 non-AP 무선 디바이스를 포함하고,
상기 제1 non-AP 무선 디바이스는, 각각의 서로 다른 슬롯 시간 구간들 동안 서로 다른 각각의 방향들에서 채널이 유휴(idle)인지 여부를 반복해서 감지함으로써, 무선 채널이 피어-투-피어 링크를 형성하는데 이용가능한지 여부를 결정하도록 구성되고,
상기 제1 non-AP 무선 디바이스는 상기 제2 non-AP 무선 디바이스와의 링크를 형성하기 위해 각각의 서로 다른 방향들로 순차적으로 복수의 요구들을 전송하도록 구성되고,
상기 제2 non-AP 무선 디바이스는 상기 링크를 형성하기 위해 각각의 서로 다른 방향들로 순차적으로 복수의 응답들을 전송하도록 구성되고, 상기 응답들은 상기 제1 무선 디바이스로 어드레스되는, non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 시스템.
제50항에 있어서,
상기 제1 무선 디바이스는, 상기 무선 채널이 실질적으로 모든 방향에서 감지될 때까지 복수의 서로 다른 방향에서 상기 채널이 유휴(idle)인지 여부를 반복해서 감지하도록 구성되고,
상기 제1 무선 디바이스는, 상기 요구들이 실질적으로 모든 방향으로 전송될 때까지 각각의서로 다른 방향으로 요구들을 반복해서 전송하도록 구성되고,
상기 제2 무선 디바이스는, 상기 응답들이 실질적으로 모든 방향으로 전송될 때까지 각각의서로 다른 방향으로 응답들을 반복해서 전송하도록 구성되는, non-AP 무선 디바이스들을 포함하는 무선 시스템.