KR101956495B1 - 만물 인터넷 디바이스 릴레이 발견 및 선택 - Google Patents

만물 인터넷 디바이스 릴레이 발견 및 선택 Download PDF

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Abstract

만물 인터넷 (IoE) 디바이스들에 의한 릴레이 디바이스들의 발견 및 선택에 관련된 무선 통신 시스템들 및 방법들이 개시된다. 예를 들어, 기지국에 대한 저 경로손실을 갖는 IoE 디바이스들은, 다른 IoE 디바이스들로 하여금 적절한 경우 그들을 발견하고 그들을 릴레이로서 선택하는 것을 허용하는 정보를 발견 프레임들 동안 브로드캐스트할 수 있다. IoE 디바이스로부터의 발견 브로드캐스트 메시지는 청취하는 IoE 디바이스로 하여금 중계의 에너지 영향을 최소화하면서 레이턴시 파라미터들을 만족하는 그것의 데이터를 중계하기 위한 적합한 IoE 디바이스를 선택하는 것을 허용하기 위한 정보를 포함할 수도 있다. 시그널링 구조들은 또한, 다른 IoE 디바이스들로 하여금 기존의 주기적 브로드캐스트들을 방해함이 없이 분산된 방식으로 발견 메시지 내에서 브로드캐스트하기 위한 슬롯들을 선택하도록 허용하도록 제공된다. 다른 양태들, 실시형태들, 및 특징들이 또한 청구되고 설명된다.

Description

만물 인터넷 디바이스 릴레이 발견 및 선택
본 출원은 2015년 3월 13일 출원된 미국 가특허출원 제 62/132,665 호의 이익을 주장하는 2015년 9월 4일 출원된 미국 특허출원 제 14/846,630 호에 대해 우선권을 주장하고, 이 양자는 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
이 출원은 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는, "만물 인터넷 (internet of everything)" (IoE) 및 다른 무선 통신 디바이스들에 의한 릴레이 발견 및 선택에 관한 것이다.
다른 센서들 및 컴퓨터 시스템들에 대해 링크하는 센서들은 지속적으로 점점 더 많은 디바이스들 또는 오브젝트들과 함께 내장되어, "만물 인터넷" (또한 "사물 인터넷 (internet of things)" 로서 지칭됨) 이 초래된다. 이들 디바이스들은 다양한 유선 및/또는 무선 통신 기술들을 이용할 수 있다. 접속성에서의 성장은 인간의 개입 없는 머신-대-머신 (machine-to-machine; M2M) 또는 디바이스-대-디바이스 (device-to-device; D2D) 통신을 초래한다. 통합의 일부 예들은 정보를 캡처하기 위한 센서들 또는 미터들을 통합한 디바이스들을 포함하고, 이 정보는 그 다음에 중앙 서버와 같은 원격 시스템으로 중계된다. 이것은 스마트 미터링, 온도 모니터링, 압력 모니터링, 유체 유동 모니터링, 재고 모니터링, 수위 모니터링, 장비 모니터링, 헬스케어 모니터링, 야생동물 모니터링, 기상 및 지질학적 이벤트 모니터링, 무리 관리 및 추적, 스마트 시티들, 스마트 드라이빙 시나리오들, 원격 보안 감지, 물리적 액세스 제어, 트랜잭션-기반 비지니스 과금, 및 다른 애플리케이션들을 포함할 수 있다.
그것들의 성질이 주어지면, 이들 IoE 디바이스들은 통상적으로 낮은 양의 전력을 소모하도록 설계되고 일반적으로 저 비용을 갖는다. 예를 들어, 가스 미터에서 전개된 센서 ("스마트 미터" 를 초래) 는 교체 또는 재충전 없이 (재충전이 가능한 경우에도) 수년간 지속되도록 기대될 수도 있다. 반면에, 모바일 디바이스와 같은 UE 는, 주어진 UE 의 다른 특징들과 함께, UE 가 매일 또는 더 자주는 아니더라도 수일마다 재충전되도록 기대되는 충분한 전력을 소모하는 상당히 더 많은 송신 전력을 갖는다.
다음은 논의되는 기술의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시의 일부 양태들을 요약한다. 이 요약은 본 개시의 모든 고려되는 특징들의 확장적인 개관이 아니고, 본 개시의 모든 양태들의 중요한 또는 결정적인 엘리먼트들을 식별하려는 의도도 아니고 본 개시의 임의의 또는 모든 범위를 나타내려는 의도도 아니다. 그것의 유일한 목적은 나중에 제시되는 보다 상세한 설명에 대한 서두로서 요약 형태로 본 개시의 하나 이상의 양태들의 일부 개념들을 제시하려는 것이다.
본 개시의 일 양태에서, 제 1 무선 통신 디바이스에서, 발견 기간 (discovery time period) 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지들을 수신하는 단계; 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 수신된 발견 메시지들에 기초하여 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 데이터 레이턴시 (data latency) 및 에너지 파라미터들을 충족하는 릴레이 (relay) 디바이스를 선택하는 단계; 및, 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 연관 기간 동안, 선택된 릴레이 디바이스와 연관시키는 단계를 포함하는, 무선 통신을 위한 방법이 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 발견 프레임의 슬롯들의 새로운 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취 (listen) 하는 단계; 발견 슬롯 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 어떤 송신물들도 청취되지 않는 경우에, 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 발견 프레임의 발견 슬롯에서 발견 메시지를 브로드캐스트하는 단계; 및, 연관 기간 동안, 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 제 2 무선 통신 디바이스와 연관시키는 단계를 포함하고, 제 2 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 발견 슬롯 동안 제 1 무선 통신 디바이스에 의해 브로드캐스트된 발견 메시지에 기초하여 릴레이 디바이스로서 제 1 무선 통신 디바이스를 선택하였던, 무선 통신을 위한 방법이 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 검출된 이벤트로부터 데이터를 생성하도록 구성된 센서; 발견 기간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지들을 수신하고; 그리고, 연관 기간 동안, 선택된 릴레이 디바이스에 연관 메시지를 송신하도록 구성된 트랜시버; 및, 트랜시버에 의해 수신된 발견 메시지들에 기초하여 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 데이터 레이턴시 및 에너지 파라미터들을 만족하는 릴레이 디바이스를 선택하도록 구성된 프로세서를 포함하는, 무선 통신 디바이스가 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 발견 프레임의 슬롯들의 새로운 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취하고; 발견 슬롯 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 어떤 송신물들도 청취되지 않는 경우에, 발견 프레임의 발견 슬롯에서 발견 메시지를 브로드캐스트하며; 그리고, 연관 기간 동안 제 2 무선 통신 디바이스로부터 연관 메시지를 수신하도록 구성된 트랜시버를 포함하고, 제 2 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 발견 슬롯 동안 브로드캐스트된 발견 메시지에 기초하여 릴레이 디바이스로서 그 무선 통신 디바이스를 선택한, 무선 통신 디바이스가 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 발견 기간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지들을 수신하는 수단; 수신된 발견 메시지들에 기초하여 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 데이터 레이턴시 및 에너지 파라미터들을 충족하는 릴레이 디바이스를 선택하는 수단; 및, 연관 기간 동안, 선택된 릴레이 디바이스와 연관시키는 수단을 포함하는, 무선 통신 디바이스가 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 발견 프레임의 슬롯들의 새로운 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취하는 수단; 발견 슬롯 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 어떤 송신물들도 청취되지 않는 경우에, 발견 프레임의 발견 슬롯에서 발견 메시지를 브로드캐스트하는 수단; 및, 연관 기간 동안 제 2 무선 통신 디바이스와 연관시키는 수단을 포함하고, 제 2 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 발견 슬롯 동안, 브로드캐스트하는 수단에 의해 브로드캐스트된 발견 메시지에 기초하여 릴레이 디바이스로서 그 무선 통신 디바이스를 선택하였던, 무선 통신 디바이스가 제공된다.
본 개시의 추가적인 양태에서, 컴퓨터로 하여금 본원에 기술된 방법들의 하나 이상의 양태들을 수행하게 하기 위한 코드를 포함하는 프로그램 코드가 위에 기록된 컴퓨터 판독가능 매체가 제공된다.
본 발명의 다른 양태들, 특징들, 및 실시형태들은 첨부 도면들과 함께 본 발명의 구체적인, 예시적인 실시형태들의 이하의 설명을 검토 시에 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자 (이하, '통상의 기술자' 라 함) 에게 명백하게 될 것이다. 본 발명의 특징들은 이하의 소정의 실시형태들 및 도면들에 대해 논의될 수도 있지만, 본 발명의 모든 실시형태들은 본원에서 논의된 이로운 특징들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 달리 말하면, 하나 이상의 실시형태들은 소정의 유리한 특징들을 갖는 것으로서 논의될 수도 있지만, 이러한 특징들의 하나 이상은 또한 본원에서 논의된 발명의 다양한 실시형태들에 따라서 또한 사용될 수도 있다. 유사한 방식으로, 예시적인 실시형태들은 이하에서 디바이스, 시스템, 또는 방법 실시형태들로서 논의될 수도 있지만, 이러한 예시적인 실시형태들은 다양한 디바이스들, 시스템들, 및 방법들에서 구현될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1 은 본 개시의 실시형태들에 따른 예시적인 무선 통신 환경의 도이다.
도 2 는 본 개시의 실시형태들에 따른 예시적인 IoE 디바이스의 블록도이다.
도 3 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임 간격 배치를 예시하는 프레임 타임라인의 도이다.
도 4 는 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임의 프레임 구조의 도이다.
도 5 는 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임 내의 슬롯 구조의 도이다.
도 6 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 및 연관을 위한 슬롯들을 포함하는 발견 프레임의 프레임 구조의 도이다.
도 7 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임과 연관 프레임 사이의 타이밍을 예시하는 프레임 타임라인의 도이다.
도 8 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임과 연관 프레임 사이의 타이밍을 예시하는 프레임 타임라인의 도이다.
도 9 는 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신 릴레이 선택을 위한 IoE 디바이스들 사이의 시그널링을 예시하는 도이다.
도 10 은 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신을 위한 예시적인 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 11 은 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신을 위한 예시적인 방법을 나타내는 플로우차트이다.
아래에 기재된 상세한 설명은, 첨부된 도면들과 관련하여, 다양한 구성들의 설명으로서 의도되고 본 명세서에서 설명된 개념들이 실시될 수도 있는 유일한 구성들을 표현하도록 의도되지 않는다. 상세한 설명은 다양한 개념들의 철저한 이해를 제공하는 목적을 위해 특정 상세들을 포함한다. 그러나, 이들 개념들은 이들 특정 상세들 없이 실시될 수도 있다는 것이 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 일부 경우들에서, 잘 알려진 구조들 및 컴포넌트들은 이러한 개념들을 모호하게 하는 것을 회피하기 위하여 블록도 형태로 도시된다.
본 명세서에서 설명된 기법들은 CDMA, TDMA, FDMA, OFDMA, SC-FDMA 및 다른 네트워크들과 같은 다양한 무선 통신 네트워크들을 위해 이용될 수도 있다. 용어들 "네트워크" 및 "시스템" 은 종종 상호교환가능하게 사용된다. CDMA 네트워크는 범용 지상 무선 액세스 (Universal Terrestrial Radio Access; UTRA), cdma2000 등과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. UTRA 는 광대역 CDMA (WCDMA) 및 CDMA 의 다른 변형들을 포함한다. cdma2000 은 IS-2000, IS-95 및 IS-856 표준들을 커버한다. TDMA 네트워크는 GSM (Global System for Mobile Communications) 과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. OFDMA 네트워크는 진화형 UTRA (E-UTRA), UMB (Ultra Mobile Broadband), IEEE 802.11 (Wi-Fi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802.20, Flash-OFDMA 등과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. UTRA 및 E-UTRA 는 범용 모바일 전기통신 시스템 (Universal Mobile Telecommunication System; UMTS) 의 일부이다. 3GPP 롱 텀 에볼루션 (Long Term Evolution; LTE) 및 LTE-어드밴스드 (LTE-A) 는 E-UTRA 를 이용하는 UMTS 의 새로운 릴리즈들이다. UTRA, E-UTRA, UMTS, LTE, LTE-A 및 GSM 은 "제 3 세대 파트너십 프로젝트" (3GPP) 로 명명된 기관으로부터의 문서들에 설명되어 있다. CDMA2000 및 UMB 는 "제 3 세대 파트너십 프로젝트 2" (3GPP2) 로 명명된 기관으로부터의 문서들에 설명되어 있다. 본 명세서에서 설명된 기법들은 상기 언급된 무선 네트워크들 및 무선 기술들 뿐만 아니라 다른 무선 네트워크들 및 무선 기술들, 이를 테면 차세대 (예를 들어, 제 5 세대 (5G)) 네트워크를 위해 이용될 수도 있다. 추가적으로, 디바이스들은 또한 LTE-다이렉트 (LTE-D), 블루투스, 블루투스 로우 에너지 (BLE), ZigBee, 무선주파수 식별표시 (RFID), 및/또는 다른 애드-혹 또는 메쉬 네트워크 기술들과 같은 다양한 피어-투-피어 기술들을 이용하여 서로 통신할 수도 있다.
만물 인터넷 디바이스들은 중앙 서버 또는 다른 디바이스(들)에 그들의 데이터를 전달하기 위해 주기적으로 웨이크업 (wake up) 하도록 설계된다. 하지만, 일부 IoE 디바이스들은 다른 IoE 디바이스들보다 기지국/게이트웨이에 대한 현저하게 더 높은 경로손실을 가질 수 있다. 예를 들어, 이것은 심각한 섀도잉 및/또는 디바이스 배치 (예컨대, 빌딩의 지하에 있는 IoE 디바이스) 에 의해 야기될 수 있다. 또한, 종종 IoE 디바이스들은 이동성이 적거나 이동성을 아예 가지지 않는 것으로 예상되고, 이는 보다 높은 경로손실을 갖는 IoE 디바이스들이 그것과 갇히게 될 수 있음을 의미한다. 섀도잉 및/또는 디바이스 배치로 인한 경로손실 및/또는 제한된 송신 전력 때문에, 대응하는 IoE 디바이스들의 배터리 수명은 네트워크에서의 다른 디바이스들보다 현저하게 더 적을 수 있어, 잦은 배터리 교체를 필요로 하고 및/또는 네트워크 성능을 열화시킨다. 그 결과로서, IoE 디바이스로 하여금 이러한 기능들을 수행하기 위해 IoE 디바이스로부터 요구되는 전력의 양을 제한하는 릴레이 디바이스를 식별 및 선택하도록 허용하기 위한 기술들에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시의 실시형태들은 릴레이 발견 및 선택을 통해 IoE 디바이스 통신을 향상시키기 위한 시스템들 및 기술들을 도입한다. 일부 양태들에서, IoE 디바이스들은, IoE 네트워크에서, 때로는 발견 프레임들 (discovery frames) 로서 지칭되는, 공통 프레임들 (common frames) 을 도출하기 위해 광역 네트워크 (WAN) 또는 다른 외부 소스로부터 타이밍을 동기화한다. 기지국/게이트웨이에 대한 양호한 루트를 갖는 IoE 디바이스들 (예컨대, 기지국에 대해 낮은 손실경로를 갖는 IoE 디바이스들) 은 적절한 경우 다른 IoE 디바이스들로 하여금 그들을 발견하고 그들을 릴레이로서 선택하는 것을 허용하는 이들 발견 프레임들에서 정보를 브로드캐스트할 수 있다. IoE 디바이스로부터의 발견 브로드캐스트 메시지는 청취하는 IoE 디바이스로 하여금 중계의 에너지 영향을 최소화하면서 레이턴시 제약들을 만족하는 그것의 데이터를 중계하기 위한 적합한 IoE 디바이스를 선택하는 것을 허용하기 위한 정보를 포함할 수 있다. 상이한 IoE 디바이스들로 하여금 기존의 주기적 브로드캐스트들을 방해하지 않고 분배된 방식으로 발견 프레임 내에서 브로드캐스트하기 위한 슬롯들을 선택하는 것을 가능하게 하기 위한 시그널링 구조들이 또한 제공된다.
도 1 은 본 개시의 실시형태들에 따른 예시적인 무선 통신 환경 (100) 의 도이다. 통신 환경 (100) 은 다수의 IoE 디바이스들 (102a-102e), 다수의 기지국들 (104a), 코어 네트워크 (108) 및 하나 이상의 애플리케이션 서버들 (110) 을 포함 할 수도 있다.
통신 환경 (100) 은 다수의 캐리어들 (예를 들어, 상이한 주파수들의 파형 신호들) 에 대한 동작을 지원할 수도 있다. 멀티-캐리어 송신기들은 변조된 신호들을 동시에 다수의 캐리어들 상에서 송신할 수 있다. 예를 들어, 각각의 변조된 신호는 상기 설명된 다양한 무선 기술들에 따라 변조된 멀티-캐리어 채널일 수도 있다. 각각의 변조된 신호는 상이한 캐리어 상에서 전송될 수도 있고 제어 정보 (예를 들어, 파일럿 신호들, 제어 채널들 등), 오버헤드 정보, 데이터 등을 반송할 수도 있다. 통신 환경 (100) 은 네트워크 리소스들을 효율적으로 할당할 수 있는 멀티 캐리어 LTE 네트워크일 수도 있다. 통신 환경 (100) 은 본 개시의 다양한 양태들이 적용되는 네트워크의 하나의 예이다.
기지국 (104) 은 예를 들어 진화된 노드 B (eNodeB 또는 eNB) 를 포함할 수도 있다. 기지국 (104) 은 또한 베이스 트랜시버 스테이션 또는 액세스 포인트로 지칭될 수도 있다. 도 1 은 오직 단순성의 목적을 위해 단일 기지국 (104) 을 도시한다. 매크로, 피코 및/또는 펨토 기지국들과 같은 상이한 유형들의 분류 뿐만 아니라 2 개 이상의 기지국들이 존재할 수 있을 것이라는 것이 인식될 것이다. 기지국들 (104) 은 백홀 이를테면, 코어 네트워크 (108) 를 통해 애플리케이션 서버 (110) 와 통신할 수도 있다. 기지국 (104) 은 또한, 직접 또는 간접적으로, 이를테면 코어 네트워크 (108) 를 통해 다른 기지국들과 통신할 수도 있다.
IoE 디바이스들 (102) 은 통신 환경 (100) 전체에 걸쳐 분산될 수도 있고, 각각의 IoE 디바이스 (102) 는 고정식 또는 이동식일 수도 있다. 도 1 은 단지 예시의 단순성의 목적을 위해 IoE 디바이스들 (102a-102e) 을 도시한다. 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 바와 같이, 통신 환경 (100) 내에 더 많거나 또는 적은 수가 배치될 수도 있다. IoE 디바이스들 (102a-102e) 은 독립형이거나 또는 다른 디바이스들 내에 통합될 수도 있다. IoE 디바이스들 (102) 은 정보를 캡처할 수도 있고 이 정보는 다음으로 도 1 에서의 애플리케이션 서버 (110) 와 같은 원격 시스템으로 중계된다. IoE 디바이스들 (102) 은 제한된 전력 리소스들을 가질 수도 있는데, 그 이유는 그것들이 디바이스들 또는 오브젝트들과 통합되어, 이를테면 그러한 디바이스들 또는 오브젝트들을 "스마트하게" 만들고, 교체 또는 재충전없이 장기간 동안, 예를 들어, 수일, 수주, 수개월, 또는 수년 동안 동작 가능할 필요가 있기 때문이다. 결과적으로, 제한된 전력, 높은 손실 경로, 및/또는 다른 제약들을 갖는 IoE 디바이스들 (102) 은 전력 소모를 감소시키기 위해, 아래에 보다 상세히 논의되는 바와 같이, 기지국 (104) 에 대한 릴레이로서 다른 IoE 디바이스 (102) 를 발견 및 이용할 수도 있다.
무선 네트워크 (100) 는 또한, 무선 네트워크 (100) 를 통해 분산될 수도 있고 고정형 또는 이동형일 수도 있는 하나 이상의 사용자 장비 (UE) 들 (106) 을 포함할 수도 있다. UE (106) 는 또한, 단말, 이동국, 가입자 유닛 등으로 지칭될 수도 있다. UE (106) 는 셀룰러 폰, 스마트 폰, 개인 휴대 정보 단말기, 무선 모뎀, 랩톱 컴퓨터, 엔터테인먼트 디바이스, 태블릿 컴퓨터, 운동/의료 디바이스, 산업용 디바이스, 차량/차량-컴포넌트 디바이스, 및 많은 다른 무선 통신 디바이스들일 수도 있다. 일부 구현들에서, UE (106), 다른 기지국, 액세스 포인트, 또는 게이트웨이는 특정 IoE 디바이스에 대해 기지국 (104) 에 대한 릴레이로서 기능할 수 있다. 이와 관련하여, 이하의 설명은 릴레이로서 기능하는 다른 IoE 디바이스의 사용에 초점을 맞출 것이지만, 그 개념들은 릴레이로서 기능할 수 있는 무선 통신 디바이스들의 다른 유형들에 대해서도 동등하게 적용가능함을 이해할 것이다.
애플리케이션 서버 (110) 는 IoE 디바이스들 (102) 이 저장 및/또는 분석을 위해 데이터를 송신하려고 시도하는 중앙 서버일 수도 있다. 애플리케이션 서버 (110) 는 하나 이상의 IoE 디바이스들 (102) 로부터 기지국 (104) 으로부터 데이터가 반송됨에 따라 그 데이터를 수신하고 그 데이터로부터의 정보를 이용하고 및/또는 그것을 애플리케이션 서버 (110) 와 상호 작용하는 하나 이상의 사용자들에게 제시할 수도 있다.
기지국 (104) 은 하나 이상의 IoE 디바이스들 (102a-102e) 및/또는 UE (106) 가 다운링크를 통해 기지국들 (104a 및 104b) 중 하나 또는 양자 모두로부터 데이터를 수신할 수 있는 충분히 큰 커버리지 영역을 가질 수도 있다. 다운링크 (또는 순방향 링크) 는 기지국 (104) 으로부터 IoE 디바이스들 (102) 및/또는 UE들 (106) 로의 통신 링크를 지칭한다. 기지국 (104) 과 다운링크를 확립할 수 있지만, 일부 경우에 하나 이상의 IoE 디바이스들 (102) 은 기지국 (104) 으로의 업링크를 확립할 수 있는 충분한 전력을 갖지 않을 수도 있다. 업링크 (또는 역방향 링크) 는 IoE 디바이스 (102) (또는 UE (106)) 로부터 기지국 (104) 으로의 통신 링크를 지칭한다. 또한, 일부 경우에, IoE 디바이스는 기지국 (104) 과의 업링크 또는 다운링크 접속을 확립할 수 없을 수도 있다. 이러한 경우, IoE 디바이스 (102) 는 기지국 (104) 과의 간접 통신을 용이하게 하기 위해 다른 IoE 디바이스들 (102) 및/또는 UE들 (106) 과의 통신을 이용할 수도 있다. 이러한 간접 통신 접근법의 예들은 2013년 12월 16일자로 출원되고 발명의 명칭이 "A HYBRID RELAY SCHEME" 인 미국 특허 출원 제 14/107,195 호, 2013년 12월 16일자로 출원되고 발명의 명칭이 "RELAY SCHEME BETWEEN NARROW FREQUENCY BAND AND BROAD FREQUENCY BAND DEVICES" 인 미국 특허 출원 제 14/107,221 호, 2014년 11월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "OPPORTUNISTIC IOE MESSAGE DELIVERY VIA SENSOR-TRIGGERED FORWARDING" 인 미국 가특허출원 제 62/078,755 호, 및/또는 2014년 11월 12일자로 출원되고 발명의 명칭이 "OPPORTUNISTIC IOE MESSAGE DELIVERY VIA WAN-TRIGGERED FORWARDING" 인 미국 가특허출원 제 62/078,711 호에 기술되어 있고, 이들의 각각은 그 전체가 참조에 의해 본원에 명시적으로 통합된다.
도 1 에서, IoE 디바이스 (102a) 는 영역 (112) 에 의해 표현되는 송신 범위를 갖는 것으로서 도시된다. 도시된 바와 같이, 영역 (112) 은 기지국 (104) 에 도달하지 않는다. 이에 따라, IoE 디바이스 (102a) 는 기지국 (104) 과 직접 통신하기 위한 노력으로 (가능한 경우) 송신 전력을 증가시키도록 요구될 수도 있고, 이는 IoE 디바이스 (102a) 의 전력 소모 및/또는 배터리 수명에 악영향을 미칠 것이다. 본 개시의 양태들에 따라, IoE 디바이스 (102) 는 IoE 디바이스 (102a) 로부터 기지국 (104) 으로 통신될 데이터의 임의의 레이턴시 파라미터들을 고려하고 전력을 절약하는 방식으로 기지국 (104) 과 통신하기 위해 릴레이로서 이용하기 위해 다른 IoE 디바이스 (예컨대, IoE 디바이스 (102b 또는 102c)) 를 발견 및 선택할 수 있다.
IoE 디바이스들 (102) 은 예를 들어 D2D 링크들을 통해 서로 연관시키거나 서로에 대해 링크할 수 있다. 일부 경우들에서, IoE 디바이스들 (102) 은, 무슨 다른 IoE 디바이스들 (102) 이 기지국 (104) 에 대한 릴레이로서 기능하기 위해 이웃하는 근접범위 내에 있고 및/또는 충분한 동작 파라미터들을 가질 수도 있는지를 결정하기 위해 발견 메시지들을 밖으로 전송하고 및/또는 발견 메시지들에 대해 청취함으로써 서로에 대해 링크한다. 네트워크 (100) 에서의 IoE 디바이스들 (102) 은, WAN 으로부터 직접 또는 지정된 기지국 또는 게이트웨이로부터 중 어느 일방으로, 대역 내 또는 대역 외 시그널링 중 어느 일방을 통해, WAN (예컨대, 셀룰러 네트워ㅋ) 이 다운링크와 시간-동기화될 수 있다. 지정된 기지국 또는 게이트웨이는 IoE 디바이스들의 전부의 동기화를 용이하게 하기 위해 네트워크 (100) 에서 IoE 디바이스들 (102) 의 전부에 대해 커버리지를 제공할 수도 있다. 일부 구현들에서, IoE 디바이스들 (102) 은 발견 프레임들을 동기화하기 위한 공통 타이밍을 도출하기 위해 외부 소스 (예컨대, Fort Collins, CO 에서의 NIST 스테이션에 의한 UTC 타임, 또는 글로벌 포지셔닝 시스템 타이밍의 무선 송신) 를 이용할 수 있다. 또한, 일부 경우들에서, IoE 디바이스 (102) 는 기지국 (104) 으로부터 WAN 신호를 수신하는 것이 가능하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 많은 IoE 디바이스들 (102) 은 극히 저 비용이도록 제조되고, 따라서, WAN 기술을 포함하지 않을 수도 있다. 따라서, 일부 구현들에서, 다른 IoE 디바이스 (102), UE (106), 액세스 포인트, 게이트웨이, 및/또는 다른 무선 통신 디바이스는 특정 무선 프로토콜을 이용하여 그리고 IoE 디바이스 (102) 와 연관된 채널 (예컨대, WLAN, 블루투스, ZigBee 등) 상에서 IoE 디바이스 (102) 에 타이밍 정보를 통신할 수 있다. IoE 디바이스 (102) 가 어떻게 타이밍을 수신하는지에 상관없이, 이하에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 미리결정된 시간들 및/또는 주기로 발견 브로드캐스트들을 전송하고 및/또는 기지국 (104) 및/또는 다른 IoE 디바이스들 (102) 로부터 발견 브로드캐스트들에 대해 청취하기 위해 공통 타이밍이 사용될 수 있다.
네트워크 (100) 에 새롭게 도입된 IoE 디바이스 (102) , 또는 기존의 IoE 디바이스 (102) 는 릴레이를 찾고, 기지국 (104) 에 중계하기 위한 기지국 (104) 및/또는 다른 잠재적인 무선 통신 디바이스들 (예컨대, 다른 IoE 디바이스들, UE들, 액세스 포인트들, 게이트웨이들, 기지국들 등) 에 관해 알기 위해 하나 이상의 발견 프레임들을 이용할 수 있다. 발견 프레임드에 대한 미리결정된, 동기화된 타이밍을 가짐으로써, IoE 디바이스 (102) 는 하나 이상의 다음 발견 프레임들까지 전력 절약 모드에 있음으로써 최소 에너지 지출로 발견을 수행할 수 있다. 발견 프레임 구조 및 타이밍의 추가적인 양태들은 도 3 내지 도 8 과 관련하여 아래에서 설명된다.
도 2 는 본 개시의 실시형태들에 따른 예시적인 IoE 디바이스 (102) 의 블록도이다. IoE 디바이스 (102) 는 상기 설명된 다양한 IOE 애플리케이션들에 대한 많은 구성들 중 임의의 하나를 가질 수도 있다. IoE 디바이스 (102) 는 프로세서 (202), 메모리 (204), 센서 (208), 릴레이 모듈 (210), 트랜시버 (212), 및 안테나 (218) 를 포함할 수도 있다. 이들 엘리먼트들은 예를 들어, 하나 이상의 버스들을 통해, 서로 직접 또는 간접 통신하고 있을 수도 있다.
프로세서 (202) 는 다수의 특징들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 프로세서들 (202) 은 중앙 프로세싱 유닛 (CPU), 디지털 신호 프로세서 (DSP), 애플리케이션-특정 집적 회로 (ASIC), 제어기, 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이 (FPGA) 디바이스, 다른 하드웨어 디바이스, 펌웨어 디바이스, 또는 도 1 과 관련하여 상기 도입된 IoE 디바이스들 (102) 을 참조하여 본 명세서에서 설명되고 아래에 더 상세히 논의된 동작들을 수행하도록 구성된 그 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 프로세서 (202) 는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합, 예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성으로서 구현될 수도 있다.
메모리 (204) 는 다수의 특징들을 가질 수도 있다. 예를 들어, 메모리 (204) 는 캐시 메모리 (예를 들어, 프로세서 (442) 의 캐시 메모리), 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 자기저항식 RAM (MRAM), 판독-전용 메모리 (ROM), 프로그래밍가능 판독-전용 메모리 (PROM), 소거가능한 프로그래밍가능 판독 전용 메모리 (EPROM), 전기적으로 소거가능한 프로그래밍가능 판독 전용 메모리 (EEPROM), 플래시 메모리, 솔리드 스테이트 메모리 디바이스, 하드 디스크 드라이브들, 다른 형태들의 휘발성 및 비-휘발성 메모리, 또는 상이한 타입들의 메모리의 조합을 포함한다. 일 실시형태에서, 메모리 (204) 는 비-일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 메모리 (204) 는 명령들 (206) 을 저장할 수도 있다. 명령들 (206) 은, 프로세서 (202) 에 의해 실행될 때, 프로세서 (202) 로 하여금, 본 개시의 실시형태들과 관련하여 IoE 디바이스 (102) 를 참조하여 본 명세서에서 설명된 동작들을 수행하게 하는 명령들을 포함할 수도 있다. 명령들 (206) 은 코드로 또한 지칭될 수도 있다. 용어들 "명령들" 및 "코드" 는 임의의 타입의 컴퓨터 판독가능 진술문(들)을 포함하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 예를 들어, 용어들 "명령들" 및 "코드" 는 하나 이상의 프로그램들, 루틴들, 서브-루틴들, 함수들, 절차들 등을 지칭할 수도 있다. "명령들" 및 "코드" 는 단일의 컴퓨터 판독가능 진술문 또는 다수의 컴퓨터 판독가능 진술문들을 포함할 수도 있다.
센서 (208) 는 그것의 환경의 일부 양태에 관한 정보를 감지하고 캡처할 수 있는 임의의 센서 또는 미터 (meter) 일 수도 있다. 이것은, 단지 몇 개만 예를 들자면, (예를 들어, 가스 유틸리티를 위한) 서비스 미터링, 온도 모니터링, 압력 모니터링, 유체 유동 모니터링, 재고 수준 모니터링, 수위 모니터링, 장비 상태 모니터링, 야생동물 추적, 기상 이벤트 모니터링, 지질학적 이벤트 모니터링, 환경적 모니터링, 무리 추적, 및 트랜잭션-기반 비즈니스 과금을 포함할 수 있을 것이다. 센서 (208) 는 애플리케이션 서버 (110) 와 같은 원격 사이트로의 송신을 위해 데이터로서 캡처한 임의의 정보를 트랜시버 (212) 에 전송할 수도 있다. 센서 (208) 는 또한, 일시적 또는 영구적 저장을 위해 메모리 (204) 에 데이터로서 캡처한 임의의 정보를 전송할 수도 있다.
릴레이 모듈 (210) 은 본 개시에 따라 릴레이 디바이스를 검출 및 선택하는 것에 관련된 다양한 기능들의 하나 이상을 수행하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 릴레이 모듈 (210) 은 IoE 디바이스 (102) 에 의한 브로드캐스팅을 위해 발견 메시지를 생성할 수도 있다. 이와 관련하여, 발견 메시지는 다른 IoE 디바이스 (102) 로 하여금 IoE 디바이스가 릴레이로서 기능하기에 적합한지를 결정하도록 허용하기 위한 정보를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 발견 메시지는 IoE 디바이스의 IE, 디바이스의 어웨이크 (awake) 및/또는 송신, 에너지 소모의 현재 레이트 (rate), 잔여 배터리, 소정 길이(들)의 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지, 및/또는 다른 정보로서 이러한 정보를 포함할 수도 있다. 유사하게, 릴레이 모듈 (210) 은 송신 무선 통신 디바이스가 IoE 디바이스 (102) 에 대한 릴레이로서 기능할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 다른 IoE 디바이스들 (102), 기지국 (104), 및/또는 UE (106) 로부터 수신된 발견 메시지들을 분석할 수도 있다. 수신된 발견 메시지에 기초하여 릴레이를 평가 및/또는 선택하기 위한 예시적인 기술들은 아래에서 더 자세히 설명된다. 일부 경우들에서, 릴레이 모듈 (210) 은 IoE 디바이스 (102) 와 별개의 컴포넌트가 아닐 수도 있고, 대신에, 프로세서 (202), 메모리 (204), 센서 (208), 트랜시버 (212), 및/또는 안테나 (218) 와 같은, IoE 디바이스 (102) 의 다른 컴포넌트들 또는 엘리먼트들과 연관된 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어의 조합에 의해 정의될 수도 있다.
트랜시버 (212) 는 모뎀 서브시스템 (214) 및 무선 주파수 (RF) 유닛 (216) 을 포함할 수도 있다. 트랜시버 (212) 는 다른 IoE 디바이스 (102), 기지국 (104), 및/또는 UE (106) 와 같은 다른 디바이스들과 양방향으로 통신하도록 구성된다. 모뎀 서브시스템 (214) 은 변조 및 코딩 스킴 (MCS), 예를 들어, 저밀도 패리티 체크 (low-density parity check; LDPC) 코딩 스킴, 터보 코딩 스킴, 콘볼루션 코딩 스킴, 등에 따라 센서 (208) 및/또는 릴레이 모듈 (210) 로부터의 데이터를 변조 및/또는 인코딩하도록 구성될 수도 있다. RF 유닛 (216) 은 (아웃바운드 송신들에 대한) 모뎀 서브시스템 (214) 으로부터의 또는 다른 IoE 디바이스 (102), 기지국 (104), 또는 UE (106) 와 같은 다른 소스에서 비롯되는 송신물들의 변조된/인코딩된 데이터를 프로세싱 (예를 들어, 아날로그 대 디지털 변환 또는 디지털 대 아날로그 변환 등을 수행) 하도록 구성될 수도 있다. 트랜시버 (212) 에 함께 통합된 것으로서 도시되지만, 모뎀 서브시스템 (214) 및 RF 유닛 (216) 은 IoE 디바이스 (102) 가 다른 디바이스들과 통신하는 것을 가능하게 하기 위해 IoE 디바이스 (102) 에서 함께 커플링되는 별개의 디바이스들일 수도 있다.
RF 유닛 (216) 은 하나 이상의 다른 디바이스들로의 송신을 위해 안테나 (218) 에 변조된 및/또는 프로세싱된 데이터, 예를 들어, 데이터 패킷들 (또는, 더 일반적으로는, 하나 이상의 데이터 패킷들 및 다른 정보를 포함할 수도 있는 데이터 메시지들) 을 제공할 수도 있다. 이것은, 예를 들어, 본 개시의 실시형태들에 따라, 기지국 (104) 에의 중계를 위해 다른 IoE 디바이스 (102) 에, 기지국 (104) 에의 중계를 위해 UE (106) 에, 또는 기지국 (104) 에 직접, 데이터 메시지들의 송신을 포함할 수도 있다. 안테나 (218) 는 추가적으로, 다른 IoE 디바이스 (102), 기지국 (104), 및/또는 UE (106) 로부터 송신된 데이터 메시지들을 수신하고 수신된 데이터 메시지들을 트랜시버 (212) 에서의 프로세싱 및/또는 복조를 위해 제공할 수도 있다. 도 2 는 단일의 안테나로서 안테나 (218) 를 예시하지만, 안테나 (218) 는 다수의 송신 링크들을 유지하기 위하여 유사한 또는 상이한 설계들의 다수의 안테나들을 포함할 수도 있다.
프로세서 (202), 메모리 (204), 센서 (208), 릴레이 모듈 (110), 트랜시버 (212), 및/또는 안테나 (218) 와 같은, IoE 디바이스 (102) 의 다양한 컴포넌트들 또는 엘리먼트들과 연관된 하드웨어, 소프트웨어, 및/또는 펌웨어가 본 명세서에서 설명된 다양한 기능들을 수행하기 위해 개별적으로 및/또는 조합으로 이용될 수도 있음을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일부 구현들에서, 트랜시버 (212) 및/또는 안테나 (218) 는 신호들, 메시지들, 및/또는 다른 정보를 청취, 수신, 송신, 및/또는 브로드캐스트하기 위해 이용된다. 또한, 일부 구현들에서, 프로세서 (202) 및/또는 메모리 (204) 는 본 개시의 맥락에서 (예컨대, 센서 (208), 트랜시버 (212), 및/또는 안테나 (218) 를 통해) IoE 디바이스에 의해 획득된 데이터/신호들을 프로세싱, 평가, 필터링, 선택, 계산, 코드 실행, 알고리즘들 실행, 및/또는 그 외에 조작하기 위해 이용된다.
도 3 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임들 사이의 간격 배치를 예시하는 프레임 타임라인 (300) 의 도이다. 도시된 바와 같이, 발견 프레임들 (F0 및 FD) 은 미릭결정된 시간들 및/또는 주기에 발생한다. 발견 프레임들 (F0 및 FD) 은 (예컨대, 참조 클럭에 기초하여) 소정의 시간들에서, 소정의 시간 간격들로 (예컨대, x 분, 시간, 일, 주, 월 등에 한번), 소정의 프레임 간격들에서 (예컨대, 예시된 실시형태에서 매 D 프레임들마다), 및/또는 다른 적합한 타이밍 기법으로 전송될 수도 있다. 발견 프레임들 (F0 및 FD) 동안, 릴레이로서 작용하기 위한 포지션에서의 각각의 IoE 디바이스 (102) 는, 다른 IoE 디바이스들로 하여금 그것이 그 특정 수신하는 IoE 디바이스에 대해 릴레이로서 기능하기에 적합한지를 결정하도록 허용하기 위한 정보를 포함하는 발견 메시지를 브로드캐스트한다. 예를 들어, 발견 메시지는 디바이스 ID, 어웨이크 스케줄, 송신 스케줄, 에너지 소모의 현재 레이트, 잔여 배터리 전력, 소정 길이(들)의 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 양, 및/또는 송신 디바이스에 관한 다른 정보로서 이러한 정보를 포함할 수 있다.
도 4 는 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임 (FD) 의 프레임 구조 (400) 의 도이다. 도시된 바와 같이, 발견 프레임 (FD) 은 복수의 슬롯들 (D1 - Dm) 로 분할될 수 있다. 본 개시에 따라, IoE 디바이스 (102) 의 각각은 다른 IoE 디바이스들 (102) 로부터의 브로드캐스트들을 막거나 방해함이 없이 그것의 발견 메시지를 브로드캐스트하기 위해 발견 프레임 (FD) 에서 특정 슬롯을 선택할 수 있다. 일부 경우들에서, IoE 디바이스 (102) 는 그것의 발견 메시지를 브로드캐스트하기 위해 발견 프레임 (FD) 내에서 적합한 슬롯 (D1 - Dm) 을 식별하기 위해 캐리어 감지를 이용한다.
예를 들어, 도 5 는 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 프레임 (FD) 내의 슬롯 (Dx) 의 슬롯 구조 (500) 의 도이다. 도시된 바와 같이, 슬롯 (Dx) 동안, IoE 디바이스 (102) 는 새로운 브로드캐스트 시간 (new broadcast time; NBT) 동안 캐리어-감지를 처음에 수행할 수 있다. IoE 디바이스 (102) 는 NBT 동안 다른 IoE 디바이스 (102) 와 같은 다른 무선 통신 디바이스로부터의 브로드캐스트를 감지하고, 그 다음에, IoE 디바이스는 슬롯 (Dx) 동안 송신하지 않을 것이다. IoE 디바이스 (102) 는 다음 슬롯 (D X +1 ) 또는 더 나중의 슬롯 (D X +Y ) 일 수도 있는 후속 슬롯의 NBT 동안 다시 캐리어 감지를 수행할 수 있고, IoE 디바이스 (102) 가 슬롯 동안 다른 디바이스로부터의 브로드캐스트를 감지하지 않을 때까지 각각의 후속 슬롯에 대해 이 프로세스를 반복할 수 있다.
IoE 디바이스 (102) 가 NBT 동안 다른 무선 통신 디바이스로부터 브로드캐스트를 감지하지 않는 경우에, IoE 디바이스 (102) 는 백오프 (backoff) 를 수행 (즉, 일정 양의 시간 동안 다른 디바이스들로부터의 통신들에 대해 청취) 할 것이다. 백오프 기간은 랜덤 (가변) 또는 정해진 양의 시간 동안일 수도 있다. 백오프 기간이 랜덤 백오프인 경우에, 백오프의 길이는 무선 통신 디바이스의 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 선택될 수도 있다. 다시, IoE 디바이스 (102) 가 랜덤 백오프 기간 동안 다른 무선 통신 디바이스로부터의 브로드캐스트를 감지하는 경우에, IoE 디바이스는 슬롯 (Dx) 동안 송신하지 않을 것이고, 다음 슬롯 (D X +1 ) 또는 더 나중의 슬롯 (D X +Y ) 일 수도 있는 후속 슬롯을 모니터링하는 것으로 진행할 것이다. 하지만, IoE 디바이스 (102) 가 랜덤 백오프 기간 동안 다른 무선 통신 디바이스로부터의 브로드캐스트를 감지하지 않는 경우에, IoE 디바이스 (102) 는 도시된 바와 같이 랜덤 백오프 기간에 이은 발견 브로드캐스트 기간 동안 그것의 발견 메시지를 송신할 것이다. 이에 따라, 2 개의 IoE 디바이스들 (102) 이 동시에 브로드캐스트할 슬롯을 찾고 있는 경우에, 이용가능한 슬롯에 대해 더 긴 랜덤 백오프 기간을 갖는 IoE 디바이스 (102) 가 더 짧은 랜덤 백오프 기간을 갖는 IoE 디바이스 (102) 를 따를 것이다. 이러한 방식으로, 랜덤 백오프 기간은 이용가능한 슬롯을 찾고 있는 경합하는 IoE 디바이스들 (102) 사이의 경쟁들을 해결할 수 있다. 일부 구현들에서, IoE 디바이스 (102) 가, 다른 무선 통신 디바이스로부터의 브로드캐스트가 NBT 동안 감지되지 않는 경우에 NBT 를 바로 뒤따르며 그것의 발견 메시지를 송신하도록 랜덤 백오프 기간은 포함되지 않는다.
일단 IoE 디바이스 (102) 가 그것의 발견 메시지를 브로드캐스트하기 위한 이용가능한 슬롯 (Dx) 을 발견하면, 그것은 NBT 동안 캐리어 감지를 수행하거나 랜덤 백오프를 수행할 필요 없이 후속하는 발견 프레임들 (FD) 에서 그 동일한 슬롯을 계속 이용할 수 있다. 이와 관련하여, 임의의 새롭게 도입된 IoE 디바이스들 (102) 또는 그것의 발견 메시지를 송신하기 위한 슬롯을 찾고 있는 다른 IoE 디바이스들은, 상기 설명된 바와 같이 캐리어 감지 및/또는 랜덤 백오프를 수행한 결과로서 슬롯이 점유되는 것을 검출할 것이다. 따라서, IoE 디바이스들 (102) 은 기존의 주기적 브로드캐스트들을 방해함이 없이 분포된 방식으로 그들 각각의 발견 브로드캐스트들을 위한 슬롯들을 집어낼 수 있다. 이와 관련하여, 일부 경우들에서, IoE 디바이스들 (102) 은, 임계 배터리 전력, 전력 소모, 경로손실, 및/또는 IoE 디바이스 (102) 가 다른 IoE 디바이스들에 대한 릴레이로서 기능하기에 적합하다는 것을 나타내는 다른 값들을 충족하는 경우에만 발견 메시지를 브로드캐스트한다. 따라서, 이러한 임계 값(들)을 충족하지 않는 IoE 디바이스들 (102) 은 발견 메시지를 브로드캐스트하지 않을 수도 있고, 대신에, 발견하기 위한 노력으로 다른 IoE 디바이스들 (102) 로부터의 브로드캐스트들에 대해 청취하고, 기지국 (104) 에 대한 릴레이로서 기능할 적합한 디바이스를 선택할 수도 있다.
도 6 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 발견 슬롯들 (D1, D2, D3, ...) 및 연관 슬롯들 (A1, A2, A3, ...) 을 포함하는 발견 프레임 (FD) 의 프레임 구조 (600) 의 도이다. 발견 메시지 브로드캐스트들에 대한 타임 슬롯들을 갖는 전체 발견 프레임 (FD) 을 점유하는 대신에, 발견 프레임 (FD) 의 하나 이상의 슬롯들은 IoE 디바이스들 (102) 사이의 연관을 위해 예약될 수 있다. 예를 들어, 연관 슬롯 (A1, A2, A3, ...) 동안, 릴레이를 찾고 있는 IoE 디바이스 (102) 는 발견 슬롯들 (D1, D2, D3, ...) 의 하나 동안 다른 IoE 디바이스 (102) 로부터 수신된 발견 메시지에 기초하여 적합한 릴레이인 것으로서 식별된 다른 IoE 디바이스 (102) (또는 다른 무선 통신 디바이스) 와 연관시킬 수 있다. 일반적으로, IoE 디바이스들 (102) 은 서로 연관을 위해 임의의 알려진 또는 장래 개발되는 기법들을 이용할 수 있다. 일부 구현들에서, IoE 디바이스 (102) 는 서로 연관시키기 위해 RTS/CTS 핸드쉐이크를 이용한다. 단일의 발견 프레임 (FD) 내에서 발견 슬롯들 (D1, D2, D3, ...) 및 연관 슬롯들 (A1, A2, A3, ...) 을 가짐으로써, 연관의 레이턴시가 단축된다. 하지만, 이러한 접근법은 영역에서의 동일한 릴레이 디바이스 및/또는 상이한 릴레이 디바이스들과 연관시키기 위해 기다리고 있는 영역에서의 다수의 IoE 디바이스들로 인해 더 높은 경쟁 분해능 (contention resolution) 을 초래할 수 있다.
이제 도 7 및 도 8 을 참조하면, IoE 디바이스들 (102) 의 연관이 발견 프레임으로부터의 별개의 프레임에서 수행되고 있는 것을 나타내는 프레임 타임라인이 그 안에 나타난다. 예를 들어, 도 7 은 발견 프레임 (FD) 을 바로 뒤따르는 연관 프레임 (FA) 을 나타내는 프레임 타임라인 (700) 을 도시하는 한편, 도 8 은 발견 프레임 (FD) 으로부터 하나 이상의 개재 프레임들에 의해 이격된 연관 프레임 (FA) 을 나타내는 프레임 타임라인 (800) 을 도시한다. 도 7 및 도 8 의 실시형태들에서, 발견 프레임 (FD) 에서의 슬롯들의 전부는 발견 브로드캐스트들을 위해 예약될 수 있거나 발견 프레임의 연관 슬롯들 (A1, A2, A3, ...) 의 전부는, IoE 디바이스들 사이의 연관이, 연관 프레임 (FA) 으로서 나타내는, 후속 프레임 동안 발생하도록, 다른 디바이스들에 의해 이용되었을 수도 있다. 이와 관련하여, 연관 프레임 (FA) 은 (도 7 에서 도시된 바와 같이) 바로 뒤따르는 프레임 또는 (도 8 에서 도시된 바와 같이) 차후의 프레임일 수 있다. 이와 관련하여, 일부 구현들에서, 연관 프레임 (FA) 은, 릴레이로서 기능하기에 적합한 것으로서 식별된 IoE 디바이스가, 발견 프레임 (FD) 을 뒤따르는, 수초, 수분, 수시간, 수일, 수주 등일 수도 있는, (발견 브로드캐스트에서 그것의 어웨이크 스케줄에서 표시된 바와 같이) 다음에 어웨이크되려는 때에 기초하여 선택된다. 이 지연된 연관 접근법은, 공통의 연관 타임 슬롯들에 대해 경합했을 수도 있는 상이한 IoE 들이 릴레이 노드들로서 기능하려는 상이한 IoE 디바이스들의 어웨이크 스케줄들에 기초하여 상이한 시간들에서 연관을 개시하기 때문에, 도 6 의 단일 프레임 접근법에 비해서 연관 시간에 대한 IoE 디바이스들 사이의 경쟁을 현저하게 감소시킬 수 있다. 하지만, 이러한 접근법은 발견 프레임과 연관 프레임 사이의 지연으로 인해 더 높은 연관 레이턴시를 초래할 수 있다.
IoE 디바이스들 (102) 사이의 연관을 위해 이용되는 특정 접근법은 네트워크의 특정 목적들 또는 우선순위들 및/또는 IoE 디바이스들 (102) 의 이용가능한 기능성들에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, 일부 구현들에서, IoE 디바이스들 (102) 사이의 저 레이턴시 연관은 발견 슬롯들 및 연관 슬롯들 양자를 갖는 프레임이 선호되도록 하기 위해서 중요할 수도 있다. 다른 경우들에서, IoE 디바이스들 (102) 사이의 경쟁들을 회피하는 것은, 별개의 발견 프레임들 및 연관 프레임들을 이용하는 것이 선호되도록 하기 위해서 중요할 수도 있다.
일부 경우들에서, 다수의 IoE 디바이스들 (102) 은 동일한 릴레이 IoE 디바이스에 접속하기를 시도할 수도 있다. 하지만, 릴레이 IoE 디바이스 (102) 는 다수의 디바이스들에 대한 릴레이로서 서빙하는 것을 핸들링할 수 없을 수도 있고, 및/또는 다른 IoE 디바이스와의 연관 시에, 릴레이 IoE 디바이스는 다른 릴레이 옵션들을 갖는 특정 IoE 디바이스에 대해 더 이상 가장 적합한 릴레이가 아닐 수도 있다. 따라서, 일부 구현들에서, IoE 디바이스 (102) 는 다른 IoE 디바이스가 그것과 연관시키는 각 시간에서 업데이트된 발견 메시지를 브로드캐스트할 수도 있다. 업데이트된 발견 메시지는 릴레이로서 서빙하는 IoE 디바이스의 효과들을 반영하는 업데이트된 정보를 포함할 수 있다. 유사하게, IoE 디바이스 (102) 는, 겉보기에 이용가능한 IoE 디바이스 (102) 의 오버로드를 방지하기 위해 임의의 하나의 발견 및 연관 기간 동안 (단일 프레임 내든지 또는 발견 프레임과 연관 프레임에 걸쳐서든지) 오직 하나의 다른 IoE 디바이스가 그것과 연관시키는 것을 허용할 수도 있다. 그것의 다음 발견 브로드캐스트 동안, 브로드캐스트 메시지에 포함된 정보는 이전 발견 및 연관 주기로부터 하나의 다른 IoE 디바이스와의 연관의 효과들을 반영할 것이다.
상기 언급된 바와 같이, 릴레이 디바이스를 찾고 있는 IoE 디바이스 (102) 는 네트워크 (100) 의 다른 IoE 디바이스 (102) 에 의해 브로드캐스트된 발견 메시지(들)에 기초하여 적합한 릴레이 디바이스를 검출 및 선택할 수 있다. 일부 구현들에서, 릴레이 디바이스를 찾고 있는 IoE 디바이스 (102) 는 릴레이 디바이스로서 기능할 IoE 디바이스 (102) 를 식별하기 위해 분산된 그리디 근사 (distributed greedy approximation) 를 구현한다. 예를 들어, IoE 디바이스 (102) 는 임의의 데이터 레이턴시 파라미터들을 충족 또는 만족하고 릴레이로서 기능하기 위해 잔여 배터리 전력에 대해 가장 적은 에너지 부하를 가질, 그것의 송신 범위 내의 디바이스를 식별할 수도 있다.
다시 도 1 을 참조하면, IoE 디바이스 (102a) 는 기지국 (104) 과의 통신을 용이하게 하기 위해 적합한 릴레이를 찾고 있을 수도 있다. 따라서, IoE 디바이스 (102a) 는 처음에 그것의 범위 내에서 다른 IoE 디바이스들 (102) 을 식별할 수도 있다. 이와 관련하여, 범위 내의 IoE 디바이스들 (102) 은 (예컨대, 파일럿 신호의 알려진 송신 강도에 대한 수신된 파일럿 신호의 강도의 비교에 기초하여) 경로손실에 기초하는 것을 포함하는 임의의 적합한 기법을 이용하여 결정될 수도 있다. 도 1 에서, IoE 디바이스 (102e) 는 IoE 디바이스 (102a) 의 범위 (112) 의 밖에 있는 한편, IoE 디바이스들 (102b, 102c, 및 102d) 은 IoE 디바이스 (102a) 의 범위 (112) 내에 있다.
IoE 디바이스 (102a) 는 또한, IoE 디바이스들 (102b, 102c, 및 102d) 중 어느 것이 IoE 디바이스 (102a) 에 의해 송신될 데이터의 레이턴시 요건을 충족하는 송신 스케줄을 가지는지를 결정할 수도 있다. 예들 들어, IoE 디바이스 (102d) 가, IoE 디바이스 (102a) 가 그것의 데이터를 기지국에 송신할 필요가 있는 시간 프레임 내에서 스케줄링된 어웨이크 주기 및/또는 송신 주기를 가지지 않는 경우에, IoE 디바이스 (102d) 는 릴레이로서 기능하기에 적합하지 않을 것이다. 일부 경우들에서, IoE 디바이스 (102a) 는, 특정 IoE 디바이스가 그 특정 IoE 디바이스에 의해 브로드캐스트된 발견 메시지에 포함된 정보 (예컨대, 어웨이크 스케줄, 송신 스케줄 등) 에 기초하여 그것의 레이턴시 요건들을 충족하는지 여부를 결정한다.
IoE 디바이스 (102a) 는 또한, 그것의 범위 (112) 내에 있고 그것의 레이턴시 요건을 충족하는 송신 스케줄을 갖는 IoE 디바이스들 (102b 및 102c) 중 어느 것이 릴레이로서 서빙하는 결과로서 최소 에너지 부하를 가질 것인지를 결정할 수도 있다. 이와 관련하여, IoE 디바이스 (102a) 는 릴레이로서 서빙할 때 최소 에너지 부하를 가질 IoE 디바이스를 식별하기 위해서 다음과 같은 식을 이용할 수도 있다:
minj (Ej (t-1) + ED2D - Rx (ij) + ED- eNB (j))/Bj (식 1)
여기서, Ej (t-1) 는 IoE 디바이스 j (예컨대, IoE 디바이스 (102b) 또는 IoE 디바이스 (102c)) 에서의 에너지 소모의 기존 레이트이고, ED2D - Rx (ij) 는 IoE 디바이스 i (예컨대, IoE 디바이스 (102a)) 로부터 주기적 데이터를 수신하는 것으로부터 초래될 IoE 디바이스 j 에서의 에너지 소모의 레이트이며, ), ED- eNB (j) 는 IoE 로부터 수신된 데이터를 기지국 (예컨대, 기지국 (104)) 에 송신하기 위한 에너지 소모의 레이트이고, Bj 는 IoE 디바이스 j 의 잔여 배터리 에너지이다. 대안적으로, 추정된 배터리 수명 IoE j 에 대응하는 식 (1) 에서 나타낸 비율의 역은 어느 IoE 디바이스가 릴레이로서 기능하여야 하는지를 결정하기 위해서 최대화될 수 있다. 다시, IoE 디바이스 (102a) 는, IoE 디바이스들에 의해 브로드캐스트된 발견 메시지에 포함된 정보 (예컨대, 에너지 소모의 현재 레이트, 잔여 배터리, 소정 길이(들)의 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 등) 에 기초하여 어느 IoE 디바이스가 에너지 부하를 최소화하는지 (또는 배터리 수명 기대를 최대화하는지) 를 결정할 수 있다.
일부 경우들에서, IoE 디바이스 (102a) 는 기지국 (104) 에 대한 직접 경로 통신에 비해 릴레이를 이용하는 것과 연관된 전력 절약, 배터리 수명, 및/또는 다른 파라미터를 결정 또는 계산한다. 릴레이를 이용하는 것이 직접 경로 통신에 비해 적어도 미리규정된 향상을 제공 (예컨대, 임계치를 충족) 하지 않는 경우에, IoE 디바이스 (102a) 는 직접 경로 통신을 유지할 수 있고, 릴레이를 이용하지 않는다.
일단 IoE 디바이스 (102a) 가 릴레이로서 기능할 최적의 IoE 디바이스 (102) (예컨대, IoE 디바이스 (102c)) 를 발견 및 선택하면, 그것은 연관 슬롯 또는 연관 프레임 동안 그 IoE 디바이스 (102c) 와 연관시키고 후속하여 릴레이로서 IoE 디바이스 (102c) 를 이용한다. 이와 관련하여, IoE 디바이스 (102a) 는 계속하여 무기한으로 릴레이로서 IoE 디바이스 (102c) 를 이용할 수도 있다. 대안적으로, IoE 디바이스 (102a) 는 종종 재평가할 수도 있다. 일부 경우들에서, 재평가 및/또는 적합한 릴에이의 재선택 사이의 시간의 양은 네트워크 (100) 의 IoE 디바이스들 (102) 의 예상되는/실제의 이동성 및/또는 네트워크 (100) 의 일부인 IoE 디바이스들 (102) 의 수에서의 가변성에 적어도 부분적으로 기초한다. 예를 들어, IoE 디바이스들 (102) 이 정지형인 것으로 예상되고, 네트워크에서의 IoE 디바이스들의 수가 일정하게 유지 (예컨대, 빌딩 내의 다수의 스마트 미터들) 될 것으로 예상되는 경우에, IoE 디바이스 (102a) 는 그것의 릴레이 접속을 재평가함이 없이 장기간 (예컨대, 수일, 수주, 수개월, 수년 등) 지속할 수도 있다. 다른 한편, IoE 디바이스들 (102) 중 하나 이상이 이동성인 것으로 예상되고 및/또는 IoE 디바이스들 (102) 의 수가 (예컨대, IoE 디바이스들의 도입 및/또는 제거를 통해) 정기적으로 변경될 것으로 예상되는 경우에, IoE 디바이스 (102a) 는 보다 자주 (예컨대, 수개월, 수주, 수일, 몇분 등) 재평가할 수 있다.
도 9 는 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신 릴레이 선택을 위한 IoE 디바이스들 사이의 시그널링 (900) 을 예시하는 도이다. 특히, 도 9 는 복수의 이용가능한 IoE 디바이스들 (102b, 102c, ..., 102i) 로부터 릴레이를 선택하는 IoE 디바이스 (102a) 와 연관된 시그널링을 나타낸다. 도시된 바와 같이, IoE 디바이스들 (102b, 102c, ..., 102i) 의 각각은 발견 프레임의 상이한 슬롯 동안 발견 메시지를 브로드캐스한다. 예를 들어, IoE 디바이스 (102b) 는 발견 프레임의 슬롯 b 동안 발견 메시지 (902) 를 브로드캐스팅하는 것으로 도시되고, IoE 디바이스 (102c) 는 발견 프레임의 슬롯 c 동안 발견 메시지 (904) 를 브로드캐스팅하는 것으로 도시되며, IoE 디바이스 (102i) 는 발견 프레임의 슬롯 i 동안 발견 메시지 (906) 를 브로드캐스팅하는 것으로 도시된다. 임의의 수의 IoE 디바이스들이 발견 프레임 동안 발견 메시지를 브로드캐스트할 수도 있음을 이해하여야 한다. IoE 디바이스들 (102b, 102c, ..., 102i) 의 각각은, 도 5 와 관련하여 상기 설명된 것들 및 도 11 과 관련하여 이하 설명될 것들, 및 임의의 다른 적합한 기법들을 포함하는, 본원에 기술된 다양한 기법들을 이용하여 그것의 발견 메시지를 브로드캐스트하는 특정 슬롯을 선택할 수도 있다.
액션 (908) 에서, IoE 디바이스 (102a) 는 수신된 발견 메시지들 (902, 904, ..., 906) 에 기초하여 복수의 이용가능한 IoE 디바이스들 (102b, 102c, ..., 102i) 로부터 릴레이 디바이스를 선택한다. IoE 디바이스 (102a) 는 요구되는 범위, 레이턴시, 및/또는 에너지 파라미터를 충족하는 IoE 디바이스들을 식별하는 것을 포함하는, 본원에 기술된 다양한 기법들을 이용하여 릴레이 디바이스를 선택할 수도 있다. 일단 IoE 디바이스 (102a) 가 릴레이 디바이스를 선택하고 나면, 액션 (910) 에서 IoE 디바이스 (102a) 는 선택된 릴레이 디바이스와 연관시킨다. 예를 들어, 도 9 는 IoE 디바이스들 (102b, 102c, 및 102i) 각각과의 연관을 위한 연관들 (910b, 910c, 및 910i) 을 나타낸다. 상기 언급된 바와 같이, IoE 디바이스들은 서로와의 연관을 위해 임의의 알려진 또는 장래 개발되는 기법들을 이용할 수 있다. 일단 연관되고 나면, IoE 디바이스 (102a) 는 네트워크를 통해 통신할 선택된 릴레이 디바이스를 이용할 수 있다.
도 10 은 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신 릴레이 선택을 위한 예시적인 방법을 나타내는 플로우차트이다. 특히, 방법 (1000) 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 복수의 이용가능한 릴레이 디바이스들 중에서의 릴레이 디바이스의 선택을 예시한다. 방법 (1000) 은 IoE 디바이스 (102) (예컨대, 도 1 및 도 2 와 관련하여 상기 논의된 임의의 것) 에서 구현될 수도 있다. 방법 (1000) 의 단계들의 전, 동안, 및 후에 추가적인 단계들이 제공될 수 있고, 설명된 단계들의 일부는 방법 (1000) 으로부터 대체 또는 제거될 수 있음을 이해하여야 한다.
액션 (1002) 에서, IoE 디바이스와 같은 무선 통신 디바이스는 발견 기간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지를 수신한다. 발견 기간은 발견 프레임일 수 있다. 발견 메시지들은 발견 프레임의 별개의 슬롯들 동안 수신될 수도 있다. 발견 메시지들은 무선 통신 디바이스의 ID, 무선 통신 디바이스의 어웨이크 스케줄, 무선 통신 디바이스의 송신 스케줄, 무선 통신 디바이스의 에너지 소모의 현재 레이트, 무선 통신 디바이스의 잔여 배터리 수명, 및/또는 무선 통신 디바이스가 특정 길이의 데이터 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 양 중 하나 이상을 포함할 수도 있다.
액션 (1004) 에서, 무선 통신 디바이스는 수신된 발견 메시지들에 기초하여 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 릴레이 디바이스를 선택한다. 예를 들어, 무선 통신 디바이스는 범위/근접성, 데이터 레이턴시, 에너지, 및/또는 다른 파라미터들을 충족하는 디바이스를 선택할 수도 있다. 예를 들어, 무선 통신 디바이스는, (i) 무선 통신 디바이스들 사이의 경로손실에 기초하는 소정 범위 내의, (ii) 다른 무선 통신 디바이스의 어웨이크 스케줄에 기초하여 데이터 레이턴시 요건을 만족하는, 및/또는 (iii) 다른 무선 통신 디바이스의 에너지 소모 또는 배터리 수명으로 이루어지는 에너지 파라미터들의 그룹으로부터 선택된 에너지 파라미터를 만족하는 및/또는 최적화하는 다른 무선 통신 디바이스들을 식별할 수도 있다.
액션 (1006) 에서, 무선 통신 디바이스는 릴레이 디바이스로서 기능하도록 선택된 다른 무선 통신 디바이스와 연관시킨다. 이 연관은 발견 프레임으로부터 분리된 연관 프레임 동안 또는 발견 프레임의 적어도 하나의 슬롯 동안 발생할 수도 있다. 일단 연관되면, 무선 통신 디바이스는 네트워크를 통해 통신하기 위해 릴레이 디바이스를 이용할 수 있다.
도 11 은 본 개시의 다양한 양태들에 따른, 무선 통신을 위한 예시적인 방법 (1100) 을 나타내는 플로우차트이다. 특히, 방법 (1100) 은 본 개시의 실시형태들에 따른, 릴레이 선택을 위해 다른 무선 통신 디바이스들에 의해 이용될 수도 있는 발견 메시지들을 브로드캐스트하기 위한 발견 프레임 내의 슬롯의 선택을 예시한다. 방법 (1100) 은 IoE 디바이스 (102) (예컨대, 도 1 및 도 2 와 관련하여 상기 논의된 임의의 것) 에서 구현될 수도 있다. 방법 (1100) 의 단계들의 전, 동안, 및 후에 추가적인 단계들이 제공될 수 있고, 설명된 단계들의 일부는 방법 (1100) 으로부터 대체 또는 제거될 수 있음을 이해하여야 한다.
액션 (1102) 에서, IoE 디바이스와 같은 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 발견 슬롯의 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취한다.
액션 (1104) 에서, 무선 통신 디바이스는, 발견 슬롯의 브로드캐스트 시간 동안 임의의 송신물들이 수신되었는지를 결정한다. 송신물들이 수신되었던 경우, 방법은 액션 (1102) 로 돌아가고, 무선 통신 디바이스는, 동일한 발견 프레임 내의 상이한 발견 슬롯 또는 상이한 발견 프레임 내의 발견 슬롯일 수도 있는, 발견 프레임의 발견 슬롯의 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취한다. 따라서, 무선 통신 디바이스는 단일의 발견 프레임 내의 복수의 발견 슬롯들에서 다른 무선 통신 디바이스들로부터의 송신물들에 대해 청취할 수도 있다.
브로드캐스트 시간 동안 어떤 송신물도 수신되지 않은 경우에, 방법은 액션 (1106) 으로 계속 진행되고, 여기서, 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 발견 슬롯의 백오프 주기 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취한다. 백오프 주기는 그 동안 어떤 송신물들도 수신되지 않았던 브로드캐스트 시간에 바로 뒤따를 수도 있다. 백오프 주기는 랜덤 (즉, 가변) 또는 정해진 양의 시간 동안일 수도 있다. 백오프 주기가 랜덤 백오프인 경우에, 백오프의 길이는 무선 통신 디바이스의 하드웨어 및/또는 소프트웨어에 의해 선택될 수도 있다.
액션 (1108) 에서, 무선 통신 디바이스는 발견 슬롯의 백오프 주기 동안 임의의 송신물들이 수신되었는지를 결정한다. 송신물이 수신되었던 경우에, 방법은 액션 (1102) 로 돌아가고, 무선 통신 디바이스는, 동일한 발견 프레임 내의 상이한 발견 슬롯 또는 상이한 발견 프레임 내의 발견 슬롯일 수도 있는, 발견 프레임의 발견 슬롯의 브로드캐스트 시간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취한다.
백오프 동안 어떤 송신물도 수신되지 않은 경우에, 방법 (1100) 은 액션 (1110) 으로 계속 진행하고, 여기서, 무선 통신 디바이스는 발견 프레임의 타임 슬롯의 발견 브로드캐스트 주기 동안 발견 메시지를 브로드캐스트한다. 브로드캐스트된 발견 메시지는, 무선 통신 디바이스의 ID, 무선 통신 디바이스의 어웨이크 스케줄, 무선 통신 디바이스의 송신 스케줄, 무선 통신 디바이스의 에너지 소모의 현재 레이트, 무선 통신 디바이스의 잔여 배터리 수명, 및/또는 무선 통신 디바이스가 특정 길이의 데이터 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 양 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 또한, 일부 경우들에서, 무선 통신 디바이스는 후속하는 발견 프레임에서 다른 무선 통신 디바이스들의 송신물들에 대해 청취함이 없이 후속하는 발견 프레임의 발견 슬롯에서 발견 메시지를 브로드캐스트한다. 이와 관련하여, 일단 무선 통신 디바이스가 그것의 발견 메시지를 브로드캐스트하기 위해 이용가능한 발견 슬롯을 식별하고 나면, 그것은 후속하는 발견 프레임들의 그 동일한 발견 슬롯 동안 브로드캐스트하는 것을 계속할 수 있다.
액션 (1112) 에서, 무선 통신 디바이스는 브로드캐스트된 발견 메시지(들)에 기초하여 릴레이 디바이스로서 기능하도록 그것을 선택한 다른 무선 통신 디바이스와 연관시킨다. 연관은 발견 프레임과는 분리된 연관 프레임 동안 또는 발견 프레임의 적어도 하나의 슬롯 동안 발생할 수도 있다. 일단 연관되고 나면, 무선 통신 디바이스는 네트워크를 통한 통신을 용이하게 하기 위해 다른 무선 통신 디바이스에 대해 릴레이 디바이스로서 기능한다.
일부 경우들에서, 방법 (1100) 은 액션들 (1106 및 1108) 을 포함하지 않고, 무선 통신 디바이스는 발견 슬롯의 브로드캐스트 시간 동안 어떤 송신물도 수신되지 않는 한, 발견 프레임의 타임 슬롯의 발견 브로드캐스트 주기 동안 발견 메시지를 브로드캐스트하는 것으로 진행한다.
정보 및 신호들은 본 개시에 따라 다양한 상이한 기술들 및 기법들 중 임의의 것을 이용하여 표현될 수도 있다. 예를 들어, 상기 설명 전반에 걸쳐 참조될 수도 있는 데이터, 명령들, 커맨드들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들, 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 자기장들 또는 입자들, 광학장들 또는 입자들, 또는 그 임의의 조합으로 표현될 수도 있다.
본 명세서의 개시와 관련하여 설명된 다양한 예시적인 블록들 및 모듈들은 범용 프로세서, DSP, ASIC, FPGA 또는 다른 프로그래밍가능 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트들, 또는 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행하도록 설계된 그 임의의 조합으로 구현 또는 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 대안으로, 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 또한 컴퓨팅 디바이스들의 조합 (예를 들어, DSP 와 마이크로프로세서의 조합, 다수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 다른 이러한 구성) 으로서 구현될 수도 있다.
본 명세서에서 설명된 기능들은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어, 펌웨어, 또는 그 임의의 조합에서 구현될 수도 있다. 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어에서 구현되면, 기능들은 컴퓨터 판독가능 매체 상에 하나 이상의 명령들 또는 코드로서 저장 또는 이를 통해 송신될 수도 있다. 다른 예들 및 구현들은 본 개시 및 첨부된 청구항들의 범위 내에 있다. 예를 들어, 소프트웨어의 본성으로 인해, 상기 설명된 기능들은 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 하드와이어링, 또는 이들 중 임의의 것의 조합들을 이용하여 구현될 수 있다. 기능들을 구현하는 특징들은 또한, 기능들의 부분들이 상이한 물리적 로케이션들에서 구현되도록 분포되는 것을 포함하여, 다양한 포지션들에 물리적으로 로케이팅될 수도 있다. 또한, 청구항들을 포함하여 본 명세서에서 사용한 바와 같이, 아이템들의 리스트 (예를 들어, "중 적어도 하나" 또는 "중 하나 이상" 과 같은 어구가 앞에 오는 아이템들의 리스트) 에서 사용한 바와 같은 "또는" 은, 예를 들어, [A, B, 또는 C 중 적어도 하나] 의 리스트가 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 또는 ABC (즉, A 및 B 및 C) 를 의미하도록 포괄적 리스트를 표시한다.
통상의 기술자가 이미 인식할 바와 같이 및 장래에 특정한 애플리케이션에 의존하여, 많은 변경들, 치환들 및 변동들이 본 개시의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 본 개시의 디바이스들의 이용의 방법들, 재료들, 장치, 및 구성들에서 그리고 이들에 대해 이루어질 수 있다. 이것을 고려하여, 본 개시의 범위는 그들이 단지 그의 일부 예들을 예로 들 뿐이기 때문에 본 명세서에서 예시 및 설명된 특정한 실시형태들의 범위에 제한되어서는 안되고, 오히려, 이후에 첨부된 청구항들 및 그들의 기능적 등가물들의 것과 완전히 상응해야 한다.

Claims (34)

  1. 무선 통신을 위한 방법으로서,
    제 1 무선 통신 디바이스에서, 발견 기간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지들을 수신하는 단계로서, 상기 발견 메시지들은 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 적어도 하나의 에너지 소모 파라미터 및 어웨이크 스케줄을 포함하는, 상기 발견 메시지들을 수신하는 단계;
    상기 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에 의해 수신될 상기 제 1 무선 통신 디바이스의 데이터 패킷 및 상기 적어도 하나의 에너지 소모 파라미터에 기초하여 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들이 상기 제 1 무선 통신 디바이스에 대해 릴레이 디바이스로서 기능하는 것에 응답하여 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 에너지 부하를 결정하는 단계;
    상기 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 상기 어웨이크 스케줄, 및 결정된 상기 에너지 부하의, 에너지 소모 값 또는 배터리 수명 값 중 적어도 하나에 대한 비교에 기초하여, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 릴레이 디바이스를 선택하는 단계; 및
    상기 제 1 무선 통신 디바이스에 의해, 연관 기간 동안, 선택된 상기 릴레이 디바이스와 연관시키는 단계를 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발견 기간의 별개의 슬롯들 동안 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 상기 발견 메시지들을 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 연관 기간은,
    상기 발견 기간으로부터 이격된 연관 프레임; 또는
    상기 발견 기간의 적어도 하나의 슬롯
    중 적어도 하나를 점유하는, 무선 통신을 위한 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 ID, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 어웨이크 스케줄, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신 스케줄, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 에너지 소모의 현재 레이트, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 잔여 배터리 수명, 또는 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들이 특정 길이의 데이터 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 양 중 적어도 하나를 포함하는 상기 발견 메시지들을 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 무선 통신 디바이스와 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 사이의 경로 손실에 기초하여, 상기 제 1 무선 통신 디바이스의 범위 내에서 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들을 식별하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    선택된 상기 릴레이 디바이스의 상기 어웨이크 스케줄에 기초하여 상기 연관 기간을 선택하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 에너지 소모 또는 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 배터리 수명으로 이루어지는 에너지 파라미터들의 그룹으로부터 선택된 에너지 파라미터를 최적화하는 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들을 식별하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신을 위한 방법.
  8. 무선 통신 디바이스로서,
    검출된 이벤트로부터 데이터를 생성하도록 구성된 센서;
    발견 기간 동안 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들로부터 발견 메시지들을 수신하는 것으로서, 상기 발견 메시지들은 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 적어도 하나의 에너지 소모 파라미터 및 어웨이크 스케줄을 포함하는, 상기 발견 메시지들을 수신하는 것을 행하고; 그리고
    연관 기간 동안, 선택된 릴레이 디바이스에 연관 메시지를 송신하도록
    구성된 트랜시버; 및
    상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에 의해 수신될 상기 무선 통신 디바이스의 데이터 패킷 및 상기 적어도 하나의 에너지 소모 파라미터에 기초하여 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들이 상기 무선 통신 디바이스에 대해 릴레이 디바이스로서 기능하는 것에 응답하여 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 에너지 부하를 결정하고; 그리고
    상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들에서의 상기 어웨이크 스케줄, 및 결정된 상기 에너지 부하의, 에너지 소모 값 또는 배터리 수명 값 중 적어도 하나에 대한 비교에 기초하여, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서 릴레이 디바이스를 선택하도록
    구성된 프로세서를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 발견 기간은 발견 프레임이고, 상기 트랜시버는, 상기 발견 프레임의 별개의 슬롯들 동안 상기 발견 메시지들을 수신하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 연관 기간은,
    상기 발견 기간으로부터 이격된 연관 프레임; 또는
    상기 발견 기간의 적어도 하나의 슬롯
    중 적어도 하나를 점유하는, 무선 통신 디바이스.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 무선 통신 디바이스와 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 사이의 경로 손실을 계산함으로써 상기 무선 통신 디바이스의 범위 내에서 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들을 식별함으로써, 상기 릴레이 디바이스를 선택하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 릴레이 디바이스의 상기 어웨이크 스케줄에 기초하여 상기 연관 기간을 선택하도록 더 구성되는, 무선 통신 디바이스.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들 중에서, 상기 다른 무선 통신 디바이스들의 에너지 소모 또는 상기 다른 무선 통신 디바이스들의 배터리 수명으로 이루어지는 에너지 파라미터들의 그룹으로부터 선택된 에너지 파라미터를 최적화하는 상기 릴레이 디바이스를 식별함으로써, 상기 릴레이 디바이스를 선택하도록 더 구성되는, 무선 통신 디바이스.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 트랜시버에 의해 수신된 상기 발견 메시지들은, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 ID, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 어웨이크 스케줄, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 송신 스케줄, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 에너지 소모의 현재 레이트, 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들의 잔여 배터리 수명, 또는 상기 하나 이상의 다른 무선 통신 디바이스들이 특정 길이의 데이터 패킷을 송신하기 위해 필요한 에너지 양 중 적어도 하나를 포함하는, 무선 통신 디바이스.
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