KR20040077539A

KR20040077539A - 주파수 호핑 시퀀스의 로테이션을 갖는 무선 사설망

Info

Publication number: KR20040077539A
Application number: KR1020040013426A
Authority: KR
Inventors: 호진-멩
Original assignee: 텍사스 인스트루먼츠 인코포레이티드
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2004-09-04
Also published as: JP2004266832A; EP1453258A1; US20040170217A1; EP1453258B1; US7474686B2

Abstract

주파수 호핑 및 주파수 호핑 시퀀스의 로테이션을 갖는 무선 사설망(Wireless Personal Area Network)을 제공한다. 일 실시예에서, 무선 통신 방법을 제공하는 데, 상기 방법은 로테이션 인덱스(306) 및 호핑 인덱스(304)를 규정하는 피코넷 코디네이터(108, 118)에 의해 비이컨 프레임(210)을 전송하는 단계와, 피코넷 코디네이터와 연관될 또는 연관된 디바이스에 의해 비이컨 프레임을 수신하는 단계와, 수신 디바이스의 MAC에 의해 호핑 인덱스와 로테이션 인덱스를 추출하고 이것들을 현재 슈퍼프레임에서의 송수신용 PHY에 통신하는 단계와, 수신 디바이스에 의해 다음 비이컨 프레임을 미싱(missing)하는 단계와, 미리 수신된 로테이션 인덱스와 호핑 인덱스를 사용하여 미싱된 비이컨 프레임에 후속하는 현재 슈퍼프레임에 대한 현재 주파수 호핑 시퀀스를 판정하는 단계를 포함한다.

Description

주파수 호핑 시퀀스의 로테이션을 갖는 무선 사설망{WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS WITH ROTATION OF FREQUENCY HOPPING SEQUENCES}

네트워크는 네트워크의 멤버들(members) 간에 통신을 허가하는 시스템이다.무선 네트워크는 케이블과 커넥터로 된 물리적 구속없이 이러한 통신을 허가한다. 최근, 대략 100m 정도의 범위를 갖는 무선 근거리 통신망(Local Area Network)(근거리 통신망은 오피스 또는 홈 같은 근거리를 커버링하는 컴퓨터 네트워크이다)이 일반적이다. 이 무선 근거리 통신망은 컴퓨터에 의해 사용하기 적합하도록 제작되고 그 결과 이러한 네트워크는 통신 링크를 유지하고 설치하기 위해 상당히 정교한 프로토콜을 제공한다. 이와같은 네트워크는 유용하지만, 부당하게 복잡하고 장래의 전자 디바이스로는 전력을 너무 많이 소비한다.

무선 사설망(Wireless Personal Area Network)은 대략 10m 정도로 좀 더 제한된 범위를 갖는 네트워크이다. 범위가 좀 더 제한되기 때문에, 이러한 네트워크들은 멤버가 조금 더 적고 로컬 에러어 네트워크에서보다 작은 전력을 필요로한다. IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineer)는 무선 사설망 규격을 개발하고 있다. IEEE 802.15.3 규격은 무선 근거리 통신망과 비교할만한 데이터 레이트를 갖는 저전력 및 저비용 통신을 제공할 수 있는 무선 사설 매체 액세스 제어(MAC) 프로토콜 및 물리적(PHY)층을 규정한다. 이 규격은 피코넷 코디네이터(PNC)에 의해 조정된 디바이들스의 ad hoc 토폴로지(topology)를 갖는 무선 사설망에 대해 "피코넷(piconet)"이라는 용어를 만들어낸다. 피코넷은 다양한 전자 디바이스들이 서로의 영역(proximity)에 들어가기도하고 나오기도 할 시에 만들어지고, 개선되고 자발적으로 완화된다. 피코넷은 제한된 시공(temporal and spatial) 범위에 의해 특징지어질 수 있다. 물리적으로 인접한 디바이스들을 다수의 피코넷들로 그룹지어 동시에 실행시킬 수 있다.

IEEE 802.15.3a 태스크 그룹은 초광대역(UWB)에서 동작하는 새로운 PHY층을 개발하고 (100 Mbps 정도의)고속 데이터 레이트를 제공한다. 현재 이 PHY층은 주파수 호핑(FH) 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM)에 기초함으로써, 데이터 패킷의 OFDM 심볼들이 모든 UWB 주파수 대역 또는 그 일부를 포함하는 미리 지시된 주파수 대역 시퀀스로 연속하여 보내진다. 본원에서는 주파수 호핑(FH) 시퀀스로 언급되는 다양한 시퀀스들이 있는 데, 최종 규격 또는 기술 서적에서는 다른 용어로 사용되기도 한다. PHY의 주파수 호핑 특성은 피코넷을 동시 동작시켜 상호 간섭하기 쉽게 만든다. IEEE 규격 초안은 각 PNC가 데이터 전송용의 피코넷에서의 디바이스들에 의해 사용하기 위한 FH 시퀀스를 선택하도록 제안한다. 그러나, 이것은 우연히 동일한 FH 시퀀스를 선택하게 되는 인접한 피코넷들 간의 충돌 가능성을 많이 반복시킨다. 따라서, 지속적인 간섭을 피함으로써 (사용자 스루풋 및 지연과 관련한) 네트워크 성능을 개선하기 위한 임의화 메카니즘(randomization mechanism)이 일반적으로 다른 무선 사설망 및 ad hoc 피코넷의 거친 동작에 바람직하다.

이에 따라, 본원에서는 주파수 호핑 및 로테이션 시퀀스를 갖는 무선 사설망을 개시한다. 로테이션 시퀀스는 주파수 호핑 시퀀스의 계열(sequence)이다. 다양한 주파수 호핑 시퀀스가 있는 것과 마찬가지로 다양한 로테이션 시퀀스가 있다. 로테이션 시퀀스는 로테이션 인덱스에 의해 식별되는 한편 주파수 호핑 시퀀스는 호핑 인덱스로 식별된다. 일 실시예에서, 무선 통신 방법이 제공되고, 그 방법은 로테이션 인덱스 및 호핑 인덱스를 규정하는 피코넷 코디네이터에 의해 비이컨 프레임을 송신하는 단계; 피코넷 코디네이터와 연관된 또는 연관될 디바이스에 의해 상기 비이컨 프레임을 수신하는 단계; 수신 디바이스의 MAC에 의해 로테이션 인덱스 및 호핑 인덱스를 추출하고 이들을 현재 슈퍼프레임에서의 송수신용의 PHY에 통신하는 단계; 수신 디바이스에 의해 후속 비이컨 프레임을 미싱하는 단계, 및 이전에 수신된 호핑 인덱스 및 로테이션 인덱스를 사용하여 상기 미싱된 비이컨 프레임에 후속하는 현재 슈퍼프레임에 대한 현재 주파수 호핑 시퀀스를 판정하는 단계를 포함한다. 각 비이컨 프레임은 주파수 호핑 시퀀스의 로테이션 시퀀스를 규정하는 필드를 포함하고 또한, 현재 슈퍼프레임에 사용될 주파수 호핑 시퀀스를 나타내는 필드를 더 포함한다. 주파수 호핑 시퀀스를 포함시킴으로써 디바이스로 하여금 이들이 이전의 비이컨을 수신하지 않은 경우 현재 슈퍼프레임에 대해 사용중인 주파수 호핑 시퀀스를 찾아낼 수 있도록 한다.

도 1은 두개의 오버랩핑 피코넷을 도시하는 도면.

도 2a ∼2e는 피코넷 통신을 위한 프레임 구조를 도시하는 도면.

도 3은 비이컨에서의 로테이션 및 주파수 호핑 정보와 통신하기 위한 정보 엘리먼트를 도시하는 도면.

도 4는 예시적인 피코넷 멤버 디바이스의 블록도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명〉

108, 118: 피코넷 코디네이터

202, 204, 206: 슈퍼프레임

210: 비이컨 프레임

304: 호핑 인덱스 필드

306: 로테이션 인덱스 필드

본 발명이 다른 형태로 다양하게 변형될 수 있지만 첨부된 도면에 도시된 예들에 의한 특정한 실시예들을 이하에서 상세히 살명하기로 한다. 그러나, 첨부된 도면 및 그 상세한 설명이 제한적인 의미라기보다는 예시적인 의미로 고려되어야 한다. 또한, 본 발명은 첨부된 특허청구범위로 정의된 범위를 벗어나지 않는 범위에서 모든 변형, 등가의 대체적인 실시예들을 포함한다.

도 1은 두개의 피코넷(102, 104)을 형성하도록 협조된 다수의 전자 디바이스를 도시한다. 피코넷은 근접하여 있는 디바이스들의 임의의 조합으로 된 ad hoc 토폴리지를 갖는다. 디바이스(104∼112)는 피코넷(102)으로 된 멤버이고, 디바이스(116-120)는 피코넷(114)으로 된 멤버이다. 피코넷 통신에 참가할 수 있는 모든 디바이스들 또는 그 일부가 피코넷 코데니이터 ("PNC")로서 동작할 수 있다. 도 1에서, 디바이스(108)는 피코넷(102)에 대한 PNC로서 동작하는 한편, 디바이스(118)는 피코넷(114)에 대한 PNC로서 동작한다. PNC 디바이스(108, 118)는 비이컨 프레임을 방송하여 그 개별적 피코넷 멤버들의 통신을 원활하게 한다. 비이컨의 유효 범위(및 피코넷들의 유효 경계)가 파선(102 및 114)으로 도시된다. 하나의 피코넷(예를들어, 디바이스(106))에서의 디바이스들은 다른 피코넷에서 고주파 간섭을 받을 수 있다.

도 1의 구성에서, 피코넷들은 독자적으로 동작하도록 가정된다. 그럼에도 불구하고, 이러한 피코넷들은 프레임 전송 개시시에는 서로 동기하는 일이 종종 있다. 이것은 충돌 회피된 캐리어 센스 다중 액세스(CSMA/CA)라고하는 컨텐션 액세스 방법(contention access method)이, 오버랩 피코넷들의 디바이스로 하여금 가청가능한 현재 전송이 종료된 후 그 전송을 개시하도록 강요하는 경향이 있기 때문이다. 이러한 동기화는 상호 간섭을 이끌어내고 동일한 주파수 호핑 시퀀스에서 동작하는 오버랩핑 피코넷들 간에 충돌이 반복됨으로써 결과적으로 데이터 스루풋 및 액세스 지연 성능에서 심각한 열화를 야기시킨다.

간섭에 대항하기 위해, 도 1의 피코넷(102, 114)은 다른 주파수 호핑 시퀀스를 채용함으로써 대부분의 시간 동안 동일한 주파수 대역을 사용하지는 않는다. 이를 위해, 소정의 피코넷은 동일한 호핑 시퀀스를 무제한적으로 사용하지는 않겠지만, 다른 슈퍼프레임들에 대해서는 다른 호핑 시퀀스를 채용할 것이다. 상기 피코넷에서의 디바이스들에 의해 특정 슈퍼프레임에 대해 사용될 호핑 시퀀스가 피코넷의 PNC에 위해 송신된 비이컨 내에 제공된다. 하나 이상의 비이컨을 미싱한 디바이스들이 중단없이 송수신을 계속할 수 있도록 하기 위해서는, 오디오/비디오 스트리밍이 중요하기 때문에, 연속하는 슈퍼프레임에서 사용될 호핑 시퀀스가 로케이션 시퀀스 내로 미리 정렬되고 또한 각 비이컨에서 식별된다. 도 3을 참조하여, 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

도 2a∼2e는 예시적인 프레이밍 구조를 도시한다. 각 도면에서, 시간축은 오른쪽에서 왼쪽으로 증가함으로써 도면의 맨 오른쪽 부분이 통신 시퀀스의 초기 부분에 대응하고, 맨 왼쪽 부분은 시퀀스의 제일 끝에 대응한다. 도면들이 스케일된 것은 아니다.

도 2a는 오른쪽에서 왼쪽순으로 생긴 슈퍼프레임(202, 204, 206)을 포함한다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 각 슈퍼프레임은 비이컨 프레임(210)으로 시작하고 이것은 PNC에 의해 전송된다. 비이컨(210)은 선택적 컨텐션 액세스 주기("CAP")로 이어진다. CAP 동안, 피코넷 멤버 디바이스는 CSMA/CA 프로토콜을 사용하여 통신을 시도할 수 있다. 선택적 CAP(212)은 채널 시간 할당 주기("CTAP')(214)로 이어지고, 이것은 채널 시간 할당("CTAP')(216-226)으로 구성된다. 채널 시간 할당 주기(214)에서의 CTA 중 어떤 것은 관리 CTA("MCTA")(예를들어, MCTA(216, 218))일 수 있다. CTA는 규정된 소스 디바이스로부터 규정된 목적지 디바이스 또는 목적지 디바이스군으로의 통신에 할당된다. CAP 길이 및 CTA의 할당이 비이컨 프레임에 규정된다.

멤버 디바이스는 관리 프레임을 PNC로 송신함으로써 채널 시간 할당을 요구할 수 있다. 비이컨에 의해 규정된 파라미터들에 따라, 관리 프레임들이 CAP 또는 MCTA 동안 송신될 수 있다. 마찬가지로, 데이터 프레임은 CAP 또는 CTA 동안 멤버 디바이스들에 의해 교환될 수 있다.

도 2c는 (비이컨 프레임, 어떤 관리 프레임, 데이터 프레임 및 인증 프레임을 포함한)슈퍼프레임 동안 송신된 각 프레임에 대한 프레임 포맷을 도시한다. 각 프레임은 매체 액세스 제어("MAC") 헤더(230), 및 MAC 프레임 바디(232)를 포함한다. 이하에서 각각을 설명하기로 한다.

MAC 헤더(230)는 프레임 제어 필드(234), 피코넷 식별자 필드(236), 목적지 식별자 필드(238), 소스 식별자 필드(240), 프레그먼테이션 제어 필드(242), 및 스트림 인덱스 필드(244)를 포함한다. 프레임 제어 필드(234)는 프로토콜 버젼을 규정하는 필드, 프레임 타입(예를들어, 비이컨, 데이터, 인증)을 규정하는 필드, 프레임이 안전 보호되는 지 여부를 규정하는 필드, 인증 정책(예를들어, 인증을 안한다/즉시한다/천천히 한다)을 나타내는 필드, 프레임이 "재시도(retry)"인지 여부를 나타내는 필드(즉, 이전 프레임의 재전송), 및 소스로부터의 추가 프레임이 현재 CTA에서 이어지는 지 여부를 나타내는 필드를 포함한다. 피코넷 식별자 필드(236)는 피코넷에 대한 고유 16-비트 식별자를 규정한다. 목적지 식별자 필드(238)는 프레임이 관리되고 있는 디바이스에 대한 8-비트 피코넷 멤버 디바이스 식별자를 규정한다(특별한 값들이 방송 또는 멀티캐스트 프레임용으로 사용될 수 있다). 마찬가지로, 소스 식별자 필드(240)는 프레임을 전송하고 있는 디바이스에 대한 8-비트 피코넷 멤버 디바이스 식별자를 규정한다. 프레그먼테이션 제어 필드(242)는 MAC 프레임에서 송신될 충분히 작은 조각들로 분할된 거대한 데이터 유닛들을 재구성하기 위해 사용된 필드를 포함한다. 프레그먼테이션 제어 필드(242)는 데이터 유닛 번호를 규정하는 필드, 현재 프레그먼테이션 번호를 규정하는 필드, 및 데이터 유닛에서 전체 조각들의 수를 규정하는 필드를 포함할 수 있다. 스트림 인덱스 필드(244)는 (주기적인 형태로 데이터를 생성하는) 등시성 스트림 및 (언제라도 전송을 위해 도달할 수 있는) 비동기성 트래픽에 대한 스트림 식별자를 규정할 수 있다.

MAC 프레임 바디(232)는 페이로드 필드(246), 및 프레임 체크섬 필드(248)를 포함한다. 페이로드 필드(246)는 전송될 정보를 이송하는 가변 길이 필드이다. 결국, 프레임 체크 섬 필드(248)는 전체 페이로드 필드(246)를 통해 계산되는 32-비트 주기 중복 코드("CRC")를 포함한다. 페이로드 손상은, 수신기의 MAC 기능성에 의한 수신된 페이로드 필드에 대해 계산된 CRC 값을 프레임 체크 섬 필드 값에 비교함으로써 검출될 수 있다.

도 2d는 비이컨 프레임에 대한 페이로드 필드(246)를 도시한다. 비이컨 프레임 페이로드 필드(246)는 피코넷 동기 파라미터 필드(250), 및 하나 이상의 정보 엘리먼트 필드(252, 254)를 포함한다. 피코넷 동기 파라미터 필드(250)는 타임 토큰(각 비이컨에 대해 증분하는 48 비트 롤오버 카운터)을 규정하는 필드, 슈퍼프레임의 기간을 규정하는 필드, 컨텐션 액세스 주기의 끝을 규정하는 필드, 피코넷 멤버 디바이스에 대한 최대 전송 전력을 규정하는 필드, 피코넷 모드를 규정하는 필드, PNC 응답 시간을 규정하는 필드, 및 PNC에 대한 8-바이트 디바이스 어드레스를 규정하는 필드를 포함할 수 있다.

정보 엘리먼트 필드(252∼ 254)는 PNC 용량, 피코넷 멤버 디바이스의 리스트 및 그 용량, 채널 시간 할당 리스트, CTA 특성, 디바이스 웨이크-업 요청, 셧다운 통지, 피코넷 파라미터 변경, PNC 핸드오버, 전송 전력 제어값, 및 오버랩핑 피코넷 식별자들을 포함한 다양한 피코넷 이벤트와 파라미터를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 도 2e는 일반적 정보 엘리먼트(260) 구조를 도시한다. 모든 정보 엘리먼트는 정보 엘리먼트 타입(예를들어, 채널 시간 할당)을 규정하는 엘리먼트 식별자 필드(262), 정보 엘리먼트 페이로드 필드의 길이를 바이트 단위로 규정하는 길이 필드(length field, 264), 정보 엘리먼트 타입에 특정한 형태로 정보를 포함하는 정보 엘리먼트 페이로드 필드(268)를 포함한다.

도 3을 참조하기 전에, 주파수 호핑 시퀀스의 로테이션에 대해 좀 더 논의하는 것이 적합할 것이다. 슈퍼프레임 동안 송신된 각 프레임은 채널 심볼(channel symbol)로 분배될 수 있다. 채널 심볼은 변조된 신호로 특정되고 상술한 프레임 구조에서의 필드에 간접적으로만 관련된다. 각 채널 심볼은 채널 용량 및 채용된 특정 변조 스킴에 의해 판정되는 임의량의 디지털 데이터를 이송한다. 일 실시예에서, 디바이스는 직교 주파수 분할 멀티플렉싱(OFDM; Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 변조 기술을 채용하여 채널 심볼 주기 동안 다중 주파수 각각에서의 데이터 비트를 통신한다. 따라서, OFDM 채널 심볼들은 적어도 N 샘플 주기 길이이고, 여기서 N은 하나의 OFDM 심볼 데이터를 이송하기 위해 사용된 주파수 빈(frequency bins)의 수이다. 다른 변조 스킴에서, 채널 심볼은 또한 사전설정된 길이 또는 하나 이상의 샘플 주기일 수 있다.

주파수 호핑 시퀀스는 슈퍼프레임 동안 통신하는 디바이스들에 의해 사용될 주파수 대역 시퀀스("채널")이다. 슈퍼프레임 내의 각 프레임의 처음에서(또는 하나라면 프레임 프리앰블의 처음에서) 시작하면, 디바이스는 호핑 시퀀스에 의해 규정된 바와 같이 각 채널 심볼을 다른 채널로 전송한다. 제1 채널 심볼은 호핑 시퀀의 제1 엘리먼트에 의해 규정된 채널에서 송신될 것이고, 제2 채널 심볼은 호핑 시퀀스의 제2 엘리먼트 등에 의해 규정된 채널에서 송신될 것이다. 채널 시퀀스는 가능한 호핑 시퀀스 풀로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 다음의 호핑 시퀀스 풀이 채용된다:

HS_1= {Channel_1, Channel_2, Channel_3, Channel_1, Channel_2, Channel_3,…

(반복)}

HS_2= {Channel_3, Channel_1, Channel_2, Channel_2, Channel_1, Channel_3,…

(반복)}

HS_3= {Channel_2, Channel_3, Channel_1, Channel_3, Channel_2, Channel_1,…

(반복)}

HS_4= {Channel_3, Channel_2, Channel_1, Channel_1, Channel_3, Channel_2,…

(반복)}

주파수 호핑 시퀀스는 슈퍼프레임에서 슈퍼프레임으로 변경될 수 있다. 각 슈퍼프레임은 하나의 호핑 시퀀스를 사용한다. 로테이션 시퀀스는 호핑 시퀀스가채용되는 순서를 규정하는 데 사용된다. 로테이션 시퀀스는 가능한 로테이션 시퀀스 풀로부터 선택될 수 있다. 일 실시예에서, 다음의 표 1과 같은 로테이션 시퀀스 풀이 채용된다:

다른 로테이션 시퀀스를 채용하는 피코넷들은 이들이 동기화된다 하더라도, 동일한 호핑 시퀀스로 서로 반복적으로 충돌하지는 않을 것이고 따라서, 그 상호 간섭이 상당히 감소된다. 피코넷 오버랩핑이 동일한 로테이션 시퀀스를 사용한다하더라도, 그 슈퍼프레임의 길이 및 경계가 항상 동일한 것은 아니기 때문에 연장주기 동안 동일한 호핑 시퀀스에서 동작할 가능성은 없다. 소정 풀의 사이즈 및 시퀀스의 비반복적인 길이를 제약조건으로서 둔, 호핑 시퀀스 풀과 로테이션 시퀀스 풀 둘다 다른 풀 멤버와 최소 상관 관계를 제공하도록 설계될 수 있다.

주파수 호핑 시퀀스 로테이션의 사용은 피코넷 통신 프로토콜에 특유한 다른 이득을 제공할 수 있다. 예를들어, 피코넷 멤버 디바이스는 종종 비이컨을 미싱할 것으로 예상된다. 규정된 로테이션 시퀀스를 사용하지 않는다면, 하나의 비이컨이라도 손실되면 멤버 디바이스로 하여금 호핑 시퀀스의 트랙을 벗어나게 하고 피코넷을 탈퇴하게 할 수 있다. 그러나, 규정된 로테이션 시퀀스를 인지하면, 피코넷 멤버 디바이스는 호핑 시퀀스를 인식하고 비이컨을 수신하지 않은채 슈퍼프레임 통신에 참가할 수 있다.

도 3은 주파수 호핑 시퀀스 로테이션 정보 엘리먼트(302)의 일 실시예를 도시한다. 정보 엘리먼트는 주파수 호핑 시퀀스 정보를 포함하는 정보 엘리먼트를 규정하는 엘리먼트 식별자 필드(262)를 포함한다. 또한, 이어서 2 바이트 길이의 페이로드를 나타내는 길이 필드(264)가 포함될 수 있다. 이러한 페이로드는 정보 엘리먼트 페이로드이고 호핑 인덱스 필드(304) 및 로테이션 인덱스 필드(306)를 포함한다. 호핑 인덱스 필드(304)는 현재 슈퍼프레임 즉, 로테이션 시퀀스에서의 현재 위치 동안 사용될 호핑 시퀀스를 규정한다. 로테이션 인덱스 필드(306)는 피코넷에 의해 현재 사용되는 로테이션 시퀀스를 규정한다. 필드(304 및 306) 각각은 1 바이트 길이일 수 있다. 호핑 인덱스 필드(304)는 각 비이컨에서 증가되고, 로테이션 시퀀스의 끝에 도달된 후 초기값으로 롤 오버될 수 있다.

각 비이컨은 채널 시간 할당 정보 엘리먼트 뒤에 바로 주파수 호핑 시퀀스 로테이션 정보 엘리먼트를 포함할 필요가 있다. 주파수 호핑 시퀀스 로테이션 정보 엘리먼트를 모니터링함으로써, 피코넷 멤버 디바이스는 현재 슈퍼프레임에 대한 호핑 시퀀스 뿐아니라 장래의 슈퍼프레임에 대한 호핑 시퀀스를 판정할 수 있다.

로테이션 시퀀스는 IEEE 801.15.3 규격에 제공된 피코넷 파라미터 변경 절차를 사용하여 PNC에 의해 변경될 수 있다. 일 실시예는 채널이 그 규격에 한정됨에 따라 로테이션 시퀀스를 취급하는 것이고, 피코넷 파라미터 변경 절차를 사용하여 채널을 변경하여 로테이션 시퀀스를 변경한다. 통상, 파라미터 변경 절차는 그 변경이 효과를 발휘하기 앞서 사전설정된 수의 비이컨들에 피코넷 파라미터 변경 정보 엘리먼트를 포함시킬 필요가 있다. 이러한 절차는 상당한 수의 비이컨이 미싱된다하더라도 모든 멤버 디바이스들에 충분히 통지하여 그 변경에 대해 경고한다.

도 4는 예시적인 피코넷 멤버 디바이스의 블록도를 도시한다. 피코넷 프레임들은 안테나(402)를 통해 송수신된다. (관련 주파수에서, 안테나는 인쇄 회로 카드 상에 트레이스로서 구현될 수 있다.) 스위치(404)는 수신 주기 동안 안테나(402)를 증폭기(406)에 접속한다. 증폭기(406)는 필터 및 주파수 다운-변환 회로(도시안됨)에 이어진다. 아날로그 대 디지털(A/D) 컨버터(408)는 수신 신호를 디지털 프로레서(410)에 의해 처리하기 위한 디지털 형태로 변환한다. 디지털 프로세서(410)는 하드웨어, 펌 웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 이것은 수신 신호를 복조 및 디코딩하여 수신 데이터를 구하고, 또한 변조를 행하고 전송 데이터를 인코딩하여 디지털 전송 신호를 생성한다. 여기에 MAC 층 기능을 핸들링하기 위한 다른 디지털 프로세서(도 4에는 도시안됨)가 있을 수 있다. 디지털 대 아날로그(D/A) 컨버터(412)는 디지털 전송 신호를 아날로그 전송 신호로 변환하고, 이것은 증폭기(414)에 의해 증폭되고 전송 주기 동안 스위치(404)에 의해 안테나(402)로 제공된다. 주파수 업-변환 및 필터 회로는 D/A 컨버터(412) 및 증폭기(414) 사이에 구비될 수 있다.

디지털 프로세서(410)의 동작은 메모리(416) 내에 저장된 소프트웨어에 의해 일부 제어될 수 있다. ("소프트웨어"라는 용어는 펌 웨어 및 어떤 다른 종류의 프로세서 명령어들을 포함한다.) 소프트웨어는 디바이스 드라이버(418)를 포함하여 애플리케이션(420)과 디지털 프로세서(410) 간에 통신을 원활하게 한다. 디지털 프로세서(410)는 키보드, 키패드, 버튼, 다이얼, 포인팅 디바이스, 터치 감응 스크린, 알파벳 문자 또는 그래픽 표시, 조명, 프린터, 스피커, 마이크로폰, 카메라, 및/또는 디바이스 사용자와 인터페이스하기 위한 다른 메카니즘과 같은 지원 하드웨어(도시안됨)와 상호작용하거나 이것들을 포함할 수 있다. 대안적으로, 또는 부가적으로 이러한 지원 하드웨어는 비휘발성 정보 스토리지, 네트워크 인터페이스, 모뎀, 사운드 카드, 라디오/텔레비젼 튜너, 케이블/위성 수신기, 또는 디바이스 용도에 유용한 다른 전자 모듈을 포함할 수 있다.

당업자라면 상술한 내용들을 완전히 이해하고 그에 대한 다양한 변경 및 수정도 가능함을 이해할 것이다. 예를들어, 다른 호핑 시퀀스 풀 및 로테이션 시퀀스 풀들이 사용될 수도 있다. 풀들은 본원에 개시된 예들보다 상당히 크다. 이어서 첨부된 특허청구범위만이 이러한 변형 및 수정을 포함할 수 있다.

이와 같이, 본원 발명은 주파수 호핑 및 로테이션 시퀀스를 갖는 무선 사설망에서, 다른 슈퍼프레임들에 대해 다른 호핑 시퀀스를 채용함으로써 오버랩핑 피코넷들 간에 충돌 발생을 감소시키고 결과적으로 데이터 스루풋 및 액세스 지연 등의 성능 열화을 감소시킨다.

Claims

로테이션 시퀀스(rotation sequence) 및 호핑 시퀀스(hopping sequence)를 규정하는 비이컨 프레임을 수신하는 단계,

후속하는 비이컨 프레임을 미싱하는 단계와,

이미 수신된 로테이션 시퀀스와 호핑 시퀀스를 사용하여 상기 미싱된 비이컨 프레임에 후속하는 현재 슈퍼프레임에 대한 현재 주파수 호핑 시퀀스를 판정하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
일련의 슈퍼프레임을 조정(coordinating)하는 단계- 상기 조정 단계는 각 슈퍼프레임에 대한 비이컨을 전송하는 단계를 포함하고, 각 비이컨은 그 슈퍼프레임 중에 통신용으로 사용될 주파수 호핑 시퀀스를 나타내고, 각 비이컨은 후속하는 슈퍼프레임에서의 통신동안 사용될 주파수 호핑 시퀀스를 나타내는 로테이션 시퀀스를 규정함-, 및

각 슈퍼프레임에 대한 주파수 호핑 시퀀스를 사용하여 그 슈퍼프레임 중에 비이컨과는 다른 어떤 프레임을 수신하는 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항에 있어서, 상기 현재 주파수 호핑 시퀀스를 사용하여 상기 현재 슈퍼프레임 중에 전송된 프레임을 수신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

현재 주파수 호핑 시퀀스를 사용하여 현재 슈퍼프레임 중에 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비이컨 프레임은 상기 비이컨 프레임 다음의 슈퍼프레임에 대한 주파수 호핑 시퀀스 및 로테이션 시퀀스를 규정하는 정보 엘리먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로테이션 시퀀스는 로테이션 인덱스에 의하여 규정되고, 상기 호핑 시퀀스는 호핑 인덱스에 의하여 규정되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호핑 인덱스는 (롤 오버에 의해) 다음의 각 슈퍼프레임에 대해 증가되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 호핑 인덱스는 최소 상호 상관 관계를 갖는 호핑 시퀀스 풀로부터 된 것을 특징으로 하는 무선 통신 방법.
안테나,

피코넷 통신을 송수신하기 위해 안테나에 접속된 프로세서, 및

프로세서에 접속된 메모리를 포함하고,

상기 메모리는 상기 프로세스가,

수신된 피코넷 통신에서 비이컨 프레임을 검출하는 단계- 상기 비이컨 프레임은 피코넷 슈퍼프레임을 나타냄-, 및

상기 비이컨 프레임으로부터 주파수 호핑 시퀀스에 대한 로테이션 시퀀스를 구하는 단계를 포함하도록 구성하는 소프트웨어를 저장하는 것을 특징으로 하는 피코넷 멤버 디바이스.
제9항에 있어서, 상기 소프트웨어는 상기 프로세서가,

비이컨 프레임이 미싱되었는지 여부를 판정하는 단계, 및

로테이션 시퀀스를 사용하여 미싱된 비이컨 프레임 다음의 각 슈퍼프레임에 대한 주파수 호핑 시퀀스를 판정하는 단계

를 포함하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 피코넷 멤버 디바이스.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 소프트웨어는 상기 프로세서가,

수신된 비이컨 다음의 슈퍼프레임에 대한 주파수 호핑 시퀀스를 수신된 비이컨으로부터 구하는 단계를 포함하도록 구성하는 것을 특징으로 하는 피코넷 멤버디바이스.
제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 로테이션 시퀀스는 최소 상호 상관 관계를 갖는 로테이션 시퀀스 풀로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 피코넷 멤버 디바이스.
안테나, 및

안테나에 접속되어 피코넷 통신을 송수신하기 위한 프로세서

를 포함하고,

상기 프로세서는 피코넷 슈퍼프레임을 나타내는 비이컨 프레임을 송신하도록 구성되고, 각 비이컨 프레임은 주파수 호핑 시퀀스에 대한 로테이션 시퀀스를 규정하는 필드를 포함하고, 또한 관련 슈퍼프레임에 사용될 주파수 호핑 시퀀스를 나타내는 필드를 더 포함하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 피코넷 코디네이터 디바이스.
제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 주파수 호핑 시퀀스를 나타내는 필드는 다중 후속 슈퍼프레임 각각에 대해 증가되는 호핑 인덱스 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 피코넷 코디네이터 디바이스.
제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 주파수 호핑 시퀀스를 나타내는 필드는 이용가능한 주파수 호핑 시퀀스 풀로부터 주파수 호핑 시퀀스를 규정하는 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 피코넷 코디네이터 디바이스.