KR20060122908A - 장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법과 슬롯형 비코닝 장치 - Google Patents

장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법과 슬롯형 비코닝 장치 Download PDF

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Abstract

슬롯형 비코닝 기간(104)과 데이터 전송 기간(103)을 가진 슈퍼프레임(102)을 포함하는 분산 MAC 프로토콜이 제공된다. 제공된 슈퍼프레임(102)은 다수ㅢ 매체 액세스 슬롯(107)을 포함하고, 다수의 매체 액세스 슬롯(107)은 슬롯형 비코닝 기간(104)에 할당된다. 비코닝 기간 길이(106)는 고정되거나 가변될 수 있다. 제공된 비코닝 프로토콜은 비코닝 기간(104)을 시작하고(101), 애드-호크 네트워크의 기존의 비코닝 기간(104)을 참여시키고, 비코닝 기간동안에 충돌을 해결함에 의해 애드-호크 네트워크를 개시하는 것을 정의한다.

Description

장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법과 슬롯형 비코닝 장치{BEACONING PROTOCOL FOR AD-HOC NETWORKS}
본 발명은 애드-호크 네트워크(Ad-hoc network)에 대한 비코닝 프로토콜(Beaconing Protocol)을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.
무선 LAN들은 하나의 무선 매체를 통해 서로 다른 유형의 서비스에 대한 수요를 지원하기 위해 인기리에 증가하고 있으며, 레거시 IEEE 802.11 11 및 IEEE 802.11e를 포함하는 여러개의 MAC층 해법이 발전하고 있다. 그 결과, 무선 네트워크에서 애드-호크 접속성을 지원하기 위해 예를 들어, IEEE 802.11 IBSS 또는 IEEE 802.15 계열의 프로토콜과 같은 여러개의 통신 프로토콜이 존재하고 있다. 이들 프로토콜은 IEEE Std. 802-11-1999(Reaff 2003), Part 11과, Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) Specifications, edition 2003 및 IEEE Std.802.15.3-2003, Part 15.3과, Wireless Medium Access Control(MAC) and Physical Later(PHY) Specification for High Rate Wireless Personal Area Network(WPANs), edition 2003에 지정되어 있으며, 그들 전체는 본 명세서에서 참 조로서 수록된다.
IEEE 802.11 표준은 무선 매체 액세스에 대한 2가지 기본 기능, 즉, PCF(Point Coordination Function)와 DCF(Distributed Coordination Function)를 정의한다. DCF는 비동기 데이터 서비스를 담당하며, 충돌 방지(collision avoidance : CA) 기능이 있는 매체 액세스 스킴(medium access scheme) 캐리어 감지 다중 액세스(carrier sense multiple access)(CSMA/CA)를 이용하여 전송국들이 액세스를 위해 서로 분쟁하는 분쟁 기간을 조정한다.
무선 개인 지역 네트워크(Wireless Personal Area Network : WPAN)는 전형적인 무선 지역 네트워크(Wireless Local Area Network : WLAN)에서와는 다르게 서로간에 인접한 분쟁 노드간에 통신한다. WPAN은 제로 인프라구조 환경을 필요로 한다.
다중 대역 OFDM 연합(MultiBand OFDM Alliance : MBOA)은 WPAN에 대한 MAC 프로토콜을 정의하고 있는바, 이에 대해서는 MBOA Wireless Medium Access Control (MAC) Specification For High Rate Wireless Personal Area Networks(WPANs), Technical Specification, Draft 0.5, April 2004를 참조하면 되고, 그의 전체는 본 명세서에 참조로서 수록된다. MBOA MAC 프로토콜은 분산된다. 즉, 피어 장치들(peer devices)은 동일한 프로토콜 작용 및 하드웨어/소프트웨어 기능을 가진다. MBOA MAC는 그 장치들에 의한 매체 예약에 기반하며, 그에 따라 매체에 대한 감지 및 충돌 횟수를 없앤다. 또한, MBOA MAC 프로토콜은 WPAN의 모든 노드(장치)에 걸쳐 기능들을 분산시킴으로서 네트워크 인프라구조에 대한 어떠한 필요성도 제거하 며, IEEE 802.11e의 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access) 동작 모드에 기반한다. MBOA 분산 MAC 프로토콜에서는, WPAN 네트워크를 위한 액세스 포인트나 중앙 코디네이터(central coordinator)가 없다. MBOA 분산 MAC 프로토콜에서는 동기, 비동기 및 등시성 데이터 전송이 지원된다.
등시성이란 데이터 전달시에 특정의 시간 제약이 있는 시 종속 데이터 전송을 의미한다. 예를 들어, 데이터가 디스플레이되는 만큼 빠르게 전달되도록 보장하고, 오디오가 비디오와 동기화되도록 보장하기 위해서는 다중 매체 스트림이 등시성 트랜스포트 메카니즘(isochronous transport mechanism)을 필요로 한다. 반대로, 비동기 프로세스는 랜덤한 간격으로 이격될 수 있는 데이터 스트림을 포함하고, 동기 프로세스는 규칙적으로 이격된 사전 결정된 간격으로만 전달되어야 하는 데이터 스트림을 포함한다. 등시성 서비스의 시간 제약은 동기식 서비스의 시간 제약만큼 엄격한 것도 아니지만 비동기식 서비스만큼 관대한 것도 아니다.
여전히 해결되어야 할 2가지 주요한 문제점은 전력 관리 및 동기화이다. 예를 들어, 소정 장치는, 트래픽이 기대되지 않은 곳으로 어드레싱될 경우에 슬립(sleep)으로 진행할 수 있어야 한다. IEEE 802.11 IBSS에 마련된 메카니즘은 장치를 효율적으로 동기화시키는데 있어서 아주 비효율적이고 불충분하다. 특히, 그 메카니즘은 모든 장치들이 서로 통신하고 있다고 간주하는데, 항상 그런것은 아니다.
효율적인 전력 관리 및 동기화를 제공하고, 매체의 분산된 시간 예약이 가능한 분산 MAC 프로토콜이 필요하다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 슈퍼프레임(superframe) 구조(102)와 슈퍼프레임 구조(102)를 이용한 절차를 포함함으로서, 무엇보다도 애드-호크 네트워크에서 전력 관리 및 동기화를 개선한, 분산 MAC 프로토콜을 제공한다. 본 발명에 따르면, 제공된 MAC 슈퍼프레임 구조는 다수의 MAS 슬롯(107)을 구비하는 슬롯형 비코닝 기간(Beaconing Period : BP)과 데이터 전송 기간(103)을 포함한다. 모든 애드-호크 네트워크 장치는 비콘 전송에 관여한다. 데이터 전송 기간의 MAS에 있어서의 매체 액세스는 개량형 분산 채널 액세스나 EDCA형 메카니즘 또는 분산 예약 메카니즘에 기반한다.
본 발명에 따른 애드-호크 네트워크에서 통신 장치들간의 코디네이션(coordination)을 유지하기 위해 채용된 기술은 비콘(Beacon)의 주기적 전송이다. 비콘은 등시성 예약에 관한 정보를 포함하는 네트워크에 대한 기초 타이밍을 제공한다. 통신하기를 원하는 장치는 동일 비코닝 기간(Beaconing Period : BP)동안 주어진 장치 또는 그 비콘의 무선 영역내에 있는 장치 세트 또는 동일한 비콘 그룹(Beacon Group)에 속해야만 한다.
도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 MBOA 분산 MAC 프로토콜에서는, 각 슈퍼프레임(102)이 다수의 매체 액세스 슬롯(Medium Access Slot : MAS)(107)을 포함한다. MAS는 비콘 기간(104)과 데이터 전송 기간(103)간에 분할되며, 이는 도 2b에 도시된다. 비콘들을 전송/수신하기 위해, 장치는 MAC 슬롯(107)의 연속 세트(104)에 대응하는 시간 기간들을 비콘 전송 및 수신을 위해 엄격히 예약된 비콘 기간(BP)으로서 지정한다. 이러한 비콘 방송 시간이나 BP(104)를 공유하는 장치 그룹을 비콘 그룹이라 한다. 즉, 비콘 그룹은, 주어진 장치에 대해, 매체 액세스 슬롯(MAS)(107)의 동일 서브셋내의 그들의 비콘 전송을 동기화시키고, MAS 슬롯(107)의 이러한 서브셋(104)을 그들의 BP(104)로서 식별하는 장치의 서브셋으로서 국소적으로 정의된다. MBOA 사양에 따르면, BP(104)는 하나 이상의 장치의 비콘들에 의해 BP 또는 슬롯형 비코닝 기간(104)으로서 지정되는 8개의 연속하는 MAC 슬롯으로 정의된다. 바람직한 실시 예에 따르면, BP(104)에 할당된 MAS 슬롯(107)의 수는, 예를 들어, 8MAS 슬롯으로 고정되거나 가변될 수 있다. MBOA는 BP(104)가 8개의 MAS 슬롯과 등가인 24 비콘 슬롯을 가진 것으로서 특정하되, 각 MAS는 도 2a에 도시된 바와 같이 3개의 비콘 슬롯을 포함한다. 비콘 슬롯의 수는 고정되는 것이 아니라 BP에 할당된 MAS 슬롯(107)의 수에 따라 가변할 수 있다.
클러스터는 소정 장치의 무선 범위내의 장치 세트로서, 비콘 그룹내의 모든 장치들을 포함한다. 클러스터는 또 다른 비콘 그룹에 속하는 무선 범위내의 장치를 포함한다.
따라서. BP 길이(106)는 고정되거나 가변될 수 있다. 고정되는 경우, 비콘 슬롯(105)의 대응하는 고정된 수는 동일 위치 및 주파수에서 동시에 동작할 수 있는 장치의 최대 수를 결정한다. 그러나, 비콘 슬롯 길이(202)는 고정되며, 비콘 프레임 길이, 즉, 비콘 프레임을 전송하는데 필요한 시간에 좌우된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 도면 및 본 발명의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 슈퍼프레임 구조를 나타낸 도면,
도 2a는 MAS가 3개의 비콘 슬롯을 포함하는, 본 발명에 따른 슬롯형 비코닝 기간을 나타낸 도면,
도 2b는 비콘 기간과 데이터 전송 기간으로 분할되는 다수의 MAS 슬롯을 포함하는, 본 발명에 따른 슈퍼프레임을 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예가 적용될 무선 통신 시스템의 아키텍처를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 도 3의 통신 시스템의 무선 장치의 간략화된 블럭도,
도 5는 비코닝 프로토콜의 동기화 기능에 대한 유한 상태 다이어그램(Finite State Diagram : FSD)을 나타낸 도면, 및
도 6은 비코닝 기간동안의 비콘 충돌 및 해법 프로토콜(Beacon collision and Resolution Protocol : BCRP)에 대한 유한 상태 다이어그램(FSD)을 나타낸 도면.
당업자라면, 이하의 설명이 예시적으로 제공된 것으로 이에 제한되는 것은 아님을 알 것이다. 당업자라면, 본 발명의 사상 및 청구범위의 범주내에서 다양한 변형이 있음을 알 것이다. 본 발명을 명확하게 하기 위해 알려진 기능 및 작용에 대한 불필요한 설명은 본 명세서로부터 생략될 것이다.
본 발명은 채널 시간이 슈퍼프레임으로 분할되는 애드-호크 네트워크에 관한 것으로, 각 슈퍼프레임은 BP와 함께 시작된다. BP는 비콘 전송을 위해 이용된다. 도 1에는 본 발명에 따른 MAC 슈퍼프레임 구조(100)가 도시된다. 애드-호크 네트워크에 있어서, 모든 장치는 비콘의 전송에 관여한다. 각 MAC 슈퍼프레임 구조(100)는, TBTT 또는 비코닝 기간 시작 시간(Beaconing Period Start Time : BPST)(101)에서 시작하여 슬롯형 BP 길이(106) 동안 계속되며, 새로운 장치가 네트워크에 참여하도록 다수의 비콘 슬롯(105)을 포함하는 슬롯형 BP(104)를 더 포함하는 적어도 하나의 슈퍼프레임(102)의 시퀀스를 포함하고, 슬롯형 BP(104) 다음에는 데이터 전송 기간(103)이 뒤따른다. BP 길이(106)는 고정되거나 가변될 수 있다.
도 2a에 도시된 바와 같이, 각각의 연속하는 비콘 슬롯(105)들간의 시간은 짧은 프레임간 간격(Short Inter Frame Space : SIFS)(203)보다 더 크다. MAS 슬롯(107)은 통신의 기본 단위이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 슈퍼프레임은 256 MAS 슬롯들(107)로 분할됨이 바람직하다. 각 MAS는 길이가 256μsec이며, 그에 따라 슈퍼프레임의 길이는 65msec이다. MAS 슬롯(107)은 EDCA, DRP(Distributed Reservation Protocol for data transfer) 또는 비코닝을 위해 이용될 수 있다. 여러개의 MAS 슬롯 유형은 MAS 슬롯(107)이 장치 또는 근처에 있는 장치에 의해 이용되는 방식에 좌우된다. 테이블 1은 MAS 슬롯 유형을 요약한 것이다.
표 1 - 매체 액세스 슬롯 유형 정의
Figure 112006055978048-PCT00001
통신이 설정되기 전에 장치는 그 자신의 비콘 그룹을 생성하거나 기존의 비콘 그룹에 참여한다. 각 비콘 기간동안, 바람직하게는 8개의 연속하는 MAS 슬롯(107)이 비콘 슬롯(105)으로서 이용되고, 비콘 그룹에 속하는 모든 장치는 비콘을 전송한다. 슈퍼프레임의 시작 시간은 비콘 기간의 개시에 의해 결정되며, IEEE 802.11에서는 TBTT(Target Beacon Transmission Time)로서 정의되고 MBOA 분산 MAC에서는 BPST(Beacon Period Start Time)로서 정의된다.
바람직한 실시 예에 있어서, 비코닝 기간(104)은 8개의 MAS 슬롯(107)을 사용하도록 정의된다. 각 MAS 슬롯(107)은 〉SIFS 의해 분리된 3개의 비콘 슬롯(107)을 포함하며, 따라서, 비콘 기간은 MBOA 분산 MAC에 있어서 24개의 비콘 슬롯(105)을 포함한다. 슬롯의 수는 이미 설명한 바와 같이 가변할 수 있다. 슬롯형 BP 길이(106)는 고정되거나 가변할 수 있다. 고정된 경우, 비콘 슬롯(105)의 수는 고정되며, 동일 위치 및 주파수에서 동시에 동작할 수 있는 장치의 최대 수를 결정한다. 그러나, 궁극적으로, 비콘 슬롯 길이(202)는 비콘 프레임의 길이에 좌우된다.
본 발명의 슈퍼프레임(102)은 슈퍼프레임(102)의 잔여 MAS 슬롯(107), 즉, BP(104)에서가 아닌 슈퍼프레임의 MAS 슬롯을 구비하는 데이터 전송 기간(103)을 더 포함한다. 슈퍼프레임(102)의 데이터 전송 기간(103) 동안, 장치는 EDCA(Enhanced Distributed Channel Access)라고 하는 분쟁 기반 우선 순위 채널 액세스를 통해, 또는 DRP(Distributed Reservation Protocol)라고 하는 예약 기반 채널 액세스를 이용하여 데이터를 전송 및 수신한다.
비콘은 다음과 같은 정보를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
(1) 장치의 식별 및 그의 기능
(2) 트래픽 식별 맵(Traffic Identification Map : TIM)
(3) 비콘 슬롯 점유 필드
(4) 관련 메쉬 네트워크
(5) 매체의 분산 예약
이 정보는 IEEE 802.11 또는 IEEE 802.15 표준에서 지정된 비콘에서의 정보 요소 형태로 전달될 수 있다.
본 발명의 비코닝의 이용은,
(1) 전력 관리
(2) 고속 연락을 통한 장치 발견
(3) 멀티-호프 메시지 라우팅(multi-hop message routing)
(4) 다수의 피어-투-피어 쌍의 동기화
(5) 매체의 분산 예약
을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.
전력 관리 : 본 발명은 각 장치에 의한 전력 절약을 달성한다. 모든 장치는 비콘을 수신하기 위해 TBTT 또는 BPST(Beacon Period Start Time)에서 기상(wake up)한다. 대기열(queue)의 트래픽을 가진 장치는 TIM내에 목적지 장치를 포함한다. 그 장치들로 어드레싱된 TIM을 수신하는 장치들은 슈퍼프레임의 다음 분쟁 기간동안에 기상을 유지한다. 장치들은 슈퍼프레임의 BP가 종료되고 나면 슬립(sleep)으로 진행할 수 있으며, TIM은 클리어(clear)된다. 장치들은, "추가 데이터"가 0으로 설정된 프레임이 수신되고 나면, 슈퍼프레임의 종단전에 슬립으로 진행할 수 있다.
고속 연락을 통한 장치 발견 : 모든 장치는 비코닝 기간 동안에 비콘을 전송한다. 장치들은 비콘이 수신되고 나면 하나의 슈퍼프레임의 시간내에 발견될 수 있다.
멀티-호프 메시지 라우팅 : 비콘은 소정 장치의 이웃에 관한 정보를 포함한다. 이 정보는 비콘내의 BPOIE(Beacon Period Occupancy Information Element)에 포함되며, 특정 장치로의 최단 경로 또는 최저가 경로를 발견하는데 이용될 수 있다.
동기화 : 각 장치는 비콘에 대한 매체를 스캐닝한다. 수신된 비콘이 없으면, 장치는 그 자신의 TBTT 또는 BPST를 설정하고 제 1 비콘을 전송한다. 그러나, 비콘이 수신되면, 장치는 슬롯형 비콘 기간내의 엠프티 슬롯(empty slot)을 검색하고, 엠프티 슬롯이 이용 가능하면, 그것을 선택한다. 슬롯이 선택되고, 충돌이 검색되지 않으면, 그 장치는 항상 동일한 슬롯내의 그의 비콘을 전송한다. 2 이상의 비콘이 수신되면, 장치는 최고속 클럭에 동기된다.
2개의 장치가 동일 비콘 슬롯을 이용하는 경우가 발생할 수 있으며, 그러므로, 충돌 검출 및 해법 메카니즘(BCRP)이 필요하다. 장치는 그 자신의 비콘내의 "비콘 슬롯 점유" 필드(BPOIE)를 전송하는데,
(1) "비콘 슬롯 점유" 필드는 수신된 비콘의 장치 ID(DevID)와 슬롯 번호에 대한 정보를 포함하고,
(2) 수신된 비콘내의 주어진 비콘 슬롯이 유휴(idle)로서 검출되거나 비콘 프레임이 적어도 기설정된 횟수동안 부정확하게 수신되면, "비콘 슬롯 점유" 필드는 엠프티인것으로 간주되거나 주어진 슬롯에 대한 정보를 포함하고 있지 않는 것이다. 비콘을 전송하는 장치가 적어도 기설정된 횟수동안 그 자신의 비콘 슬롯 정보를 포함하지 않거나 동일 슬롯의 다른 DevID를 포함하는 "비콘 슬롯 점유" 필드를 수신하면, 그 장치는 새로운 앰프티 비콘 슬롯을 검색한다.
매체의 분산 예약 : 장치는 그의 비콘내의 슈퍼프레임의 데이터 전송 기간의 특정 시간 예약을 공표할 수 있다. 모든 장치는 비콘의 수신시에 이러한 공표를 수신하며, 그에 따라 시간 예약을 알게 된다. 장치들은 이웃 장치의 예약 시간동안에는 전송을 하지 않는다.
본 발명의 시스템 및 방법은 무선 장치(301)가 본 발명에 따라 수정된 MAC 모듈을 포함하는 WPAN 및 WLAN(300)을 위해 이용될 수 있다. 도 3에는 본 발명의 실시 예가 적용될 대표적인 무선 네트워크가 도시된다. 본 발명의 원리에 따르면, 각 장치의 전력 관리, 분산 예약 및 애드-호크 네트워크의 무선 장치들간의 동기화 기능들 중 적어도 하나가 용이하게 이루어질 수 있도록 슬롯형 비코닝 프로토콜을 수행하도록 구성된 도 4에 도시된 MAC 모듈(400)이 제공된다. 도 3에 도시된 네트워크가 소형인 것은 단지 예시적인 목적을 위한 것임을 알아야 한다. 실질적으로는, WLAN 또는 WPAN이 본 발명이 합체된 훨씬 많은 수의 무선 장치를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 애드-호크 네트워크내의 각 장치(301)는 도 4의 블럭도에 도시된 아키텍처를 가진 MAC 모듈(400)을 포함한다. 각 장치(301)는 적어도 전송기(401), 본 발명에 따른 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403) 및 수신기(404)에 결합된 제어기(402)를 가진 MAC 모듈(400)을 포함한다. 전송기(401)와 수신기(404)는 안테나(405)에 결합된다. 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403)은, 예를 들어, 비코닝 기간 길이가 IEEE 802.11, Bluetooth를 포함하는 다양한 통신 프로토콜과 당 분야에 알려진 애드-호크 무선 네트워크를 지원하는 임의의 다른 프로토콜에 적합하게 되도록 적응적 프로그래밍을 제공한다. 예를 들어, IEEE 802.11에 있어서, IBSS는 본 발명이 적용될 수 있는 애드-호크 네트워크이다. 애드-호크 네트워크는 그에 매칭되는 네트워크 명칭(SSID)을 포함하는 비콘을 "검색"하는 애드-호크 동작을 위해 구성된 주어진 스테이션(STA)에 의해 시작된다. 매칭되는 SSID를 가진 비콘이 주어진 STA에 의해 수신되고, 애드-호크 네트워크 모드에서 동작하는 다른 STA에 의해 발생될 때, 주어진 STA는 그 네트워크, 즉, 다른 STA의 WLAN에 참여한다. 매칭되는 네트워크 명칭과 함께 수신된 비콘이 없는 경우, STA는 자체적으로 비콘을 발생하여 형성된 SSID를 가진 애드-호크 네트워크를 설정한다.
도 5를 참조하면, 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403)의 동기화 기능을 위한 유한 상태 다이어그램(FSD)이 도시된다. 장치는 TBTT(501) 전에 기상하고/하거나 비콘(들)(502)에 대한 검사를 실행한다. 적어도 하나의 비콘이 수신되거나, 수신되는 비콘이 없을 수 있으며, 장치는 검사 상태(502)에서 비코닝 슬롯 상태(503)에 대한 검사 또는 애드-호크 네트워크 설정 상태(504)로 천이된다. 일단 비콘 슬롯 상태(503)를 검사하는데 있어서 앰프티 비콘 슬롯이 이용 가능하면, 그 장치는 동기화 상태(506)로 천이된다. 동기화 후, 데이터가 대기열(507)에 있으면 그 장치는 데이터를 전송하거나 슬립으로 진행하고 다시 다음 TBTT 또는 BPST 전에 기상한다. 대기열(507)에 데이터가 있으면, 모든 데이터가 전달되고 난 후에 장치는 슬립(505)으로 진행한다. 이용 가능한 슬롯이 없으면, 장치는 새로운 비콘 기간(504)을 가진 제 2 애드-호크 네트워크를 설정할 수 있거나, 다음 슈퍼프레임(505)까지 슬립으로 진행할 수 있다. 대안적으로, 그 장치가 어떠한 비콘도 수신하지 않으면, 그 장치는 TBTT 또는 BPST등(504)을 설정하여 애드-호크 네트워크를 설정할 수 있다.
도 6을 참조하면, 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403)의 비콘 충돌 검색 및 해법(BCRP)에 대한 유한 상태 다이어그램(FSD)이 도시된다. 장치가 도 5로부터 동기화 기능을 수행하고, 애드-호크 네트워크(504)를 설정하거나 기존의 애드-호크 네트워크(506)와 동기화되었다고 가정하자. BCRP FSD는 장치가 비코닝 기간에서 앰프티 슬롯(601)을 선택하는 것과 함께 시작한다. 그 장치는 TBTT 또는 BPST(602)를 기다리고 이전 슈퍼프레임(603)으로부터 계산된 BPOIE를 포함하는 선택된 유휴 슬 롯내에 비콘을 전송한다. 비코닝 기간동안, 장치는 비코닝 그룹(BG)(604)내의 다른 장치로부터 비콘이 있으면, 그 비콘을 수신하고 비콘 전송기(605)의 DEVID를 저장한다. 이들 DEVID는, 슬롯 번호와 함께, 다음 슈퍼프레임(603)의 전송된 비콘의 BPOIE에 포함된다. 수신된 비콘으로부터의 BPOIE는 디코딩된다(606).
이와 동시에, 장치는 슬롯 비지(busy)/유휴(606)를 마킹(marking)하는 동작을 실행한다. 모든 슬롯은 비지로서 마킹된다. 비지로 마킹된 슬롯은, 연속하는 기설정된 수(N)의 슈퍼프레임동안 비콘이 슬롯에서 수신되지 않았고 기설정된 수(N)의 연속하는 슈퍼프레임동안 동일 비콘 그룹내의 임의 장치로부터 수신된 BPOIE내에 슬롯 정보가 포함되지 않았으면, 유휴로 변경된다.
수신된 BPOIE를 검사함에 의해 BCRP는 계속된다. 장치 자신의 DEVID가 모든 수신된 BPOIE내에 포함되었다면, 그 장치는 정상 동작을 진행하고, 다음 TBTT 또는 BPST(602)를 기다린다. 그 자신의 DEVID가 하나 이상의 BPOIE로부터 빠져있다면, (각 BPOIE마다 유지되는) 카운터가 장치에 의해 증분되어 그 자신의 DEVID가 특정 BPOIE(607)로부터 빠진 연속하는 슈퍼프레임의 개수를 표시한다. DEVID가 기설정된 수의 슈퍼프레임을 초과하여 특정 BPOIE로부터 빠졌다면, 그 장치는 새로운 슬롯(601)을 선택하고, 프로세스를 다시 시작한다. 그렇지 않으면, 그 장치는 다음 TBTT 또는 BPST(602)를 기다린다.
본 발명의 바람직한 실시 예가 예시적으로 설명되었지만, 당업자라면 본 명세서에서 설명된 슈퍼프레임이 예시적인 것이며, 슈퍼프레임에 대해 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고, 본 발명의 진실한 범주를 벗어나지 않고도 그의 요소 들이 등가물로 대치될 수 있음을 알 것이다. 또한, 본 발명의 주요한 범주를 벗어나지 않고도 특정 상황에 본 발명의 교시가 적용되도록 많은 수정이 이루어질 수 있는바, 예를 들어, 비코닝 기간의 위치는 슈퍼프레임의 예시적인 시작과 다를 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명을 실행하려고 하는 최선의 모드로서 개시된 특정 실시 예에 국한되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주내의 모든 실시 예를 포함한다.

Claims (19)

  1. 장치들의 애드-호크 통신 네트워크에 관여하기 위한 하나의 장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법으로서,
    a. 매체 액세스 시간을, 주어진 시작 시간(101)에서 시작하고 임의의 시점에서 주기적 시퀀스의 다음 슈퍼프레임을 가진 적어도 하나의 슈퍼프레임(102)의 주기적 시퀀스로 분할하는 단계,
    b. 상기 슈퍼프레임(102)을, 데이터 전송 기간(103)이 뒤따르는 다수의 연속하는 비콘 슬롯(beacon slot : 105)을 가진 슬롯형 비코닝 기간(slotted beaconing period : 106)으로 분할하는 단계,
    c. 새로운 애드-호크 네트워크를 시작하는 것과, 다수의 연속하는 비콘 슬롯들 중 유휴 비콘 슬롯을 점유하는 것과, 다음 비코닝 기간의 시작때까지 슬립으로 되고 그 다음 기상하여 c 단계를 반복하는 것 중 적어도 하나를 실행하는 단계,
    d. 상기 점유된 비콘 슬롯에서 자신의 비콘을 비코닝하는 단계,
    e. 상기 데이터 전송 기간 동안에 다른 장치로부터 전송된 데이터를 수신하는 단계,
    f. 상기 데이터 전송 기간 동안에 다른 장치로 데이터를 전송하는 단계를 포함하되,
    상기 c 단계의 새로운 애드-호크 네트워크를 시작하는 것은, 상기 a 단계 내지 상기 f 단계를 수행함에 의해 실행되는,
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 비코닝하는 단계는, 장치 식별 정보와 기능, 트래픽 식별 맵(Traffic Identification Map : TIM), 비콘 슬롯 점유 필드, 관련 메쉬 네트워크 및 매체의 분산 예약으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 정보 세트를 포함하는 비콘을 전송하는 단계를 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    슈퍼프레임(102)의 상기 슬롯형 비코닝 기간(104) 동안에 다른 장치로부터 다른 비콘을 수신하는 단계를 더 구비하되,
    상기 다른 비콘은 장치 식별 정보와 기능, 트래픽 식별 맵(Traffic Identification Map : TIM), 비콘 슬롯 점유 필드, 관련 메쉬 네트워크 및 매체의 분산 예약으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 정보 세트를 포함하고,
    상기 비코닝하는 단계는, 그 자신의 비콘내에, 장치 식별 정보와 기능, 트래픽 식별 맵(Traffic Identification Map : TIM), 비콘 슬롯 점유 필드, 관련 메쉬 네트워크 및 매체의 분산 예약으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 정보 세트를 구비한 정보를 포함시키는 단계를 더 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다른 비콘이 수신되었으면, 하나의 슈퍼프레임(102) 시간 동안 다른 장치를 발견하는 단계를 더 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 다음 슈퍼프레임의 시작(101)에서 기상하는 단계,
    임의의 수신된 다른 비콘의 TIM이 상기 장치로 어드레싱되는 경우,
    ⅰ. 상기 TIM이 클리어(clear)되지 않으면, 상기 슈퍼프레임(102)의 데이터 전송 기간(103) 동안에 기상을 유지하는 과정,
    ⅱ. 상기 TIM이 클리어되면, 상기 슈퍼프레임(102)의 상기 데이터 전송 기간(103) 동안에 슬립(sleep)으로 진행하는 과정, 및
    ⅲ. "추가 데이터"가 0으로 설정된 슈퍼프레임의 데이터 전송 기간(103)동안에 데이터 프레임이 수신되면 슬립으로 진행하는 과정을 실행하는 단계를 더 구비 하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 장치의 이웃에 관한 다른 비콘내의 정보를 수신하는 단계, 및
    상기 장치의 이웃에 관해 수신된 정보를 이용하여, 최소 호프(hop) 및 최저 비용(cost)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기준에 기반하여 전송 경로를 발견하는 단계를 더 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 수신된 비콘내의 슬롯 점유 정보로부터, 상기 다수의 연속하는 비콘 슬롯(104)의 각 비콘 슬롯(105)마다 상기 비콘 슬롯(105)이 부정확하게 수신된 유휴 슬롯인지를 결정하는 단계를 더 구비하고,
    기설정된 수의 연속하는 슈퍼프레임에 대해, 상기 장치에 의해 점유된 상기 비콘 슬롯(105)이 부정확하게 수신되고 다른 장치의 정보를 포함한 유휴 슬롯인 것으로 결정되면, 상기 장치에 의해 점유된 비콘 슬롯(105)에서 충돌이 발생했던 것으로 간주되고, 그 충돌을 해결하기 위해 상기 장치는 상기 c 단계를 수행하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  8. 제 3 항에 있어서,
    상기 데이터를 전송하는 단계는, 자신의 비콘내에 전송된 매체의 예약에 대응하는 데이터 전송 기간(103) 동안 데이터를 전송하는 단계를 더 구비하고,
    상기 비코닝하는 단계는, 상기 데이터 전송이 완료될 때 까지 상기 매체 예약을 유지시키는 단계를 더 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    슈퍼프레임(102)의 데이터 전송 기간(103) 동안의 상기 매체 액세스 예약은 개량형 분산 채널 액세스(Enhanced Distributed Channel Access : EDCA) 메카니즘 및 분산 예약 메카니즘을 포함하는 그룹으로부터 선택된 예약 메카니즘들중 한 메카니즘에 기반하는
    장치 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 슈퍼프레임(102)는 제 1 사전 결정된 길이를 가진 제 1 사전 결정된 수의 제 1 매체 액세스 슬롯(107)을 구비하고,
    상기 슬롯형 비코닝 기간(104)은, 각 매체 액세스 슬롯(107)이 제 4 사전 결정된 수보다 큰 간격(203)이 뒤따르는 동일한 제 3 사전 결정된 수의 비콘 슬롯(105)을 포함하도록 제 2 사전 결정된 수의 매체 액세스 슬롯을 구비하며,
    상기 데이터 전송 기간은 제 1 사전 결정된 수와 제 2 사전 결정된 수 간의 차이와 동일한 나머지 개수의 매체 액세스 슬롯을 구비하는
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 사전 결정된 수는 256이고,
    상기 제 1 사전 결정된 길이는, 상기 슈퍼프레임이 65msec의 길이를 갖도록 256μsec이며,
    상기 제 2 사전 결정된 수는 24이고,
    사이 제 3 사전 결정된 수는 3이며,
    상기 제 4 사전 결정된 수는 짧은 프레임간 간격(Short Interframe Space : SIFS)(203)의 길이와 동일한
    장치의 비코닝 프로토콜을 위한 방법.
  12. 애드-호크 네트워크 장치(301)에 대한 슬롯형 비코닝 장치로서,
    다른 애드-호크 네트워크 장치(301)로부터 비콘 및 데이터 전송을 수신하는 수신기(404),
    자신의 장치 비콘 및 데이터를 전송하는 전송기(401),
    수신된 비콘과 데이터 전송 및 전송을 위한 자신의 비콘 및 자신의 데이터 전송을 처리하는 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403), 및
    상기 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403)과 동작 가능하게 결합되어, 각각 수신된 비콘 및 데이터를 처리하고, 전송될 자신의 비콘 및 데이터를 각각 포맷하고 제어하기 위해, 상기 매체를 슬롯형 비코닝 기간(104)과 데이터 전송 기간(103)을 구비하는 적어도 하나의 슈퍼프레임(102)의 시퀀스로 분할하도록 구성되고, 상기 수신기(404)와 전송기(401)와 동작 가능하게 결합되어, 상기 슬롯형 비코닝 기간(104)동안에 비콘의 수신 및 전송을 각각 제어하고, 상기 데이터 전송 기간(103) 동안에 데이터의 수신 및 전송을 각각 제어하는 제어기(402)를 구비하는
    슬롯형 비코닝 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 슈퍼프레임(102)은 제 1 사전 결정된 길이(106)를 가진 제 1 사전 결정된 수의 매체 액세스 슬롯을 구비하고,
    상기 슬롯형 비코닝 기간은 각 매체 액세스 슬롯(107)이 제 4 사전 결정된 수보다 큰 간격(203)이 뒤따르는 동일한 제 3 사전 결정된 수의 비콘 슬롯(105)으로 이루어지도록 제 2 사전 결정된 수의 매체 액세스 슬롯을 구비하며,
    상기 데이터 전송 기간(130)은 제 1 사전 결정된 수와 제 2 사전 결정된 수간의 차이와 동일한 나머지 개수의 매체 액세스 슬롯을 구비하는
    슬롯형 비코닝 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 사전 결정된 수는 256이고,
    상기 제 1 사전 결정된 길이는, 상기 슈퍼프레임(102)이 65msec의 길이를 갖도록 256μsec이며,
    상기 제 2 사전 결정된 수는 24이고,
    사이 제 3 사전 결정된 수는 3이며,
    상기 제 4 사전 결정된 수는 짧은 프레임간 간격(Short Interframe Space : SIFS)(203)의 길이와 동일한
    슬롯형 비코닝 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    비코닝은 장치 식별 정보와 기능, 트래픽 식별 맵(Traffic Identification Map : TIM), 비콘 슬롯 점유 필드, 관련 메쉬 네트워크 정보 및 매체의 분산 예약으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 정보 세트를 구비하는
    슬롯형 비코닝 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 다음 슈퍼프레임(102)의 시작에서 기상(wake up)하고,
    임의의 수신된 비콘의 TIM이 상기 장치로 어드레싱되는 경우,
    ⅰ. 상기 TIM이 클리어(clear)되지 않으면, 상기 슈퍼프레임(102)의 데이터 전송 기간(103) 동안에 기상을 유지하고,
    ⅱ. 상기 TIM이 클리어되면, 상기 슈퍼프레임(102)의 상기 데이터 전송 기간(103) 동안에 슬립(sleep)으로 진행하고,
    ⅲ. "추가 데이터"가 0으로 설정된 슈퍼프레임의 데이터 전송 기간(103)동안에 데이터 프레임이 수신되면 슬립으로 진행하도록 구성되는
    슬롯형 비코닝 장치.
  17. 제 12 항에 있어서,
    다른 장치는, 적어도 하나의 다른 비콘이 수신되었으면, 하나의 슈퍼프레 임(102)의 시간 동안에 발견되는
    슬롯형 비코닝 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 장치의 이웃에 관한 정보를 다른 비콘에서 수신하고,
    상기 장치의 이웃에 관해 수신된 정보는 최소 호프 및 최저 비용으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 기준에 기초한 경로를 통해 데이터 전송을 지향시키기 위해 상기 제어기(402)에 의해 이용되는
    슬롯형 비코닝 장치.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제어기(402)는,
    상기 수신된 비콘내의 슬롯 점유 정보로부터, 어느 비콘 슬롯(105)이 부정확하게 수신된 유휴 슬롯인지를 결정하고,
    기설정된 수의 연속하는 슈퍼프레임(102)에 대해, 상기 장치에 의해 점유된 상기 비콘 슬롯이 부정확하게 수신되고 다른 장치의 정보를 포함하면, 상기 장치에 의해 점유된 비콘 슬롯(105)에서 충돌이 발생했던 것으로 간주하고, 기설정된 충돌 해결 메카니즘에 따라 그 충돌을 해결하도록 상기 슬롯형 비콘 프로세싱 부품(403) 을 지향시키도록 구성되는
    슬롯형 비코닝 장치.
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