KR20070106008A - 무선 네트워크에서의 비콘 전송 방법 - Google Patents

무선 네트워크에서의 비콘 전송 방법 Download PDF

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Abstract

무선 네트워크 내의 비콘 전송에 대한 다양한 실시예기 개시되어 있다. 무선 노드는 하나 이상의 무선 노드(MP1,MP2,MP3)로부터 비콘(312,314)을 수신할 수 있다. 수신 노드는 비콘 맵을 생성하고 네트워크 내의 다른 무선 노드에 전송할 수 있다. 비콘 맵은 수신된 하나 이상의 비콘에 대한 정보, 예를 들어 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 시간 정보와 비콘에 대한 시발 무선 노드, 예를 들어 시발 무선 노드의 어드레스를 제공할 수 있다. 비콘 맵은 요청시 또는 비콘 내에 또는 또 다른 메시지 내에 전송될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘과 관련된 정보를 포함하는 비콘 맵이 수신 노드에서 수신될 수 있다. 비콘 맵에 기초하여 적어도 하나의 비콘에 대한 상태가 결정될 수 있다.

Description

무선 네트워크에서의 비콘 전송 방법{BEACON TRANSMISSION FOR WIRELESS NETWORKS}
본 출원은 "Beacon Transmission for Meshed Wireless Networks"라는 제목으로 2005년 5월 26일에 출원된 미국 가출원 제 60/685,100 호의 우선권을 주장한다.
무선 근거리망(WLAN) 액세스의 급속한 확산과 WLAN 적용범위에 대한 요구의 증가는 다수의 액세스 포인트(AP)의 설치를 야기한다. AP의 비용은 통상적으로 매우 높지는 않지만, AP의 설치는 흔히 무선 접속(통상적으로 이더넷)을 통한 AP 연결을 수반하며, 이는 소정의 지역에서는 배치의 복잡성 및 고비용을 야기한다.
AP 또는 다른 무선 노드로 이루어진 무선 메시 네트워크(wireless meshed network)의 개념이 개발중이다. 하나의 메시 네트워크 내의 노드는 몇몇 경우에 있어서 동일한 주파수로 동작할 수 있다. 이것은, 오늘날 공통적으로 배치되는 WLAN 시스템과는 대조적으로, 그러한 시스템에 있어서, 메시 네트워크 내의 몇몇 AP는 그들의 비콘 메시지를 동일한 채널 내에서 전송할 수 있음을 의미한다. 이것은 비콘 메시지의 충돌을 야기할 수 있고 매우 비효율적인데, 그 이유는 현재 배치 되는 WLAN 표준(예를 들어, IEEE 802.11b)에서는 비콘 메시지에 대한 경쟁 해법(contention resolution)이 제공되어 있지 않기 때문이다. 오히려, 각 AP는 이전 데이터 전송이 종료된 다음의 프레임간 공간(Inter-Frame Space: IFS) 이후에 그의 비콘 메시지를 전송할 수 있다. 이러한 경우, 두 AP로부터 비콘 충돌이 발생할 가능성이 매우 높다.
WLAN 네트워크, 무선 메시 네트워크와 같은 네트워크 또는 그 밖의 무선 네트워크와 비콘과 관련된 다양한 실시예가 개시된다. 예시적인 실시에에서, 비콘 맵(Beacon Map)이 생성되고 전송될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따르면, 무선 노드 또는 메시 포인트는 무선 네트워크 내의 하나 이상의 다른 노드 또는 메시 포인트로부터 비콘을 수신할 수 있고 비콘 맵을 생성할 수 있다. 무선 노드는 생성된 비콘 맵을 무선 네트워크 내의 하나 이상의 다른 메시 포인트 또는 노드로 전송할 수 있다.
예시적인 실시예에서, 비콘 맵은 하나 이상의 수신된 비콘과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비콘 맵은 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와, 비콘에 대한 시발 무선 노드(originating wireless node) 또는 메시 포인트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 비콘 맵은 비콘에 대한 시발 무선 노드의 어드레스, 예를 들어 MAC 어드레스를 포함할 수 있다. 비콘 맵은 예를 들어 비콘 내의 프로브 요청(probe request)과 같은 요청 메시지 또는 그 밖의 다른 메시지에 응답하여 전송될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 비콘 맵은 수신 무선 노드에서 수신될 수 있다. 수신 무선 노드는 비콘 맵에 기초하여 그의 비콘이 다른 무선 노드로부터의 비콘과 충돌했는지를 판정할 수 있다. 수신 무선 노드는 그의 비콘의 위치를 재배치할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 비콘 맵은 수신 무선 노드에서 수신될 수 있다. 비콘 맵은 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 비콘들 중 적어도 하나의 상태는 비콘 맵에 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 수신 무선 노드는 무선 노드로부터 비콘이 전송되었는지 여부와, 비콘들 중 적어도 하나의 전송 시간과, 비콘들 중 하나가 다른 비콘 또는 신호와 충돌했는지(또는 충돌했을 가능성이 있는지)와, 또는 다른 비콘 상태 정보를 비콘 맵에 기초하여 결정할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비콘은 수신된 비콘 맵에 기초하여 재배치될 수 있다. 비콘을 재배치하는 것은 예를 들어 다른 무선 노드 중 하나로부터의 비콘이 수신 무선 노드로부터 전송된 비콘과 충돌했는지 또는 충돌했을 가능성이 있는지를 판정하는 것과, 그런 다음 수신 노드의 비콘을 재배치하여, 예를 들어 비콘 충돌 가능성을 감소시키는 것을 포함한다. 비콘을 재배치하는 것은 예를 들어 비콘에 대한 타겟 비콘 전송 시간을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어기, 제어기에 결합된 메모리 및 제어기에 결합된 무선 트랜시버를 포함하는 장치가 제공된다. 이 장치는 하나 이상의 무선 노드로부터 비콘을 수신하고, 비콘 맵을 작성하며, 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드로 전송하도록 구성될 수 있는데, 비콘 맵은 하나 이상의 수신된 비콘과 관련된 정보를 제공한다. 예시적인 실시예에서, 장치는 무선 메시 네트워크 내의 메시 포인트를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어기, 제어기에 결합된 메모리 및 제어기에 결합된 무선 트랜시버를 포함하는 무선 노드가 제공될 수 있다. 무선 노드는 수신 무선 노드에서 비콘 맵을 수신하고, 비콘 맵에 기초하여 수신 무선 노드로부터의 비콘이 다른 무선 노드로부터의 비콘과 충돌했는지 또는 충돌할 가능성이 있는지를 판정하며, 수신 무선 노드의 비콘을 재배치하도록 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 무선 노드는 무선 메시 네트워크 내의 메시 포인트를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 제어기, 제어기에 결합된 메모리 및 제어기에 결합된 무선 트랜시버를 포함하는 무선 노드가 제공될 수 있다. 무선 노드 또는 제어기는 수신 무선 노드에서 비콘 맵을 수신하도록 구성될 수 있는데, 비콘 맵은 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘과 관련된 정보를 제공한다. 수신 무선 노드는 또한 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘들 중 적어도 하나의 상태를 비콘 맵에 기초하여 판정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수신 무선 노드는 무선 노드로부터의 비콘이 전송되었는지와, 비콘들 중 적어도 하나의 전송 시간과, 비콘들 중 하나가 다른 비콘 또는 신호와 충돌했는지 또는 충돌했을 가능성이 있는지 또는 다른 비콘 상태 정보를 비콘 맵에 기초하여 판정할 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예에 따른 무선 메시 네트워크를 나타내는 도면,
도 2는 두 메시 포인트로부터의 비콘 메시지에 대한 예시적인 충돌을 나타내는 타이밍도,
도 3은 상이한 메시 포인트로부터의 비콘 메시지의 전송이 예시적인 실시예에 따라 분리될 수 있는 방식을 나타내는 타이밍도,
도 4는 예시적인 실시예에 따른 무선 노드의 동작을 나타내는 흐름도,
도 5는 또 다른 예시적인 실시예에 따른 무선 노드의 동작을 나타내는 흐름도,
도 6은 예시적인 실시예에 따른 무선 노드에 제공될 수 있는 장치를 나타내는 블록도.
도면에 있어서, 유사한 참조번호는 유사한 소자를 나타낸다. 도 1은 예시적인 실시예에 따른 무선 메시 네트워크(100)을 나타내는 도면이다.
예시적인 실시예에 따르면, 무선 메시 네트워크는 무선 링크를 통해 상호접속되는 메시 포인트(MP)의 집합체일 수 있다. 각 MP는 액세스 포인트(AP), 무선국 또는 다른 무선 노드일 수 있다. 예를 들어, 무선 메시 네트워크는 완전한 메시 토폴로지(full mesh topology) 또는 부분적인 메시 토폴로지를 이용할 수 있다. 완전한 메시 토폴로지에 있어서, 각 노드(또는 메시 포인트)는 무선 링크를 통해 다른 MP 각각과 직접 연결될 수 있다. 부분적인 메시 토폴로지에 있어서, 메시 포 인트는 일부의 다른 메시 포인트와 연결될 수 있으며 메시 네트워크 내의 모든 다른 메신 포인트와 반드시 연결될 필요는 없다.
도 1에 도시되어 있는 예시적인 무선 메시 네트워크(100)에서, 메시 포인트(MP1, MP2, MP3)는 유선 또는 무선 링크를 통해 상호 접속될 수 있다. 또한, 각 메시 포인트(MP)는 그의 국부 셀 내 내의 하나 이상의 무선국에 결합될 수 있다. 예를 들어, MP1은 셀(104) 내에 위치하고 무선 링크를 통해 셀(104) 내의 무선국(STA2,STA3)에 연결된다. MP2는 셀(106) 내에 위치하고 무선 링크를 통해 무선국(STA1)에 연결된다. MP3는 셀(102) 내에 위치하고 무선 링크를 통해 무선국(STA4)에 연결된다. 무선 메시 네트워크(100)는 단지 예시적인 네트워크이고 본 발명은 여기에 제한되지 않는다.
예시적인 무선 메시 네트워크에서, 각 MP는 다-대-다 접속(many-to-many connection)할 수 있으며, 네트워크 토폴로지, 동적 경로 구성 및 다른 네트워크 기능을 학습할 수 있지만, 본 발명이 여기에 제한되는 것은 아니다. 각 MP는 또한 이동가능, 즉 움직이거나 또는 고정되지 않을 수 있으며, 또한 그 자신을 동적으로 재구성할 수 있지만, 본 발명은 여기에 제한되지 않는다.
각 MP는 비콘 메시지를 전송할 수 있고, 다른 MP로부터 비콘 메시지를 수신할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비콘 메시지는 전송 MP에 대한 정보를 제공하고/하거나 다른 무선국 또는 MP가 상기 MP와의 통신을 수립하도록 해주는, 메시 포인트에 의해 전송되는 관리 또는 제어 메시지이나, 본 발명은 여기에 제한되는 것은 아니다. 비콘 메시지는 예를 들어 비콘 간격(또는 비콘 전송 사이의 기간), 타임 스탬프, 특정 WLAN 네트워크를 식별하는 네트워크 ID 또는 SSID(Service Set Identifier), 지원되는 데이터 레이트에 대한 표시, 파라미터 세트 또는 지원되는 특정 시그널링 방법에 대한 정보, 성능 정보(예를 들어, 유선급 보호 즉 WEP 프로토콜이 지원되는지 대한 정보) 등의 정보 및 그 밖의 정보를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 기술한 다양한 실시예는 WLAN 네트워크(예를 들어, IEEE 802.11 타입 네트워크), IEEE 802.16 WiMAX 네트워크, WiMedia 네트워크, 초광대역 네트워크, 셀룰러 네트워크, 무선 네트워크 또는 그 밖의 무선 네트워크와 같은 다양한 네트워크 및 기술에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 다양한 예 및 실시예가 예를 들어 다수의 메시 포인트(예를 들어, 액세스 포인트)가 유선 또는 무선 링크를 통해 결합될 수 있는 메시 무선 네트워크에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 기술한 다양한 실시예는, AP 또는 기지국이 무선국과 통신할 수 있는 인프라구조 모드(예를 들어, AP를 통해 통신이 이루어짐) 뿐만 아니라 무선국이 예를 들어 피어투피어 네트워크를 통해 직접 통신할 수 있는 ad-hoc 모드의 무선 네트워크에 적용될 수 있다.
"무선 노드" 또는 "노드" 등의 용어는 예를 들어 이동국 또는 가입자 무선국, 액세스 포인트(AP) 또는 기지국, 중계국, 무선 개인 보조 단말기(PDA), 셀룰러폰, 802.11 WLAN 전화기, WiMedia 디바이스, WiMAX 디바이스, 무선 메시 포인트(MP), 또는 임의의 다른 무선 디바이스 등의 무선국을 포함할 수 있다. 이들은 단지 본 명세서에서 기술한 다양한 실시예를 구현하는데 사용될 수 있는 무선 디바이스 및 기술에 대한 소수의 예에 불과하며, 본 발명은 여기에 제한되지 않는다.
도 2는 두 메시 포인트로부터의 비콘 메시지의 충돌에 대한 예를 나타내는 타이밍도이다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 비콘 메시지 충돌은 동일한 주파수로 동작하는 인접하게 위치한 두 개의 MP가 (예를 들어, 동일한 전송 기회 또는 TXOP 동안) 동시에 또는 거의 동시에 그들의 비콘 메시지를 전송하는 경우에 발생한다. 도 2에 도시되어 있는 예에 있어서, MP1 및 MP2는 그들의 네트워크 적용범위가 중첩되도록 서로 충분히 인접하게 위치한다. MP1에 대한 타겟 비콘 전송 시간(TBTT)은 참조번호(204)에 도시되어 있고, MP2에 대한 TBTT는 참조번호(206)에 도시되어 있으며, 이 TBTT는 매체가 사용되지 않는 경우 그의 비콘을 전송하기 위해 목표로 정한 시간이다. MP1 및 MP2에 대한 제각기의 TBTT(204, 206)는 NAV(Network Allocation Vector) 보호된 데이터 전송 시간(202) 동안 발생하기 때문에, MP1 및 MP2는 그의 비콘 메시지를, 예를 들어 NAV 시간(202)의 종료 이후 PIFS(Point Inter-Frame Space)(210) 이후에 전송할 것이다. 일 실시예에서, NAV 시간(202)은 통신 채널을 점유하는 데이터 전송을 나타내어 MP1 및 MP2가 TBTT 동안 그의 비콘을 전송할 수 없다. 이 예시적인 실시예에서, 매체가 이용가능해진 이후, MP1이 먼저 그의 비콘 메시지(212)를 전송하고, 그런 다음 MP2에 의한 비콘 메시지(214)의 전송이 이어진다. MP2로부터의 비콘 메시지(214)는 비콘 메시지(212)와 충돌하여 데이터 손상을 야기한다. 이것은 오늘날 무선 시스템에서 발생하는데, 그 이유는 비콘 메시지에 대한 경쟁 해법이 현재 제공되지 않았기 때문이다.
따라서, 예시적인 실시예에 따르면, 각 MP는 비콘 맵을 생성하고 유지하여 이들 비콘 맵을 다른 MP와 교환할 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, MP에 의해 유지되는 비콘 맵은 마지막 비콘 기간 내에 MP에 의해 수신된 비콘 메시지의 리스트를 포함할 수 있다. 이 정보(비콘 맵)는 비콘 맵 메시지 또는 다른 메시지를 통해 다른 MP와 공유될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 비콘 맵은 또한 MP에게 그 이웃의 이웃(제 2의 건너뛴 이웃)에 대한 (부분적) 정보를 제공할 수 있다. 비콘 맵은 새로운 MP가 메시 네트워크에 가담한 경우 적절한(이용가능한) 및 적절하지 않은(이용가능하지 않은) 비콘 전송 시간을 나타내거나 또는 비콘(비콘 메시지)에 대해 전송 에러가 발생한 경우를 나타내는데 사용될 수 있다.
초기화시, MP는 무선 채널을 스캐닝할 수 있고 메시 네트워크에 이미 존재하는 MP와 연관시킬 수 있다. 메시 네트워크가 활성화되지 않은 경우, MP는 새로운 메시 네트워크를 개시할 수 있다. 프로브 또는 연관 메시지 내에, MP는 수신 MP로부터의 비콘 맵의 전송을 요청할 수 있고 또는 별개의 요청 비콘 맵 메시지를 전송하여 비콘 맵을 요청할 수 있다. 또한, 다른 성능 파라미터, 예를 들어 비콘 기간 및 메시 네트워크 내의 최대 수의 노드 등이 교환될 수 있다.
예시적인 실시예에 따르면, 비콘 맵은 마지막 비콘 기간 내에서 MP에 의해 수신된 하나 이상의 비콘 메시지(비콘)의 리스트와 수신된 비콘에 관련된 정보를 포함할 수 있다. 비콘 맵에 제공된 이 비콘 정보는 예를 들어 비콘에 대한 시간 순간 또는 타임 스탬프와, 비콘을 전송한 MP의 식별과, 비콘의 (채널) 상태를 포함할 수 있다. 몇몇 상이한 채널 상태, 예를 들어 유휴 상태, 수신 상태 및 충돌 상 태가 비콘 맵에 지정될 수 있으나, 본 발명은 여기에 제한되지 않는다.
표 1은 예시적인 비콘 맵을 나타낸다. 각각의 수신된 비콘마다, 비콘 맵은 예를 들어 수신된 비콘에 대한 타임 스탬프(또는 시간 정보), 비콘을 전송하는(또는 비콘과 연관된) MP와, 비콘의 상태(예를 들어, 수신, 유휴 또는 충돌 상태)를 나열할 수 있다. 비콘에 대해 채널 상태가 충돌인 경우, MP는 그 비콘에 대해 순차적 충돌의 총수를 유지할 수 있다(예를 들어, 연속적인 비콘 기간의 총수에 대한 그 비콘의 충돌 검출을 나타내다). 비콘 맵은 상이한 정보 및/또는 부가적인 정보를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 비콘 맵은 시발 MP의 비콘 전송 시간과 그의 비콘 시간 스탬프에 대한 다른 MP의 비콘 메시지의 수신 시간을 나타내는 타임 스탬프 정보를 포함할 수 있다. 수신 MP는 이제 그 자신의 클록과 관련하여 비콘 전송을 결정할 수 있다. 비콘 전송 시간이 알려지면, 그 정보는 모든 비콘 대신 소정의 비콘에 대해서만 주의를 기울이는데 사용된다. 이것은 전력 절약을 위해 사용될 수 있다. 또한, 비콘 맵은 시발 MP의 MAC 어드레스 및 상태, 즉 유휴, 수신, 충돌 상태를 포함할 수 있다. 비콘 맵은 또한 다른 MP의 MAC 어드레스와, 그들의 비콘의 상태를 포함하며, 이는 도 3에 도시되어 있다.
Figure 112007060323308-PCT00001
정상적인 동작에 있어서, 비콘 메시지는 비콘 기간마다 수신된다. (비콘에 대한) 채널 상태가 유휴 상태인 경우, 기존 MP와 연계하여, 이것은 이동성에 대한 정보를 제공한다. 예를 들어, 유휴 상태는 MP가 이동되었고 더 이상 동작하지 않음을, 또는 그의 비콘을 배재치하였음을 나타낸다(이는 이하에서 더 자세히 기술된다). 따라서, 비콘 맵은 MP로부터의 비콘이 수신되지 않았음을 나타낸다. 이 경우, 비콘 맵에 지적된 MP가 그 순간에 활성 상태로 알려진 마지막 MP이다. 또한, 예시적인 실시예에서, 채널 충돌 상태가 비콘 슬롯에 대해 검출되는 경우, 비콘 맵에 지적된 MP는 그 시간 순간에 활성 상태로 알려진 마지막 MP일 것이다.
일 실시예에서, 비콘 맵은 MP가 비콘 충돌을 검출한 경우 (예를 들어, 비콘 맵 메시지를 통해) 전송될 수 있다. 예시적인 실시예에서, MP는 비콘에 대한 충돌 수가 사전결정된 수의 충돌에 도달한 경우 비콘 맵을 전송할 수 있다(이 충돌 수는 설계 파라미터일 수 있다). 이와 달리, MP는 요청시, 예를 들어 요청 비콘 맵 메시지의 수신시 그의 비콘 맵을 다른 MP에 전송할 수 있다. 일 실시예에서, 비콘 맵은 비콘 충돌이 검출된 경우 또는 요청시에만 전송되어, 네트워크에 불필요한 추가 트래픽을 부가하지 않도록 하는데, 본 발명은 여기에 제한되지 않는다. 또 다른 실시예에서, MP는 그의 비콘 메시지 내에 그의 비콘 맵을 전송할 수 있지만(예를 들어, 비콘 맵은 비콘 메시지에 첨부 또는 그 메시지 내에 제공될 수 있다), 이것은 비콘 메시지의 길이를 증가시킬 것이다.
기존 MP와 연계된 충돌 상태는 MP 간의 충돌 해법 메카니즘을 위해 사용될 수 있다. 비콘 맵은 무선 메시 네트워크 내에 하나 이상의 MP를 허용하여 비콘 충돌이 발생했는지를 결정할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 적어도 몇몇 경우에 있어서, 비콘 맵은 하나 이상의 MP를 허용하여 어느 비콘이 충돌했는지를 식별할 수 있다.
예를 들어, 비콘 충돌에 관련된 하나의 MP 또는 양 MP는 충돌을 검출할 수 있고, 또는 네트워크 내의 다른 MP가 충돌을 검출할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, MP는 비콘(214)(MP2)으로부터의 충돌이 데이터 손상을 야기하기 전에 단기간 동안 MP1으로부터 비콘(212)을 검출할 수 있다. 따라서, 충돌을 검출한 MP는 MP1, (예를 들어 비콘의) 타임 스탬프 및 MP1에 대한 비콘의 채널 상태=충돌을 나타내는 비콘 맵을 생성할 수 있다. 이 비콘 맵은 MP2(충돌 비콘(214)을 전송한 MP)에 의해 수신될 수 있다. MP2는 그의 비콘에 대한 그 자신의 타임 스탬프를, "충돌" 상태를 갖는 임의의 비콘에 대한 비콘 맵 내의 타임 스탬프와 비교할 수 있다. 이 경우, 수신된 비콘 맵 내에 제공된 충돌된 비콘(212)(MP1)에 대한 타임 스탬프와 비콘(214)(MP2)에 대한 비콘 타임 스탬프의 시간적 근접성은 비콘(214)가 MP1으로부터의 비콘(212)과 충돌했음을 MP2에 나타낼 수 있다. 이것은 단지 비콘 충돌 해법이 비콘 맵을 사용하여 어떻데 달성될 수 있는지에 대한 예시적인 예이다. 다른 기법이 또한 사용될 수 있다.
MP가 그 자신의 비콘이 다른 비콘과 충돌한 것으로(또는 충돌한 것으로) 판정한 경우, MP는 그의 비콘을 재배치하여 후속 비콘 충돌의 가능성을 감소시킬 수 있다. 예시적인 예에 따르면, MP는 그의 비콘 최소 거리를 최소 비콘 거리만큼 다른 충돌 비콘으로부터 재배치 또는 이격시킬 수 있다. 최소 비콘 거리(두 비콘 메시지의 전송의 시작 간의 시간)는 다음과 같이 결정될 수 있다.
Figure 112007060323308-PCT00002
tbeacon은 비콘 기간의 지속기간이고, NMAX는 시스템 내에서 동일 주파수로 비콘을 전송하는 최대 수의 노드이다. 예시적인 실시예에서, NMAX는 설계 파라미터일 수 있고 네트워크 설정시 또는 다른 시점에서 구성될 수 있다. NMAX는 경우에 따라 달라지며, 가정 환경에서, 적을 수 있고, 사무실 또는 작은 캠퍼스 영역 내에서는 보다 많을 수 있다. 예시적인 실시예에 따르면, NMAX는 32 노드로 설정될 수 있고, 다른 수가 사용될 수 있다.
MP는 두 비콘 메시지의 전송 간에 적합하도록 최대 TXOP 한계를 결정할 수 있다.
최대 TXOP 한계=최소 비콘 거리-tTX_beacon-PIFS-tguard
여기서, tTx _ beacon은 비콘 메시지의 전송 시간이고, PFIS는 포인트 프레임간 공간이고, tguard는 동기화 에러를 포함하도록 도입된 보호 시간이다.
도 3은 상이한 메시 포인트로부터의 비콘 메시지의 전송이 예시적인 실시예에 따라 분리될 수 있는 방식을 나타내는 타이밍도이다. 이 예에서, 도 2에 도시한 충돌을 도시한 비콘 맵에 기초하여, MP1은 그의 TBTT(304)를 유지하고, MP2는 그의 TBTT(306) 및 비콘(314)을 MP1에 대한 TBTT(304)로부터 소정 간격 또는 시간을 두도록 재배치하여, 충돌 가능성을 감소시킨다. 예시적인 실시예에서, 재배치를 위해 사용될 수 있는 거리는 상술한 바와 같이 최소 비콘 거리일 수 있다. MP2의 TBTT는 NAV 보호 시간 동안에는 존재하지 않기 때문에, MP2는 그의 비콘을 TBTT에 스케쥴링된 대로 전송할 수 있다. MP1에 대한 TBTT는 NAV 보호 시간 동안 존재하기 때문에, 도 3의 MP1은 그의 비콘(312)을 전송하기 전에 NAV 보호가 종료된 후 PIFS(210) 동안 대기해야 한다.
비콘을 재배치해야 하는 충돌 MP를 결정하기 몇 개의 상이한 기법이 있다. 충돌시의 예시적인 재배치 전략은 예를 들어 다음을 포함할 수 있다.
1) 충돌에 연관된 (충돌 비콘을 갖는) 모든 MP는 그들의 비콘을 재배치할 것이다. 이것은 간단하기는 하지만, 둘 이상의 MP가 동일한 기법을 사용하여 그들의 비콘을 재배치하거나 또는 그들의 비콘에 대한 재배치 위치를 결정하는 경우 후속 충돌을 야기할 수 있다.
2) (충돌에 연관된 둘 이상의 MP 사이에서) 최저 MAC 어드레스를 갖는 MP가 재배치할 것이다. 예시적인 실시예에서, MP(예를 들어, 충돌 MP 중 하나)는 하위 MAC 어드레스를 갖는 충돌 MP에 재계획 요청 메시지를 전송하여 이 MP로 하여금 그의 비콘을 재배치하도록 요청할 수 있다. 이와 달리, 상위 또는 최상 MAC 어드레스를 갖는 MP가 재배치할 것이다.
3) 새로운 MP가 재배치해야 하며, 기존의 MP들은 그들의 비콘 전송 시간을 유지할 수 있다.
4) 충돌에 연관된 비콘을 전송하는 제 1 MP(예를 들어, 도2의 MP1)는 그의 비콘 전송 시간 또는 비콘 위치를 유지할 수 있는 반면, 제 1 비콘 이후 비콘을 전송한 충돌에 연관된 MP는 그들의 비콘을 재배치해야 한다(예를 들어, 도 2의 MP2는 그의 비콘을 재배치하는데, 그 이유는 비콘(214)은 비콘(212) 이후에 전송되었기 때문이다. MP는 이러한 것을, 그의 비콘을 전송한 때를 나타내는 그의 클록 또는 그의 타임 스탬프와는 대조적으로, 비콘 맵 내의 타임 스탬프 정보에 기초하여 결정할 수 있다.
정상적인 동작 동안, MP는 메시 네트워크 내의 다른 MP가 현재 수신하고 있는 비콘 메시지를 공유할 것을, 상기 MP가 현재 수신하는 비콘 메시지의 맵을 포함하는 특별 제어 메시지를 통해, 상기 다른 MP에 요청할 수 있다. 맵은 다른 MP의 이웃 노드에 대한 정보를 제공할 수 있고 메시 네트워크 내의 노드의 수에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예시적인 실시예에 따라, 비콘 맵은 수정된 프로브 또는 연관 메시지 또는 특별 메시지 요청 비콘 맵을 전송함으로써 요청될 수 있고 일반적인 라우팅 및 네트워크 상태 정보 프레임의 일부분일 수 있다.
예시적인 실시예에서, MP는 충돌시 그의 비콘 맵을 다른 MP에 전송하여 그들이 충돌 발생을 인지하고 그들의 비콘 전송 시간을 변경 또는 재배치할 수 있도록 정의될 수 있다. 이를 위해, 카운터(비콘_충돌)가 각 MP에 의해 사용될 수 있으며, 이를 통해 하나의 시간 순간 동안의 충돌 수를 추적한다. 예시적인 실시예에서, 이 카운터가 사전결정된 수를 초과하는 경우, 비콘 맵이 전송되어 비콘 충돌을 이웃 노드에 알릴 수 있다. 카운터의 값은 MP 또는 노드 간의 초기 성능 교환의 일부분일 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에 따르면, 비콘_충돌 카운터가 사전결정된 값(예를 들어, 1) 이상인 경우에 MP가 그의 비콘을 전송했음을 인지하는 경우, 프레임을 전송하여 다른 단말기에 알린다. 하나의 MP가 비콘을 전송한 둘 이상의 MP를 주목하는 경우, 그와 동시에 보다 작은 MAC 어드레스(또는 규정에 따라 보다 큰 MAC 어드레스)를 갖는 MP에 "재계획 요청" 메시지를 전송할 것이다.
하나 이상의, 또는 모든 MP는 동일한 비콘 기간을 적용할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 상이한 MP는 상이한 비콘 기간을 적용할 수 있지만, 이 정보(비콘 기간)는 비콘 맵에 포함되어, 비콘 맵을 더 크게 할 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예에 따라 무선 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다. 동작(410)에서, 하나 이상의 무선 노드로부터 비콘이 수신된다. 예를 들어, 무선 네트워크 내의 하나 이상(또는 모든) MP 또는 AP는 비콘을 전송할 수 있다. 동작(420)에서, 비콘 맵은 수신 비콘에 기초하여 생성된다.
동작(430)에서, 생성된 비콘 맵은 하나 이상의 무선 노드에 전송된다. 비콘 맵은 하나 이상의 수신 비콘에 대한 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 비콘 맵은 메시지 내에 비콘 타이밍 정보 요소로서 또는 그 정보 요소 내에 전송될 수 있다. 동작(430)은 예를 들어 하나 이상의 무선 노드에 비콘 맵을 전송하되, 비콘 맵은 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 하나 이상의 수신 비콘에 대한 시발 무선 노드의 어드레스를 제공하는 동작(432)을 포함할 수 있다. 어드레스는 예를 들어 비콘의 시발 노드의 MAC(매체 액세스 제어) 어드레스를 포함할 수 있다.
전송 동작(430)은 예를 들어 프로브 요청 또는 다른 요청 메시지와 같은 요청 메시지를 수신하는 동작과, 요청 메시지에 응답하여 비콘 맵을 전송하는 동작을 포함할 수 있다. 비콘 맵은 예를 들어 프로브 응답 또는 다른 메시지 내에 전송될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 비콘 맵은 비콘에 전송될 수 있다.
도 4의 흐름도는 또한 예시적인 실시예에서 동작(440,450)을 포함할 수 있다. 동작(440)에서, 전송된 비콘 맵은 수신 무선 노드에서 수신될 수 있다. 동작(450)에서, 비콘은 비콘 맵에 기초하여 재배치될 수 있다. 예를 들어, 수신 노드는 비콘 맵에 기초하여 그의 비콘을 다른 시간에 재배치하여, 예를 들어 다른 비콘과의 충돌 가능성을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 수신 노드는 그의 비콘에 대한 타겟 비콘 전송 시간을 변경할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 수신 노드는 다른 노드에 메시지를 전송하여 다른 노드로 하여금 그의 비콘을 비콘 맵에 기초하여 재배치하여, 예를 들어 비콘 충돌의 가능성을 줄일 수 있다.
도 5는 또 다른 예시적인 실시예에 따라 무선 노드의 동작을 나타내는 흐름도이다. 동작(510)에서, 비콘 맵은 수신 무선 노드에서 수신된다. 비콘 맵은 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘과 관련된 정보를 제공할 수 있다. 비콘 맵은 예를 들어 비콘 타이밍 정보 요소로서 또는 그 정보 요소 내에 제공될 수 있다. 동작(510)은 비콘 맵을 수신 무선 노드에서 수신하되, 비콘 맵은 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 비콘 각각에 대한 시발 무선 노드의 어드레스를 제공하는 동작(512)을 포함할 수 있다.
동작(520)에서, 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘에 대한 상태를 비콘 맵에 기초하여 결정할 수 있다. 동작(520)은 하나 이상의 다른 동작, 예를 들어 동작(522,524 및/또는 526)을 포함할 수 있다. 예를 들어 비콘 맵에 기초하여 상이한 유형의 비콘 상태가 결정될 수 있다.
동작(522)에서, 노드로부터의 비콘이 전송되었는지 또는 전송되고 있는지 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 비콘 맵이 노드의 어드레스와 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 시간 오프셋(예를 들어, 비콘 전송 시간을 나타냄)을 나열하는 경우, 이것은 상기 노드의 비콘이 전송되고 있음을 나타낼 수 있다.
동작(524)에서, 비콘 맵에 기초하여 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘에 대한 비콘 전송 시간이 결정될 수 있다. 예를 들어, 수신 노드는 비콘에 대한 비콘 맵에 제공된 타임 스탬프 또는 타임 오프셋에 기초하여 비콘 전송 시간을 결정할 수 있다.
동작(526)에서, 비콘들 중 하나가 다른 비콘 또는 신호와 충돌했는지가 결정될 수 있다. 예를 들어, 비콘 맵 내의 비콘의 타임 스탬프를 비교함으로써, 시간 값 또는 타임 스탬프 값의 중첩 또는 근접성에 기초하여, 두 비콘이 충돌했는지가 결정될 수 있다. 수신국은 또한 그 자신의 비콘이 예를 들어 비콘 맵에 제공된 다른 비콘의 시간 정보에 기초하여 비콘과 충돌했는지 또는 충돌할 가능성이 있는지를 결정할 수 있다.
동작(530)에서, 비콘은 비콘 맵에 기초하여 재배치될 수 있다. 비콘은 예를 들어 타겟 비콘 전송 시간을 변경함으로써 재배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 수신 노드는 그의 비콘을 재배치하여, 예를 들어 다른 비콘과의 충돌 가능성을 감소시킬 수 있다.
예시적인 실시예에서, 동작(530)은 동작(532 및/또는 534)을 포함할 수 있다. 동작(532)에서, 비콘 맵에 기초하여, 다른 무선 노드들 중 하나로부터의 비콘이 수신 무선 노드로부터 전송된 비콘과 충돌했는지 또는 충돌할 가능성이 있는지가 결정될 수 있다. 동작(534)에서, 수신 무선 노드로부터 전송된 비콘은 상기 결정(532)에 기초하여, 예를 들어 타겟 비콘 전송 시간을 변경함으로써 재배치될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 각 무선 노드 또는 메시 포인트(MP)는 무선 트랜시버, 프로세서 또는 제어기 및 메모리를 포함할 수 있다. 도 6은 예시적인 실시예에 따라 무선 노드에 제공될 수 있는 장치(600)를 나타내는 블록도이다. 무선국, AP, MP 등과 같은 무선 노드는 예를 들어 신호를 전송 및 수신하는 무선 트랜시버(602)와, 무선국 또는 노드의 동작을 제어하고 인스트럭션 또는 소프트웨어를 실행시키는 제어기(604)와 데이터 및/또는 인스트럭션을 저장하는 메모리(606)를 포함할 수 있다.
제어기(604)는 프로그램가능하고 메모리 또는 다른 컴퓨터 매체에 저장된 소프트웨어 또는 다른 인스트럭션을 실행하여 상술한 다양한 작업 및 기능, 예를 들어 도 1-5에 기술한 하나 이상의 작업 또는 방법을 수행할 수 있다. 예를 들어, 장치(600)는 제어기(604) 및 장치(600) 내의 다른 장치의 동작을 통해, 하나 이상의 무선 노드로부터 비콘을 수신하고, 비콘 맵을 생성하며 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송할 수 있다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 장치(600)는 제어기(604) 등의 동작을 통해, 수신 무선 노드에서 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘에 대한 정보를 제공하는 비콘 맵을 수신하고, 하나 이상의 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘에 대한 상태를 비콘 맵으로부터 결정할 수 있다.
또한, 저장된 인스트럭션을 포함하는 저장 매체가 제공될 수 있으며, 상기 인스트럭션은 제어기 또는 프로세서(예를 들어 메신 포인트 프로세서)에 의해 실행되는 경우, MP 또는 MP가 프로세서가 상술한 하나 이상의 기능 또는 작업을 수행하도록 야기한다. 예를 들어, 저장된 인스트럭션을 포함하는 저장 매체가 제공될 수 있으며, 상기 인스트럭션은 제어기(604)에 실행되는 경우 무선 노드 또는 제어기(604)가 도 1-5와 관련하여 상술한 기능 또는 작업 중 하나 이상을 수행하도록 야기할 수 있다.
본 명세서에서 기술한 다양한 기법에 대한 실시예는 디지털 전자 회로 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 실시예는 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 반송자, 예를 들어 머신 판독가능 저장 장치 또는 전파 신호에 실제로 구현된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있으며, 상기 컴퓨터 프로그램은 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터 또는 다중 컴퓨터와 같은 데이터 프로세싱 장치에 의해 실행되거나 또는 상기 장치의 동작을 제어할 수 있다. 컴퓨터 프로그램(들)고 같은 컴퓨터 프로그램 또는 상술한 방법은 컴파일링된 또는 기계 번역된 언어를 포함한 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈로서 컴포넌트, 서브루틴 또는 컴퓨팅 환경에 사용되기에 적절한 다른 유닛을 포함하는 임의의 형태로 배치될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 장소에서 컴퓨터 상에서 또는 여러 장소에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크를 통해 상호연결된 다수의 컴퓨터 상에서 실행될 수 있도록 배치될 수 있다.
방법 단계는 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서에 의해 실행되어 입력 데이터에 대해 연산을 수행하고 출력을 생성함으로써 기능을 수행할 수 있다. 방법 단계는 또한 전용의 로직 회로, 예를 들어 FPGA(필드 프로그램가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(주문형 집적 회로)에 의해 수행될 수 있고, 또한 장치는 상기 전용의 로직 회로로서 구현될 수 있다.
예시적인 실시예의 소정의 특징들은 본 명세서에서 예로서 기술되었으며, 다양한 수정, 치환, 변경 및 등가물이 당업자에게 구현될 것이다. 따라서, 첨부한 청구항은 다양한 실시예의 진정한 사상 내에 속하는 그러한 모든 수정 및 변경을 커버한다.

Claims (23)

  1. 하나 이상의 무선 노드로부터 비콘을 수신하는 단계(410)와,
    비콘 맵을 생성하는 단계(420)와,
    하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하는 상기 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계(430)를
    포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보- 상기 정보는 상기 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 상기 비콘에 대한 시발 무선 노드를 포함함 -를 제공하는 상기 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계(432)를 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 상기 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 시발 무선 노드의 MAC 어드레스를 포함하는 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 상기 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 시발 무선 노드의 어드레스와 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 비콘 상태를 포함하는 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 비콘 상태는 유휴, 수신 또는 충돌 상태를 포함하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 수신하는 단계는 무선 메시 네트워크 내의 하나 이상의 메시 포인트로부터 비콘을 수신하는 단계를 포함하고,
    상기 전송하는 단계는 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하는 상기 비콘 맵을 상기 하나 이상의 메시 포인트에 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는,
    상기 비콘 맵을 요청하는 무선 노드로부터 요청 메시지를 수신하는 단계와,
    상기 요청 메시지에 응답하여 상기 비콘 맵을 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송하는 단계는 비콘 내에 상기 비콘 맵을 전송하는 단계를 포함하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 전송된 비콘 맵을 수신하는 단계(440)와,
    상기 비콘 맵에 기초하여 비콘을 재배치하는 단계(450)를 더 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 재배치하는 단계는 상기 비콘 맵에 기초하여 비콘에 대한 타겟 비콘 전송 시간을 변경하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘에 대한 정보를 제공하는 비콘 맵을 수신 무선 노드에서 수신하는 단계(510)와,
    상기 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘에 대한 상태를 상기 비콘 맵에 기초하여 판정하는 단계(520)를 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 판정하는 단계는 상기 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘의 전송 시간을 판정하는 단계(524)를 포함하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 비콘 맵을 수신하는 단계는 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 상기 비콘 각각에 대한 시발 무선 노드의 어드레스를 포함하는 비콘 맵을 수신 무선 노드에서 수신하는 단계를 포함하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 비콘 맵에 기초하여 비콘을 재배치하는 단계(530)를 더 포함하는 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 재배치하는 단계는 상기 비콘 맵에 기초하여 비콘에 대한 타겟 비콘 전송 시간을 변경하는 단계를 포함하는 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 재배치하는 단계는,
    상기 비콘 맵에 기초하여, 상기 다른 무선 노드 중 하나로부터의 비콘이 상기 수신 무선 노드로부터 전송된 비콘과 충돌했는지 또는 충돌할 가능성이 있는지를 판정하는 단계(532)와,
    상기 판정 단계에 기초하여 상기 수신 무선 노드로부터 전송된 상기 비콘을 재배치하는 단계(534)를 포함하는 방법.
  17. 제어기(604)와,
    상기 제어기에 결합된 메모리(606)와,
    상기 제어기에 결합된 무선 트랜시버(602)를 포함하되,
    하나 이상의 무선 노드로부터 비콘을 수신하는 단계(410)와,
    비콘 맵을 생성하는 단계(420)와,
    하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하는 상기 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계(430)를 수행하도록 구성된
    장치(600).
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 장치는 무선 메시 네트워크 내의 메시 포인트(MP1,MP2,MP3)를 포함하는 장치.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 비콘 맵은 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하고, 상기 정보는 상기 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 정보와 상기 비콘에 대한 시발 무선 노드를 포함하는 장치.
  20. 제어기(604)와,
    상기 제어기에 결합된 메모리(606)와,
    상기 제어기에 결합된 무선 트랜시버(602)를 포함하되,
    하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 비콘에 대한 정보를 제공하는 비콘 맵 을 수신 무선 노드에서 수신하는 단계(510)와,
    상기 비콘 맵에 기초하여 상기 하나 이상의 다른 무선 노드로부터의 적어도 하나의 비콘에 대한 상태를 판정하는 단계(520)를 수행하도록 구성된
    장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 장치는 무선 메시 네트워크 내의 메시 포인트(MP1,MP2,MP3)를 포함하는 장치.
  22. 저장 매체를 포함하는 제품에 있어서,
    상기 저장 매체는 내부에 저장된 인스트럭션을 포함하고, 상기 인스트럭션은 프로세서에 의해 실행되는 경우,
    하나 이상의 무선 노드로부터 비콘을 수신하는 단계(410)와,
    비콘 맵을 생성하는 단계(420)와,
    하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하는 상기 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드에 전송하는 단계(430)를 수행하도록 야기하는
    제품.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 비콘 맵을 전송하도록 하는 상기 인스트럭션은, 프로세서의 의해 실행되는 경우 비콘 맵을 하나 이상의 무선 노드로 전송하도록 하는 인스트럭션을 포함하되, 상기 비콘 맵은 하나 이상의 수신된 비콘에 대한 정보를 제공하고, 상기 정보는 상기 비콘에 대한 타임 스탬프 또는 다른 시간 정보와 상기 비콘에 대한 시발 무선 노드의 MAC 어드레스를 포함하는
    제품.
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