KR20090024727A

KR20090024727A - 지향성 및 전방향성 송신을 이용한 무선 장치들의 제어 메시지 교환

Info

Publication number: KR20090024727A
Application number: KR1020087031423A
Authority: KR
Inventors: 구오칭 씨. 리; 리우양 릴리 양
Original assignee: 인텔 코오퍼레이션
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2009-03-09
Also published as: US20070297365A1; WO2008002883A1; EP2033372A1; EP2033372A4

Abstract

소정 실시예들에 따르면, 무선 네트워크에서 제어 메시지 교환 절차 동안 2개의 노드 사이에 지향성 및 전방향성 메시지들이 교환된다. 다른 실시예들에서는 제어 메시지 교환 동안 지향성 메시지들만이 교환될 수도 있다. 이러한 지향성 및 전방향성 제어 메시지들은 제어 메시지들을 엿들을 수 있는 이웃 노드들에게 위치 정보를 제공하는 데 사용된다. 또한, 이웃 노드들은 그들의 서로에 대한 위치에 따라 소정의 모드들로 송수신하도록 허가될 수 있다.

무선 네트워크, 제어 메시지 교환, 지향성 안테나, 전방향성 안테나, 이웃 노드

Description

지향성 및 전방향성 송신을 이용한 무선 장치들의 제어 메시지 교환{CONTROL MESSAGE EXCHANGE FOR WIRELESS DEVICES USING DIRECTIONAL AND OMNI-DIRECTIONAL TRANSMISSIONS}

여기에 개시되는 실시예들은 무선 장치들을 위한 지향성 안테나 기술에 관한 것이다.

지향성 안테나 기술은 빔형성 이득(beamforming gain) 또는 다이버시티 이득을 통한 신호 품질의 향상, 널 조정을 통한 간섭 감소, 따라서 공간 재사용의 향상을 약속하여 무선 네트워크 성능을 향상시킨다. 지향성 안테나 기술이 비 802.11 네트워크들에서 더욱더 사용되고, 802.11 네트워크들에서의 사용을 위해 연구됨에 따라, 현재의 802.11 매체 액세스 제어(MAC)는 지향성 안테나의 사용을 염두에 두고 설계되지 않았으므로, 현재의 802.11 MAC을 재시험하는 것이 필요하다.

랜덤 액세스 네트워크들에서, 제어 메시지들은 보다 긴 데이터 패킷들의 충돌을 방지하기 위한 핸드쉐이크 메커니즘들의 일부로서 사용된다. 이러한 제어 메시지들, 예를 들어 IEEE 802.11 표준(1999 Edition, Information Technology Telecommunications and Information Exchange Between Systems - Local and Metropolitan Area Networks - Specific Requirements, Part 11: WLAN Medium Access Control (MAC) and Physical (PHY) Layer Specifications) 등의 무선 근거리 네트워크(WLAN)용 IEEE 802.11 표준들에 의해 정의된 바와 같은 송신 요청(RTS) 및 송신 허가(CTS)는 전방향성 또는 지향성 모드에서 송신될 수 있다.

RTS 및 CTS를 지향적으로 송신하는 것은 잠재적으로 공간 재사용을 증가시키며, 따라서 보다 많은 노드들이 동시에 통신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 그러나, RTS 및 CTS의 지향성 송신은 도 1에 도시된 바와 같이 다른 노드들에 난청을 유발할 수 있다.

여기서, 노드 A(102)는 노드 B(104)의 방향으로 안테나 커버리지(110)를 갖는 지향성 안테나를 이용하여 노드 B(104)로 송신하고 그로부터 수신하고 있다. 노드 C(106)가 이러한 진행중인 송신을 알지 못하는 경우, 그리고 노드 A(102)와의 통신을 시작하고 싶어하는 경우, 노드 C(106)는 노드 A(102)에 RTS 메시지(112)를 송신할 것이다. 노드 A(102)는 노드 B(104)의 방향으로부터만 수신하고 있으므로, 노드 C의 송신을 들을 수 없다. 또한, 노드 A에 의한 지향성 안테나의 사용은 노드 C가 노드 A의 노드 B와의 진행중인 통신을 알지 못하게 하며, 또한 노드 A에서의 난청을 알지 못하게 한다. 난청은 비생산적인 재송신을 유발할 수 있으며, 이는 또한 노드 D(108) 등의 이웃에서의 오판을 유발할 수 있다.

본 발명의 보다 나은 이해는 아래의 도면들과 관련된 아래의 상세한 설명으로부터 얻어질 수 있다.

도 1은 소정 실시예들에 따른 지향성 송신을 이용하는 무선 시스템의 도면.

도 2는 소정 실시예들에 따른 2개의 노드 사이의 메시지 교환 시퀀스를 나타내는 흐름도.

도 3은 소정 실시예들에 따른 2개의 노드 사이의 제어 메시지 교환 시퀀스의 도면.

도 4-도 8은 소정 실시예들에 따른 2개의 노드(A, B)의 송신 커버리지에 대한 장치 위치 영역들을 나타내는 도면들.

도 9 및 10은 소정 실시예들에 따른 노드들의 간단한 블록도들.

아래의 설명에서는 설명의 목적으로 본 발명의 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 다양한 상세들이 설명된다. 그러나, 이러한 특정 상세들은 아래에 청구되는 바와 같은 본 발명을 실시하기 위해 필요한 것은 아니라는 점은 이 분야의 전문가에게 자명할 것이다.

본 발명의 실시예들은 무선 네트워크에서 노드들 간의 제어 메시지들의 교환에 관한 것이다. 아래의 설명은 802.11 기반 특별/메쉬 무선 장치들 및 네트워크들에 집중되지만, 실시예들은 2개의 노드 사이의 통신을 개시하기 전에 핸드쉐이크 또는 협상 프로세스를 필요로 하는 임의 타입의 무선 네트워크를 지원하여 실시될 수 있다는 것을 이 분야의 전문가들은 이해할 것이다. 소정 실시예들에 따르면, 지향성 및 전방향성 메시지들 양자는 제어 메시지 교환 절차 동안 2개의 노드 사이에 교환된다. 다른 실시예들에서는 지향성 메시지들만이 제어 메시지 교환 동안 교환될 수 있다. 이러한 지향성 및 전방향성 제어 메시지들은 이웃 노드들에 위치 정보를 제공하는 데 사용된다. 제어 메시지들은 2개의 노드 사이의 송신 지속 기간을 포함하지만 이에 한정되지 않는 다른 정보를 이웃 노드들에 제공하는 데에도 사용될 수 있다.

지향성 안테나는 신호들을 특정 방향으로 보다 효율적으로 송신 및/또는 수신할 수 있는 안테나이다. 따라서, 지향성 신호 또는 지향성 메시지는 지향성 안테나에 의해 특정 방향으로 송신 및/또는 수신되는 신호 또는 메시지이다. 전방향성 안테나는 모든 방향으로 신호들을 송신 및/또는 수신할 수 있는 안테나이다. 따라서, 전방향성 신호 또는 전방향성 메시지는 전방향성 안테나에 의해 모든 방향으로 송신 및/또는 수신되는 신호 또는 메시지이다.

다양한 실시예에서, 하나 이상의 이웃 노드는 제어 메시지들을 엿들을(overhear) 수 있으며, 이러한 메시지들을 이용하여, 제어 메시지들을 교환하는 노드들에 대한 자신들의 위치(들)를 결정할 수 있다. 구체적으로, 소정 실시예들에서, 이웃 노드들 각각은 그들이 제어 메시지들을 교환하는 노드들에 대해 11개의 가능한 영역 중 하나 내에 위치하는 것으로 결정할 수 있다. 다른 실시예들에서는, 11개의 영역보다 많거나 적은 영역이 정의될 수 있다. 노드들의 상대적 위치에 기초하는 송신 규칙들은 이웃 노드가 계속하여 새로운 송신을 개시할 수 있는지를 지정하고, 그러한 경우에는 어떠한 송신 모드가 이용될 수 있는지를 지정할 수 있다.

도 2는 무선 네트워크에서 노드 A가 노드 B에 데이터를 송신하기를 원할 때 2개의 노드(예를 들어, 장치들), 즉 노드 A와 노드 B 사이의 제어 메시지들의 교환을 나타내는 흐름도이다. 흐름도의 영역 210은 노드 A에서 노드 B로의 RTS 제어 패킷의 송신을 나타낸다.

노드 A는 RTS 패킷을 송신할 수 있기 전에 전방향성 송신이 허가되는지를 결정해야 한다(블록 212). 소정 실시예들에서, 노드 A에 의한 전방향성 송신은 노드 A가 다른 노드들에 대한 그의 위치에 대한 위치 정보를 갖지 않는 경우에 또는 노드 A가 엿들은 메시지들에 기초하여 둘 이상의 이웃 통신 노드에 대한 그의 위치를 알고, 그의 위치가 이웃 통신 노드들의 지향성 커버리지 영역 밖에 있는 경우에 허가될 것이다. 제어 메시지들을 엿듣는 노드들에 대한 송신 규칙들은 도 4-도 8과 관련하여 후술한다.

전방향성 송신이 허가되는 경우, 노드 A는 RTS 패킷을 전방향으로 송신할 수 있다(블록 214). 송신 규칙들에 기초하여 전방향성 송신이 허가되지 않는 경우, 노드 A는 수신자(예를 들어, 노드 B)의 방향이 알려져 있는지를 결정해야 한다(블록 216). (예를 들어, 이웃 발견 프로세스에 기초하여) 수신자의 방향이 알려져 있고, 방향 정보가 신선한 것으로 간주되는 경우, 노드 A는 RTS 패킷을 수신자, 즉 노드 B의 방향으로 지향적으로 송신할 수 있다(블록 218).

방향 정보는 현재 시간보다 소정 시간 미만 전에, 예를 들어 이전 T초 내에 얻어진 경우에 신선한 것으로 간주될 수 있는데, 여기서 T는 시간 값을 나타내는 숫자이다. 소정 실시예들에서, 노드는 방향 정보가 신선한지를 지시하기 위해 하나 이상의 타이머를 포함할 수 있다. 방향 정보가 얻어질 때, 타이머는 소정의 시간 값 T로 리셋될 수 있다. 새로 얻어진 방향 정보는 노드에 저장될 수 있다. 소정 실시예들에서, 방향 정보는 예를 들어 노드 내의 테이블 또는 레지스터에 저장될 수 있다. 타이머가 종료되기 전에는 방향 정보가 신선한 것으로 간주될 수 있다. 타이머가 종료된 후에는 방향 정보가 낡은 것으로 간주될 수 있다. 낡은 방향 정보는 제거, 대체 또는 무효화되거나, 예를 들어 통계 데이터 수집과 같은 다른 목적을 위해 노드에 의해 저장될 수 있다. 다른 노드로부터 패킷을 수신하거나 엿들을 때마다 방향 정보가 갱신되고 타이머(들)가 리셋될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 방향 정보의 신선도를 결정하기 위해 다른 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어 또는 이들의 임의 조합이 사용될 수 있다.

RTS 송신 모드(예를 들어, 지향성 또는 전방향성)는 RTS 패킷 내에 포함된 정보에 기초하여 구별될 수 있다. 소정 실시예들에서, RTS 패킷은 RTS 송신이 지향성이었는지 전방향성이었는지를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 송신을 엿듣는 노드들에 의해 이용될 수 있다.

전방향성 송신이 허가되지 않고, 수신자의 방향이 알려지지 않은 경우, 노드 A는 송신을 개시하지 못할 수 있다(블록 250).

흐름도의 영역 220은 노드 B가 노드 A로부터 RTS 패킷을 수신한 후의 노드 B에서 노드 A로의 CTS 제어 패킷의 송신을 나타낸다.

노드 B는 CTS 패킷을 송신할 수 있기 전에 전방향성 송신이 허가되는지를 결정해야 한다(블록 222). 소정 실시예들에서, 노드 B에 의한 전방향성 송신은 노드 B가 다른 노드들에 대한 그의 위치에 대한 위치 정보를 갖지 않는 경우에 또는 노드 B가 엿들은 메시지들에 기초하여 둘 이상의 이웃 통신 노드에 대한 그의 위치를 알고, 그의 위치가 이웃 통신 노드들의 지향성 커버리지 영역 밖에 있는 경우에 허가될 것이다. 제어 메시지들을 엿듣는 노드들에 대한 송신 규칙들은 도 4-도 8과 관련하여 후술한다.

전방향성 송신이 허가되는 경우, 노드 B는 CTS 패킷을 전방향으로 송신할 수 있다(블록 224). 노드 B는 또한 방향 테스트(DT) 패킷을 노드 A에 지향적으로 송신할 수 있다(블록 226). 소정 실시예들에서, DT 패킷은 패킷의 송신자에 대한 식별자를 포함하며, 송신자에서 수신자로 지향적으로 송신된다. 다양한 실시예에서, DT 패킷의 지향성 송신은 전방향성 CTS 송신에 이어질 수 있다. DT 패킷은 지향적으로 송신되며, 이웃들이 노드들(A, B)에 대한 그들의 위치들을 평가할 수 있게 하는 데 사용된다. 따라서, CTS가 지향적으로 송신되는 경우, DT 패킷을 전송하는 것은 필요하지 않다.

송신 규칙들에 기초하여 전방향성 송신이 허가되지 않는 경우, 노드 B는 송신 규칙들이 노드 A의 방향으로의 지향성 송신을 허가하는지를 결정해야 한다(블록 228). 송신 규칙들에 의해 허가되는 경우, 노드 B는 CTS 패킷을 수신자, 즉 노드 A의 방향으로 지향적으로 송신할 수 있다(블록 229).

CTS 송신 모드(예를 들어, 지향성 또는 전방향성)는 CTS 패킷 내에 포함된 정보에 기초하여 구별될 수 있다. 소정 실시예들에서, CTS 패킷은 CTS 송신이 지향성이었는지 또는 전방향성이었는지를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 이러한 정보는 송신을 엿듣는 노드들에 의해 이용될 수 있다.

CTS의 전방향성 송신도 지향성 송신도 허가되지 않는 경우, 노드 B는 CTS 패킷의 송신을 개시하지 못할 수 있다(블록 250).

흐름도의 영역 230은 노드 B로부터 CTS가 수신된 후의 노드 A의 동작들을 나타낸다. 노드 A는 노드 B로부터의 신호 방향을 추정할 수 있다. 다양한 실시예에서, 신호 방향 추정은 노드 A에서 수신되는 노드 B로부터의 지향성 송신에 기초한다. 지향성 송신은 DT 패킷 또는 CTS 패킷의 지향성 송신일 수 있다.

노드 A가 노드 B로부터의 신호 방향을 추정한 후, 노드 A가 이전에 RTS 패킷을 전방향으로 송신한 경우에(블록 234) 노드 A는 DT 패킷을 노드 B에 지향적으로 송신할 수 있다(블록 236). 이것은 제어 메시지 교환 시퀀스 동안 노드 B에서 노드 A로의 지향성 송신 및 노드 A에서 노드 B로의 지향성 송신 양자가 존재하였음을 보증한다.

이어서, 노드들(A, B)은 데이터의 지향성 송신 및 수신을 개시할 수 있다(블록 260).

따라서, 제어 메시지들의 교환 동안, 노드 A 및 노드 B 양자로부터 지향성 및 전방향성 송신들 양자를 행하는 것이 가능하다. 이것은 노드 A-B 제어 메시지 교환을 엿듣는 이웃 노드들이 그들의 위치에 대한 정보를 얻을 수 있게 한다. 이러한 정보는 이웃 노드들에 의해 이들이 미래의 지향성 또는 전방향성 송신을 개시하는 것이 허가되는지를 결정하는 데 사용될 수 있다.

도 3은 소정 실시예들에 따른 2개의 노드/장치 사이의 제어 메시지 교환 시퀀스의 다른 도면이다. 노드 A(302)가 노드 B(304)와 통신하기를 원할 때, 노드 A는 RTS 패킷을 노드 B로 송신한다(306). RTS 패킷은 전술한 바와 같이 노드 A에 대해 적용되는 송신 규칙들에 따라 지향적으로 또는 전방향으로 송신될 수 있다.

노드 B가 RTS 패킷을 수신한 후, 노드 B는 CTS 패킷을 노드 A로 송신한다(308). 또한, CTS 패킷은 전술한 바와 같이 노드 B에 대해 적용되는 송신 규칙들에 따라 지향적으로 또는 전방향으로 송신될 수 있다.

노드 B가 CTS 패킷을 전방향으로 송신하는 경우, 전방향 CTS 송신에 이어서 지향성 방향 테스트(DT) 패킷 송신이 이루어질 것이다(310). DT 패킷은 이웃 노드들이 노드 B에 대해 그들의 위치를 결정하는 것을 가능하게 한다.

노드 A가 노드 B로부터 CTS 패킷을 수신하고, 옵션으로 DT 패킷을 수신한 후, 노드 A는 이전 RTS 송신이 전방향이었던 경우에 DT 패킷을 노드 B에 지향적으로 송신할 것이다(312). 노드 A에서 노드 B로의 이전 지향성 송신이 있었던 경우, 노드 A는 DT 패킷을 송신할 필요가 없다.

마지막으로, 제어 메시지 교환 시퀀스가 완료된 후, 노드 A 및 노드 B는 서로 데이터를 지향적으로 송수신할 수 있다(314).

노드 A 및 노드 B의 이웃의 다른 노드들은 노드들 간의 제어 메시지 교환을 엿들을 수 있다. 또한, 제어 메시지 교환을 엿들은 노드는 엿들은 메시지들을 이용하여, 신호 소스들의 위치를 추정할 수 있으며, 따라서 이 노드는 노드 A 및 노드 B에 대한 그의 위치를 결정할 수 있게 된다.

엿듣는 노드는 또한 엿들은 메시지들을 이용하여, 노드 A 및 노드 B의 송신 커버리지 영역에 대해 그가 어느 영역 내에 위치하는지를 결정할 수 있다.

도 4는 하나의 노드가 노드 A(402) 및 노드 B(404)에 대해 위치할 수 있는 11개의 가능한 영역을 나타낸다. 전방향성 안테나를 이용하는 노드 A의 커버리지 영역은 원 408로 표시된다. 따라서, 노드 A가 전방향성 RTS 패킷과 같은 전방향성 송신을 송신할 때, 패킷은 영역 408에 걸쳐 송신되며, 영역 408 내의 임의의 노드들에게 엿들릴 것이다. 마찬가지로, 전방향성 안테나를 이용하는 노드 B의 커버리지 영역은 원 412로 표시된다. 따라서, 노드 B가 전방향성 CTS 패킷과 같은 전방향성 송신을 송신할 때, 패킷은 영역 412에 걸쳐 송신되며, 영역 412 내의 임의의 노드들에 의해 들릴 것이다. 원들(408, 412)은 전방향 커버리지 영역들을 나타내는데, 커버리지 영역의 중심은 송신 노드이다.

지향성 안테나를 이용하는 노드 A의 커버리지 영역은 원뿔 406으로 표시되는데, 이 원뿔은 지향성 안테나를 이용한 커버리지 영역을 나타내며, 그 정점은 송신 노드이다. 따라서, 노드 A가 지향성 RTS 패킷 또는 DT 패킷과 같은 지향성 송신을 송신할 때, 패킷은 영역 406에 걸쳐 송신되며, 영역 406 내의 임의의 노드들에게 엿들릴 것이다. 마찬가지로, 지향성 안테나를 이용하는 노드 B의 커버리지 영역은 원뿔 410으로 표시된다. 따라서, 노드 B가 지향성 CTS 패킷 또는 DT 패킷과 같은 지향성 송신을 송신할 때, 패킷은 영역 410에 걸쳐 송신되며, 영역 410 내의 임의의 노드들에게 엿들릴 것이다.

도면 상의 번호들 1-11은 하나의 노드가 노드 A 및 B에 대해 위치할 수 있는 상이한 영역들을 나타낸다. 하나의 노드는 노드들(A, B)로부터 엿들은 메시지들을 평가하여 그가 어느 영역 내에 위치하는지를 결정할 수 있다. 예를 들어, 영역 5에 위치하는 노드는 노드 A에 의한 지향성 송신들 및 노드 B에 의한 전방향성 송신들만을 엿들을 것이다. 마찬가지로, 영역 8에 위치하는 노드는 노드 B에 의한 지향성 송신들만을 엿들을 것이다. 영역 11에 위치하는 노드는 노드 A 또는 B로부터의 어떠한 메시지도 엿듣지 못할 것이다. 아래의 테이블 1은 각각의 영역, 및 해당 영역 내의 노드에게 엿들리는 대응 제어 메시지들을 리스트하고 있는데, 여기서는 노드 A가 요청 노드인 것으로 가정한다. 테이블 내의 "1"은 메시지가 해당 영역 내의 노드에게 엿들릴 수 있음을 나타내며, "0"은 메시지가 해당 영역 내의 노드에게 엿들리지 않을 것임을 나타낸다.

따라서, 다양한 실시예에서, 노드는 제어 메시지들(예를 들어, RTS, CTS 및/또는 DT) 중 어느 것이 엿들렸는지 및 각각의 제어 메시지에 대한 송신 모드(예를 들어, 지향성 송신 또는 전방향성 송신)를 평가함으로써 그가 어느 영역에 속하는지를 결정할 수 있다.

지향성 RTS 송신 또는 지향성 DT 송신과 같은 노드 A에 의한 지향성 송신의 경우, 영역 10은 영역 11로서 간주될 것인데, 이는 이 두 영역이 엿들은 메시지들에 의해 구별될 수 없기 때문이다. 마찬가지로, 동일한 이유로 영역 6은 영역 8로서 간주되고, 영역 4는 영역 9로서 간주될 것이다. 이러한 한 쌍 내의 영역들은 송신 규칙들에서 동일하게 취급되며, 따라서 이들은 구별될 필요가 없다.

지향성 CTS 송신 또는 지향성 DT 송신과 같은 노드 B에 의한 지향성 송신의 경우, 영역 9는 영역 11로서 간주될 것인데, 이는 이 두 영역이 엿들은 메시지들에 의해 구별될 수 없기 때문이다. 마찬가지로, 동일한 이유로 영역 5는 영역 7로서 간주되고, 영역 4는 영역 10으로 간주될 것이다. 이러한 한 쌍 내의 영역들은 송신 규칙들에서 동일하게 취급되며, 따라서 이들은 구별될 필요가 없다.

지향성 RTS 송신 또는 지향성 DT 송신과 같은 노드 A에 의한 지향성 송신 및 지향성 CTS 송신 또는 지향성 DT 송신과 같은 노드 B에 의한 지향성 송신의 경우, 영역들 4, 9, 10 및 11이 구별 불가능하고, 영역들 2, 5 및 7이 구별 불가능하며, 영역들 3, 6 및 8이 구별 불가능하다. 구별 불가능한 영역들은 송신 규칙들에서 동일하게 취급된다.

이웃 노드가 자신이 어느 영역에 위치하는지를 결정한 후, 각각의 영역에 대한 송신 규칙들은 노드가 새로운 송신을 개시할 수 있는지, 그러한 경우에는 어떠한 송신 모드(예를 들어, 지향성 또는 전방향성)가 사용될 수 있는지를 지정한다. 따라서, 이웃 노드가 새로운 송신을 개시할 때, 이 노드는 기존의 통신 노드들을 간섭하거나 이들에 의해 간섭되지 않을 것이다.

도 5는 영역 1(420) 내에 위치하는 임의의 노드에 대한 송신 규칙들을 나타낸다. 영역 1 내에 위치하는 노드는 노드 A(402) 또는 노드 B(404)를 향하지 않는 방향들에서 지향성 안테나만을 이용하여 송신 및/또는 수신할 수 있다. 즉, 노드 C(502)와 같이 영역 1 내에 위치하는 노드는 노드 A 및 노드 B로부터 벗어난 임의의 방향으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 노드 C는 도시된 지향성 송신(504)을 송신할 수 있다. 영역 1 내에 위치하는 노드 C와 같은 노드가 노드들 A 및 B로 송신하고 그들로부터 수신하는 것을 피할 때, 이 노드는 노드 A 또는 B의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다. 또한, 노드들 A 및 B는 노드 C의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다.

도 6은 영역들 2, 5 또는 7(430) 내에 위치하는 임의의 노드에 대한 송신 규칙들을 나타낸다. 영역들 2, 5 또는 7 내에 위치하는 노드는 노드 A(402)를 향하지 않는 방향들에서 지향성 안테나만을 이용하여 송신 및/또는 수신할 수 있다. 즉, 노드 D(602)와 같이 영역들 2, 5 또는 7 내에 위치하는 노드는 노드 A로부터 벗어난 임의의 방향으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 노드 D는 도시된 지향성 송신(604)을 송신할 수 있다. 영역들 2, 5 또는 7 내에 위치하는 노드 D와 같은 노드가 노드 A로 송신하고 그로부터 수신하는 것을 피할 때, 이 노드는 노드 A의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다. 또한, 노드 A는 노드 D의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다.

도 7은 영역들 3, 6 또는 8(440) 내에 위치하는 임의의 노드에 대한 송신 규칙들을 나타낸다. 영역들 3, 6 또는 8 내에 위치하는 노드는 노드 B(404)를 향하지 않는 방향들에서 지향성 안테나만을 이용하여 송신 및/또는 수신할 수 있다. 즉, 노드 E(702)와 같이 영역들 3, 6 또는 8 내에 위치하는 노드는 노드 B로부터 벗어난 임의의 방향으로 송신할 수 있다. 예를 들어, 노드 E는 도시된 지향성 송신(704)을 송신할 수 있다. 영역들 3, 6 또는 8 내에 위치하는 노드 E와 같은 노드가 노드 B로 송신하고 그로부터 수신하는 것을 피할 때, 이 노드는 노드 B의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다. 또한, 노드 B는 노드 E의 송신/수신을 간섭하지 않을 것이다.

도 8은 영역들 4, 9, 10 또는 11(450) 내에 위치하는 임의의 노드에 대한 송신 규칙들을 나타낸다. 영역들 4, 9, 10 또는 11 내에 위치하는 노드는 임의 방향들에서 전방향성 또는 지향성 안테나를 이용하여 송신 및/또는 수신할 수 있다. 따라서, 노드 F(802)와 같이 영역들 4, 9, 10 또는 11 내에 위치하는 노드는 임의의 방향으로 그리고 임의의 송신 모드로 송신할 수 있다. 예를 들어, 노드 F는 도시된 지향성 송신(804) 및/또는 도시된 전방향성 송신(806)을 송신할 수 있다. 노드들 A 및 B는 이들이 노드 F의 송신 커버리지 영역 내에 있는 경우에도 간섭받지 않을 것인데, 이는 노드들 A 및 B가 지향적으로 통신하고 있고, 다른 방향으로부터 오는 임의의 신호들을 거절할 것이기 때문이다. 또한, 노드들 A 및 B는 노드 F의 수신을 간섭하지 않을 것인데, 이는 노드들 A 및 B가 노드 F의 방향으로 송신하지 않기 때문이다.

마지막으로, 모든 영역 내의 노드들은 이웃 노드(들)에게 엿들리는 제어 메시지들 내에 지정된 임의의 지속 기간과 적어도 동일한 기간 동안 노드들 A 및 B로 송신하는 것을 피해야 한다. 이것은 이 기간 동안에는 노드들 A 및 B가 서로 통신하고 있고, 따라서 다른 노드로부터의 통신들을 들을 수 없을 것이기 때문이다.

도 9 및 10은 소정 실시예들에 따른 노드들의 간단한 블록도이다. 도 9는 다양한 실시예에 따른 노드(902)를 나타낸다. 노드는 2개의 안테나, 즉 지향성 송신 능력(904)을 갖는 안테나 및 전방향성 송신 능력(906)을 갖는 안테나를 포함할 수 있는데, 이들 양 안테나는 IEEE 802.11 프로토콜을 이용하여 수행되는 통신들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 무선 통신 링크를 통한 통신을 지원한다.

노드는 예를 들어 위치 식별자/송신 모드 모듈(924)과 같이 제어 메시지들의 송수신 및 다른 노드들에 대한 노드 위치의 결정과 연관된 다양한 동작을 수행하기 위한 로직을 저장하기 위한 저장 매체(922)를 더 포함할 수 있다. 저장 매체(922)는 저장 매체에 저장된 명령들을 실행하기 위한 프로세서(920)에 결합될 수 있다.

머신 판독 가능 저장 매체(machine-readable storage medium)(922)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리, 이동식 또는 비이동식 메모리, 소거 가능 또는 소거 불가 메모리, 기입 가능 또는 재기입 가능 메모리 등을 포함하는, 데이터를 저장할 수 있는 하나 이상의 타입의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있다. 머신 판독 가능 저장 매체의 예는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 동적 RAM(DRAM), 더블 데이터 레이트 DRAM(DDRAM), 동기 DRAM(SDRAM), 정적 RAM(SRAM), 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래머블 ROM(PROM), 소거 가능 프로그래머블 ROM(EPROM), 전기적 소거 가능 프로그래머블 ROM(EEPROM), 컴팩트 디스크 ROM(CD-ROM), 기록 가능 컴팩트 디스크(CD-R), 재기입 가능 컴팩트 디스크(CD-RW), 플래시 메모리(예를 들어, NOR 또는 NAND 플래시 메모리), 내용 어드레스 가능 메모리(CAM), 폴리머 메모리(예를 들어, 강유전체 폴리머 메모리), 상변화 메모리(예를 들어, 오보닉 메모리), 강유전체 메모리, 실리콘-산화물-질화물-산화물-실리콘(SONOS) 메모리, 디스크(예를 들어, 플로피 디스크, 하드 드라이브, 광 디스크, 자기 디스크, 광자기 디스크) 또는 카드(예를 들어, 자기 카드, 광학 카드), 테이프, 카세트, 또는 정보를 저장하는 데 적합한 다른 타입의 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 더욱이, 통신 링크(예를 들어, 모뎀, 무선 또는 네트워크 접속)를 통해 반송파 또는 다른 전파 매체 내에 구현된 데이터 신호들에 의해 반송되는 컴퓨터 프로그램을 원격 컴퓨터에서 요청 컴퓨터로 다운로드 또는 송신하는 것과 관련되는 임의의 매체들도 컴퓨터 판독 가능 저장 매체로 간주된다.

머신 판독 가능 매체(922)는 프로세서(920)와 같은 머신에 의해 실행되는 경우에 머신으로 하여금 설명된 실시예들에 따른 방법 및/또는 동작들을 수행하게 할 수 있는 명령들, 데이터 및/또는 코드를 포함하는 로직을 포함할 수 있다. 이러한 머신은 예를 들어 임의의 적절한 처리 플랫폼, 컴퓨팅 플랫폼, 컴퓨팅 장치, 처리 장치, 컴퓨팅 시스템, 처리 시스템, 컴퓨터, 프로세서 등을 포함할 수 있으며, 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적절한 조합을 이용하여 구현될 수 있다.

도 10은 다양한 실시예에 따른 노드(930)를 나타낸다. 노드는 지향성 및 전방향성 송신 능력 양자를 갖는 단일 안테나(908)를 포함할 수 있다. 안테나는 IEEE 802.11 프로토콜을 이용하여 수행되는 통신들을 포함하지만 이에 한정되지 않는 무선 통신 링크를 통한 통신을 지원한다.

노드는 예를 들어 위치 식별자/송신 모드 모듈(924)과 같이 제어 메시지들의 송수신 및 다른 노드들에 대한 노드 위치의 결정과 연관된 다양한 동작을 수행하기 위한 로직을 저장하기 위한 저장 매체(922)를 더 포함할 수 있다. 저장 매체(922)는 전술한 바와 같이 저장 매체에 저장된 명령들을 실행하기 위한 프로세서(920)에 결합될 수 있다.

본 명세서에서 실시예들의 충분한 이해를 제공하기 위해 다양한 특정 상세들이 설명되었다. 그러나, 실시예들은 이러한 특정 상세들 없이도 실시될 수 있음을 이 분야의 전문가들은 이해할 것이다. 다른 사례들에서, 공지된 동작들, 컴포넌트들 및 회로들은 실시예들을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 여기에 개시되는 구체적인 구조적, 기능적 상세들은 상징적인 것이며, 실시예들의 범위를 반드시 제한하는 것은 아니다.

구체적으로 달리 언급하지 않는 한, "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정" 등과 같은 용어들은 컴퓨팅 시스템의 레지스터들 및/또는 메모리들 내에 물리적 양들(예를 들어, 전자적)로서 표현되는 데이터를 조작하고 그리고/또는 컴퓨팅 시스템의 메모리들, 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장소, 송신 또는 표시 장치들 내에 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자적 컴퓨팅 장치의 동작 및/또는 프로세스들을 지칭한다는 것을 알 수 있다. 실시예들은 이러한 컨텍스트와 관련하여 제한되지 않는다. 또한, "노드" 및 "장치"라는 용어들은 교환 가능하며, 일반적으로 무선 통신 능력을 갖는 임의의 장치를 지칭한다.

"일 실시예" 또는 "하나의 실시예"에 대한 임의의 참조는 그 실시예와 관련하여 기술되는 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함됨을 의미한다는 것에 주목하는 것도 가치 있다. 따라서, 명세서 전반의 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "하나의 실시예에서"라는 문구들의 출현들은 모두가 동일 실시예를 지칭할 필요는 없다. 또한, 특정 특징들, 구조들 또는 특성들은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.

따라서, 지향성 및 전방향성 송신을 이용하여 제어 메시지를 교환하기 위한 방법, 장치 및 시스템이 개시된다. 위의 설명에서, 다양한 특정 상세들이 설명되었다. 그러나, 실시예들은 이러한 특정 상세들 없이도 실시될 수 있음을 이해한다. 다른 사례들에서, 공지된 회로들, 구조들 및 기술들은 본 설명의 이해를 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다. 실시예들은 특정 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 여기에 설명되는 실시예들의 보다 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 이들 실시예에 대한 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음은 본 개시의 이익을 갖는 사람들에게 자명할 것이다. 따라서, 명세서 및 도면들은 제한적이 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims

제1 노드의 제2 노드 및 제3 노드에 대한 위치를, 상기 제2 노드 및 제3 노드로부터 엿들은(overheard) 메시지들을 이용하여 결정하는 단계;

상기 제1 노드의 위치에 기초하여 상기 제1 노드에 대한 송신 모드를 결정하는 단계; 및

상기 결정된 송신 모드를 이용하여 상기 제1 노드로부터 송신을 개시하는 단계

를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 노드, 제2 노드 및 제3 노드는 802.11 프로토콜을 이용하여 메시지들을 송신하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 엿들은 메시지들은 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지 및 송신 허가(Clear to Send, CTS) 메시지 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 RTS 메시지 및 CTS 메시지 중 적어도 하나는 메시지에 대한 송신 모드를 지시하는 필드를 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 엿들은 메시지들은 방향 테스트(direction test, DT) 메시지를 더 포함하는 방법.
제5항에 있어서, 상기 DT 메시지는 상기 DT 메시지의 송신자에 대한 식별자를 포함하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 송신 모드는 상기 제1 노드가 제1 영역에 있을 때 상기 제2 노드 및 제3 노드로부터 벗어나는 방향을 지향하는(directional) 방법.
제7항에 있어서, 상기 제1 영역은 상기 제1 노드가 상기 제2 노드로부터 지향성 RTS 메시지를, 그리고 상기 제3 노드로부터 지향성 CTS 메시지를 엿듣는 영역인 방법.
제3항에 있어서, 상기 송신 모드는 상기 제1 노드가 제2 영역에 있을 때 상기 제2 노드로부터 벗어나는 방향을 지향하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 제2 영역은 상기 제1 노드가 상기 제2 노드로부터 지향성 RTS 메시지를 엿듣는 영역인 방법.
제3항에 있어서, 상기 송신 모드는 상기 제1 노드가 제3 영역에 있을 때 상 기 제3 노드로부터 벗어나는 방향을 지향하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 제3 영역은 상기 제1 노드가 상기 제3 노드로부터 지향성 CTS 메시지를 엿듣는 영역인 방법.
제3항에 있어서, 상기 송신 모드는 상기 제1 노드가 제4 영역에 있을 때 전방향성(omni-directional)인 방법.
제13항에 있어서, 상기 제4 영역은 상기 제1 노드가 상기 제2 노드 및 제3 노드로부터 지향성 메시지를 엿듣지 못하는 영역인 방법.
제1항에 있어서, 송신 모드를 결정하기 전에 송신이 허가되는지를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 송신을 개시하는 단계는 제4 노드로의 송신을 개시하는 단계를 포함하는 방법.
RTS 메시지를 노드에 송신하는 단계;

상기 노드로부터 CTS 메시지를 수신하는 단계;

상기 CTS 메시지가 전방향성 CTS 메시지였던 경우에 상기 노드로부터 DT 패 킷을 수신하는 단계; 및

상기 RTS 메시지가 전방향성 RTS 송신이었던 경우에 DT 패킷을 상기 노드로 송신하는 단계

를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 데이터 프레임들을 지향적으로 송신하고 지향적으로 수신하는 단계를 더 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 RTS 메시지를 노드에 송신하는 단계는 전방향성 송신이 허가되지 않는 경우에 그리고 상기 노드에 대한 방향이 알려져 있는 경우에 상기 RTS 메시지를 지향적으로 송신하는 단계를 포함하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 DT 패킷을 상기 노드로 송신하기 전에 상기 노드로부터의 신호 방향을 추정하는 단계를 더 포함하는 방법.
장치;

상기 장치에 결합되어 무선 통신 링크를 통한 통신을 지원하는, 지향성 송신 능력을 갖는 안테나; 및

상기 장치에 결합되어 상기 무선 통신 링크를 통한 통신을 지원하는, 전방향 송신 능력을 갖는 안테나

를 포함하고,

상기 장치는 상기 무선 통신 링크를 통해 RTS 메시지를 송신하고, 상기 무선 통신 링크를 통해 CTS 메시지를 수신하고, 상기 CTS 메시지가 전방향 CTS 메시지였던 경우에 상기 무선 통신 링크를 통해 DT 패킷을 수신하고, 상기 RTS 메시지가 상기 전방향성 안테나를 통해 송신된 경우에 상기 지향성 안테나를 이용하여 DT 패킷을 송신하는 시스템.
제21항에 있어서, 상기 무선 통신 링크를 통한 통신은 IEEE 802.11 프로토콜을 이용하여 수행되는 시스템.
제21항에 있어서, 상기 지향성 송신 능력을 갖는 안테나 및 상기 전방향성 송신 능력을 갖는 안테나는 동일 안테나인 시스템.
제21항에 있어서, 상기 지향성 송신 능력을 갖는 안테나 및 상기 전방향성 송신 능력을 갖는 안테나는 개별 안테나들인 시스템.
머신에 의해 실행될 때, 상기 머신으로 하여금

제1 노드 및 제2 노드로부터 엿들은 메시지들을 이용하여 상기 제1 노드 및 제2 노드에 대한 위치를 결정하고,

상기 위치에 기초하여 송신 모드를 결정하게 하는

명령들을 저장한 머신 액세스 가능 매체(machine-accessible medium)를 포함하는 제조물.
제25항에 있어서, 상기 명령들은 또한 상기 머신에 의해 실행될 때 상기 머신으로 하여금 상기 결정된 송신 모드를 이용하여 송신을 개시하게 하는 제조물.
프로세서; 및

상기 프로세서에 결합되는 저장 매체

를 포함하고,

상기 저장 매체는 제1 노드 및 제2 노드로부터 엿들은 메시지들을 이용하여 상기 제1 노드 및 제2 노드에 대한 위치를 결정하고, 상기 위치에 기초하여 송신 모드를 결정하고, 상기 송신 모드를 이용하여 송신을 개시하는 로직을 포함하는 장치.
제27항에 있어서, 상기 엿들은 메시지들은 RTS 메시지 및 CTS 메시지 중 적어도 하나를 포함하는 장치.