KR20090079018A - 무선 메쉬 네트워크 구조 및 무선 메쉬 네트워크상에서의데이터 전송방법 - Google Patents

무선 메쉬 네트워크 구조 및 무선 메쉬 네트워크상에서의데이터 전송방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 IEEE 802.11s 무선 메쉬네트워크에서 무선채널의 사용의 효율성을 향상시킨 무선메쉬 네트워크 구조 및 무선메쉬 네트워크에서 데이터 전송방법에 관한 것으로, 더욱 자세히 설명하면, MPP (Mesh Portal) 부터 MAP (Mesh Access Point) 까지의 메쉬 백본에서 수행하는 멀티 홉 데이터 전달방법으로는, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하였을 경우에 발생하는 데이터 프레임의 충돌, 불필요한 백오프로 인한 네트워크의 수율 감소 및 지연 증가를 개선하였고, 반면에 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간의 데이터 전송은 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 제어 프레임으로 인한 오버헤드를 줄이고 사용자 단말의 복잡도를 줄이는 것을 특징으로 하는, 무선메쉬 네트워크 구조 및 무선메쉬 네트워크에서 데이터 전송방법에 관한 것이다.
무선

Description

무선 메쉬 네트워크 구조 및 무선 메쉬 네트워크상에서의 데이터 전송방법{Wireless Mesh Network Structure and Method for transmitting data thereon}
본 발명은 IEEE 802.11s 무선 메쉬네트워크에서 무선채널의 사용의 효율성을 향상시킨 무선메쉬 네트워크 구조 및 무선메쉬 네트워크에서 데이터 전송방법에 관한 것으로, 더욱 자세히 설명하면, MPP (Mesh Portal) 부터 MAP (Mesh Access Point) 까지의 메쉬 백본에서 수행하는 멀티 홉 데이터 전달방법으로는, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하였을 경우에 발생하는 데이터 프레임의 충돌, 불필요한 백오프로 인한 네트워크의 수율 감소 및 지연 증가를 개선하였고, 반면에 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간의 데이터 전송은 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 제어 프레임으로 인한 오버헤드를 줄이고 사용자 단말의 복잡도를 줄이는 것을 특징으로 하는, 무선메쉬 네트워크 구조 및 무선메쉬 네트워크에서 데이터 전송방법에 관한 것이다.
IEEE 802 그룹에서는 종래의 IEEE 802.11 무선랜 표준을 확장하여 무선으로 연결된 단말들 간에 멀티 홉 통신을 통한 중·소규모 무선 메쉬 네트워크 구성을 목표로 IEEE 802.11s에 대한 표준화 작업이 진행 중에 있다. 무선 메쉬 네트워크는 무선 멀티 홉 통신을 통한 저렴한 액세스 망 구축, 네트워크 유지 및 관리의 용이성, 네트워크 안정성향상 등과 같은 장점을 가지고 있다.
도 1 은 IEEE 802.11s 네트워크 토폴로지를 나타낸다.
도 1 을 참조하면, IEEE 802.11s 네트워크는 MP (15) (메쉬포인트: Mesh Point), MAP (20) (메쉬 접속 포인트: Mesh Access Point), MPP (10) (메쉬 포탈: Mesh Portal)로 구성되어 있으며, MP (15) 간 무선 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말 (25) 에게 무선 통신 서비스를 제공한다.
MP (15) 는 무선 멀티 홉 데이터 전달 기능이 탑재된 단말로서 이동성을 최소한으로 하며, 이러한 MP (15) 들이 모여 넓은 적용범위와 연결성, 강인성 (robustness) 을 제공하는 무선 메쉬 백본 (mesh backbone) 을 형성한다. MPP (10) 는 다른 망과의 연동을 위한 게이트웨이 기능이 탑재된 MP 로서 메쉬 네트워크에서 발생하는 트래픽을 외부 인터넷 망과 연결시키는 역할을 한다.
MAP (20) 는 기존 802.11 무선랜의 AP (Access Point) 역할을 수행하여 사용자 단말 (25) 의 망 접속을 담당한다. 이 때 사용자 단말 (25) 이 보낸 데이터는 MAP (20) 를 거쳐서 MP (15) 간 무선 멀티 홉 데이터 전달을 통해 MPP (10) 에 전달되며 최종적으로 외부 인터넷과 연결된 단말로 전달될 수 있다.
IEEE 802.11s는 802.11 무선랜의 애드호크 (Ad-hoc) 와 인프라스트럭처 (infrastructure) 기반 무선 통신 기술에서 발전하여 왔으며, 802.11은 데이터 전송을 위한 기본적인 매체 접근 방식으로 CSMA/CA (반송파감지 다중 액세스: Carrier Sense Multiple Access /충돌회피: Collision Avoidance) 기반의 DCF (Distributed Coordination Function: 분산된 조정 기능) 을 사용한다.
DCF 는 분산 환경에서의 경쟁 기반 매체 접근 방식으로서, DCF 를 사용하는 단말은 전송할 프레임이 있을 경우, 채널의 상태를 관찰하고 있다가 채널이 DIFS (DCF Interframe Space) 동안 사용되지 않으면 임의의 백오프 시간 동안 기다린 후 해당 프레임을 전송한다.
DCF (Distributed Coordination Function) 전송방식에는 데이터 프레임을 바로 전송하는 기본 액세스 방식 (Basic access method) 과, 데이터 프레임 전송 전에 제어 프레임을 전송하여 미리 채널을 예약하는 RTS/CTS (Request to Send/Clear to Send) 액세스 방식이 있다. 도 2 는 기본 액세스 방식의 채널 접근 방법을 도시하고, 도 3 은 RTS/CTS 액세스 방식의 채널 접근 방법을 도시한다.
그리고, DCF 의 반송파 감지 방법에는 물리적 반송파 감지(physical carrier sence)와 가상 반송파 감지(virtual carrier sense) 방법이 있다. 물리적 반송파 감지 방법은 물리계층에서 반송파를 감지하여 MAC 계층에 알려주는 방식이고, 가상 반송파 감지 방법은 RTS/CTS 또는 데이터 프레임에 채널 점유 시간을 기록하여 이를 수신한 단말이 기록된 시간동안 NAV (Network Allocation Vector: 네트워크 할당 벡터)를 설정하여 채널이 사용중임을 판단하는 방식이다.
그리고, IFS (Interframe Space)는 두 프레임 사이의 간격을 정의하며, 각 단말은 정의한 IFS 동안 채널이 사용되었는지 판단하여 프레임 전송 여부를 결정한다. SIFS (Short IFS) 는 최고 우선순위로 RTS/CTS, ACK 프레임 전송시 사용되고, PIFS (PCF IFS) 는 PCF 프레임 전송시 사용된다. DIFS (DCF IFS)는 DCF 프레임 전송시 사용되며, EIFS (Extended IFS) 는 가변적인 길이로서 프레임 전송오류시 사용된다.
도 4 는 PCF 사용시 채널 접근 방법을 나타낸다.
도 4 를 참조하면, IEEE 802.11 표준은 PCF (Point Coordination Function: 포인트 조정 기능) 를 선택사항의 매체 접근 방식으로 정의한다. PCF 는 무경쟁 기반의 매체접근방식으로 AP (Access Point) 에 구현되어 있는 포인트 조정자 (Point Coordinator: PC) 가 각 단말의 매체 접근을 제어한다.
포인트 조정자는 무경쟁 구간 (Contention-Free Period: CFP) 이 시작될 때 무경쟁 구간의 최대 지속 시간 (CFP Max Duration) 을 포함한 비콘(beacon) 프레임을 전송하며, 비콘 프레임을 수신한 단말은 최대 지속 시간만큼 NAV (Network Allocation Vector) 를 설정하여 매체 접근을 시도하지 않는다.
또한, 프레임간 간격은 DCF (Distributed Coordination Function) 에서 사용하는 DIFS (DCF Interframe Space) 보다 짧은 SIFS (Short Interframe Space) 와 PIFS (PCF Interframe Space) 를 사용하여 다른 단말의 경쟁 기반 채널 접근을 방지한다.
포인트 조정자는 조사목록 (polling list) 을 관리하여 조사목록에 있는 단 말을 상대로 조사 프레임을 전송하며, 무경쟁 구간 동안 모든 단말은 조사프레임을 수신한 경우에만 프레임 전송이 가능하다.
무경쟁 서비스는 전시간에 걸쳐 제공되지 않고 표준 DCF (Distributed Coordination Function) 기반 서비스와 교대로 일어난다. 무경쟁 구간 동안 모든 프레임 전송 간격은 SIFS (Short Interframe Space) 이며, 조사 프레임 전송 후 PIFS (PCF Interframe Space) 동안 아무런 응답이 없다면, 조사목록에 있는 다음 단말에게 조사 프레임을 전송하여 포인트 조정자가 매체에 대한 제어를 유지할 수 있도록 한다. 무경쟁 구간이 종료될 때 포인트 조정자는 종료 프레임을 전송하여 단말이 PCF (Point Coordination Function) 접근 모드에서 빠져 나오도록 하며, 경쟁 기반 서비스를 시작하도록 한다.
IEEE 802.11s에서는 무선 MP (Mesh Point) 들 간의 효율적인 멀티 홉 패킷 전달을 위해 HWMP (Hybrid Wireless Mesh Protocol) 이라는 2 계층 (layer 2) 경로 설정 기법을 정의하고 있다. HWMP는 트리 기반의 사전적 (proactive) 경로 설정 방식과 AODV (Ad-hoc On-demand Distance Vector) 프로토콜 기반의 요구형 (on-demand) 경로 설정 방식을 혼합한 경로 설정 기법으로서 경로 설정 시 각 MP (Mesh Point) 들의 MAC 주소를 사용한다. HWMP 는 사전적 경로 설정을 통해 루트(root) MP를 중심으로 트리 형태의 토폴로지를 형성하고, 루트 MP가 없거나 요구형 경로가 루트 MP를 통한 경로보다 효율적인 경로를 제공할 경우 요구형 경로 설정 기법을 사용한다.
본 발명은 IEEE 802.11s의 효과적인 무선 멀티 홉 데이터 전달을 위해 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 와 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 혼합하여 IEEE 802.11s 네트워크에 적용한 무선 메쉬 네트워크 구조 및 무선 메쉬 네트워크상에서의 데이터 전송방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무선 메쉬 네트워크 구조는, MP (메쉬포인트: Mesh Point), MAP (메쉬 접속 포인트: Mesh Access Point), 및 MPP (메쉬 포탈: Mesh Portal)로 구성되어 있고, 상기 MP 간 무선 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말에게 무선 통신 서비스를 제공하는 메쉬 네트워크 무선 백본으로, 상기 MPP (Mesh Portal) 부터 상기 MAP (Mesh Access Point) 까지의 메쉬 백본에서 수행하는 멀티 홉 데이터 전달방법으로, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하고, 상기 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간의 데이터 전송은 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하고,
상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 4 이하인 경우에는 상기 PCF 의 무경쟁반복구간이 무경쟁구간과 경쟁구간으로 나누어져 구성되어 있 고,
상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 5 이상인 경우에 무경쟁반복구간이 무경쟁 구간으로만 구성되어 있고,
상기 MPP 는 상기 MP 로 비콘 프레임을 전송하며, 상기 비콘 프레임에는 계층에 따른 무경쟁 구간 정보를 포함하고,
계층 i 에 속한 상기 MP 들의 수가 계층 i-1 에 속한 상기 MP 들의 수의 N 배 일 경우, 상기 계층 i에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이는 상기 계층 i-1 에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이의 1/N 로 설정되고,
상기 MP 는 포인트 조정자로서 역할을 하고, 상기 포인트 조정자가 무경쟁 구간 종료를 위해 하위계층으로 무경쟁 종료 프레임을 전송하고,
상기 포인트 조정자의 역할을 하는 MP 가 무경쟁 종료 프레임을 전송하여 하위 계층에 속한 단말에게 포인트 조정자의 권한을 위임하고,
상기 하위계층의 단말이 MAP (Mesh Access Point) 이고, 상기 MAP 가 무경쟁 종료 프레임을 수신하였을 경우 경쟁 구간이 시작되고,
상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 MP (Mesh Point) 들이 동시에 채널 접근을 시도할 수 있도록 무경쟁 구간을 할당하고,
상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 노드가 MAP (Mesh Access Point) 인 경우에는 경쟁구간을 할당하여 상기 MAP 가 사용자단말과 DCF 방식으로 데이터 프레임을 전송할 수 있게 하는 것을 특 징으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법은, MP (메쉬포인트: Mesh Point), MAP (메쉬 접속 포인트: Mesh Access Point), 및 MPP (메쉬 포탈: Mesh Portal)로 구성되어 있고, 상기 MP 간 무선 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말에게 무선 통신 서비스를 제공하는 데이터전송방법으로,
상기 MPP (Mesh Portal) 부터 상기 MAP (Mesh Access Point) 까지, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 데이터를 전송하는 단계; 및 상기 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간에는 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 MPP (Mesh Portal) 부터 MAP (Mesh Access Point) 까지의 메쉬 백본에서 수행하는 멀티 홉 데이터 전달방법으로, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하였을 경우에 발생하는 데이터 프레임의 충돌, 불필요한 백오프로 인한 네트워크의 수율 감소 및 지연 증가를 개선한다.
그리고, MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간의 데이터 전송은 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 제어 프 레임으로 인한 오버헤드를 줄이고 사용자 단말의 복잡도를 줄이는 효과가 있다.
본 발명의 장점, 특징 및 바람직한 실시예 등은 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 상세히 설명된다.
본 발명은 트리 형태로 구성된 메쉬 네트워크에서 PCF (Point Coordination Function) 를 이용한 멀티 홉 데이터 전달에 대한 발명이다.
본 발명에서 메쉬 네트워크를 구성하는 모든 MP (15) 들은 MPP (10) 로부터의 거리에 따라 N개의 계층으로 구분되며, 트리 기반에서 부모노드 MP (10) 들을 상위 계층, 자식노드 MP (10) 들을 하위계층이라 정의한다. 각 계층에 속한 MP (15) 들은 자신에게 할당된 무경쟁 구간에 PCF 방식으로 데이터를 송·수신하며 무경쟁 구간의 길이는 계층별로 서로 다르게 설정된다.
본 발명은 메쉬 네트워크 토폴로지를 구성하는 계층의 수에 따라 무경쟁 반복 구간 (Contention-Free Repetition Interval) 이 경쟁 구간 (Contention Period) 과 무경쟁 구간으로 나누어져 있을 경우와, 무경쟁 구간으로만 이루어져 있을 경우로 구분된다.
무경쟁 반복 구간이 경쟁 구간 (Contention Period) 과 무경쟁 구간으로 나누어져 있을 경우는 MPP (Mesh Portal) (10) 부터 사용자 단말 (25) 까지 계층의 수가 4 이하일 경우에 적용된다. 그리고, 무경쟁 반복 구간이 무경쟁 구간으로만 이루어져 있을 경우는 MPP (Mesh Portal) 부터 사용자 단말 (25) 까지 계층의 수가 5 이상일 경우에 적용된다. 도 5 는 5 계층으로 구분된 트리 기반의 메쉬 네트워크의 일 실시예를 도시한다.
도 6 은 MPP부터 사용자 단말까지 계층의 수가 4이하일 경우 메쉬 네트워크에서의 PCF 동작과정을 나타낸다.
도 6 을 참조하면, MPP (10) 부터 사용자 단말 (25) 까지 계층의 수가 4 이하일 경우, MPP (10) 는 비콘 프레임을 전송하여 무경쟁 구간의 시작을 알린다. 비콘 프레임은 각 계층에 할당할 무경쟁 구간의 최대 지속 시간과 다음 무경쟁 구간의 시작 시간을 포함하고 있으며 메쉬 네트워크 내의 모든 MP (15) 에게 브로드캐스팅된다.
비콘 메시지를 수신한 MP (15) 는 비콘 메시지에 담겨있는 무경쟁 구간 정보를 바탕으로 NAV (Network Allocation Vector) 를 설정하여 자신에게 할당된 시간동안 PCF (Point Coordination Function) 방식으로 데이터를 전달하며, 그 외의 시간에는 채널 접근을 시도하지 않는다.
포인트 조정자로서 동작하는 MP (15) 는 자신에게 할당된 무경쟁 구간이 끝나면 무경쟁 종료 프레임을 하위계층 MP (15) 에게 전달하며, 상위 계층의 무경쟁 종료 프레임을 수신한 MP (15) 는 포인트 조정자로서 동작하여 자신의 무경쟁 구간을 시작한다.
MAP (20) 가 무경쟁 구간 종료 프레임을 수신하였을 경우에는 경쟁 구간이 시작되며, 이 구간 동안 MAP (20) 와 사용자 단말 (25) 은 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 데이터 프레임을 전송한다.
도 7 은 MPP부터 사용자 단말까지 계층의 수가 5 이상일 경우 메쉬 네트워크에서의 PCF 동작과정을 나타낸다.
도 7 을 참조하면, MPP (Mesh Portal) (10) 로부터 사용자 단말 (25) 까지 계층의 수가 5 이상일 경우, MPP (10) 는 비콘 프레임을 전송하여 각 계층에 할당할 무경쟁 구간의 최대 지속 시간을 알린다. 이 때 무경쟁 반복 구간에는 경쟁 구간 없이 무경쟁 구간만이 존재하며, 비콘 메시지를 수신한 MP (15) 는 비콘 메시지의 무경쟁 구간 정보를 바탕으로 NAV (Network Allocation Vector) 를 설정하여 자신에게 할당된 시간동안 PCF (Point Coordination Function) 방식으로 데이터를 전달한다.
MPP (10) 는 3홉 거리에 있는 계층의 MP (Mesh Point) (15) 들이 동시에 채널 접근을 시도할 수 있도록 무경쟁 구간을 할당하며, 3홉 거리에 있는 계층의 노드가 MAP (Mesh Access Point) (20) 일 경우에는 경쟁 구간을 할당하여 MAP (20) 가 사용자 단말 (25) 과 DCF 방식으로 데이터 프레임을 전송할 수 있도록 한다.
MP (15) 가 처리해야 하는 데이터 프레임의 양은 상위 계층으로 갈수록 많아진다. 따라서 각 계층에 할당되는 무경쟁 구간의 최대 지속 시간은 하위 계층으로 갈수록 반으로 감소하는 것을 기본으로 한다. 다만, 하위계층 MP (15) 의 개수에 따라 동적으로 할당될 수 있다.
도 8 은 비콘 메시지를 수신한 MP 의 행동 절차를 나타내는 순서도이다.
도 8 을 참조하면, 비콘 메시지를 수신 (S110) 한 MP (15) 는 자신이 포인트 조정자로서 동작해야 하는지 판단한다 (S120).
MP (15) 가 포인트 조정자로서 동작해야 할 경우, S170 단계로 진행하여 하위 계층 단말에게 조사 및 데이터 프레임을 전송하며, 포인트 조정자로서 동작하지 않을 경우 S130 단계로 진행하여 조사 및 데이터 프레임의 수신을 기다린다.
포인트 조정자로서 동작하지 않는 MP (15) 는 조사 및 데이터 프레임이 수신될 때까지 대기 (S140) 하며, 조사 및 데이터 프레임을 수신하였을 경우, ACK 또는 데이터 프레임을 포인트 조정자에게 전송한다 (S150).
이 과정을 종료 메시지가 도착할 때까지 반복 (S160) 하며 종료 메시지를 수신하였을 경우 S120 단계로 진행한다.
포인트 조정자로서 동작하는 MP (15) 는 조사 및 데이터 프레임을 전송하고 (S170), ACK 또는 데이터 프레임의 수신을 기다린다 (S180).
ACK 또는 데이터 프레임을 수신하거나, PIFS 동안 아무런 응답이 없을 경우 (S190) 무경쟁 최대 지속 시간의 종료여부를 판단 (S200) 한다.
최대 지속 시간이 끝나지 않았을 경우에는, 다음 단말에게 조사 메시지 및 데이터 프레임을 전송 (S170) 하고, 최대 지속 시간이 끝났을 경우에는 하위 계층 MP (15) 에게 무경쟁 종료 프레임을 전송한다 (S210).
본 발명의 동작 방식을 따를 경우 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, IEEE 802.11s 메쉬 네트워크는 다수의 사용자 단말 (25) 로부터 수신하는 데이터 프레임을 MAP (Mesh Access Point) 부터 MPP (Mesh Portal) 까지의 무선 백본을 통해 외부 망으로 전달한다. 이러한 환경에서 각 MP (Mesh Point) 는 많은 양의 데이터를 처리해야 하며, 경쟁 기반인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 데이터 전달 방식으로 사용하였을 경우, 프레임 충돌과 불필요한 백오프로 인한 무선 채널의 낭비가 발생하게 된다. 본 발명에서는 무선 백본의 데이터 프레임 전달 방법으로 무경쟁 기반의 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 프레임 충돌과 백오프로 인한 무선 채널의 낭비를 최소화하는 현저한 효과가 있다.
둘째, 무선 멀티 홉 데이터 전달에서 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하였을 경우는 hidden node problem 및 exposed node problem 으로 인한 프레임 재전송과 폐기가 많아지지만, 본 발명에서는 PCF 를 사용하여 hidden node problem 및 exposed node problem의 발생을 없애 프레임의 재전송 및 폐기로 인한 지연이 줄어드는 현저한 효과가 있다.
상기의 현저한 효과들로 인하여 본 발명은 IEEE 802.11s 메쉬 네트워크의 수율 및 지연에 대한 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시례가 특정 용어들을 사용하여 기술되어 왔지만, 그러한 기술은 오로지 설명을 하기 위한 것이며, 다음의 청구범위의 기술적 사상 및 범위로부터 이탈되지 않고서 여러 가지 변경 및 변화가 가해질 수 있는 것으로 이해되어져야 한다.
도 1 은 IEEE 802.11s 의 네트워크 토폴로지를 도시한다.
도 2 는 기본 액세스 방식의 채널 접근 방법의 도시한다.
도 3 은 RTS (Request to Send)/CTS (Clear to Send) 액세스 방식의 채널 접근 방법을 도시한다.
도 4 는 PCF 사용시 채널 접근 방법을 도시한다.
도 5 는 5 계층으로 구분된 트리 기반의 메쉬 네트워크의 일실시예를 도시한다.
도 6 은 4 계층 이하의 구성을 갖는 메쉬 네트워크에서의 PCF 동작과정을 도시한다.
도 7 은 5 계층 이상의 구성을 갖는 메쉬 네트워크에서의 PCF 동작과정을 도시한다
도 8 은 비콘 프레임을 수신한 MP의 동작절차.

Claims (20)

  1. MP (메쉬포인트: Mesh Point), MAP (메쉬 접속 포인트: Mesh Access Point), 및 MPP (메쉬 포탈: Mesh Portal)로 구성되어 있고, 상기 MP 간 무선 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말에게 무선 통신 서비스를 제공하는 메쉬 네트워크 무선 백본으로,
    상기 MPP (Mesh Portal) 부터 상기 MAP (Mesh Access Point) 까지의 메쉬 백본에서 수행하는 멀티 홉 데이터 전달방법으로, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하고,
    상기 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간의 데이터 전송은 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 4 이하인 경우에는 상기 PCF 의 무경쟁반복구간이 무경쟁구간과 경쟁구간으로 나누어져 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 5 이상인 경우에 무경쟁반복구간이 무경쟁 구간으로만 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 MPP 는 상기 MP 로 비콘 프레임을 전송하며, 상기 비콘 프레임에는 계층에 따른 무경쟁 구간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  5. 제 1 항에 있어서,
    계층 i 에 속한 상기 MP 들의 수가 계층 i-1 에 속한 상기 MP 들의 수의 N 배 일 경우, 상기 계층 i에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이는 상기 계층 i-1 에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이의 1/N 로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  6. 제 1 항에 있어서
    상기 MP 는 포인트 조정자로서 역할을 하고, 상기 포인트 조정자가 무경쟁 구간 종료를 위해 하위계층으로 무경쟁 종료 프레임을 전송하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 포인트 조정자의 역할을 하는 MP 가 무경쟁 종료 프레임을 전송하여 하위 계층에 속한 단말에게 포인트 조정자의 권한을 위임하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 하위계층의 단말이 MAP (Mesh Access Point) 이고, 상기 MAP 가 무경쟁 종료 프레임을 수신하였을 경우 경쟁 구간이 시작되는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 MP (Mesh Point) 들이 동시에 채널 접근을 시도할 수 있도록 무경쟁 구간을 할당하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 노드가 MAP (Mesh Access Point) 인 경우에는 경쟁구간을 할당하여 상기 MAP 가 사용자단말과 DCF 방식으로 데이터 프레임을 전송할 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬 네트워크 구조.
  11. MP (메쉬포인트: Mesh Point), MAP (메쉬 접속 포인트: Mesh Access Point), 및 MPP (메쉬 포탈: Mesh Portal)로 구성되어 있고, 상기 MP 간 무선 멀티 홉 통신을 통해 다수의 사용자 단말에게 무선 통신 서비스를 제공하는 데이터전송방법으로,
    상기 MPP (Mesh Portal) 부터 상기 MAP (Mesh Access Point) 까지, 무경쟁 채널 접근 방법인 PCF (Point Coordination Function) 를 사용하여 데이터를 전송하는 단계; 및
    상기 MAP (Mesh Access Point) 와 사용자 단말간에는 경쟁적 채널 접근 방법인 DCF (Distributed Coordination Function) 를 사용하여 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 4 이하인 경우에는 상기 PCF 의 무경쟁반복구간이 무경쟁구간과 경쟁구간으로 나누어져 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 MPP 로부터 상기 사용자 단말까지 전체 계층의 수가 5 이상인 경우에 무경쟁 반복구간이 무경쟁 구간으로만 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 MPP 는 상기 MP 로 비콘 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하며, 상기 비콘 프레임에는 계층에 따른 무경쟁 구간 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    계층 i 에 속한 상기 MP 들의 수가 계층 i-1 에 속한 상기 MP 들의 수의 N 배 일 경우, 상기 계층 i에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이는 상기 계층 i-1 에 속한 MP 들이 사용하는 무경쟁 구간의 길이의 1/N 로 설정되는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  16. 제 11 항에 있어서
    상기 MP 는 포인트 조정자로서 역할을 하고, 상기 포인트 조정자가 무경쟁 구간 종료를 위해 하위계층으로 무경쟁 종료 프레임을 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 포인트 조정자의 역할을 하는 MP 가 무경쟁 종료 프레임을 전송하여 하위 계층에 속한 단말에게 포인트 조정자의 권한을 위임하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 하위계층의 단말이 MAP (Mesh Access Point) 이고, 상기 MAP 가 무경쟁 종료 프레임을 수신하였을 경우 경쟁 구간이 시작되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 MP (Mesh Point) 들이 동시에 채널 접근을 시도할 수 있도록 무경쟁 구간을 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
  20. 제 13 항에 있어서,
    상기 메쉬 네트워크의 계층이 5 이상일 경우, 상기 MPP 는 3홉 거리에 있는 계층의 노드가 MAP (Mesh Access Point) 인 경우에는 경쟁구간을 할당하여 상기 MAP 가 사용자단말과 DCF 방식으로 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선메쉬네트워크 상에서의 데이터 전송방법.
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