KR20090100401A - 지향성 안테나를 이용하여 무선 네트워크용의 복수의 채널을 통하여 이웃 발견 - Google Patents

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Abstract

통신 시스템은 제 1 디바이스와 제 2 디바이스를 포함하고, 여기서, 상기 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 중 적어도 하나의 프로세서는, 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하고; 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔하고 점프 시퀀스를 반복함으로써 상기 제 2 디바이스에 의해 모든 섹터(Nbeam)을 스캔하도록 구성된다. 상기 점프 시퀀스는 제어 채널의 제어 지속 기간(Tc)과 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd)의 합과 동일한 시퀀스 지속 기간(Ttotal)을 갖는다. 상기 프로세서는 발견 시간(Tf) 동안 제 2 디바이스에 의해 제 1 디바이스를 발견하도록 추가로 구성되며, 여기서 제어 지속 기간(Tc)은 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd) 보다 크다.
비콘, 채널, 무선, 지향성, 안테나, 단말기

Description

지향성 안테나를 이용하여 무선 네트워크용의 복수의 채널을 통하여 이웃 발견{NEIGHBOR DISCOVERY OVER MULTIPLE CHANNELS FOR WIRELESS NETWORKS WITH DIRECTIONAL ANTENNAS}
본 발명은 2007년 1월 16일자로 출원된, 미국 가특허 출원 및 제60/885,187호, 제60/885,184호(대리인 특허 관리 번호 제007837호), 제60/885,192호(대리인 특허 관리 번호 제007839호)의 이익을 주장하며, 2008년 1월 16일자로 출원된 해당 국제 출원 제PCT/IB2008/050157호(대리인 특허 관리 번호 제007837호) 및 제PCT/IB2008/050136호(대리인 특허 관리 번호 제007839호)를 포함하며, 아들 모두 그 전체가 참조로 여기에 모두 병합된다.
본 시스템은 무선 네트워크 내에 있는 혼성 타입의 지향성 단말기를 발견하고 이 지향성 단말기 사이의 통신을 확립하기 위한 시스템, 방법, 사용자 인터페이스(UI) 및 디바이스에 관한 것이다.
무선 스펙트럼이 연결성을 유지하는 수단으로서 점점더 중요하게 됨에 따라, 이 스펙트럼은 점점더 혼잡하게 되어 무선 액세스 및/또는 상호 작용 포인트에 대하여 문제점을 생성할 수 있다. 냉장고, 세탁기, 장난감 등과 같은 보통의 디바이스 타입의 디바이스를 위한 유비쿼터스 통신의 개념은 스펙트럼의 문제를 보일 뿐 만 아니라 이들 디바이스까지의 연결성 확장은 연결성이 반드시 임의 서비스 품질(QoS) 필수조건을 가질 필요는 없으나, 신뢰성이 있을 필요가 있으며 저렴해져야만 한다는 점에서 추가적인 문제를 보인다. 무선 개인 영역 네트워크(WPAN)가 이러한 필요성을 만족하는 것으로 생각되고 이러한 문제의 상이한 부분에 촛점을 두고 있는 몇 개의 작업 그룹을 가지는 IEEE 802.15 워킹 그룹의 주제이다.
IEEE 802.11 워킹 그룹하에서와 같이, 무지향성(omni-directional) 안테나는 근거리 네트워크 내의 개인용 컴퓨팅 및 데이터 전송과 같은 작업에 바람직하지만, 그러나 이들은 WPAN에 요구되지 않는 QoS의 적어도 일부 측면을 만족시켜야만 하는 더 비싼 콤포넌트를 요구한다. 더욱이, 무지향성 안테나의 전력 요구조건은 이들을 전형적으로 더 낮은 전력, 더 짧은 거리 전송을 요구하는 대부분의 WPAN 어플리케이션에 적합하지 않게 만든다.
무지향성 안테나가 구비된 종래의 무선 디바이스는 모든 방향으로 각 패킷을 브로드캐스팅한다. 쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 지향성 안테나가 이용되어 한번에 한 방향쪽으로만 송신할 수 있다. 그러나, 동일한 전송 전력으로, 지향성 안테나는 훨씬 더 높은 안테나 이득을 가지며 더 긴 거리까지 전송한다. 물론, 무지향성 안테나의 범위와 유사한 범위를 달성하기 위해 지향성 안테나를 이용하는 경우 전력이 덜 요구된다. 지향성 안테나를 이용하는 무선 디바이스는 또한 단순한 디자인을 가질 수 있고 공간 재사용을 이용하기 위해 구현될 수 있다. 지향성 안테나를 사용하는 디바이스에 의해 형성되는 WPAN은 이후 지향성 WPAN 또는 D-WPAN으로 명명된다.
무선 스펙트럼은 종종 복수의 채널로 분할된다. 디바이스는 다른 채널을 통한 통신을 방해하지 않고도 하나의 채널을 통하여 통신할 수 있으며, 반면에 동일한 채널을 통한 2개의 동시 전송은 서로를 방해할 수 있다. 그러므로, 복수의 채널을 이용하면 처리량을 복수 배만큼 증가시키는 것이 가능하다. 안테나 디자인 의 복잡성 및 하드웨어 비용을 감소시키기 위해, 일부 안테나는 고정된 전송 방향을 갖거나 또는 오로지 한 방향으로만 전송하는 것을 선택한다. 이들 안테나는 일반적으로는 독자적으로 전송 방향을 변경할 수 없고, 사용자가 무선 디바이스의 위치를 조작함으로써만 변경될 수 있다.
쉽게 이해될 수 있는 바와 같이, 안테나 각각으로부터 고정 지향성 빔을 이용함으로써, 통신 거리 또는 범위는 증가될 수 있고/있거나 전력 및 콤포넌트 비용은 위에 논의된 무지향성 안테나와 비교하여 감소될 수 있다. 예를 들면, 고정 지향성 안테나는 2개의 빌딩 사이와 같이 2개의 위치 사이에서 근거리 네트워크(LAN: Local Area Network)를 확장하는데 충분히 적합하다. 이러한 타입의 시스템에서, 각 빌딩은 LAN 또는 이들의 부분을 포함할 수 있다. 지향성 안테나 디바이스는 높은 신뢰성을 가지고 빌딩 사이에 고정(예를 들면, 무선) 시스템을 운영할 필요없이도 이 빌딩 사이에서 LAN을 브릿징하기 위해 이용될 수 있다. 고정 지향성 빔 대신에, 무선 디바이스는 완전한 원(full circle), 완전 구(full sphere) 또는 360o 범위를 커버하기 위해 다양한 섹터를 조향하는 것을 포함하여 상이한 방향 또는 섹터쪽으로 조향될 수 있는 지향성 빔을 가질 수 있다. 지향성 안테나 또는 빔의 조향 은 미국 가특허 출원번호 제60/885,192호(대리인 특허 관리 번호 제007839호)에 개시된 바와 같이, 수동적으로 또는 자동적으로 실행될 수 있다.
도 1은 지향성 안테나를 갖는 4개의 무선 디바이스(1, 2, 3, 4)를 구비한 무선 통신 시스템(100)을 보여주며, 여기서 서로와 통신하길 원하는 디바이스는 이들의 지향성 안테나가 서로 대향하게 하고, 각 안테나의 통신 또는 안테나 범위 내에 있게 하며, 그리고 동일한 채널 상에 있게 하는 것을 필요로 한다.
시스템(100) 내에서, 제 1 디바이스(1)의 제 1 안테나 범위(110)는 제 2 디바이스(2)를 포함하고, 제 2 디바이스(2)의 제 2 안테나 범위(120)는 제 1 디바이스(1)를 포함한다. 더욱이, 무선 노드(N1, N2)로서 또한 보여지는 둘 모두의 디바이스(1 및 2)는 동일한 채널, 즉 채널(C2) 상에 있고, 따라서 서로 통신할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제 3 디바이스(3)의 제 3 안테나 범위(130)는 제 2 디바이스(2)를 포함하고, 제 4 디바이스(4)의 제 4 안테나 범위(140)는 제 1 디바이스(1)를 포함한다. 더욱이, 이러한 시나리오에서, 제 3 디바이스(3), 즉 노드(N3)는 채널(C1) 상에 있고, 제 4 디바이스(4), 즉 노드(N4)는 채널(C3) 상에 있다. 제 3 및 제 4 디바이스(3 및 4)가 또한 서로를 향하여 이들의 지향성 안테나를 대향하게 하지 않고 동일한 채널 상에 있지 않기 때문에, 이들은 서로 통신할 수 없다.
지향성 안테나를 갖는 무선 디바이스가 서로 통신할 수 있기 이전에, 이 디바이스는 서로 발견할 필요가 있고, 예를 들면 이들의 지향성 안테나가 서로 대향하게 하고 공통 통신 채널을 선택하게 할 필요가 있다. 종래의 디바이스 발견은 서 로쪽으로 안테나의 수동적 조향 및 동일한 공통 채널의 수동적 선택과 같은 사용자 입력을 통한 수동적 발견을 포함한다. 종래의 자동 발견은 복잡하고 시간 소모적인데, 왜냐하면 모든 방향 및 모든 채널이 스캔되기 때문이다. (적어도 2개의 디바이스에 공통인) 선택된 채널에서 적어도 2개의 디바이스간 데이터 통신을 시작하기 위해 공통 이용 가능한 채널을 발견 및 선택하는 것으로 포함하여, 디바이스가 서로를 발견하기 위한 효율적인 방법에 대한 필요성이 있다.
본 시스템, 방법, 통신 프로토콜 및 디바이스의 한 가지 목적은 종래의 통신 시스템 및 디바이스의 단점을 극복하는 것이다. 한 가지 예시적인 실시예에 따르면, 통신 시스템은 제 1 및 제 2 디바이스를 포함하고, 여기서 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스 중 적어도 하나의 프로세서는, 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하고; 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔하고 점프 시퀀스를 반복함으로써 상기 제 2 디바이스에 의해 모든 섹터(Nbeam)을 스캔하도록 구성된다. 상기 점프 시퀀스는 제어 채널의 제어 지속 기간(Tc)과 데이터 채널의 지속 기간(KTd) 합과 동일한 시퀀스 지속 기간(Ttotal)을 갖는다. 상기 프로세서는 발견 시간(Tf) 동안 제 2 디바이스에 의해 제 1 디바이스를 발견하도록 추가로 구성되며, 여기서 제어 지속 기간(Tc)은 데이터 채널의 지속 기간(KTd)의 지속 기간 보다 크다.
본 디바이스, 시스템 및 방법의 추가적인 적용 가능성의 영역은 이후 제공된 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다. 시스템과 방법의 예시적인 실시예를 나타낼지라도, 상세한 설명 및 특정 예는 단지 예시를 목적으로 의도된 것이고 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도된 것이 아님을 이해해야 한다.
본 발명의 장치, 시스템 및 방법의 이들 및 다른 특징, 측면, 및 이점은 이하의 설명, 첨부된 청구항, 및 첨부되는 도면으로부터 잘 이해될 것이다.
도 1은 본 시스템의 일실시예에 따른 무선 디바이스의 지향성 전송 및 복수의 채널을 보여주는 도면.
도 2는 일실시예에 따른 무선 네트워크의 무선 디바이스를 위한 슈퍼 프레임 구조를 보여주는 도면.
도 3은 본 시스템의 일실시예에 따른 디바이스를 위한 타이밍도를 보여주는 도면.
도 4는 일실시예에 따른 새로운 디바이스(A)가 초기 스캐닝 단계에서 모든 섹터의 2개의 연속적인 스캔 동안에 현재 디바이스(B)를 발견하는 것을 보장하기 위한 타이밍 구조를 보여주는 도면.
도 5는 일실시예에 따른 채널 사이에서의 점프하기 위한 Ttotal의 지속 기간의 상이한 시작 시간을 갖는 2개의 무선 디바이스를 보여주는 도면.
도 6은 본 시스템의 또 다른 실시예에 따른 지향성 안테나를 포함하는 디바이스 부분을 보여주는 도면.
특정의 예시적인 실시예의 이하 설명은 사실상 단순히 예시적인 것이고 본 발명, 그 응용 또는 사용을 결코 제한하는 것으로 의도되는 것은 아니다. 본 시스템 및 방법의 실시예의 이하 상세한 설명에서, 상세한 설명의 일부를 형성하는 첨부되는 도면이 참조되며, 이 도면에서 기술된 시스템 및 방법이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시를 목적으로 도시된다. 이들 실시예는 충분히 상세하게 설명되어 당업자라면 현재 개시된 시스템 및 방법을 실시하는 것을 가능하게 하고, 다른 실시예가 이용될 수 있고 구조적 및 논리적 변경이 본 시스템의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서도 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
본 시스템의 설명을 단순화하기 위한 목적으로, 여기에 이용되는 바와 같이 "동작할 수 있게 연결된(operatively coupled)"이라는 용어 및 이의 낱말 형성 요소는 본 시스템에 따라 동작을 가능하게 하는 디바이스 또는 이의 부분들 사이의 연결을 지시한다. 예를 들면, 동작성 연결(operative coupling)은 디바이스 또는 이의 부분간 단방향 및/또는 쌍방향 통신 경로를 가능하게 하는 2개 이상의 디바이스 사이의 하나 이상의 유선 및/또는 무선 연결을 포함할 수 있다.
이하의 상세한 설명은 그러므로 제한하는 의미로 받아들이지 않아야 하며, 본 시스템의 범위는 첨부된 청구항에 의해서만 제한된다. 여기의 도면에서 참조 번호의 맨 앞부분의(leading) 숫자(들)는 복수의 도면에서 보이는 동일한 콤포넌트가 동일한 참조 번호에 의해 식별되는 것을 제외하면 도면 번호에 대응한다. 더욱이, 명료함을 목적으로, 잘알려진 디바이스, 회로, 및 방법의 상세한 설명은 본 시스템의 설명을 불명확하게 하지 않도록 생략된다.
일실시예에서, 프로세서(도 6에서 참조번호 620으로 도시됨) 상에서 실행되는 경우 멀티 채널 이웃 발견 알고리즘(multi-channel neighbor discovery algorithm)은 디바이스가 서로를 발견하고, 동일한 채널로 가며, 이들의 지향성 안테나를 서로쪽으로 대향하고, 서로와 통신할 수 있는 것을 허용한다. 프로세서(620) 상에 실행되는 경우 이 멀티-채널 이웃 발견 알고리즘은 공통 제어 채널이 되도록 예를 들면 채널 1인 고정 채널을 할당하기 위해 구성될 수 있으며, 여기서 다른 채널은 데이터 채널로 생각된다. 제어 채널이 제어 및 다른 정보를 교환하여 디바이스가 서로를 발견하기에 용이하도록 사용될 수 있다. 데이터 채널은 주로 데이터 또는 콘텐츠 통신을 위해 사용된다. 물론, 이 제어 채널은 또한 데이터/콘텐츠 통신을 위해 사용될 수 있다. 이 데이터 또는 콘텐츠는 오디오, 비디오, 텍스트, 이미지 등과 같은 임의의 데이터 타입일 수 있다. 제어 채널이든 또는 데이터 채널이든, 각 채널은 도 1에 도시된 디바이스(1, 2, 3, 4)와 같은 각 디바이스에 의해 사용되는 하나의 또는 정수배의 슈퍼 프레임 구조의 지속 기간을 갖는다.
도 2는 디바이스(1, 2, 3, 4) 중 적어도 하나에 의해 확립되고 디바이스(1, 2, 3, 4) 중 적어도 하나에 의해 사용되는 슈퍼 프레임 구조(200)를 보여준다. 각 슈퍼 프레임(200)은 비콘 전송을 위한 비콘 기간(210) 및 데이터 또는 콘텐츠 전송을 위한 데이터 전송 기간(220)을 포함하는 지속 기간(Ts)을 갖는다. 하나의 비콘 기간(210)은 복수의 비콘 슬롯(230)을 포함하고, 여기서 각 디바이스는 비콘 슬롯(230) 중 각 하나에서 그 비콘을 전송한다. 예를 들면, 디바이스(1)는 첫 번째 슬롯에서 그 비콘을 전송하고, 디바이스(2)는 두 번째 비콘 슬롯에서 그 비콘을 전송하는 것과 같은 방식으로 진행한다. 디바이스는 각 비콘 슬롯(230)에서의 이들의 비콘을 제어 채널 또는 데이터 채널 상에서 전송한다. 예시적으로는, 제 1 디바이스가 제어 채널을 이용하는 경우, 그 비콘은 슈퍼 프레임(200)의 비콘 기간(210)의 제 1 비콘 슬롯에서의 제어 채널 상에서 전송되고; 그리고 제 1 디바이스가 데이터 채널을 이용하고 있는 경우, 제 1 디바이스는 슈퍼 프레임(200)의 비콘 기간(210)의 첫 번째 비콘 슬롯에서 그 비콘을 데이터 채널 상에서 여전히 전송한다.
도 6에 도시된 프로세서(620)는 디바이스를 2개 그룹으로 분리하기 위해 구성될 수 있다. 하나는 비공유 디바이스 그룹이고, 이들 각각은 하나의 다른 비공유 디바이스와만 통신한다. 다른 하나는 공유 디바이스 그룹이고, 이들은 제 1 그룹에 속하지 않는 모든 디바이스를 포함하고 이들 각각은 복수의 디바이스와 통신할 수 있다.
비공유 디바이스가 턴온된 경우, 이 비공유 디바이스는 먼저 그 의도된 통신 디바이스를 발견할 때까지 제어 채널 상에 머물게 된다. 2개의 비공유 디바이스가 서로 말하기를 결정하는 경우, 이들은 하나의 채널을 선택 또는 선발하여 데이터 통신을 시작하고 데이터 패킷을 교환하는 방향에서만 (고정/예약) 제어 채널상에서 비콘을 전송할 수 있다. 비코닝 프로토콜(beaconing protocol)이 미국 가특허 출원 번호 제60/885,184호(대리인 특허 관리 번호 제007837호) 및 제60/885,192호(대리 인 특허 관리 번호 제007839호)에 기술된다.
공유 디바이스가 턴온된 경우, 이 공유 디바이스는 먼저 제어 채널에 머무르고 현재의 디바이스로부터 비콘을 모든 방향에서 스캔한다. 만일 이 공유 디바이스가 비콘을 검출하면, 이후 현재의 비콘 그룹에 합류한다. 그렇지 않고, 만일 어떤 비콘도 검출되지 않으면, 이 공유 디바이스는 그 자신의 비콘을 전송하기 시작한다. 모든 방향이 스캐닝되는 스캐닝 단계 이후, 만일 이 공유 디바이스가 아직 이 의도된 통신 디바이스를 발견하지 못한다면, 공유 디바이스는 도 3의 타이밍 구조를 채택하여 상이한 채널 사이를 점프하는데, 가령 예를 들면 2개의 데이터 채널이 있는 경우에서 채널(2)로부터 채널(3)로의 점프뿐만 아니라 제어 채널로의 점프 및 제어 채널로부터의 점프를 한다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 총 채널 개수는 3개이다. 즉, 총 3개 채널이 있는데, 여기서 하나는 Tc의 시간 기간을 갖는 제어 채널이고 다른 2개는 데이터 채널이다. 이하의 예시적인 실시예에서, 단순화를 위해, 데이터 채널의 개수(K)는 2이고(K=2), 각각은 Td의 시간 기간을 갖는다. 그러나, 데이터 채널의 개수는 1 이상인 임의의 정수일 수 있음을 이해해야한다.
이하의 절차는 디바이스가 파워온된 경우 이어진다. 파워온된 이후, 디바이스는 제 1 단계로 진입하는데, 즉 이 단계는 스캔 단계로 또한 명명되는 제어/공통 채널 스캔 단계이다. 스캔 단계에서, 이 디바이스는 Nbeam개의 빔 또는 방향에서 스캔되는 2개의 연속적인 Nbeam 개의 슈퍼 프레임을 위해 제어/공통 채널을 스캔하며, 이 방향은 완전 구(full sphere), 또는 이의 일부를 커버하는 모든 방향일 수 있 다. 즉, Nbeam은 디바이스에 의해 스캔되는 섹터 개수이다. 따라서, Nbeam개 총 섹터의 각 섹터는 슈퍼 프레임 기간(Ts) 동안 스캔된다. 따라서, 이러한 스캔에 대한 시간 기간은 모든 섹터에서 2배가 된다.
제어/공통 채널이 총 2Nbeam Ts 시간 기간 동안 모든 섹터에서 스캔되는 제 1 단계 또는 (제어/공통 채널) 스캔 단계 이후(여기서 각 섹터는 슈퍼 프레임 기간(Ts) 동안 스캔됨), 이 디바이스는 스캔 및 점프 단계로서 명명된 제 2 단계를 시작하며, 여기서 제어/데이터 채널이 스캔되고 이 디바이스는 제어/데이터 채널 사이에서 점프한다. 여기에 사용된 예시적인 예에서, 채널의 개수는 3개인데, 즉 이는 지속 기간(Tc) 동안 스캔되는 하나의 제어 채널과 지속 기간(Td) 동안 각각 스캔된 2개의 데이터 채널이다. 제 2 단계 또는 점프 및 스캔 단계 동안, 이 디바이스가 특정 또는 선택된 데이터 채널 상에서 그 표적 디바이스를 발견하는 경우, 이 디바이스는 스캔과 점프를 중단하고, 특정 또는 선택된 데이터 채널상으로 통신을 시작하고; 이는 마지막 도는 제 3 단계로 여겨진다. 물론, 2개 디바이스간 통신은 데이터 채널을 통과하는 것으로 한정되지 않으며, 이 제어 채널은 또한 2개 디바이스간 통신을 위해 사용될 수 있다.
방금 전원이 켜진 새로운 디바이스(A)가 이전에 전원이 켜졌던 또 다른 디바이스(B)를 발견하기를 시도하는 4개의 시나리오 또는 케이스가 있다:
케이스 1은 이전에 전원이 켜진 디바이스(B)가 여전히 제어/공통 채널 스캔 단계에 있고, 새로운 디바이스(A)가 전원이 켜진 상황이다. 만일 새로운 디바이스(A)가 새로운 디바이스(A)의 제어/공통 채널 스캔 단계 동안 오랜(즉 이전에 전원이 켜진) 디바이스(B)를 발견할 수 없다면, 새로운 디바이스(A)는 오랜 디바이스(B)의 슈퍼 프레임 구조의 시작 시간과 다른 시작 시간을 가질 수 있는 그 자신의 슈퍼 프레임을 확립할 것이다. 이 경우에서, 새로운 디바이스(A)가 오랜 디바이스(B)를 찾게 될 발견 시간(Tf)은 수학식 1에 의해 주어진다.
Figure 112009042829817-PCT00001
여기서, Ttotal = Tc + 2Td이고, Tc는 디바이스(A)가 파워온 상태로 머무르고 제어 채널을 스캔하는 지속 기간이며, Td는 디바이스(A)가 파워온 상태로 머무르고 데이터 채널을 스캔하는 지속 기간이며, Ts는 슈퍼 프레임 기간 또는 지속 기간이며, Nbeam은 새로운 디바이스(A)에 의해 스캔되는 섹터 개수이고, K는 데이터 채널의 개수이다. 이 케이스는 2개 데이터 채널(K=2)을 갖는 예시적인 예를 위해 아래의 도 5 및 수학식 5와 관련하여 추가로 설명될 것이다.
케이스 2는 오랜 디바이스(B)가 그 제 2 단계 또는 스캔 및 점프 단계에 있고 새로운 디바이스(A)가 전원이 켜진 상황이다. 새로운 디바이스(A)는 제 1 디바 이스(A)의 제 1 단계 또는 스캔 단계에서 오랜 디바이스(B)를 발견할 것이다. 이 발견 시간(Tf)은 모든 섹터의 2개 스캔 기간, 즉 2NbeamTs 이하이다.
케이스 3은 오랜 디바이스(B)가 마지막 또는 제 3 단계에 있고, 제어 채널(이 오랜 디바이스가 발견한 그 표적 디바이스와의 통신을 위해) 이외의 데이터 채널에 있고, 새로운 디바이스(A)가 전원이 켜진 상황이다. 새로운 디바이스(A)는 그 자신의 제 2 단계, 즉 새로운 디바이스(A)의 스캔 및 점프 단계에서 오랜 디바이스(B)를 발견할 것이다. 새로운 디바이스(A)가 오랜 디바이스(B)를 발견할 발견 시간(Tf)은 수학식 2에 의해 주어지며, 이는 도 3 및 수학식 3과 관련하여 추가로 설명될 것이다.
Figure 112009042829817-PCT00002
케이스 4는 오랜 디바이스(B)가 마지막 또는 제 3 단계에 있고 제어 채널에 머무르고, 새로운 디바이스(A)가 전원이 켜진 상황이다. 이 새로운 디바이스(A)는 그 자신의 제 1 단계, 즉 스캔 단계에서 오랜 디바이스(B)를 발견할 것이다. 새로운 디바이스(A)가 오랜 디바이스(B)를 발견하는 발견 시간(Tf)은 모든 섹터의 2개 스캔 기간, 즉 2NbeamTs 이하이다.
도 3은 비공유 디바이스가 도 2에 도시된 슈퍼 프레임(200)의 채널사이에서 점프하는 타이밍도(300)를 도시하여, 여기서 각 슈퍼 프레임(200)은 지속 기간(Ts)을 갖는다. 채널의 총 개수가 3인 것으로 하자, 여기서 각 채널은 제어 채널이고, 다른 2개 채널은 데이터 채널이다. 좀더 정확히 말하면, K 즉 데이터 채널의 개수는 2이고, 여기서 각 데이터 채널은 데이터 또는 콘텐츠 정보의 전송을 위한 지속 기간(Td)을 갖는다.
Ttotal = Tc + 2Td라 하자. 데이터 통신을 시작하지 않고 있는 각 공유 디바이스는 도 3에 도시된 바와 같이 매 Ttotal 마다 채널 간 점프 시퀀스를 반복한다. 이 디바이스가 제어 채널 상에 있는 경우, 이 디바이스는 보통 그 비콘을 전송하고 그 의도된 통신 디바이스를 검출하려고 시도한다. 이 디바이스가 데이터 채널 상에 있는 경우, 이 디바이스는 비콘을 전송하지 않고 이 의도된 통신 디바이스를 발견하려 시도하기 위해 이 채널을 스캔만 한다.
스캐닝 절차는 한 방향으로부터 시작하고 하나씩 모든 방향을 조사한다. 스캐닝 디바이스(1)는 슈퍼 프레임 스캔 기간(Ts) 동안 각 방향에 머무르며, 여기서 Ts는 도 2에 도시된 바와 같이, 슈퍼 프레임(200)의 지속 기간이다. 모든 방향에서 스캔하기 위해 요구되는 시간은 Nbeam Ts이고, 여기서 Nbeam은 (다른 디바이스를 발견하려 시도하고 있는 중인 새로운 디바이스의) 섹터 개수이다. 상이한 디바이스는 상이한 섹터 개수를 가질 수 있고 Nbeam은 (지속 기간(Td)에 대한) 디바이스의 개수 또는 데이터 채널의 개수가 아닌 것이 주목되어야 한다. 또한, 게다가 2차원 공간에서, 원형 즉 360o는 모든 방향을 커버함을 주목해야 한다. 그러나, 3차원 공간에서, 이후 일반적인 경우와 같이, 원형 대신에, 구형(sphere)이 모든 방향을 커버한다. 이 구형은 다수의 섹터로 분할될 수 있고, 모든 방향에서의 완전 (구) 커버리지(coverage)에 대하여, 이후 디바이스(1)의 지향성 안테나는 모든 방향 또는 섹터에서의 스캐닝을 위해 이동된다. 물론, 디바이스의 섹터 개수(Nbeam)는 전체 구를 커버하지 못할 수 있고 개별 디바이스 및 안테나의 디자인에 의존한다.
디바이스는 한 번에 한 방향(또는 한 섹터)에서 수신 또는 전송만 할 수 있다. 일부 디바이스가 섹터 또는 빔 폭의 사이즈를 동적으로 조정할 수 있다. 디바이스가 모든 방향 또는 섹터에서 스캐닝할 수 있는 경우에 있어서, Nbeam은 또한 이 디바이스가 사실상 신호를 전송 또는 수신할 수 있는 모든 방향을 커버하기 위해 사용하는 섹터의 개수로 여겨질 수 있다.
서로를 발견하고 서로와 통신하는 4개 디바이스가 있음을 가정하자. 유니캐스트 통신(단지 단일 디바이스/목적지로의 단일 매체 액세스 채널/물리적 채널 MAC/PHY 전송이 있음)에 대하여, 2개의 디바이스(1, 2)는 이 2개의 디바이스(1, 2)가 서로와 통신(데이터를 전송 및/또는 데이터를 수신)하도록 하기 위해 동일한 시간에 서로쪽으로 향하게 된다. 이들 2개 디바이스(1, 2)는 이 2개 디바이스(1, 2)가 서로와 통신하고 있는 중인 경우 네트워크에 있는 다른 디바이스와 통신할 수 없는데, 왜냐하면 무선 디바이스가 보통 한번에 전송 또는 수신만을 할 뿐, 둘 다 를 하지 않기 때문이다. 멀티캐스트 통신(즉, 2개 이상의 디바이스쪽으로의 단일 MAC/PHY 전송을 위한 멀티캐스트)에 대하여, 복수의 목적지-디바이스(2, 3, 4)는 송신기 (소스)(1)의 동일한 섹터 (방향)에 있어야만 한다. 만일 제 1 디바이스(1)가 제 2 디바이스(2)로 데이터를 전송한 이후, 제 1 디바이스(1)가 제 3 디바이스(3)와 통신하길 원한다면, 제 1 디바이스(1)는 그 빔 방향을 변경해야만 하고, 만일 제 2 및 제 3 디바이스(2, 3)가 동일한 섹터 (및/또는 방향)에 있지 않다면 제 3 디바이스(3)쪽으로 향하게 된다.
위 논의는 슈퍼 프레임에서의 데이터 전송 기간(데이터가 전송됨) 뿐만 아니라 이 슈퍼 프레임의 비콘 기간(비콘 및 제어 정보가 전송됨) 둘 다에 적용된다. 미국 가특허 출원 제60/885,184호(대리인 특허 관리 번호 제007837호) 및 제60/885,192호(대리인 특허 관리 번호 제007839호)에 설명된 바와 같이, 디바이스가 서로를 향하여 비콘을 전송하는 방법에 관련된 다양한 비콘 프로토콜이 있는데, 이 출원에서 예를 들면 턴온되어야할 디바이스는 주 디바이스이다. 이러한 제 1 또는 주 디바이스는 빔을 슈퍼 프레임에서의 각 섹터/방향으로 전송함으로써 슈퍼 프레임 구조를 확립한다. 이 주 디바이스는 각 섹터에서 하나씩, 복수의 비콘을 전송한다. 주 디바이스 이후 나중에 턴온 또는 전원이 공급되는 제 2 디바이스로 명명된 다른 디바이스는 제 1 디바이스의 슈퍼 프레임에 합류한다. 이 제 2 디바이스는 주 디바이스쪽으로 단지 하나의 비콘만을 전송한다.
비공유 디바이스가 타이밍도(300)를 이용하여, 즉 매 Ttotal 마다 채널 사이에 서 점프 시퀀스(300)를 반복함으로써 서로를 발견하길 원하는 도 3을 참조하면, 모든 방향 또는 섹터의 스캐닝이 데이터 전송 기간(Td)의 길이에 따라 하나의 데이터 전송 기간(Td) 또는 복수의 데이터 기간 동안에 종료될 수 있다.
만일 이후 B로서 표기되는 의도된 통신 디바이스가 데이터 채널로 이미 갔다면, 이후 A로서 표기되는 새롭게 합류된 공유 디바이스는 발견 시간 기간(Tf) 동안 디바이스(B)를 발견할 것이며, Tf는 수학식 3에 의해 정의된다:
Figure 112009042829817-PCT00003
여기서,
Ttotal = Tc + KTd, (본 예에서는 2개 데이터 채널에 대하여 K = 2)
Tc는 제어 채널의 지속 기간이며,
Td는 데이터 채널의 지속 기간이며,
Nbeam은 또다른 디바이스(B)를 발견하려고, 시도하고 있는 새로운 디바이스(A)의 총 섹터 개수이다.
다양한 파라메터는 예를 들면 새로운 디바이스(A)가 이미 전송중인 현재 디 바이스(B)를 발견하게 되는 것을 보장하는 수학식 3을 만족하도록 설정될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 만일 새로운 디바이스(A)가 소정 발견 시간(Tf) 동안 현재 디바이스(B)를 발견하는 것이 요구된다면, 수학식 3은 요구되는 데이터 채널 지속 기간(Td), 소정의 Tc 및 Tbeam을 산출한다. 대안적으로는, 만일 Ttotal, Tc, Tb 및 Nbeam이 주어진다면, 수학식 3이 필요한 발견 시간(Tf)을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
디바이스(B)가 제어 채널(데이터 채널 중 하나를 사용하는 대신에)상으로 데이터 통신을 실행하는 경우에서, 디바이스(B)는 이 제어 채널 상에 머무르고 채널을 변경시키지 않을 것임을 주목해야 한다. 따라서, 디바이스(B)는 채널 사이에서 점프하기 위해 위 절차를 채택하지 않을 것이다. 그러므로, 새로운 디바이스(A)가 턴온된 때, 새로운 디바이스(A)는 전원 공급이 되거나 턴온된 이후 디바이스(A)의 스캐닝 단계에서 B를 발견할 것이다.
도 4는 (디바이스(B) 이후) 전원이 켜졌던 새로운 디바이스(A)가 초기 스캐닝 단계에서 모든 섹터의 2개 스캔 기간(2Nbeam Ts) 동안 (앞서서 전원이 켜졌던) 현재 디바이스(B)를 발견하는 것을 보장하기 위한 타이밍 구조(400)를 보여준다. 도 4에 도시된 바와 같이, 만일 디바이스(B)가 데이터 통신을 시작하지 않으면, 새로운 디바이스(A)는 제어 채널 상의 일부 비콘을 검출하여 디바이스(B)를 포함하는 비콘 그룹에 합류하게 할 수 있다. 이러한 방식에서, 디바이스(A 및 B)는 동일한 비콘 그룹에서 서로를 발견할 것이다. 새로운 디바이스(A)가 디바이스(A)의 스캐닝 단계에서 디바이스(B)를 발견하는 것을 보장하기 위해, 이 알고리즘은 데이터 채널 상의 디바이스(B)에 의해 사용되거나 또는 이 디바이스(B)를 위해 전용되는 기간은 Nbeam개 빔 또는 방향에서 스캔되는 2개의 연속적인 Nbeam개 슈퍼 프레임에서 동일한 슈퍼 프레임을 점유하지 않을 것을 요구하는데, 이 방향은 완전 구 또는 이의 일부를 커버하는 모든 방향일 수 있다. 디바이스(A)가 하나씩 모든 방향을 스캔하므로, 각 방향 또는 섹터에 대하여 슈퍼 프레임 기간(Ts) 동안, 디바이스(A)는 2개의 연속적인 슈퍼 프레임에서 동일한 방향으로 2번 스캔한다. 이 알고리즘 또는 절차는 디바이스(B)가 디바이스(A)가 각 방향을 스캔하는 때 2개 채널 동안 적어도 한번 제어 채널 상에 나타난다는 것을 보장한다. 도 4는 이러한 예를 예시한다.
만일 2개 디바이스(A 및 B)가 디바이스(A)의 초기 스캐닝 단계 이후 서로를 발견할 필요가 있다면, 디바이스(A 및 B)가 채널 사이에서 점프하기 위한 타이밍 구조는 상이한 시작 시간을 가질 수 있다. 프로세서(620) 상에서 실행되는 때, 복수의 채널 이웃 발견 알고리즘(multi-channel neighbor discovery algorithm)은 디바이스(A 및 B)가 일정 기간 동안 동일한 시간에서 제어 채널 상에 있음을 보장한다.
도 5는 채널사이에서 점프하기 위해 Ttotal의 이들 기간의 상이한 시작 시간을 갖는 2개의 무선 디바이스(A, B)를 보여준다. 이전에 표기된 바와 같이, Ttotal = Tc + KTd이며, 여기서 K는 이러한 예시적인 예에서 2(K=2)인 데이터 채널의 개수이다. 도 5에서 해쉬(hash)선 또는 사선(diagonal line)에 의해 도시된 바와 같이, 각 기 간(Ttotal) 동안 제어 채널 상의 디바이스(A 및 B) 둘 다를 위한 중첩 시간(Toverlapping) 둘 다는 수학식 4에 의해 주어지며, 이 경우를 위해 2개 데이터 채널이 있는데, 즉 K=2이다:
Figure 112009042829817-PCT00004
그러므로, 새로운 디바이스(A)가 현재 디바이스(B)를 발견하기 위한 필요한 또는 요구되는 발견 시간(Tf)은 대략 수학식 5에 의해 주어진다:
Figure 112009042829817-PCT00005
최악의 경우, Toverlapping = Tc - 2Td이거나, 또는 수학식 6에 도시된 바와 같이 다음과 같다:
Figure 112009042829817-PCT00006
수학식 4 내지 6으로부터, 디바이스(A)가 디바이스(B)를 찾기 위해 Tc와 Td사이의 요구되는 관계식이 수학식 7에 의해 주어짐이 보여진다:
Figure 112009042829817-PCT00007
차이(Tc-2Td)(즉, Toverapping)가 적어도 슈퍼 프레임의 길이 또는 지속 기간(Ts)인 수학식 7이 만족되는 한, 디바이스(A 및 B)는 서로를 발견할 것이다. 이들 변수의 특정 값은 수학식 3 및 수학식 5에 따라 발견 시간(Tf)의 요구조건에 의존한다. 물론, 수학식 7은 데이터 채널의 개수(K)가 2(K=2)인 경우에 대한 것이다. 따라서, 일반 수학식은 다음과 같다:
Figure 112009042829817-PCT00008
2개의 공유 디바이스(A, B)가 서로를 발견하고 이들 사이에 데이터 통신 실행을 결정한 이후, 이들은 공통 채널(디바이스(A, B) 둘 다에 이용 가능함)을 선택하고 이 공통 채널로 진행하며 데이터 통신을 시작한다. 이 공통 채널은 데이터 채널 또는 제어 채널일 수 있다.
만일 2개의 공유 디바이스(A, B) 중 적어도 하나는 그 안테나 방향을 스위칭하고 채널상에서 스캔할 수 있고, 그리고 그 채널상의 안테나를 스위칭하기 위한 다른 어떤 비코닝 디바이스가 없다면, 그 안테나를 스위칭할 수 있는 디바이스(A, B) 중 하나는 비콘 또는 제어 기간(210) 동안 모든 방향쪽으로 비콘을 전송한다(도 2). 이들 비콘은 후에 턴온되는 다른 공유 디바이스가 공유 디바이스(A, B) 둘 다 또는 하나를 발견하는 것을 허용한다.
서로와 통신하는 디바이스(A, B)(또는 도 1에 도시된 1, 2, 3, 4)는 도 6에 도시된 부분을 가질 수 있다. 특히, 도 6은 본 시스템의 실시예에 따른 고정 및/또는 조향 가능한 지향성 안테나일 수 있는 안테나(610)를 갖는 디바이스(600) 부분을 보여준다. 예를 들면, 본 시스템(600) 부분은 메모리(630), 디스플레이(640), 유선 연결(650), 사용자 입력 디바이스(660) 및 안테나(610)에 동작 가능하게 연결되는 프로세서(620)를 추가로 포함할 수 있다. 메모리(630)는 기술된 동작과 관련된 다른 데이터뿐만 아니라 응용 데이터를 저장하기 위한 임의 타입의 디바이스일 수 있다. 이 응용 데이터 및 다른 데이터는 본 시스템에 따라 동작 단계를 실행하도록 프로세서(620)를 구성하기 위해 프로세서(620)에 의해 수신된다. 이 동작 단계는 전원을 켜는 단계, 비콘을 위한 이용 가능한 채널 및/또는 섹터를 검색하는 단계, 비콘을 전송하는 단계, 스캔하는 단계 등을 포함할 수 있다. 디바이스(600)의 세부 설명은 여기의 논의를 단순화하기 위해 소개되지 않지만, 그러나 당업자에게는 명백할 것이다. 정확하게 응용에 따라, 디바이스(600)는 작동에 필요하지 않음에도 불구하고 이들 실시예의 특정 측면을 용이하게 하기 위해 사용자 입력 또는 인터페이스(660) 및 디스플레이(640)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 디바이스(600)를 턴 온/오프하고, 이와 통신하기 위해 또 다른 디바이스쪽으로와 같이 원하는 방향쪽으로 안테나(610)를 조향하기 위해 사용자 인터페이스(660)를 통하여 사용자 입력을 제공할 수 있다. 디스플레이(640)는 가령 채널의 리스트 내에 포함된 검출된 채널과 같은 다양한 데이터를 디스플레이하도록 구성될 수 있는데, 이러한 디스플레이는 서로와 통신하길 원하는 디바이스(A, B)둘 다에 의해 검출된 채널 리스트 둘 다를 디스플레이하는 것을 포함하고, 이 채널 리스트는 각 채널과 연관된, 대역폭, 신호 대 잡음비, 심볼간 간섭(intersymbol interference), 공유 또는 비공유 채널 등을 포함하는 QoS 파라메터와 같은 채널의 다양한 특성을 포함하며, 여기서 디바이스(A, B) 둘 다에 이용 가능한 최적 채널이, 예를 들면 QoS 파라메터에 기초해서, 자동적으로, 또는 사용자 선택 및 입력에 기초하여 수동적으로는 선택된다.
프로세서(620)의 동작 단계는 사용자 인터페이스와 같은 디바이스(600)에 적용 가능한 임의 콘텐츠와 같은 임의 다른 콘텐츠를 디스플레이하기 위해, 디스플레이(640)를 제어하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 사용자 입력(660)은 터치 감응 디스플레이를 포함하여 키보드, 마우스, 트랙볼 또는 임의 디바이스를 포함할 수 있으며, 이들은 독립형일 수 있으며 또는 임의 동작가능한 링크를 통하여 프로세서(620)와 통신하기 위한 개인용 컴퓨터, 개인 정보 단말기, 이동 전화기, 셋톱 박스, 텔레비전 또는 다른 디바이스의 일부와 같은 시스템의 일부일 수 있다. 사용자 입력 디바이스(660)는 본 시스템의 사용자 인터페이스 및/또는 다른 구성요소 내에 서 사용 작용을 가능하게 하는 것을 포함하여 프로세서(620)와 상호작용하기 위해 동작가능할 수 있다. 명확하게는, 프로세서(620), 메모리(630), 디스플레이(640), 안테나(610) 및/또는 사용자 입력 디바이스(660)는 모두 또는 부분적으로 본 시스템에 따른 동작을 위해 안테나 디바이스 부분 또는 다른 디바이스일 수 있으며, 이 동작은 복수의 조향 가능 및 조향 가능하지 않은 디바이스 사이에서의 시작, 발견 및 통신을 포함하여 통신 시스템을 설정하는 것을 포함한다.
본 시스템의 방법은 특히 컴퓨터 소프트웨어 프로그램에 의해 실행되기에 적합하며, 이러한 프로그램은 본 시스템에 의해 기술되고/되거나 구상된 개별 단계 또는 동작(act) 중 하나 이상에 대응하는 모듈을 포함한다. 물론, 이러한 프로그램은, 집적칩과 같은 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체, 프로세서(620)와 연결된 메모리(630) 또는 다른 메모리와 같은 주변 디바이스 또는 메모리 내에 구현될 수 있다.
메모리(630)는 여기에 개시된 방법, 동작 단계, 기능을 구현하기 위해 프로세서(620)를 구성한다. 이들 메모리는 예를 들면 안테나와 프로세서(620) 사이에 분산될 수 있으며, 여기서 추가적인 프로세서가 제공될 수 있으며, 또한 분산될 수 있거나 하나일 수 있다. 이들 메모리는 전기적, 자기적 또는 광학적 메모리, 또는 이들 또는 다른 타입의 저장 디바이스의 임의의 조합으로서 구현될 수 있다. 더욱이, "메모리"라는 용어는 프로세서(620)에 의해 액세스 가능한 주소 부여 가능한 공간내의 어드레스로부터 판독되거나 기록될 수 있는 임의 정보를 포함하도록 충분히 넓게 해석되어야 한다. 이러한 정의로 인해, 유선 연결(650)(예를 들면, 인터넷 과 같은 네트워크로의 유선 연결) 및/또는 안테나(610)를 통하여 액세스 가능한 정보는 여전히 메모리(630) 내에 있는데, 일례로, 왜냐하면 프로세서(620)는 본 시스템에 따라 동작 가능한 연결(610, 650) 중 하나 이상으로부터 정보를 검색할 수 있기 때문이다.
프로세서(620)는 사용자 입력 디바이스(660)로부터의 입력 신호뿐만 아니라 네트워크의 다른 디바이스에 응답하여 제어 신호를 제공하고/하거나 동작을 실행하며, 메모리(630) 내에 저장된 명령어를 실행하기 위해 동작 가능하다. 프로세서(620)는 어플리케이션 특정 또는 범용 집적 회로(들)일 수 있다. 더욱이, 프로세서(620)는 본 시스템에 따라 실행하기 위한 전용 프로세서일 수 있거나, 또는 범용 프로세서일 수 있는데, 여기서 많은 기능 중 하나만이 본 시스템에 따른 실행을 위해 동작한다. 프로세서(620)는 프로그램 부분, 복수의 프로그램 세그먼트를 이용하여 동작할 수 있거나, 또는 전용 또는 복수의 목적용 집적 회로를 이용하는 하드웨어일 수 있다. 더욱이, 본 시스템의 변형은 당업자에게 쉽게 발생할 것이고 이하의 청구항에 의해 포함된다.
물론, 위의 실시예 또는 프로세스 중 임의 하나는 하나 이상의 다른 실시예 및/또는 프로세스와 결합될 수 있거나, 또는 분리될 수 있고/있거나 본 시스템에 따라 별도의 디바이스 또는 디바이스 부분 사이에서 실행될 수 있다.
최종적으로는, 위의 논의는 본 시스템을 단지 예시하도록 의도되며, 임의의 특정 실시예 또는 실시예 그룹으로 첨부된 청구항을 제한하는 것으로 이해되지 않아야 한다. 따라서, 본 시스템이 예시적인 실시예를 참조하여 매우 상세하게 기술 되었을 지라도, 또한 수많은 개조 및 대안적인 실시예가 이어지는 청구항에 기술된 본 시스템의 더 넓고 의도된 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않고서도 당업자에 의해 발명될 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 설명 및 도면은 예시적인 방식으로 여겨져야 하며 첨부된 청구항의 범위를 제하는 것으로 의도된 것이 아니다.
첨부된 청구항을 해석함에 있어서, 다음을 이해해야 한다.
a) "포함"이라는 단어는 주어진 청구항에 열거된 것과 다른 구성요소 또는 단계의 존재를 배제하지 않는다.
b) 단수의 구성요소는 복수의 구성요소의 존재를 배제하지 않는다.
c) 청구항에서 임의 참조 부호는 이들의 범위를 제한하지 않는다.
d) 수개의 "수단"은 동일한 아이템 또는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현된 구조 또는 기능으로 표현될 수 있다.
e) 개시된 구성요소 중 임의 하나는 하드웨어 부분(예를 들면 이산 및 집적된 전자 회로를 포함), 소프트웨어 부분(예를 들면 컴퓨터 프로그래밍), 및 이의 임의 조합으로 구성될 수 있다.
f) 하드웨어 부분은 아날로그 및 디지털 부분의 하나 또는 둘 다로 구성될 수 있다.
g) 개시된 디바이스 또는 이의 부분 중 임의의 하나는 특별하게 달리 언급하지 않으면 함께 결합되거나 추가 부분으로 분리될 수 있다.
h) 어떤 특정한 일련의 동작 또는 단계도 특별하게 달리 언급하지 않으면 요구되는 것으로 의도되지 않는다.
i) "복수의" 구성요소는 청구된 구성요소의 2개 이상을 포함하며, 구성요소의 임의의 특정한 범위의 개수를 암시하지 않는데, 즉 복수의 구성요소는 2개만의 구성요소일 수 있으며, 수많은 개수의 구성요소를 포함할 수 있다.
본 시스템은 무선 네트워크 내에 있는 혼성 타입의 지향성 단말기를 발견하고 이 지향성 단말기 사이의 통신을 확립하기 위한 시스템, 방법, 사용자 인터페이스(UI) 및 디바이스에 이용 가능하다.
이 시스템은, 제 1 및 제 2 디바이스를 포함하고, 여기서 제 1 디바이스 및 제 2 디바이스 중 적어도 하나의 프로세서는 상기 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 중 적어도 하나의 프로세서는, 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하고; 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔하고 점프 시퀀스를 반복함으로써 상기 제 2 디바이스에 의해 모든 섹터(Nbeam)을 스캔하도록 구성된다.

Claims (24)

  1. 제 1 지향성 안테나를 갖는 제 1 디바이스와 제 2 지향성 안테나를 갖는 제 2 디바이스간 통신 방법으로서,
    슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하는 확립 및 전송 단계;
    상기 제 2 디바이스에 전원을 켜는 투입하는 단계;
    각 스캔 기간에서 모든 섹터의 2개 스캔 기간(2NbeamTs) 동안 상기 제 2 디바이스에 의한 스캔 단계로서, 상기 제 2 디바이스는 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔닝함으로써 모든 섹터(Nbeam)를 스캔하는, 스캔 단계;
    제어 채널의 제어 지속 기간(Tc)과 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd)의 합과 동일한 시퀀스 지속 기간(Ttotal)을 갖는 점프 시퀀스를 반복하는 반복 단계;
    만일 어떠한 기존의 비콘도 상기 제어 채널 상에서 검출되지 않으면 새로운 슈퍼 프레임을 확립하거나, 또는 기존의 비콘이 상기 제어 채널 상에서 발견되면 제어 지속 기간(Tc) 동안 상기 제어 채널 상의 기존 슈퍼 프레임을 합류시키는 단계;
    하나의 데이터 채널의 지속 기간(Td) 동안 상기 제 2 디바이스에 의한, 스캔 단계;
    발견 시간(Tf) 동안 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제 1 디바이스를 발견하는 발견 단계;
    공통 채널을 선택하여 상기 공통 채널을 통하여 상기 제 1 디바이스와의 통신을 시작하고 상기 점프 시퀀스를 중단하는 단계
    를 포함하는, 통신 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제어 지속 기간(Tc)은 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd) 보다 더 큰, 통신 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 점프 시퀀스를 반복하고, 발견 시간(Tf)은 데이터 채널의 지속 기간(Td)으로 나누어진 모든 섹터를 스캔닝하기 위한 시간(NbeamTs)과 곱해진 시퀀스 지속 기간(Ttotal) 이하인, 통신 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00009
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 데이터 채널의 지속 기간(Td)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00010
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널의 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Tf는 제 2 디바이스가 제 1 디바이스를 발견하기 위해 요구되는 시간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 반복하는 경우, 또는 상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스가 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 상기 발견 단계는 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하는, 통신 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 상기 발견 단계는 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하는, 통신 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스가 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00011
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널의 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 방법.
  9. 제 1 디바이스와 제 2 디바이스를 포함하는 통신 시스템으로서,
    상기 제 1 디바이스와 제 2 디바이스 중 적어도 하나의 프로세서는,
    슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하고;
    각 스캔 기간에서 모든 섹터의 2개 스캔 기간(2NbeamTs) 동안 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔닝함으로써 모든 섹터(Nbeam)를 스캔하는 상기 제 2 디바이스를 통해 스캔하고;
    제어 채널의 제어 지속 기간(Tc)과 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd)의 합과 동일한 시퀀스 지속 기간(Ttotal)을 갖는 점프 시퀀스를 반복하고;
    만일 어떤 현재의 비콘도 상기 제어 채널 상에서 발견되지 않으면 새로운 슈퍼 프레임을 확립하거나, 또는 현재의 비콘이 상기 제어 채널 상에서 발견되면 제어 지속 기간(Tc) 동안 상기 제어 채널 상의 현재 슈퍼 프레임을 합류시키고;
    하나의 데이터 채널의 지속 기간(Td) 동안 상기 제 2 디바이스에 의해 스캔하고;
    발견 시간(Tf) 동안 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제 1 디바이스를 발견하고;
    공통 채널을 선택하여 상기 공통 채널을 통하여 상기 제 1 디바이스와의 통신을 시작하고 상기 점프 시퀀스를 중단하도록 구성되는, 통신 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제어 지속 기간(Tc)은 데이터 채널의 지속 기간(KTd) 보다 큰, 통신 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 반복하는 경우, 발견 시간(Tf)은 데이터 채널의 지속 기간(Td)으로 나누어진 모든 섹터를 스캔하기 위한 시간(NbeamTs)과 곱해진 시퀀스 지속 기간(Ttotal) 이하인, 통신 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00012
    을 만족시키고,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 데이터 채널(Td)의 지속 기간은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00013
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널의 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Tf는 제 2 디바이스가 제 1 디바이스를 발견하기 위해 요구되는 시간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 시스템.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 반복하는 경우 또는 상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스가 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 상기 프로세서는 상기 제 2 디바이스에 의해 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하도록 구성되는, 통신 시스템.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스는 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 상기 프로세서는 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하도록 구성되는, 통신 시스템.
  16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스는 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00014
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 통신 시스템
  17. 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    프로세스에 의해 실행되는 경우, 상기 프로그램은,
    슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)을 갖는 슈퍼 프레임을 확립하고 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts)의 각각 동안 상기 제 1 디바이스에 의해 비콘을 전송하고;
    각 스캔 기간에서 모든 섹터의 2개 스캔 기간(2NbeamTs) 동안, 슈퍼 프레임 지속 기간(Ts) 동안 각 섹터를 스캔닝함으로써 모든 섹터(Nbeam)를 스캔하는 상기 제 2 디바이스에 의해 스캔하고;
    제어 채널의 제어 지속 기간(Tc)과 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd)의 합과 동일한 시퀀스 지속 기간(Ttotal)을 갖는 점프 시퀀스를 반복하고;
    만일 어떠한 기존의 비콘도 상기 제어 채널 상에서 발견되지 않으면 새로운 슈퍼 프레임을 확립하거나, 또는 기존의 비콘이 상기 제어 채널 상에서 발견되면 제어 지속 기간(Tc) 동안 상기 제어 채널 상의 현재 슈퍼 프레임을 합류시키고;
    하나의 데이터 채널의 지속 기간(Td) 동안 상기 제 2 디바이스에 의해 스캔하고;
    모든 섹터의 2번의 스캔 기간(2NbeamTs) 이하인 발견 시간(Tf) 동안 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제 1 디바이스를 발견하고;
    공통 채널을 선택하여 상기 공통 채널을 통하여 상기 제 1 디바이스와의 통신을 시작하고 상기 점프 시퀀스를 중단하도록 구성되는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제어 지속 기간(Tc)은 데이터 채널들의 지속 기간들(KTd) 보다 큰, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 반복하는 경우, 발견 시간(Tf)은 데이터 채널의 지속 기간(Td)으로 나누어진 모든 섹터를 스캔하기 위한 시간(NbeamTs) 과 곱해진 시퀀스 지속 기간(Ttotal) 이하인, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하고 있는 경우, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00015
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  21. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하는 경우, 데이터 채널의 지속 기간(Td)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00016
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널의 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Tf는 제 2 디바이스가 제 1 디바이스를 발견하기 위해 요구되는 시간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 반복하고 있는 경우, 또는 상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스가 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시 작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 상기 프로세서는 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하도록 구성되는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 디바이스가 상기 점프 시퀀스를 중단한 이후 다른 디바이스와 통신하는 경우, 상기 프로세서는 상기 제 2 디바이스에 의해 상기 제어 채널 상의 제 1 디바이스를 발견하도록 구성되는, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 2 디바이스를 위한 점프 시퀀스가 상기 제 1 디바이스를 위한 점프 시퀀스의 시작 시간과 상이한 시작 시간을 갖는 경우, 발견 시간(Tf)은 다음 관계식,
    Figure 112009042829817-PCT00017
    을 만족하되,
    여기서, Ttotal = Tc + KTd이고,
    K는 데이터 채널의 개수이고,
    Tc는 제어 채널의 지속 기간이고,
    Ts는 슈퍼 프레임 지속 기간이고,
    Td는 데이터 채널의 지속 기간이고,
    Nbeam은 제 2 디바이스에 의해 스캔된 총 섹터 개수인, 컴퓨터로 읽을 수 있는 매체 상에 저장되는 컴퓨터 프로그램 제품.
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