KR20100108462A

KR20100108462A - 무선 개인 영역 네트워크에서 이웃을 탐색하는 방법

Info

Publication number: KR20100108462A
Application number: KR1020107020213A
Authority: KR
Inventors: 구오칭 리; 카를로스 코데이로; 알렉스 케셀맨; 프라빈 고팔라크리스난
Original assignee: 인텔 코오퍼레이션
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2009-03-10
Publication date: 2010-10-06
Also published as: JP5055437B2; EP2253100A2; CN101971565A; JP2011512102A; BRPI0909060A2; KR101150119B1; US20090233635A1; WO2009114545A2; WO2009114545A3

Abstract

이웃 발견 프로토콜(neighbor discovery protocol)은 서로 다른 클래스들(classes)의 장치들이 트레이닝 시퀀스들을 형성하는 시간 중에 시기들(time periods)을 제공하도록 네트워크 조정자를 인에이블한다. 조정자는 이러한 시기들에 대한 정보를 방향성 안테나 시스템들을 갖는 범위 내의 장치들(in-range devices)이 통신을 수신할 수 있도록 복수의 상이한 방향으로 전송할 수 있다. 조정자는 또한 이웃 발견 기간(neighbor discovery period)과 그 이후 중에 간섭 리포트들(interference reports)을 컴파일할 수 있다. 이러한 리포트들은 특정 방향에 있는, 주어진 링크에 있는 2개의 특정 노드들 사이에서 공간 재사용이 적절한지를 판정하는데 유용할 수 있다.

Description

무선 개인 영역 네트워크에서 이웃을 탐색하는 방법{DISCOVERING NEIGHBORS IN WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS}

본 발명은 일반적으로 무선 개인 영역 네트워크와 기타 무선 시스템에 관한 것이다.

무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area networks)에서 다수의 무선 장치들이 다른 무선 장치들의 범위 내로 들어가거나 나올 수 있다. 그러한 장치들이 범위 내(in-range)로 이동할 때, 장치들 서로 간에 통신하는 것을 가능하게 하는 피코넷(piconet)과 같은 네트워크를 설정한다.

통신 링크(communication link)는 60 기가헤르츠 대역에서 동작할 수 있다. 그러나 이러한 네트워크는 장애 요소들(obstructions)을 통한 높은 산소 흡수(high oxygen absorption) 및 감쇠(attenuation)라는 내재적 특성들로 인해 덜 강건(robust)해질 수 있다. 링크 예산 요구 조건들(link budget requirements)을 만족시키기 위해, 예를 들어 고정 안테나, 적응 빔 형성 안테나(adaptive beamforming antennas), 또는 섹터화 안테나(sectorized antennas)와 같은 방향성 안테나들(directional antennas)이 통신 링크를 생성하기 위해 이용될 수 있다.

방향성 안테나와 관련된 도전들(challenges) 중 하나는 이웃 발견(neighbor discovery)이다. 이웃 발견은 정확한 시간(right time)에 2개의 장치들이 서로를 마주보게 하면서 하나의 장치는 전송하고 다른 하나는 수신하는 2개의 장치들을 수반한다. 만일 2개의 장치들이 그들의 빔(beams)을 360도로 회전시킨다면, 2개의 장치들은 빔들이 교차하거나 만나지 않는 이상 절대로 다른 하나를 발견할 수 없을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크에 대한 개략적인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 상의 장치들에 대한 흐름도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 패킷 구조를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 노드 호환성 테이블(coordinator based node compatibility table)을 설정하는 흐름도.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 흐름도.

이웃 발견 프로토콜(neighbor discovery protocol)은 높은 데이터 속도 무선 개인 영역 네트워크(wireless personal area network; WPAN)(IEEE 802.15.3 "높은 속도 무선 개인 영역 네트워크들(WPANs)에 대한 무선 매체 접근 제어(Medium Access Control; MAC) 및 물리 계층(Physical Layer; PHY)의 설명(specification)" 주식회사 IEEE 뉴욕시, 뉴욕주)과 같은 임의의 중앙집중형 네트워크(centralized network)에서 활용되거나 초광대역(ultra-wideband)과 같은 분산 네트워크(distributed network) 상의 프록시 노드(proxy node)(IEEE 802.15.3a)를 통해 활용될 수 있다. 프록시 노드는 비콘(beacon) 이후에 대역폭을 보유할(reserve) 수 있고 이웃들에 의한 트레이닝 시퀀스 전송(training sequence transmissions)을 하도록 타임 슬롯들(time slots)을 할당할 수 있다.

60 기가헤르츠 네트워크와 같은 무선 개인 영역 네트워크에서, 네트워크를 형성하는 장치들 또는 노드들 사이에 정보를 전송하기 위해 슈퍼프레임 구조(superframe structure)가 활용될 수 있다. 처음에는 조정자(coordinator)가 네트워크의 기존 멤버들(existing members)과 네트워크에 합류할 의도로 경청하고(listening) 있는 임의의 다른 장치들에 정보를 전송하는 비콘 기간(beacon period; BP)이 있을 수 있다. 조정자는 네트워크 상의 다양한 장치들 사이의 통신을 조정하는 역할을 맡은 네트워크 상의 임의의 장치일 수 있다.

일 실시예에서, 조정자는 적어도 2개의 트레이닝 기간들 각각에서 트레이닝 시퀀스들(training sequences)을 전송할 노드들의 아이덴티티들(identities)과 순서(order)를 전송한다. 하나의 트레이닝 기간은 신규(new) 멤버 발견 기간(NDP)이며 다른 하나는 신규 멤버 장치들에 의한 예전(old) 또는 기존(existing) 네트워크 멤버의 발견과 이동한 기존 멤버들에 대한 새로운 위치(new positions) 발견 기간이다. 재배치된(relocated) 예전 멤버들과 신규 멤버들에 의해서 수신되었다는 것을 보장하기 위해, 이 통신은 범위 내의 임의의 장치들이 통신을 수신할 수 있도록 유한한 수(예를 들어, 5에서 8 사이)의 섹터들(sectors) 또는 방향들(directions) 각각에 순차적이고 전 방향으로 방송하는데(sequentially directionally broadcast) 이를 소위 "슈도 옴니(pseudo-omni)" 모드라고 부른다.

비콘 기간 이후에 조정자가 신규 장치들에 발견 패킷들(discovery packets)을 전송하기 위한 조정자 발견 기간(coordinator discovery period; CDP)이라고 불리는 시기(time period)가 주어진다. 이 통신도 역시 슈도 옴니 모드에서 이루어질 수 있다. 이는 네트워크에 들어오는 신규 장치들이 무선 개인 영역 네트워크 조정자 발견(wireless personal area network coordinator discovery)과 초기 안테나 트레이닝(initial antenna training)을 수행하는 것을 가능하게 하고, 예전 장치들이 그들의 안테나들을 미세 조정(fine tune)하는 것을 가능하게 한다. 본 명세서에서 사용되는 "안테나 트레이닝"은 이웃들의 현재 위치가 주어진 경우, 단순히 이웃들을 검색하고(locating) 이들 이웃들로부터 통신을 수신하기 위해 수신기를 조정하고, 이들 이웃들로 전송하기 위해 전송기를 조정하는 것이다. 이는 물론 네트워크 상의 장치들 각각이 방향성 안테나(directional antenna)를 이용한다는 추정하에 이루어진 것이다.

일부 실시예에서 신규 멤버 발견 기간(new member discovery period; NDP)은 CDP 이후에 일어난다. 신규 장치들이 트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해 NDP가 전용될(dedicated) 수 있는데 이는 그 이웃들이 신규 장치를 발견하고 신규 장치를 위한 초기 방향 정보를 획득할 수 있도록 하게 하기 위함이다. 일부 실시예에서 예전 멤버 발견 기간(old member discovery period; ODP)은 NDP 이후에 일어난다. ODP는 트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해 기존 장치들에 이용될 수 있는데 이는 신규 장치들 또는 임의의 기존 이웃들이 그것들을 발견 또는 재발견하고 갱신된 방향 정보를 획득할 수 있도록 하게 하기 위함이다.

트레이닝 시퀀스 또는 발견 패킷들은 특정 방식에 의해 복수의 방향으로 섹터화된 안테나 또는 빔 형성 안테나(sectorized or beamforming antenna)를 통해 전송될 수 있다. 예를 들어, 패킷들은 로빈 방식(robin fashion)으로 전송될 수 있다. 대안적으로 트레이닝 시퀀스 또는 발견 패킷들은 네트워크 장치가 전방향성 안테나(omnidirectional antennas)를 갖는 경우에 그러한 안테나를 통해 전송될 수 있다. 각각의 트레이닝 기간은 모든 슈퍼프레임에 나타나지 않을 수 있으며 기간들의 수에 대한 순서(order of number of periods)는 바뀔 수 있다.

네트워크 토폴로지(network topology) 상의 변화가 즉각적인 갱신을 필요로하는 경우에 조정자는 슈퍼프레임 상의 임의의 위치에서 동적 발견(dynamic discovery)이라고 불리는 기간(period)도 스케줄링(schedule)할 수 있다. 네트워크 상의 나머지 장치들이 그들의 방향 정보를 갱신할 수 있도록 하기 위해 동적 발견 기간은 트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해 그들의 위치를 변경하는 장치들에 전용될 수 있다. 동적 발견 기간은 빔 트랙킹(beam tracking)은 물론 심지어 장치 이동성 시나리오들(device mobility scenarios)에도 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 네트워크는 네트워크의 나머지를 형성하는 하나 이상의 다른 장치들(36)과 다르지 않은 조정자(coordinator; 34)를 포함할 수 있다. 각각의 네트워크 내의 조정자(34)와 장치들(36)은 방향성 안테나(directional antenna; 38), 저장소(storage; 42)에 결합된 프로세서와 같은 컨트롤(control; 40)을 포함하는 무선 장치일 수 있다. 저장소(42)는 데이터 및/또는 코드를 저장할 수 있다.

블록(10)과 도 2에 도시된 바와 같이, 비콘 또는 대역폭 예약 프레임(bandwidth reservation frame; BP)에서, 조정자(34)는 트레이닝 시퀀스들을 전송할, 이미 네트워크의 일부인 모든 장치들 또는 노드들의 식별자들(identifiers) 및 순서를 지정하는 스케줄을 방송한다. 조정자는 NDP 및 ODP에 대한 시간도 설정한다.

비록 기존 네트워크 장치들 A, B와 신규 장치 C의 3개의 장치 각각과 연관(association)되는 것으로 표시되어 있지만, 블록(10)은 실질적으로 조정자에 의해서 개시된다. 물론, 네트워크에서 임의의 수의 장치들이 호출될(involved) 수 있으며 3개의 장치들은 단지 예시적인 목적을 위해서만 제공된다.

그 결과로 하나를 제외한 네트워크 내의 모든 장치들은 전송하는 이웃에 대해 트레이닝 또는 재트레이닝 안테나(training or retraining antennas)가 발생할 수 있도록, 그것들에 전용되지 않은 트레이닝 타임 슬롯(training time slots) 도중에 조용히(silent) 남아있는다.

도 2에 도시된 장치 C와 같은 신규 장치들은 전송이 일어나기 전에 슈퍼프레임과 동기화한다. 그러므로, 신규 장치들은 다른 장치들로부터 비콘 전송(beacon transmissions)에 대해 스캔한다. 만일 비콘 전송이 수신되지 않는다면 신규 장치들은 그들의 슈퍼프레임을 시작하며 조정자가 된다.

한편 비콘이 수신된다면, 신규 장치는 2가지 옵션이 있다. 경합 기간(contention period)을 통해 수신된 비콘을 포함하는 네트워크와 연관지으려고 시도할 수 있다. 이러한 경우에, 네트워크의 조정자는 이 신규 장치가 전송할 수 있도록 NDP 중에 전용 트레이닝 기간(dedicated training period)을 할당한다. 트레이닝 시퀀스는 충돌 없이 전송된다.

대안적으로, 네트워크로부터 비콘을 수신한 신규 장치는 연관을 건너뛸(skip) 수 있으며 조정자를 포함하는 이웃하는 장치들이 신규 장치를 발견하는 것을 허용하기 위해 NDP 도중에 그것의 트레이닝 패킷을 직접적으로 전송한다. 도 2에 도시된 바와 같이 연관 프로세스(association process)는 그 이후에 이루어질 수 있다.

도 2에서, 일 실시예에서 발견을 위해 트레이닝 시퀀스들의 전송을 시도하는 복수의 신규 장치들이 있을 수 있으며, 있다면 조정자는 NDP를 서브기간(sub-periods)으로 분할하며, 충돌을 피하기 위해 각각의 신규 장치는 그 트레이닝 시퀀스를 전송하기 위해 임의로 한 기간을 선택한다.

다른 충돌 감소 방법은 각각의 장치가 각각의 트레이닝 시퀀스를 서로 관련시킬 수 있는 복수의 매칭 필터(multiple matched filters)의 능력(capability)을 갖는 복수의 직교 트레이닝 시퀀스들(multiple orthogonal training sequences)을 정의하는 것이다. 그 다음에 장치는 NDP 기간 내의 트레이닝 시퀀스들 중의 어느 하나를 무작위로 선택할 수 있다.

트레이닝 시퀀스에 소요된 시간이 길 수 있으므로, 모든 발견 기간은 각각의 슈퍼프레임에 제시될 필요는 없다. 추가적으로, 모든 기존 장치들이 한 기간에 트레이닝 시퀀스들을 전송할 필요는 없다. 대신에, 조정자는 장치들을 함께 그룹화할 수 있으며 특정 순서에 따라 특정 순서에 따라 트레이닝 시퀀스를 전송하도록 각각의 그룹을 스케줄할 수 있다. 예를 들어, 정적 장치들(static devices)의 위치는 모바일 장치들에 비해 덜 갱신될 수 있다. 각각의 장치에 대해 지정된 시간은 연관 프로세스 이후에 조정자에 알려지는 장치들의 능력에 의존할 수 있다.

도 2를 참조하면, 블록(10)에서 조정자가 각각의 트레이닝 기간에서 트레이닝 시퀀스들을 전송할 노드들의 식별자와 순서를 식별하고 발표한 후에, 블록(12)에 나타난 바와 같이 조정자는 CDP에서 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 그 이후에는, 블록(14)에 나타난 바와 같이 신규 장치 C는 조정자와 그것의 방향을 찾고, 블록(16)에 나타난 바와 같이 NDP에서 그 트레이닝 시퀀스를 전송한다. NDP 이후에 장치들 A, B와 조정자와 같은 기존 장치들 각각은, 블록(18, 20, 22)에 나타난 바와 같이 신규 장치와 그 방향을 찾는다.

그 다음에, 블록(24)에 표시된 바와 같이 제1 장치 A는 ODP 내의 그 트레이닝 시퀀스를 전송한다. 블록(28)에 표시된 바와 같이, 그와 동시에, 신규 장치는 예전 장치 A와 그 방향을 찾는다. 그 이후에, 블록(26)에 표시된 바와 같이, 장치 B는 ODP 내의 그 트레이닝 시퀀스를 전송하고 그때에, 블록(30)에 표시된 바와 같이, 신규 장치 C는 예전 장치 B와 그 방향을 찾는다.

그 다음에, 블록(32)에 표시된 바와 같이, 조정자는 신규 장치와 통신할 때 얻어지는 전송과 수신시의 방향 정보를 이용하여 신규 장치와 연관시키기 위해 전용 슬롯들(dedicated slots)을 할당할 수 있다. 따라서, 미래에는 각각의 장치는 이웃들과 통신하기 위해 발견 기간들로부터의 방향 정보를 이용할 수 있다.

일부 실시예들에서는, 신규 장치가 네트워크에 합류할 때, 신규 장치는 네트워크 내의 기존 멤버들에 의해서 발견되는 것이 보장되어 있다. 그리고 기존 멤버들은 그들의 안테나들을 트레이닝시켜 신규 장치로 방향 정보를 획득하는 것이 가능하다. 만일 기존 장치가 그 위치를 변경한다면 그 새로운 위치 정보는 다른 장치들에 의해서 동적으로 발견될 수 있다.

예를 들어, 조정자(36) 내의 컨트롤(40)은 2개의 링크들이 동시에 활성화될(activated) 수 있는지 여부에 대한 판정을 내릴 수 있는데 이를 소위 공간 재사용(spatial reuse)이라고 부른다. 공간 재사용에서, 가까운 이웃(close neighborhood) 내의 2개의 링크들은 동시에(concurrently) 작동할 수 있는데 그 이유는 그들의 에너지가 상이한 방향으로 초점이 맞추어져 있고 서로 간에 간섭을 일으키지 않기 때문이다. 따라서, 네트워크 내의 2개의 장치들은 2개의 다른 장치들이 통신하는 동시에 서로 간에 통신할 수 있다. 이는 방향성 안테나에 의해서 제공되는 방향(directionality)의 직접적인 결과이다. 다시 말하면, 안테나의 방향은 2개의 장치들이 동일한 네트워크 내의 다른 2개의 통신 장치들과 간섭하지 않고 통신하는 것을 가능하게 한다.

"노드 방향 호환성(Node direction compatibility)" 정보는 다른 2개의 노드는 다른 방향으로 통신할 동시에 2개의 노드가 주어진 방향에서 통신할 수 있는지를 표시하는 정보이다. 일 실시예에서, 조정자는 네트워크 내의 모든 노드들에 대하여 노드 방향 호환성 정보를 저장한다. 일 실시예에서 조정자는 이웃 발견 프로세스(neighbor discovery process) 도중에 이 정보를 컴파일하기 시작하며 그 이후에 정보를, 예를 들어 주기적으로 갱신한다. 또한, 노드들은 조정자에게 간섭 경험들(interference experiences)에 관한 정보를 제공할 수 있다.

공간 재사용을 용이하게(facilitate) 하기 위해 전송하는 각각의 장치는 PHY 헤더(PHY header) 또는 MAC 헤더(MAC header)와 같은 패킷 내에 그 전송 방향을 포함할 수 있다.(대안적으로, 헤더는 패킷이 트루 전방향성 안테나들(true omnidirectional antennas)을 이용하여 전송되었다는 것을 표시할 수 있는데 이 경우에는 공간 재사용은 고려할 필요가 없다).

최대한 가능한 범위까지 노드 또는 장치는 네트워크에 대해 조정자(34)가 발표한(announced) 모든 기존 링크들에 대한 모든 통신을 모니터링한다. 수신 장치(receiving device; 36)는 장치가 수신할 때 각 방향으로 그 빔을 회전시키는 모드인 슈도-옴니 모드(pseudo-omni mode)를 이용하려고 시도한다. 대안적으로 이웃하는 장치들이 토폴로지 정보(topology information)를 수집하기 위해 경청할(listen) 수 있도록, 조정자(34)는 또한 각각의 장치(36)가 프로브/트레이닝 패킷들(probe/training packets)을 전송할 수 있게 채널 시간(channel time)을 할애할(dedicate) 수 있다.

기존 링크들(existing links)을 모니터링한 이후에 장치(36)는 그 다음에 "수신 방향"이라고 지칭되는 간섭을 수신하는 방향, "이웃"으로 지칭되는 간섭이 오는 노드, "전송 방향"이라고 지칭되는 간섭 노드(interfering node)가 전송하는 방향에 대해 요약하는 테이블을 형성한다.

노드 방향 테이블을 형성한 이후에, 각각의 노드 또는 장치(36)는 해당 정보를 실현 가능한(feasible) 것으로, 예를 들어 경쟁 기간(contention periods), 전용 관리 기간(dedicated management periods) 또는 전용 트래픽 기간(dedicated traffic periods), 또는 기회가 있는 시간 도중에 조정자(34)로 다시 피드백한다. 일 실시예에서 정보는 도 3에 도시된 바와 같은 포맷으로 구조화될 수 있다. 특정 이웃에 대한 각각의 리포트는 해당 이웃을 나타내는 도 3의 테이블의 열(row)에 대응된다. 따라서, 도 3에서 블록(44)은 이웃 리포트들의 수를 제공하며, 블록(46)은 이웃 1과의 간섭에 대한 리포트를 제공하며, 확장되는 경우 장치 식별자(device identifier; 46), 수신 방향(54), 및 전송 방향(56)을 제공한다. 다른 이웃들에 대한 대응되는 리포트들은 블록(48)과 블록(50)에 포함되어 있다.

컨트롤(40)(도 1)은 우선 각각의 트래픽 예약 기간(traffic reservation period)에 대하여 [(Tx-노드 ID, Tx-방향), (Rx-노드-ID, Rx-방향)]의 형태로 액티브 노드 방향 리스트(active node direction list)를 형성한다. 노드가 또 다른 노드와 채널 예약을 요청할 때 조정자(34)는 우선 이용가능한 채널 시간이 남아있는지를 평가한다. 만일 남아있지 않다면 조정자(34)는 장치들에 의해서 수집된 정보에 기초하여 공간 재사용 실현가능성 평가(spatial reuse feasibility assessment)를 수행한다.

일 예로서, 2개의 노드 B와 C가 서로 통신하고 있으며 둘 다 컨트롤(40)에 그들이 이용하고 있는 방향에 대해서 알려주었다고 추정한다. B는 방향 1을 이용하고 C는 방향 4를 이용한다고 가정해보자. 컨트롤(40)은 그 다음에 이 트래픽에 대한 노드 방향 정보를 [(B,1) (C,4)]로서 기록한다. 더 나아가, 이동성(mobility) 또는 다른 효과들에 의해서 유발된 방향에 대한 어떤 변화들은 컨트롤(40)로 전달되는(communicated) 것으로 추정된다.

예를 들어, 만일 노드 A와 D가 새로운 연결(connection)을 개시할 것을 조정자(45)에 요청하면, 조정자(45)는 이 예약을 승인할 수 있는지를 평가하는 것이 필요하다.

일 실시예에서, 조정자(45)는 네트워크 내의 노드들에 대하여 호환성 테이블(compatibility table)을 설정할 수 있다. 이는 다양한 노드들로부터의 간섭에 대한 리포트들을 컴파일함으로써 설정한다. 따라서, 일 실시예에서 컴파일된 노드 테이블 시퀀스(58)는 소프트웨어로 구현될 수 있고 조정자(34)에 있는 저장소(42)와 연관되어 저장될 수 있다. 소프트웨어 실시예에서, 코드는 조정자(34)에 있는 저장소(42)와 같은 컴퓨터 판독가능 매체에 기록된 일련의 명령어들로서 저장될 수 있다. 저장소(42)의 예를 몇 가지 들면 반도체 메모리, 자기 메모리, 또는 광학 메모리를 들 수 있다. 임의의 경우에 있어서 저장소(42)는 일반적으로 컴퓨터 판독가능 매체로 불려질 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들어 마름모(60)에서의 확인으로 이웃 발견 시퀀스가 동작(operation) 중에 있는지를 판정할 수 있다. 만일 그러하다면, 간섭 리포트들은, 블록(62)에 나타난 바와 같이 이웃 발견 기간(neighbor discovery period) 중에 조정자에 의해서 컴파일될 수 있다. 그 다음에 마름모(64)에서의 확인으로 이벤트가 발생하였는지 여부를 판정한다. 이벤트는 몇 가지 예를 들면, 노드 호환성 테이블이 갱신되어야 함을 나타내는 시간 종료(time out), 노드들로부터의 주어진 수의 리포트들의 발생, 또는 심지어 공간 재사용에 대한 요청의 발생일 수 있다. 만일 이러한 이벤트가 발생하면, 이때까지 수신된 간섭 리포트들은 2개의 특정 노드들 사이의 공간 재사용이 적절한지를 판정하는 데에 이용되기 위해 적절한 테이블로 컴파일될 수 있다. 그 다음, 블록(68)에 나타난 바와 같이 노드 호환성 테이블들은 컴파일될 수 있다.

도 5를 참조하면, 새로운 통신 페어 요청(communication pair request)(블록(70))을 수신하고 난 후 (일 실시예에서는 조정자(36) 내부의) 컨트롤(40)은 블록(72)에 나타난 바와 같이, 슈퍼프레임들에 아직도 이용가능한 채널 시간(channel time)이 있는지를 우선 평가한다. 만일 있다면 블록(82)에 나타난 바와 같이, 요청은 승인된다.

만일 이용가능한 채널 시간이 없다면, 그 다음에 컨트롤(40)은 이 통신이 기존 링크를 이용하여 채널 시간을 공간적으로 재사용할 수 있는지를 평가한다(블록(74)). 특히, 만일 A 또는 D의 이웃들이 아닌 노드들에 의해서 이용되는 남아있는 트래픽 예약이 없다면, 블록(76)에 나타난 바와 같이 컨트롤은 그 다음에 A와 D가 간섭을 유발하거나 간섭을 수신하지 않을 것을 알며 따라서, 블록(84)에 나타난 바와 같이 기존 링크와 병행하여(in parallel) A와 D에 채널을 승인할 수 있다.

이와 달리, 만일 그러한 트래픽 예약이 이용가능하지 않다면, 컨트롤(40)은 그 다음에 A와 D의 이웃들이 A와 D와 간섭하지 않고 액티브 통신(active communication)을 갖는지를 평가한다(마름모(78)). 더 구체적으로, 컨트롤(40)은 D 및/또는 A와 통신하기 위해 A 및/또는 D에 의해서 이용될 A/D.neighbor.Rx direction!=the direction로 표시되는, 기존 트래픽 예약 상의 이웃들을 오버히어링(overhearing)하는 것과는 서로 다른 방향들을 A와 D가 이용하는지를 평가한다. 달리 말하면, 비록 이러한 이웃들이 액티브(active)하지만 간섭을 피하기 위해 A와 D는 이들 이웃들에 의해서 이용되는 방향들로부터 멀어지는 다른 방향들을 이용할 수 있다. 블록(78)에 나타난 바와 같이, 컨트롤은 또한 A와 D의 이웃들이 A/D. neighbor.Tx-direction!=active로 표시되는 A와 D의 테이블들에 기록되지 않은 방향들을 이용하는지를 평가한다. 다시 말하면, 비록 이러한 이웃들이 액티브 하지만 이들은 A와 D로부터의 멀어지는 방향들을 이용할 수 있으며, 따라서 A, D와 간섭하지 않을 것이다. 이는 조건 A/D.neighbor.Tx_direction!=active로서 나타낸다.

만일 이러한 조건들 중 하나가 충족된다면, 블록(86)에 나타난 바와 같이 컨트롤(40)은 그 다음에 요청을 승인하고 기존 링크와 병행하여 채널 시간을 할당한다. 만일 충족하지 않는다면, 블록(80)에 나타난 바와 같이, 공간 사용(spatial use)은 인에이블될 수 없으며 통신 요청은 거부된다.

일 예로서, 컨트롤(40)이 A와 D로부터 통신 요청을 수신할 때, 컨트롤은, 하나의 예를 들자면 A가 D와 통신하기 위해 방향 6을 이용할 것을 안다. 그러나, A의 노드 방향 표로부터 알 수 있듯이 노드 A는 만일 C가 방향 4를 이용하고 있다면 C로부터의 간섭을 수신할 것이다. 컨트롤(40)은 그 다음에 노드 B와 C에 의해서 이용되는 방향들을 살핀다. 기존 링크에서 노드 C는 실제로 방향 4를 이용하고 있기 때문에, A와 D 사이의 통신은 컨트롤이 요청을 승인하지 못하지 않는 한 B, C와 간섭을 일으킬 것이다.

또 다른 일 예로서, 노드 방향 표는 다음과 같을 수 있다.

노드 방향 표

이제 컨트롤(40)은 이전의 예에서처럼, A가 노드 D와 통신하기 위해 방향 6 대신에 방향 4를 이용할 것을 안다. 또한, 노드 D가 이 방향으로부터 간섭/이웃들(interference/neighbors)을 리포트하지 않은 것도 안다. 그러므로, 노드 B에서 노드 C로의 기존 링크는 노드 A와 노드 D 사이의 통신과 동일한 방향은 아니다. 따라서, 컨트롤(40)은 B와 C의 통신과 동시에 이 통신 요청을 승인한다.

일부 실시예들에서, 무선 개인 영역 네트워크 내의 노드들에 대해서 고효율 토폴로지-인식 인트라 피코넷 스페셜 재사용 메커니즘(highly efficient topology-aware intra piconet special reuse mechanism)이 이용될 수 있다. 이러한 공간 재사용 메커니즘(spatial reuse mechanism)은 컨트롤이 기존 링크에 간섭을 유발함이 없이 토폴로지 정보에 기초하여 임의의 통신 페어의 실현가능성(feasibility)을 평가하는 것을 허용한다.

본 발명의 상세한 설명 전체에 나타나는 "일 실시예" 또는 "실시예"는 실시예와 연결되어 설명된 특정 특징(feature), 구조, 또는 특성(characteristic)은 본 발명에 의해 포함되는 적어도 하나의 구현에 포함되는 것을 의미한다. 따라서, "일 실시예" 또는 "실시예"라는 문구는 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것이 아니다. 더 나아가, 특정 특징들, 구조들, 또는 특성들은 설명된 특정 실시예의 형태 외에도 다른 적합한 형태들로 구현될(instituted) 수 있으며, 그러한 모든 형태들은 본 출원의 특허청구범위에 의해 포함될 수 있다.

본 발명은 제한된 수의 실시예들에 한정되어 설명되었지만, 해당 기술 분야의 당업자는 그로부터의 다양한 수정과 변형이 가능하다는 것을 인식할 수 있다. 실질적인 본 발명의 사상과 범위 내에 이러한 모든 수정과 변형이 포함되며 첨부되는 특허청구범위는 이러한 모든 것을 포함시키는 것으로 의도된다.

Claims

방법으로서,
방향성 안테나로부터 안테나 트레이닝 시퀀스(antenna training sequence)를 복수의 상이한 방향으로 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 트레이닝 시퀀스의 전송에 대해 모니터링하기 위해 네트워크 내의 장치들에 대해 기간(period)을 배정하는(assigning) 단계
를 포함하는, 방법.
제2항에 있어서,
트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해, 이미 상기 네트워크의 일부인 기존 장치들(existing devices)에 대해 제1 시기(first time period)를 배정하는 단계
를 포함하는, 방법.
제3항에 있어서,
트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해 상기 네트워크에 합류(join)하기를 원하는 신규 장치들에 대해 상기 제1 기간과는 구별되는 제2 기간을 제공하는 단계
를 포함하는, 방법.
제4항에 있어서,
상기 트레이닝 시퀀스들의 전송 중에 간섭(interference)에 대해 모니터링하는 단계
를 포함하는, 방법.
제4항에 있어서,
네트워크 내의 장치들로부터 간섭 리포트들(interference reports)을 수신하도록 조정자를 배정하는 단계
를 포함하는, 방법.
제6항에 있어서,
상기 제2 발견 기간(second discovery period) 중에 트레이닝 시퀀스들의 결과로서 간섭 리포트들을 전송하는 단계
를 포함하는, 방법.
제1항에 있어서,
상기 조정자가, 특정 위치들 및 특정 방향들에 있는 2개의 상이한 장치들 사이의 간섭에 관한 정보를 컴파일하는 것을 인에이블하는(enabling) 단계
를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
상기 조정자가, 상기 컴파일된 정보를 이용하여 공간 재사용(spatial reuse)이 발생할 수 있는지를 지시하는 것을 인에이블하는 단계
를 포함하는, 방법.
제9항에 있어서,
이벤트(event)의 발생에 응답하여 상기 컴파일된 정보를 갱신하는 단계
를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서,
상기 시간의 경과(passage of time)에 응답하여 갱신하는(updating) 단계
를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서,
갱신할 수 있는 시간이 사용가능할 때에 기회가 있을 때마다(opportunistically) 갱신하는 단계
를 포함하는, 방법.
제10항에 있어서,
주어진 수의 간섭 리포트들의 발생에 응답하여 갱신하는 단계
를 포함하는, 방법.
제8항에 있어서,
공간 재사용이 발생할 수 있게 허용할지를 나타내도록 상기 조정자를 인에이블하고,
제1 무선 장치에 대해, 제1 무선 장치가 과거의 통신 과정 중에 특정 방향에 있는 제2 무선 장치로부터 간섭을 경험하였는지 여부를 나타내는 테이블(table)을 이용하는 단계
를 포함하는, 방법.
무선 노드(wireless node)로서,
방향성 안테나(directional antenna); 및
상기 안테나로 하여금 트레이닝 시퀀스를 복수의 상이한 방향으로 전송하게 하는 컨트롤(control)
을 포함하는, 무선 노드.
제15항에 있어서,
상기 컨트롤은, 상기 트레이닝 시퀀스의 전송에 대해 모니터링하기 위해 네트워크 내의 장치들에 대해 기간을 배정하는, 무선 노드.
제16항에 있어서,
상기 컨트롤은, 해당 트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해, 이미 상기 네트워크의 일부인 장치들에 대해 제1 시기를 배정하는, 무선 노드.
제17항에 있어서,
상기 컨트롤은, 트레이닝 시퀀스들을 전송하기 위해 상기 네트워크에 합류하기를 원하는 신규 장치들에 대해 상기 제1 기간과 상이한 제2 기간을 제공하는, 무선 노드.
제18항에 있어서,
상기 컨트롤은, 상기 네트워크 내의 장치들로부터 간섭 리포트들을 수신하는, 무선 노드.
제19항에 있어서,
상기 노드가 특정 위치들 및 특정 방향들에 있는 상이한 장치들 사이의 간섭에 관한 정보를 컴파일하는, 무선 노드.
제20항에 있어서,
상기 컨트롤이 상기 컴파일된 정보에 기초하여 공간 재사용이 발생할 수 있는지를 판정하는, 무선 노드.