KR20110048059A

KR20110048059A - 메시―유형 네트워크들의 강화된 형성

Info

Publication number: KR20110048059A
Application number: KR1020117006665A
Authority: KR
Inventors: 테오도루스 덴텐네르
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2008-08-25
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-05-09
Also published as: TW201032632A; US20110164525A1; JP2012501145A; CN102132536A; EP2319214B1; WO2010023601A3; KR101659711B1; US8953466B2; EP2319214A2; WO2010023601A2; TWI569660B; JP5647124B2; CN102132536B

Abstract

본 발명은 메시 유형 네트워크들의 강화된 형성에 관한 것으로서, 초기 메시 형성은 다른 메시 스테이션들과 연관된 것 또는 관련된 메시 상태에서의 채널 환경 중 적어도 하나를 지정하는 추가 정보를 에드버타이즈함으로써 지원된다.

Description

메시―유형 네트워크들의 강화된 형성{ENHANCED FORMATION OF MESH-TYPE NETWORKS}

본 발명은 일반적으로 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network; WLAN)의 메시(mesh)와 같은 - 그러나 이로 제한되는 것은 아니다 - 메시-유형 네트워크를 형성하기 위한 장치들, 방법들, 컴퓨터 프로그램 제품들 및 데이터 구조들에 관한 것이다.

메시 서비스들이 없는 WLAN 배치들에서, 클라이언트 스테이션(client station)들 또는 엔드 스테이션들(end stations; STAs)은 네트워크와 액세스하기 위해서 액세스 포인트(access point; AP)와 연관되어야만 한다. 이 STA들은 통신하기 위해서 자신들이 연관되어 있는 AP에 의존한다.

소위 메시 네트워크는 다른 네트워크들 및 보다 상위의 계층 프로토콜의 관점에서 브로드캐스트 이더넷(broadcast Ethernet)과 기능적으로 동일한 것처럼 보인다. 예로서, 메시 네트워크는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.11 사양들에 따른 LAN일 수 있고, 여기서 링크들 및 제어 요소들은 네트워크 부재(member)들 사이에서 프레임들을 전달한다. 그러므로, 이것은 통상적으로 메시 내의 모든 메시 포인트들(mesh points; MPs)이 링크 계층에 직접적으로 접속되는 것처럼 보인다. 이 기능성은 상위 계층 프로토콜들에 투명(transparent)하다.

표준 '인프라스트럭처(infrastructure)' 무선 로컬 영역 네트워크는 중앙집중식 네트워크로서, 여기서 STA들은 '마스터 스테이션(master station)' 역할을 하는 AP에 접속된다. 이 중앙집중식 토폴로지(topology)는 네트워크 형성 및 초기 채널 선택을 용이하게 한다. AP는 특정한 주파수 채널에서 송신을 시작하도록 구성되고 STA들은 예를 들면, 이용가능한 주파수들의 목록을 스캔(scan)함으로써 이 채널을 찾기만 하면 된다. STA들은 단지 각각의 방문 채널에 대해 프로브 요청들(probe requests)을 브로드캐스팅함으로써 능동적으로, 또는 각각의 방문 채널에 대해 에드버타이즈먼트들(advertisements) 또는 비콘(beacon)들에 대해 청취함으로써 수동적으로, 채널을 찾을 필요가 있다. 모든 이용가능한 채널들을 방문한 후에, STA들은 부근에 있는 모든 AP들을 찾았을 것이고, 연관된 하나를 선택할 수 있다.

그러나, 무선 메시 네트워크에서, 중앙 조정 스테이션(central coordinating station)은 존재하지 않는다. 이는 표준 인프라스트럭처 네트워크에서보다 네트워크 형성 및 초기 선택을 더 어렵게 한다. 특히, 문제들은 능동 스캐닝을 실행하는 STA가 다수의 주파수 채널들 상에 있는 다수의 다른 스테이션들을 찾을 수도 있다는 점이다. 이 경우, 스테이션이 선택될 필요가 있을 것이므로 관련 표준의 현재 드래프트(draft)는 초기 메시 형성을 위해서 채널 절차 값들에 기초하여 프로토콜을 규정한다(Draft Standard for Information Technology의 조항 11B.4 - 2008년 3월, Telecommunications and Information Exchange Between Systems - LAN/MAN 특정 요구사항들 - Part 11: Wireless Medium Access Control(MAC) and physical layer(PHY) 사양들: 개정: Mesh Networking, IEEE Unapproved draft, IEEE P802.11s/D2.0). 이 프로토콜에 따르면, 각각의 메시 노드(mesh node)는 채널 우선순위 값(precedence value)을 선택한다. 다음, 메시 노드는 얼마간의 능동 및 수동 스캐닝을 실행한다. 이때, 적절한 이웃들이 발견되지 않으면, 메시 노드는 채널을 선택하고 자신의 채널 우선순위 값을 에드버타이즈(advertise)한다. 메시 노드가 다수의 이웃들을 발견하면, 상기 메시 노드는 수치적으로 가장 높은 채널 우선순위 값에 기초하여 이 이웃들 중 하나를 선택한다. 그러나, 이 프로토콜은 두 가지 방식들에서 결점이 있다.

제 1 문제로서, 흔히 다수의 중요한 시나리오들에서 메시 형성 동안 분리 메시들(disjoint meshes)이 형성된다.

도 2a는 개시(start up) 중인 네 개의 예시적인 메시 노드들(MPP 및 MP2 내지 MP4)을 갖는 개략적인 메시-유형 환경을 도시한다. 메시 노드들 중 하나는 메시 포인트 포털(mesh point portal; MPP)로서 채널 "a" 상에서 제 2 메시 노드(MP2)와 "3"의 채널 우선순위 값(CPV)으로 피어 링크(peer link)를 갖는다. 제 4 메시 노드(MP4)는 제 2 메시 노드(MP2)와 범위 외에 있고 능동 스캐닝 프로세스를 중단했으며 자체의 메시 프로파일들 중 하나, 채널 "b", 및 "5"의 CPV를 채택하였다. 제 4 메시 노드(MP4)의 CPV는 무작위로 선택되지만 제 2 메시 노드(MP2)에 의해 에드버타이즈되는 CPV보다 더 높게 생성한다.

도 2b는 제 3 노드(MP3)가 CPV-기반 프로토콜 선택 메커니즘을 이용하여 후보 피어 노드를 선택했다는 사실에 기인하는 분리 메시가 형성된 후의 도 2a의 개략적인 메시-유형 환경을 도시한다. 상기 선택 메커니즘에 따르면, 제 3 노드(MP3)는 "5"의 더 높은 CPV를 갖는 제 4 MP4를 후보로서 선택하여 이와 피어 링크를 확립하여, 하나의 접속된 메시 대신 두 분리 메시들이 형성된다.

제 2 문제로서, 다중-라디오 디바이스들(multi-radio devices)의 목적이 완전히 무시된다.

도 3은 제 1 내지 제 3 라디오 디바이스들(A 내지 C) 및 두 메시 노드들(D, E)을 포함하는 다중-라디오 디바이스를 갖는 메시-유형 환경을 도시한다. 두 메시 노드들(D, E)은 CPV에 기초하여 후보 피어들을 선택한다고 가정하면, 다중-라디오 디바이스들의 목적이 고려되지 않는다. 도 3에 도시된 상황에서, 라디오 디바이스들(A 내지 C)은 스캐닝을 중단하고, 각각 채널들 "1", "3", 및 "5"를 선택하고, 자신이 선택한 채널들에 대해 각각 "2", "7", 및 "4"의 CPV들을 에드버타이즈한다. 상기 환경 내의 개시하는 임의의 새로운 디바이스 또는 노드는 세 라디오들(A 내지 C)을 발견할 것이다. 그러나, 상기 프로토콜의 종래의 선택 메커니즘으로 인해, 새로운 디바이스 또는 노드는 가장 높은 CPC를 에드버타이즈하는 라디오 디바이스를 선택해야만 한다. 도 3에서, 제 2 라디오 디바이스(B)가 "7"의 CPV를 에드버타이즈하고, 반면에 제 1 라디오 디바이스(A)는 "2"의 CPV를 에드버타이즈하고, 제 3 라디오 디바이스(C)는 "4"의 CPV를 에드버타이즈하기 때문에 제 2 라디오 디바이스(B)가 가장 높은 CPC를 에드버타이즈하는 라디오 디바이스이다. 결과적으로, 제 1 및 제 3 라디오 디바이스들(A, C)은 메시 형성 동안 완전히 무시될 것이고 피어 링크들을 확립하지 않을 것이다. 즉, 두 메시 노드들(D, E)이 개시될 때, 이 노드들 양쪽 모두는 제 2 라디오 디바이스(B)를 후보 피어로서 선택하고 다른 라디오 디바이스들(A, C)을 무시할 것이다.

본 발명의 목적은 더 유연한 초기 네트워크 형성 방식을 제공하는 것이다.

상기 목적은 에드버타이즈먼트의 송신 종단에서 청구항 제 1 항에서 청구되는 바와 같은 장치 및 청구항 제 8 항에서 청구되는 바와 같은 방법에 의해, 에드버타이즈먼트의 수신 또는 오버히어링(overhearing) 종단에서 청구항 제 2 항에서 청구되는 바와 같은 장치 및 청구항 제 9 항에서 청구되는 바와 같은 방법에 의해, 청구항 제 11 항에서 청구되는 바와 같은 컴퓨터 프로그램 제품에 의해, 및 청구항 제 12 항에서 청구되는 신호에 의해 달성된다.

따라서, 네트워크 에드버타이즈먼트들 또는 비콘들에서의 접속 상태 또는 채널 간섭 중 적어도 하나를 명시하는 표시를 제공함으로써, 분리 네트워크들이 형성되고 다중-라디오 디바이스들에서 라디오 리소스들(radio resources)이 비효율적으로 이용되는 것이 방지될 수 있다. 추가적으로, 현재 상기 드래프트 802.11s 개정에서는 메시 헤더(mesh header)들의 플래그 필드(flag field)들에 여전히 이용되지 않은 비트들이 존재하기 때문에 낮은 오버헤드에서 제안된 강화된 채널 선택이 달성될 수 있다. 추가적으로, CPV(예를 들면, 4 옥텟(octet)들)가 메시 형성 동안 이용될 필요가 없고 생략될 수 있다고 고려되어야만 한다.

제안된 장치들은 네트워크 노드 또는 스테이션에 제공된 프로세서 디바이스들, 모듈(module)들, 칩들, 칩셋(chip set)들, 또는 회로소자들로서 구현될 수 있다. 프로세서는 컴퓨터 또는 프로세서 디바이스 상에서 구동될 때 청구된 방법들의 단계들을 실행하기 위한 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 의해 제어될 수 있다.

제 1 양태에 따르면, 표시는 전파된 메시지의 헤더에 설정될 수 있다. 더 구체적으로, 예로서, 표시는 헤더의 각각의 플래그 필드에 설정될 수 있다. 헤더 내에 표시를 추가하면 종래의 헤더들의 예약된 필드들이 표시를 전달하기 위해 이용될 수 있는 장점이 제공되어, 추가 시그널링 오버헤드가 생성되지 않는다.

상기 제 1 양태에 조합될 수 있는 제 2 양태에 따르면, 접속 상태는 메시 유형 네트워크의 포털로의 접속을 표시할 수 있다. 이로 인해, 메시 형성이 항상 메시 유형 네트워크의 포털로부터 시작할 것임이 보장될 수 있다.

상기 제 1 및 제 2 양태들 중 임의의 하나 또는 양쪽 모두와 조합될 수 있는 제 3 양태에 따르면, 채널 간섭 특성은 관련된 채널의 간섭 환경을 표시할 수 있다. 이는 메시 노드가 이 정보를 이용하여 채널 점유 시간 또는 다른 간섭 관련 파라미터들을 추정할 수 있는 이점을 제공한다. 특정한 예로, 채널 간섭 특성은 관련 채널 상에서 검출된 능동 스테이션들의 수, 또는 노드가 이미 피어 링크 관계들을 확립했던 피어 메시 포인트들의 수를 계수함으로써 간단한 방식으로 결정될 수 있다.

부가적인 유용한 개발들은 종속 청구항들에서 규정된다.

본 발명은 이제 다양한 실시예들에 기초하여 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

도 1은 메시 네트워크 내의 여러 무선 노드들의 개략적인 네트워크 토폴로지를 도시한 도면.
도 2a 내지 도 2b는 종래의 선택 메커니즘의 결과로서 분리 메시들의 형성 이전 및 이후의 개략적인 메시-유형 환경을 도시한 도면들.
도 3은 다중-라디오 디바이스들을 갖는 메시-유형 환경을 도시한 도면.
도 4는 메시 헤더의 종래의 플래그 필드들을 도시한 도면.
도 5는 제 1 실시예에 따른 메시 헤더의 플래그 필드들을 도시한 도면.
도 6은 제 2 실시예에 따른 메시 헤더의 플래그 필더들을 도시한 도면.
도 7은 실시예들에 따른 인프라스트럭처 유형 메시의 형성 단계들을 도시한 도면.
도 8은 제 3 실시예에 따른 표시 설정 절차의 흐름도.
도 9는 제 4 실시예에 따른 스캐닝 절차의 흐름도.
도 10은 제 5 실시예에 따른 메시 노드의 개략적인 블록도.

이후에, 본 발명의 실시예들은 도 1에 도시되는 바와 같은 일 예시적인 무선 메시 네트워크 토폴로지에 기초하여 기술된다.

최종-이용자 디바이스들(엔드 스테이션들(STA들)과 같은)(10)은 메시 네트워크의 이웃하는 최종-이용자 디바이스들 및 AP들과 상호운용가능한 피어-투-피어(peer-to-peer) 무선 링크들을 확립하는 능력으로부터 이익을 얻을 수 있다. 메시 포인트들(MP들)(30)은 메시 서비스들을 지원하는 서비스 품질(quality of service; QoS) STA들일 수 있으므로, 즉, 메시 포인트들은 메시 네트워크의 상호운용가능한 형성 및 운영에 참여한다. MP는 하나 이상의 다른 엔티티(entity)들(예를 들면, AP, 포털 등)과 공동배치될 수 있다. AP와 공동배치되는 MP의 구성은 메시 액세스 포인트(mesh access point; MAP)(20)로 칭해진다. 그와 같은 구성으로 단일 엔티티는 메시 기능성들 및 AP 기능성들 양쪽 모두를 동시에 논리적으로 제공하는 것이 가능하다. STA들은 AP들과 연관되어 네트워크에 액세스한다. 포털(P)과 공동배치되는 MP의 구성은 메시 포인트 포털(mesh point portal; MPP)(40)로 칭해진다. MP들은 경로 선택 및 포워딩(forwarding) 등과 같은 메시 기능성에 참여한다. 메시 포인트 포털(40)은 다른 네트워크들(100)로의, 예를 들면, 다른 IEEE 802 LAN 세그먼트(segment)들 또는 다른 유형의 네트워크들에 인터페이스를 제공한다.

제 1 실시예에 따르면, 새로운 정보 또는 표시는 에드버타이즈먼트들 또는 비콘들에서 이용되는 메시 헤더의 메시 플래그 헤더로 전달되거나 상기 헤더에 추가된다. 제 1 실시예에 따르면, 메시 헤더의 메시 플래그 필드의 비트는 스테이션이 포털에 접속하고 있는지의 여부를 표시하도록 설정되거나, 그 반대일 수 있다.

그 다음, 이 새로운 정보는 메시 형성 동안 비콘들, 에드버타이즈먼트들, 및/또는 프로브 응답 프레임들을 통해 자동으로 에드버타이즈될 수 있다. 이용가능한 플래그 필더들에 이용되지 않은 비트들이 있을 수 있기 때문에, 여분의 오버헤드가 요구되지 않을 수 있다.

도 4는 메시 헤더의 종래의 플래그 필더를 도시한다. 이 종래의 예에서, 메시 플래그 필드는 길이가 8인 비트들을 포함하고 내부의 플래그들은 메시-지정 헤더 프로세싱을 제어하기 위해, 예를 들면, 메시 어드레스 확장(mesh address extension)을 위해 이용된다. 처음 2 비트들(B0, B1)은 어드레스 확장(address extension; AE) 모드를 시그널링(signaling)하기 위해 이용되고, 세번째 비트(B2)는 전력 절약 레벨을 시그널링하기 위해 이용되고, 네번째에서 여덟 번째 비트들(B3 내지 B7)은 예약된다.

도 5는 제 1 실시예에 따른 메시 헤더의 플래그 필드를 도시한다. 메시 헤더 필드의 메시 플래그 필드에 적어도 하나의 비트를 도입하는 것이 제안된다. 이 적어도 하나의 새로운 비트는 에드버타이즈하는 라디오 디바이스 또는 메시 노드의 접속 상태(예를 들면, "포털에 접속된")를 표시하거나 시그널링하는 표시자로서 이용되거나 예약될 수 있다. 이 접속 상태 표시자 필드는 예를 들면, MP가 현재 포털에 접속되어 있지 않을 경우 "0"으로 설정되고 MP가 포털에 접속되어 있는 경우 "1"로 설정되는 하나의 비트 필드(도 5에서의 네 번째 비트(B3)를 참조하라)일 수 있다.

제 1 실시예와 조합될 수 있는 제 2 실시예에 따르면, 메시 플래그 필드에서의 값은 관련 라디오 디바이스 또는 메시 노드가 이용하는 채널의 간섭 환경과 같은, 채널 특성화 정보(channel characterization information)를 표시하기 위해 수정되거나 설정된다.

도 6은 제 2 실시예에 따른 메시 헤더의 플래그 필드를 도시한다. 종래의 메시 헤더에 대해 강화된 것으로서, 종래의 메시 플래그 필드에서 현재 이용되지 않는 적어도 하나의 비트가 채널 특성화를 위해 이용될 수 있다. 이는 다수의 방식들로 행해질 수 있다. 그러므로, 메시 노드는 채널 점유 시간, 또는 채널 비지 프랙션(channel busy fraction), 즉 채널이 점유되는 있는 동안의 시간의 량을 추정할 수 있다. 채널 비지 프랙션을 측정하기 위해, 메시 포인트는 현재 무선 송신 및 수신 유닛들에서 이용가능하고 채널이 점유되어 있는지 또는 비어 있는지의 여부를 검출하기 위해 이용되는 클리어 채널 평가(clear channel assessment; CCA) 절차를 이용할 수 있다. 가능한 CCA 절차는 예를 들면, 2007년 IEEE 표준 802.11 Rev의 조항 12.3.5.10에 기술되어 있다. 그 다음, 채널 비지 프랙션은 채널이 점유되어 있었던 동안의 시간의 프랙션을 리포트한다. 대안적으로, 채널 비지 프랙션은 채널을 공유하고 있는 스테이션들의 수(메시 및 레거시(legacy) 양쪽 모두), 또는 이미 피어 관계를 확립했던, 즉 메시 링크를 가지고 있는 메시 포인트들의 수를 리포트(report)할 수 있다. 또한 접속 상태 표시 비트(B3)를 표시하는 도 6의 예에서, 도 4의 종래의 플래그 필드의 남은 세 예약 비트들(B4 내지 B7)은 채널 특성화 정보를 전달하거나, 시그널링하거나, 표시하기 위해 이용된다.

다중-라디오 디바이스들은 동일한 절차를 실행한다. 여기서, 하나의 디바이스의 다수의 라디오들(radios)은 자동적으로 자신들 사이에 확립된 피어 링크들을 갖는다. 그러므로 디바이스 세트들의 라디오들 중 하나가 접속 상태 비트를 "1"로 설정하자마자, 디바이스들의 다른 라디오들도 뒤따라 설정한다.

제 1 실시예에 따른 접속 상태 표시자는 관련 메시 노드가 포털로, 따라서 다른 네트워크들 및 인터넷들로의 접속이 확립되어 있다는 정보를 이용가능하도록 한다. 그러므로, 이 노드는 채널들을 다시 빠르게 스위칭(switching)할 가능성이 없다.

제 2 실시예에 따른 강화에서, 하나의 채널에 상주하는 STA들은 메시 초기화 및 비코닝(beaconing)을 실행하기 위해, 예를 들면, 자신들이 이 채널 상에서 보는 능동 STA들의 수를 계수함으로써, 또는 채널 비지 프랙션을 결정함으로써 매체를 특성화한다. STA들은 이제 도 6에 도시된 상기 채널 특성화 필드에서 이 수치를 리포트할 수 있다. 이 숫자의 정확한 본성에 따라, 어떤 정확한 코딩이 선택될 수 있는데, 예를 들면, 스테이션들의 수가 계수되면, 값 "15"는 상기 채널 상에 있는 15 이상의 스테이션들을 나타낼 수 있다. 노드는 동작 중에 채널 상의 액티비티(activity)에 따라 이 필드를 업데이트할 수 있다.

일반적으로, 적어도 두 유형들의 메시 네트워크들, 즉 "인프라스트럭처" 메시 네트워크들 및 "애드 혹(ad hoc)" 메시 네트워크들이 구별될 수 있다. 인프라스트럭처 메시 네트워크들은 유선 인프라스트럭처를 대체하도록 설계된다. 인프라스트럭처 메시 네트워크들은 유선에 접속되는 포털에 어떤 무선 백본(backbone)을 형성할 수 있다. 대조적으로, 애드 혹 네트워크들은 인프라스트럭처가 존재할 필요없이, 노드들 사이에 동시 피어-투-피어 접속성을 제공한다.

도 7은 다양한 실시예들에 따라 및 제안된 추가 헤더 정보의 조작에 대한 얼마 정도 단순한 규칙들에 기초하는 인프라스트럭처 유형 메시의 형성 단계들을 도시한다. 포털과 공동배치된 메시 노드(MPP)는 개시 시에 접속 상태 플래그 또는 비트를 "1"로 설정한다. 포털과 공동배치되지 않은 메시 노드(MPA)는 개시 시에 접속 상태 플래그 또는 비트를 "0"으로 설정한다. 일단 하나 이상의 피어 링크들이 메시 포인트에 의해 확립되었다면, 각각의 메시 포인트는 자체의 접속 상태 비트를 에드버타이즈먼트들, 비콘들 또는 프로브 응답들에서 관찰되는 바와 같은 자체의 피어의 접속 상태 비트 및 자기 자신의 접속 상태 비트 중 최대 값으로 설정한다.

도 7의 인프라스트럭처 유형 메시 환경에서, 메시는 이미 상술한 바와 같이, 포컬(MPP)과 공동배치되는 메시 노드에서 시작하는 다수의 단계들로 형성될 수 있다. 그와 같은 인프라스트럭처 메시 네트워크들은 포털(MPP)로부터 성장해야한 한다. 즉, 포털(MPP)과 공동배치되는 메시 노드(MPP)는 메시를 개시하고, 통신 범위의 메시 노드들, 즉 MP A 및 MP B는 이 메시 노드(MPP)와 연관되고, 따라서 메시는 MPP로부터 전개된다. 그 다음, 도 7에 도시되는 바와 같이, 메시는 단계들(2 및 3)로 연속해서 전개되고, 이때 MPP와 더 떨어져 있는 MP들이 상기 메시와 연관된다. 제안된 강화된 에드버타이즈먼트 정보를 제공함으로써 이 비헤이비어(behavior)가 지원된다. 실제로, 이 비헤이비어는 더 이상 타이밍 이벤트들의 우연한 생성에 좌우되지 않으므로, 더 큰 메시 네트워크들에서 이 바람직한 비헤이비어가 나타나는 것이 보장될 수 있다.

도 8은 제 3 실시예에 따른, 메시 네트워크에서 강화된 에드버타이즈먼트 메커니즘 또는 절차의 개략적인 흐름도를 도시한다.

상기 절차는 포털로의 접속이 확립되어 있다는 것을 메시 노드 또는 라디오 디바이스가 검출하자마자 개시된다((단계(S101)). 이에 응답하여, 플래그 "접속"의 접속 상태 표시자가 설정된다((단계(S102)). 마지막으로, 설정된 접속 상태 표시자를 갖는 에드버타이즈먼트, 비콘 또는 프로브 응답이 메시 네트워크를 통해 에드버타이즈된다(단계(S103)).

도 9는 제 4 실시예에 따른 스캐닝 절차의 흐름도를 도시한다. 이 절차는 예를 들면, 애드 혹 네트워크 내의 인프라스트럭처 유형 노드의 전형적인 스캐닝 비헤이비어일 수 있다.

제 1 및/또는 제 2 실시예에 따라 제안된 플래그 필드에 있어서, 바람직한 스캐닝 비헤이비어는 용이하게 시행될 수 있어서 스캐닝 절차를 간단하게 한다. 도 8과 관련하여 표시되는 바와 같이, 포털과 공동배치된 메시 노드 또는 라디오 디바이스는 접속된 상태 플래그 또는 비트가 "1"로 확립된 채로 에드버타이징 또는 비코닝을 개시한다. 단계(S201)에서, 다른 메시 노드들은 자신들의 환경을 스캔한다. 단계(S202)에서, 검출된 후보 피어가 후보 피어 목록에 추가된다. 단계(S203)에서, 설정된 접속 상태 정보를 갖는 후보를 위해 후보 피어 목록이 조사되고 포털과 접속된 후보들이 발견될 때까지 스캐닝 및 목록화 단계들이 반복된다. 그 다음, 단계(S204)에서 예를 들면, 후보들의 장소, 신호 특성, 채널 특성, CPV 등 중 적어도 하나에 기초하여 적합한 후보들을 위해 후보 피어 목록이 조사된다. 만일 단계(S204)에서 적합한 후보가 발견되지 않으면, 절차는 단계(S201)로 건너뛰어 스캐닝을 계속한다. 그렇지 않고, 적합한 후보가 발견되었다면, 단계(S205)에서 피어 링크 셋업이 시작된다.

각각의 노드가 에드버타이즈먼트, 비콘 또는 프로브 응답을 리포트할 필요가 있을 때마다 각각의 노드는 자체적으로 "0"으로 확립된 접속 상태 비트를 에드버타이즈한다. 일단 각각의 노드가 포털과 접속되어 있는 이웃하는 메시 노드를 발견하였다면, 노드는 메시 노드와 함께, 피어 링크 셋업에 대해 적용되는 표준 규칙 하에서, 피어 링크 셋업 알고리즘을 개시한다. 노드가 링크를 셋업하자마자, 노드는 자기 자신의 플래그 필드의 비트들을 파트너로서 이용가능해지도록 설정하여 피어 링크들을 셋업한다. 이 메시 네트워크의 초기화는 이후에 의도된 대로 전개될 수 있다.

도 5는 제 5 실시예에 따른 메시 노드의 개략적인 블록도를 도시하고, 메시 노드는 메시 포인트, 메시 액세스 포인트, 메시 포털, 또는 임의의 다른 유형의 라디오 노드 또는 디바이스일 수 있다. 이는 개별 하드웨어 회로 또는 회로소자, 칩, 칩셋, 모듈 또는 도 5의 기능들이 소프트웨어 프로그램들 또는 루틴(routine)들로 제공되는 소프트웨어-제어 프로세서 또는 컴퓨터 디바이스로서 구현될 수 있다.

에드버타이즈먼트들, 비콘들, 프로브 응답들 등은 무선 노드의 라디오 주파수(radio frequency; RF) 전단(front end)에서 제공될 수 있는 송수신기(TRX) 회로(52)에 의해 수신되고 송신될 수 있다. 메시 노드에서 생성되는 신호들은 접속 상태 정보 및 채널 특성화 정보 중 적어도 하나를 검출 유닛(54)으로부터 획득된 제어 정보에 기초하여, 새로운 비콘, 에드버타이즈먼트, 프로브 응답 등에 추가하거나 설정하는 형성 제어 유닛(formation control unit; FC)(55)을 통해 TRX(52)에 공급된다. 검출 유닛(54)은 예를 들면, 교환된 시그널링에 기초하여, 포털로의 접속이 셋업되었는지의 여부를 검출한다. 더욱이, 검출 유닛(54)은 상기 제 2 실시예에서 규정되는 바와 같은 채널 특성들을 검출한다.

추가적으로, 검출 유닛(54)은 수신된 신호에서 접속 상태 정보 및 채널 특성화 정보 중 적어도 하나를 위해 조사하고 형성 제어 유닛(55)에 대응하는 표시를 제공한다. 이 표시에 기초하여, 후보 피어 목록은 예를 들면, 프로그래밍가능한 비-휘발성 저장장치로서 메모리 또는 레지스터(register) 등에 제공될 수 있는 룩-업 테이블(lock-up table; LUT)(56)에 예를 들면, 형성 제어 유닛(55)에 의해 저장될 수 있다. 그 다음, 후보 피어 목록에 기초하여, 형성 제어 유닛(55)은 피어 링크 셋업 등을 개시할 수 있다.

그러므로, 도 5의 형성 제어 유닛(55)의 기능성들로 인해 도 8 및 도 9와 관련되어 기술되는 절차들 중 하나 아니면 양쪽 모두의 구현이 가능하다.

제안된 실시예들은 또한 다중-라디오 디바이스들을 이용할 때 더 양호한 동작들을 지원한다. 다중-라디오 디바이스들의 하나의 라디오 디바이스가 아마도 노드들의 체인을 통해 포털에 상호 접속되는 경우, 다중-라디오 디바이스의 모든 라디오 디바이스들은 접속 상태 정보를 설정한다. 포털에 접속하는 라디오 디바이스는 주어진 채널 상에서 자신의 링크를 갖고, 상기 주어진 채널은 채널 특성화 필드의 선택된 메트릭(metric)에 의해 선택적으로 특성화될 수 있다. 다른 라디오 디바이스들은 어떤 스캐닝 절차를 실행할 수 있거나 또한 동작 동안 채널을 고정시킬 수 있다. 후자의 선택사항이 선택되어야만 한다면, 라디오 디바이스는 또한 환경의 특성화를 실행할 수 있다. 환경에 진입하는 새로운 라디오 디바이스들은 적절하게 선택되어 다중-라디오 디바이스의 라디오 디바이스들 중 하나와 링크를 확립하고, 무작위의, 적절하지 않은 선택이 되도록 강제되지 않는다.

요약하면, 메시 유형 네트워크들의 강화된 형성이 기술되었고, 여기서 초기 메시 형성은 다른 메시 스테이션들 또는 관련된 메시 스테이션에서의 채널 환경과 연관된 것 중 적어도 하나를 지정하는 추가 정보를 에드버타이즈함으로써 지원된다.

본 발명은 상기 실시예들로 제한되지 않고 상태 정보의 에드버타이즈먼트를 허용하는 임의의 네트워크 환경에 대해 이용할 수 있음이 주목된다. 다른 필드들 또는 비트 수들이 제안된 추가 정보를 전달 또는 시그널링하기 위해 이용될 수 있음은 당업자에게는 명백하다. 더욱이, 추가 정보의 지정은 상이할 수 있다. 상기 실시예들에 대한 대안으로서, 이미 이용된 비트 패턴이 미리 결정된 방식으로 수정될 수 있거나 미리 결정된 비트 위치들이 미리 결정된 규칙들에 따라 설정될 수 있다. 부가적인 대안으로서, 미리 결정된 값들은 메시 형성을 지원하는 바람직한 추가 정보를 시그널링하기 위해, 각각의 재-비콘, 에드버타이즈먼트, 프로브 응답 등에 배정 또는 할당될 수 있다.

개시된 실시예들의 변형들은 도면들, 명세서, 및 첨부된 청구항들의 연구로부터, 당업자들에 의해 이해되고 달성될 수 있다. 청구항들에서, 단어 "포함하는(comprising)"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 부정 관사("a", 또는 "an")는 복수의 요소들 또는 단계들을 배제하지 않는다. 단일 프로세서 또는 다른 유닛은 청구항들에서 열거되는 여러 아이템들의 기능들을 실행할 수 있다. 특정 수단들이 상호 상이한 종속 청구항들에서 열거된 단순한 사실이 상기 수단들의 조합이 유용하게 이용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 청구된 특징들을 실행하기 위해 프로세서를 제어하기 위하여 이용된 컴퓨터 프로그램은 광학 저장 매체 또는 다른 하드웨어와 함께 또는 다른 하드웨어의 일부로 함께 공급된 고체 상태 매체와 같은 적합한 매체 상에 저장/분배될 수 있으나, 또한 다른 형태들로, 예를 들면, 인터넷 또는 다른 유선 또는 무선 원격통신 시스템들을 통해 분배될 수 있다. 청구항들의 참조 부호들은 청구항의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

10: 최종 이용자 디바이스
20: 메시 액세스 포인트 30: 메시 포인트들
40: 메시 포인트 포털 52: 송수신기 회로
54: 검출 유닛 55: 형성 제어 유닛

Claims

메시 유형 네트워크(mesh type network)의 형성을 제어하기 위한 장치(10)에 있어서:
a) 상기 메시 유형 네트워크의 장치의 접속 상태 및 채널 간섭 특성 중 적어도 하나를 검출하기 위한 검출기(54); 및
b) 전파된 메시지에 표시를 설정하기 위한 설정 유닛(55)으로서, 상기 표시는 상기 접속 상태 및 상기 채널 간섭 특성 중 적어도 하나를 나타내는, 상기 설정 유닛(55)을 포함하는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10)에 있어서:
a) 상기 메시 유형 네트워크로부터 수신된 전파된 메시지에서 표시를 검출하기 위한 검출기(54)로서, 상기 표시는 소스 노드(source node)에서 접속 상태 및 채널 간섭 특성 중 적어도 하나를 나타내는, 상기 검출기(54); 및
b) 상기 접속 상태 및 상기 채널 간섭 특성 중 적어도 하나에 기초하여 링크 셋업을 위한 후보를 선택하기 위한 네트워크 형성 제어 유닛(55)을 포함하는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 표시는 상기 전파된 메시지의 헤더에 설정되는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
제 3 항에 있어서,
상기 표시는 상기 헤더의 각각의 플래그 필드(flag field)에 설정되는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 접속 상태는 상기 메시 유형 네트워크의 포털로의 접속을 나타내는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 채널 간섭 특성은 관련된 채널의 간섭 환경을 나타내는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
제 1 항에 있어서,
상기 채널 간섭 특성은 상기 관련된 채널 상에서 검출된 능동 스테이션들의 수를 계수함으로써, 또는 메시 포인트가 피어 관계를 이미 확립했던 메시 포인트들의 수를 계수함으로써, 또는 채널 비지 프랙션(channel busy fraction)을 결정함으로써 결정되는, 메시 유형 네트워크의 형성을 제어하기 위한 장치(10).
메시 유형 네트워크를 형성하는 방법에 있어서:
상기 메시 유형 네트워크를 통해 표시를 전파하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 표시는 소스 노드에서 접속 상태 및 채널 간섭 특성 중 적어도 하나를 나타내는, 메시 유형 네트워크를 형성하는 방법.
메시 유형 네트워크를 형성하는 방법에 있어서:
상기 메시 유형 네트워크를 통해 전파된 접속 상태 및 채널 간섭 특성 중 적어도 하나에 기초하여 링크 셋업을 위해 후보를 선택하는 단계를 포함하는, 메시 유형 네트워크를 형성하는 방법.
메시 네트워크에서 상태 정보를 에드버타이즈(advertise)하기 위한 시스템에 있어서:
청구항 제 1 항에 따른 장치를 가지는 적어도 하나의 네트워크 노드, 및 청구항 제 2 항에 따른 장치를 가지는 적어도 하나의 네트워크 노드를 포함하는, 메시 네트워크에서 상태 정보를 에드버타이즈하기 위한 시스템.
컴퓨터 디바이스 상에서 구동될 때, 청구항 제 8 항 또는 제 9 항의 상기 단계들을 생성하기 위한 코드 수단을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
메시 유형 네트워크를 통해 전파된 신호에 있어서:
데이터 구조의 소스 노드에서 접속 상태 및 채널 간섭 특성 중 적어도 하나를 나타내는 표시를 포함하는, 메시 유형 네트워크를 통해 전파된 신호.