KR20120067638A - 무선 분산 비코닝 시스템에서, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작에 의한 복수 스트림 병렬 전송 방법 및 장치 - Google Patents

무선 분산 비코닝 시스템에서, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작에 의한 복수 스트림 병렬 전송 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

무선 분산 비코닝 시스템에서, 의사 중앙 제어형 비코닝 방법 및 장치를 개시한다. 무선 분산 비코닝 시스템에서 네트워크의 일체적 제어 기능을 강화할 수 있는 의사 중앙 제어형 비코닝 방법 및 장치를 제공한다. 또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝을 위한 MAC 계층 설계 개념을 제공한다. 또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝을 수행하기 위한 프레임 구조를 제공한다.

Description

무선 분산 비코닝 시스템에서, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작에 의한 복수 스트림 병렬 전송 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD OF PARALLEL TRANSMISSION OF MULTIPLE STREAMS USING PSEUDO CENTERALIZED BEACORNING IN WIRELESS DISTRIBUTED BEACORNING SYSTEM}
본 발명은 무선 통신 네트워크에 관한 것으로서, 무선 통신 네트워크 분야 중 무선 분산 비코닝 시스템에서, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작에 의한 복수 스트림 병렬 전송 방법 및 장치에 관한 것이다. 이때, 의사 중앙 제어형 비코닝은 MAC 계층의 동작에 의하여 수행될 수 있다. 무선 분산 비코닝 시스템은, 분산 구조의 무선 통신 네트워크를 의미한다.
무선 통신 네트워크는, 크게 중앙제어형과 분산 구조로 분류할 수 있다.
중앙제어형 구조는, 중앙제어기가 각 디바이스들로부터 모든 정보를 받아 네트워크 운영에 대한 최종 결정을 내리고, 네트워크 운영에 대한 정보를 각 디바이스들에 방송 전달한다. 따라서, 중앙제어형 구조는, 분산 구조에 비하여 통합된 제어 형태를 갖는다. 중앙제어형 구조는, 예를 들어, IEEE 802.15 등의 무선 통신 표준에 제시되어 있다.
한편, 분산 구조는, 중앙에서 네트워크 제어를 책임지는 제어기가 존재하지 않는다. 이때, 네트워크 제어를 위한 메시지는, 릴레이 형식으로 전달될 수 있다. 따라서, 분산 구조는 통합된 중앙제어의 형태를 가질 수 없으며, 네트워크에 대한 일체적인 제어가 어렵다. 분산 구조는, 예를 들어, ECMA-368 등의 무선 통신 표준에 제시되어 있다.
본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 네트워크의 일체적 제어 기능을 강화할 수 있는 의사 중앙 제어형 비코닝 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝 기능 및 단일 채널에서 복수의 병렬 스트림 전송이 가능한 MAC 계층 설계 개념을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝을 수행하기 위한 프레임 구조를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝 및 복수의 병렬 스트림 전송이 가능한 프레임 구조를 제공한다.
본 발명의 일측에 따른 비코닝 방법은, 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인하는 단계와, 상기 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 생성하는 단계와, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 단계와, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터, 응답 신호(ACK)를 수신하고, 상기 응답신호를 송신한 이웃노드와, 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행하는 단계 및 신호의 전송 범위를 결정하기 위한 시그널링을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 비코닝 방법은, 무선 분산 비코닝 시스템에 속한 노드에 의하여 수행될 수 있다.
상기 선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는, 복수의 비콘 슬롯으로 구성되는 비콘 구간과, 상기 복수의 비콘 슬롯 중 마지막 비콘 슬롯에 할당된 노드가 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하고, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 제1구간 및 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위하여 네트워크 제어 시그널링을 수행하는 제2구간을 포함할 수 있다.
상기 제2구간은 동적으로 할당될 수 있다.
상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하는 단계는, 상기 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 제어 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행하고, 상기 네트워크 제어 알고리즘의 수행 결과를 반영하여 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일측에 따른 비코닝 방법은, 상기 네트워크 코디네이트 비콘은 제1구간 동안 송출되고, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터, 제2구간 내에 응답 신호(ACK)를 수신할 수 있다.
상기 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는, 중앙제어구조형 네트워크와의 합병시, 비콘 구간 내에, 중앙제어형 구조 네트워크의 마스터 스테이션(Master Station)의 비콘 구간을 포함할 수 있다.
상기 중앙제어구조형 네트워크와의 합병시, 상기 중앙제어형 구조 네트워크의 네트워크 정보는, 상기 네트워크 코디네이트비콘의 피드백 전송에 의하여 상기 분산 비코닝 네트워크에도 공유될 수 있다.
본 발명의 일측에 따른 비코닝 장치는, 할당된 비콘 슬롯이 분산 비코닝 네트워크의 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인하는 비콘 슬롯 확인부와, 상기 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 생성하는 네트워크 코디네이트 비콘 생성부 및 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 네트워크 코디네이트 비콘 송출부를 포함한다.
본 발명은 무선 분산구조 네트워크에서 중앙제어형 구조의 네트워크 운용과 제어 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 중앙제어형 구조의 네트워크와 분산 구조의 네트워크의 효과적이고 빠른 공존 및 프레임 합병 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝 기능 및 단일 채널에서 복수의 병렬 스트림 전송이 가능한 MAC 계층 설계 개념을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝을 수행하기 위한 프레임 구조를 제공한다.
또한, 본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 의사 중앙 제어형 비코닝 및 복수의 병렬 스트림 전송이 가능한 프레임 구조를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비코닝 방법을 나타낸다.
도 3은 도 2에서 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하는 단계의 예를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 중앙제어형 네트워크와 분산 구조 네트워크가 공존(coexistence)하고 있는 예를 나타낸다.
도 5는 도 4에서 중앙제어형 네트워크 및 분산 구조 네트워크의 프레임 구조를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산구조 네트워크 및 중앙제어형 네트워크의 프레임 합병 예를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 천이 및 합병의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 7에서 프레임 합병의 예를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비코닝 장치의 구성예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시 예들은, 무선 분산 비코닝 시스템에서 네트워크 제어 기능을 활성화 시키기 위한 MAC 계층 기술을 포함한다.
무선 분산 비코닝 시스템은, 예를 들어 ECMA-386의 분산 비코닝 구조가 있다. ECMA-386의 주기적 비콘 전송은 다음과 같이 정의되어 있다.
"무선 전송 영역 범위 안에 있는 장치간 조율은 비콘 프레임의 교환에 의하여 이루어진다. 주기적 비콘 전송은 장치의 발견을 활성화 시키며, 동적 네트워크 구성을 지원하며, 이동성을 지원한다. 비콘은 네트워크에 기본 타이밍을 제공하며, 네트워크에 접속하기 위한 등록과 정보 스케쥴링 (scheduling) 을 담당한다. MAC 계층 프로토콜은 자기 자신의 이웃 (neighbor) 장치를 소유하는 개별 장치에 대하여 특정된다. 모든 MAC 프로토콜은 개별 인접 장치에 대하여 표현된다."
이하, ECMA-386의 분산 비코닝 구조에 근거하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나, ECMA-386의 분산 비코닝 구조는 설명의 편의 상 예를 든 것으로서, 본 발명이 ECMA-386의 분산 비코닝 구조에만 적용되는 것은 아니다.
하기에서 설명하는 무선 분산 비코닝 시스템에서의 의사 중앙 제어형 비코닝은 크게 2 단계로 분류할 수 있다.
첫 번째 단계는, "네트워크 조율 비콘 백업 (back-off) 단계"이다. 네트워크 조율 비콘 백업 (back-off) 단계는, 비콘 그룹에 등록된 디바이스(Device, DEV) 중, 마지막 비콘 슬롯 (slot)에 할당된 디바이스가 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 송출하는 것을 포함한다. 이때, 디바이스는, 네트워크에 속한 노드를 의미한다.
두 번째 단계는, "네트워크 제어 신호 교환 단계"이다. 네트워크 제어 신호 교환 단계는, 네트워크에 속한 모든 디바이스들이 네트워크에 대한 정보를 한 프레임 내에서 공유하는 단계이다.
이때, 비콘 그룹에 등록된 디바이스 중, 마지막 비콘 슬롯에 할당된 디바이스는 가장 최근에 업데이트 된 비콘 정보를 갖고 있다. 이하, 가장 최근에 업데이트 된 비콘 정보를 갖고 있는 디바이스를 "의사 중앙제어형 비콘 디바이스"라 칭하기로 한다. 의사 중앙제어형 비콘 디바이스는 가장 최근에 업데이트 된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 코디네이트 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행할 수 있다.
여기서, 네트워크 제어 알고리즘은, 네트워크 내에서 통신 품질을 향상 시키기 위한 통신 절차에 따르는 제반 사항을 의미한다. 예를 들어, 네트워크 제어 알고리즘은, 중앙제어형 구조의 네트워크에서 중앙제어기가 자신의 전송 범위 안에 있는 장치들로부터 네트워크 정보를 수집하고, 적절한 통신 절차를 수행하는 동작에 해당한다. 네트워크 제어 알고리즘의 수행은, 최적의 자원 할당, 전송률 제어, 동적 채널 할당, 형평성 있는 등록 처리 등을 포함할 수 있다. 이러한, 최적의 자원 할당, 전송률 제어, 동적 채널 할당, 형평성 있는 등록 처리 등은 전형적인 분산 구조 네트워크에서는 일체적으로 수행되기가 힘들다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조를 나타낸다. 도 1에 도시된 프레임 구조는, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작을 지원한다.
도 1을 참조하면, 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는, 비콘 구간(BP, Beacon Period), 제1구간 및 제2 구간을 포함한다. 비콘 구간은 복수의 비콘 슬롯으로 구성될 수 있다. 제1구간은 네트워크 코디네이트 비콘을 생성되고, 네트워크 코디네이트 비콘이 송출되는 NCBB에 해당한다. 제2구간은 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위하여 네트워크 제어 시그널링을 수행하는 NCSW에 해당한다.
도 1을 참조하면, 디바이스 3(DEV 3)은 비콘 구간의 가장 마지막 비콘 슬롯에 할당되어 있다. 따라서, DEV 3은 가장 최근에 업데이트 된 비콘 정보를 갖고 있는 의사 중앙제어형 비콘 디바이스이다. 의사 중앙제어형 비콘 디바이스는 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하고, 생성된 네트워크 코디네이트 비콘을 일정 시간 동안 일정 주기로 송출할 수 있다.
이때, 의사 중앙제어형 비콘 디바이스는, 네트워크 코디네이트 비콘을 NCBB 구간 동안 송출할 수 있다. 도 1의 NCBB에서, 디바이스들(DEV1~DEV6)은 HHS(Hidden Hand-Shake)를 위한 명령어를 브로드캐스트함으로써, 신호의 전송 범위(transmission range) 또는 비콘 커버리지를 결정할 수 있다. 여기서, HHS는 디바이스들 간에 신호 전송을 통하여 간섭 정도를 측정하고, 디바이스들 간에 간섭을 발생시키지 않는 최대 전송 전력을 결정하는 절차이다.
무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는, NCBB 구간 다음에 NCSW 동적 할당 구간을 포함할 수 있다. 이때, 동적 할당 구간이란, 구간의 길이가 조정가능(adjustable)함을 의미한다. NCSW 동적 할당 구간에서, 네트워크에 속한 디바이스들은 ACK 송수신하고, 네트워크에 대한 정보를 공유할 수 있다. 네트워크에 대한 정보 공유는, 네트워크에 속한 디바이스들 간의 여러 가지 신호 교환에 의하여 수행 될 수 있음은 당연하다. "네트워크 제어 신호 교환 단계"는 NCP 구간에서 수행될 수 있다.
한편, 네트워크 코디네이트 비콘은, 릴레이 방식을 통하여, 비콘 그룹에서 의사 중앙제어형 비콘 디바이스로부터 2 홉(hop) 이상 떨어져 있는 디바이스로 전송될 수 있다.
또한, 네트워크 코디네이트 비콘에 대한 ACK 메시지 역시, 릴레이 방식으로 의사 중앙제어형 비콘 디바이스로 전송될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비코닝 방법을 나타낸다.
도 2에 도시된 비코닝 방법은, 무선 분산 비코닝 시스템에 속한 노드에 의하여 수행될 수 있다. 이때, 무선 분산 비코닝 시스템에 속한 노드를, 본 발명의 일 실시예에 따른 비코닝 장치라 가정한다.
210단계에서, 비코닝 장치는, 자신에 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인한다. 만일, 비코닝 장치에 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯이면, 비코닝 장치는 의사 중앙제어형 비콘 디바이스에 해당한다. 비코닝 장치에 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 비콘 장치는 220 단계를 수행한다.
220 단계에서, 비코닝 장치는, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘을 생성한다. 220단계는, 도 3의 321단계 및 323단계를 포함할 수 있다. 321 단계에서, 비코닝 장치는, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 제어 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행할 수 있다. 323 단계에서, 비코닝 장치는 네트워크 제어 알고리즘의 수행 결과를 반영하여 네트워크 코디네이트 비콘을 생성할 수 있다.
230 단계에서, 비코닝 장치는, 네트워크 코디네이트 비콘을 송출한다. 이때, 네트워크 코디네이트 비콘은 제1구간동안 송출될 수 있다. 이때, 제1구간은 NCBB일 수 있다.
240 단계에서, 비코닝 장치는 네트워크에 대한 정보 공유를 위하여, 응답 신호를 송신한 이웃노드와 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행할 수 있다. 이때, 네트워크 제어 시그널링은, 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터 제2구간 내에 응답 신호(ACK)를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
즉, 비코닝 장치는, 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터, 응답 신호(ACK)를 수신하고, 상기 응답신호를 송신한 이웃노드와, 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행할 수 있다.
한편, 비코닝 장치는, NCSW 구간에서 HHS 절차를 수행하기 위한 시그널링을 수행할 수 있다. 즉, 비코닝 장치는, 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링을 수행한 후, 신호의 전송 범위를 결정하기 위한 시그널링을 수행할 수 있다. HHS 절차를 수행하기 위한 시그널링에 대해서는 도 10에서 상세히 살피기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따라 중앙제어형 네트워크와 분산 구조 네트워크가 공존(coexistence)하고 있는 예를 나타낸다.
본 발명의 실시 예에 따른 의사 중앙제어형 비코닝은, 중앙제어형 네트워크와 분산 구조 네트워크의 프레임 합병(merging)에 적용될 수 있다. 도 4에서, 왼쪽 원은 중앙제어형 네트워크를 나타내고, 오른쪽 원은 분산 구조 네트워크를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 중앙제어형 네트워크는 중앙제어를 담당하는 중앙제어기 MS(Master Station) 및 복수의 일반 가입노드(M1, M2, M3, M4)들로 이루어진다. 중앙제어형 네트워크를 피코넷(piconet)이라 가정하면, MS는 PNC(Piconet Coordinator)에 해당한다.
한편, 분산 구조 네트워크는 MS가 없으며, 모든 디바이스들(P1, P2, P3, P4)은 동일한 기능과 자격을 가질 수 있다. 분산 구조 네트워크에서 P4는 의사 중앙제어형 비콘 디바이스에 해당한다.
도 4에서, P1은 현재 분산구조 네트워크에 소속되어 있지만, 중앙제어 네트워크의 MS의 전송 전력 범위 내에 위치해 있다. 또한, 도 3에서, 중앙제어형 네트워크의 노드 M4와 분산구조 네트워크의 노드 P3는 서로 전송 전력 범위 내에 존재함으로써, 간섭을 일으키고 있음을 나타낸다.
도 5는 도 4에서 중앙제어형 네트워크 및 분산 구조 네트워크의 프레임 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 중앙제어형 네트워크의 프레임 구조는 MS가 비콘을 송출하는 비콘 구간(511), MS가 일반 가입노드(M1, M2, M3, M4)들과 신호를 교환하는 신호 교환 구간(NCP, Network Coordinate Period)(513) 및 정보 전송이 수행되는 트래픽 구간(traffic)(515)이 할당되어 있다. 이때, 일반 가입노드(M1, M2, M3, M4)들은 MS로부터 네트워크 정보를 전달 받는다.
도 5에서, P2P 프레임은, 전형적인 분산 비코닝 네트워크의 프레임 구조를 나타낸다. 따라서, P2P 프레임은, 각각의 디바이스들(P1, P2, P3, P4)이 비콘 슬롯 순서에 따라 비콘을 송출하는 비콘 구간(521) 및 정보 전송을 수행하는 트래픽 구간(525)이 할당되어 있다. 이때, P3는 M4와의 간섭으로 인하여, P2의 비콘을 제대로 수신하지 못할 가능성이 있다. 또한 분산 비코닝 네트워크의 P1이 중앙제어형 네트워크의 MS 전송 전력 범위 내에 있다는 사실을, P2, P3가 P1의 비콘 슬롯보다 빠르기 때문에, P2 및 P3는 현 프레임 내에서 인식할 방법이 없다.
도 5에서, P2P-Pseudo cent. 프레임은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 의사 중앙제어형 비코닝 구조를 갖는다. 즉, P2P-Pseudo cent. 프레임은 도 1에 도시된 프레임 구조를 가질 수 있다.
따라서, P2P-Pseudo cent. 프레임은, 비콘구간(531), 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하고 네트워크 정보를 공유하는 NCP(533) 및 정보 전송을 수행하는 트래픽 구간(533)을 포함한다. 이때, P4는 비콘 구간(531)에서 마지막 비콘 슬롯에 할당되어 있기 때문에, 의사 중앙제어형 비콘 디바이스에 해당한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, P4는 NCP 구간에서, 네트워크 제어 알고리즘에 의하여 생성된 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하고 P2, P3, P1과 네트워크 제어 시그널링을 수행한다. 따라서, 현재 프레임 내에서 모든 디바이스들 P2, P3, P1, P4는 채널 간섭 현황 및 주변에 중앙제어형 네트워크가 존재하고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따르면, 트래픽 채널에 자원을 적절하게 동적 할당 하는 것이 가능하다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분산구조 네트워크 및 중앙제어형 네트워크의 프레임 합병 예를 나타낸다. 즉, 도 6에서 MS-P2P 프레임은, 분산구조 네트워크 및 중앙제어형 네트워크의 프레임 합병 예를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 비콘 구간(611)은, 비콘 구간(611) 내에, 중앙제어형 네트워크의 MS의 비콘 구간을 포함한다. NCP(613)에서, P4는 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하고, 네트워크 제어 시그널링을 수행할 수 있다. 한편, 중앙제어형 구조 네트워크의 네트워크 정보는, 네트워크 코디네이트 비콘의 피드백 전송에 의하여 상기 분산 비코닝 네트워크에도 공유될 수 있다. 네트워크 코디네이트 비콘의 피드백 전송은 P4에 의하여 수행되는 네트워크 코디네이트 비콘 송출을 의미한다. 중앙제어형 네트워크의 네트워크 정보가 분산 구조 네트워크에 공유되기 때문에, 서로 간섭 범위 밖에 있는 스트림들에 대한 병렬할당이 가능하다. 즉, 도 6의 트래픽 구간(615)을 참조하면, 분산 구조 네트워크의 스트림들과 간섭범위 밖에 있는 스트림(617)은, 분산구조 네트워크의 스트림들과 병렬 할당(parallel allocation)될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 네트워크 천이 및 합병의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은, 도 4에 도시된 분산 구조 네트워크가 중앙 제어형 네트워크로 천이할 수 있음을 나타낸다. 즉, 도 7은 분산 구조 네트워크의 P1이 중앙제어기로 기능함으로써, 분산구조 네트워크가 중앙 제어형 네트워크로 천이될 수 있음을 나타낸다.
도 8은 도 7에서 프레임 합병의 예를 나타낸다.
도 8을 참조하면, MS-P2P 프레임은, 도 6의 프레임 구조와 동일하다. 한편, MS-MS 프레임은, 분산구조 네트워크가 중앙 제어형 네트워크로 천이하면서, 프레임 합병이 일어나는 예를 나타낸다.
MS-MS 프레임에서, 비콘 구간은 MS이 비콘을 송출하는 MS 비콘 구간(801) 및 P1이 비콘을 송출하는 P1 비콘 구간(803)을 포함한다. 또한, MS-MS 프레임에서, NCP(805)는 중앙제어형 네트워크의 방식에 따라 할당될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 비코닝 장치의 구성예를 나타낸다.
도 9에 도시된 비코닝 장치(900)는, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 분산 비코닝 시스템에 속한 노드일 수 있으며, 의사 중앙제어형 비콘 디바이스로 동작할 수 있다.
도 9를 참조하면, 비코닝 장치(900)는 비콘 슬롯 확인부(910), 네트워크 코디네이트 비콘 생성부(920) 및 네트워크 코디네이트 비콘 송출부(930)를 포함한다. 또한, 비코닝 장치(900)는 이웃 디바이스들로부터 응답신호를 수신하는 응답신호 수신부(940)를 더 포함할 수 있다.
비콘 슬롯 확인부(910)는, 할당된 비콘 슬롯이 분산 비코닝 네트워크의 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인한다. 즉, 비콘 슬롯 확인부(910)는 도 2의 210단계를 수행할 수 있다.
네트워크 코디네이트 비콘 생성부(920)는, 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 생성한다. 즉, 네트워크 코디네이트 비콘 생성부(920)는, 도 2의 220 단계를 수행할 수 있다. 이때, 네트워크 코디네이트 비콘 생성부(920)는 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 제어 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행하는 네트워크 제어 알고리즘 수행부(미 도시 함) 및 네트워크 제어 알고리즘의 수행 결과를 반영하여 상기 네트워크 제어 비콘을 생성하는 비콘 생성부(미 도시 함)를 포함하여 구성될 수 있다.
네트워크 코디네이트 비콘 송출부(930)는, 네트워크 코디네이트 비콘을 송출한다. 즉, 네트워크 코디네이트 비콘 송출부(930)는, 도 2의 230 단계를 수행할 수 있다. 네트워크 코디네이트 비콘 송출부(930)는 네트워크 코디네이트 비콘을 제1구간 동안 송출하고, 응답신호 수신부(940)는 제2구간 내에 상기 응답 신호를 수신하도록 동작할 수 있다.
한편, 비코닝 장치(900)는 응답신호를 송신한 이웃노드와, 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행하는 네트워크 제어 시그널링 수행부(미 도시 함)를 더 포함할 수 있다. 네트워크 제어 시그널링 수행부는 NCSW 구간에서 HHS 절차를 수행하기 위한 시그널링을 수행할 수 있다. HHS 절차를 수행하기 위한 시그널링에 대해서는 도 10에서 상세히 살피기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수 스트림 병렬 전송을 위한 프레임 구조를 나타낸다.
도 10에 도시된 프레임 구조에 의하여, 의사 중앙 제어형 비코닝 동작에 의한 복수 스트림 병렬 전송이 가능하다.
도 10에서, "Stream1"은 DEV3에서 DEV4로 전송되는 시그널을 나타내고, "Stream 2"는 DEV5에서 DEV2로 전송되는 시그널을 나타낸다.
도 10을 참조하면, BP구간에서 DEV1은 DEV4에 채널 할당을 요구하며, BP구간에서 DEV5는 DEV2에 채널 할당을 요구한다. BP 구간의 마지막 비콘 슬롯에 할당되어 있는 DEV3은 네트워크 상태를 인지하고, 네트워크 코디네이트 알고리즘에 의하여 HHS 절차를 수행할 것인지를 결정한다. HHS절차의 수행이 필요하면, DEV3은 HHSA의 시작 구간에서 갱신된 비콘을 브로드캐스트한다. 이때, 갱신된 비콘은 HSS 절차의 시작을 알리기 위한 정보를 포함한다. 도 10의 HHSA 구간의 "DEV 3"은 DEV3에 의하여 갱신된 비콘이 전송되는 구간이다.
도 10을 참조하면, NCBB 구간은 HHSA(HHS ACK message period)구간을 포함한다. HHSA구간은, DEV3가 갱신된 비콘을 브로드캐스트하고, HHS 절차 시작을 알리는 ACK 메시지를 기다리는 구간이다. 즉, 도 10의 1010은 갱신된 비콘을 수신한 DEV1, DEV4, DEV5, DEV2가 ACK 메시지를 전송하는 구간이다. 도 10을 참조하면, DEV1은 1011에서, DEV4는 1014에서, DEV5는 1012에서, DEV2는 1013에서 ACK 메시지를 전송하는 것으로 표현되어 있다. 한편, HHSA는 고정된 시간으로 할당되지 않고, 동적으로 할당될 수 있다. 만일, 현재의 수퍼프레임에서 모든 ACK 메시지가 수신되지 않으면, DEV3은 기 설정된 수만큼의 수퍼프레임 동안 대기한 후, 모든 ACK 메시지를 수신한 다음에 Confrim 메시지를 브로드캐스트 할 수 있다. 도 10에서 1020은 Confirm 메시지가 브로드캐스트되는 구간이다.
한편, DEV3은 HHS 절차의 시작을 결정하면서, NCSW 구간에 포함되는 HHSP(HHS procedure period) 구간을 동적으로 할당할 수 있다. 즉, DEV3은 HHSP를 고정된 시간이 아닌 동적인 시간으로, 네트워크 상태를 고려하여 결정할 수 있다. HHSP 구간에서 디바이스들은 신호 전송을 통하여 간섭 정도를 측정하고, 디바이스들 간에 간섭을 발생시키지 않는 최대 전송 전력을 결정할 수 있다. HHSP 구간에서의 시그널링을 통해, 각각의 디바이스들(DEV1~DEV6)은 최대 전송 전력을 조정하거나, 다른 디바이스들과의 간섭 여부를 확인할 수 있다. 예를 들어, DEV1 및 DEV4는 1031, 1032 및 1039에서 시그널링을 수행할 수 있다. 또 다른 예로, DEV5는 1033에서 신호 간섭이 발생함을 DEV3에 알려 줄 수 있다. DEV5로부터 신호 간섭이 있음을 인지한 DEV3은 1034에서 DEV5로 응답 신호를 전송할 수 있다. 만일, 각각의 디바이스들 간에 신호 간섭이 발생하지 않는 것으로 판단된 경우, DEV3은 1040에서, HHS 절차가 완료되었음을 알리기 위한 confirm 메시지를 브로드캐스트할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 분산 비코닝 시스템에 속한 노드에 의하여 수행되는 비코닝 방법에 있어서,
    할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인하는 단계;
    상기 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 생성하는 단계;
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 단계;
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터, 응답 신호(ACK)를 수신하고, 상기 응답신호를 송신한 이웃노드와 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행하는 단계; 및
    신호의 전송 범위를 결정하기 위한 시그널링을 수행하는 단계를 포함하는, 비코닝 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는,
    복수의 비콘 슬롯으로 구성되는 비콘 구간;
    상기 복수의 비콘 슬롯 중 마지막 비콘 슬롯에 할당된 노드가 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하고, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 제1구간; 및
    네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위하여 네트워크 제어 시그널링을 수행하는 제2구간을 포함하는, 비코닝 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2구간은 동적으로 할당되는 것을 특징으로 하는, 비코닝 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하는 단계는,
    상기 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 제어 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행하고,
    상기 네트워크 제어 알고리즘의 수행 결과를 반영하여 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하는 것을 포함하는, 비코닝 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘은 제1구간 동안 송출되고,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터, 제2구간 내에 응답 신호(ACK)를 수신하는, 비코닝 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는,
    중앙제어구조형 네트워크와의 합병시, 비콘 구간 내에, 중앙제어형 구조 네트워크의 마스터 스테이션(Master Station)의 비콘 구간을 포함하는, 비코닝 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 중앙제어구조형 네트워크와의 합병시, 상기 중앙제어형 구조 네트워크의 네트워크 정보는, 상기 네트워크 코디네이트비콘의 피드백 전송에 의하여 상기 분산 비코닝 네트워크에도 공유되는, 비코닝 방법.
  8. 할당된 비콘 슬롯이 분산 비코닝 네트워크의 비콘 구간에서 마지막 비콘 슬롯인지 확인하는 비콘 슬롯 확인부;
    상기 할당된 비콘 슬롯이 비콘 구간의 마지막 비콘 슬롯이면, 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 정보의 공유를 위한 네트워크 코디네이트 비콘(Network Coordinate Beacon)을 생성하는 네트워크 코디네이트 비콘 생성부; 및
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 네트워크 코디네이트 비콘 송출부를 포함하는, 비코닝 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는,
    복수의 비콘 슬롯으로 구성되는 비콘 구간;
    상기 복수의 비콘 슬롯 중 마지막 비콘 슬롯에 할당된 노드가 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 생성하고, 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 송출하는 제1구간; 및
    네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위하여 네트워크 제어 시그널링을 수행하는 제2구간을 포함하는, 비코닝 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2구간은 동적으로 할당되는 것을 특징으로 하는, 비코닝 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘 생성부는,
    상기 가장 최근에 업데이트된 비콘 정보에 기초하여, 네트워크 제어 알고리즘(Network Coordinate Algorithm)을 수행하는 네트워크 제어 알고리즘 수행부; 및
    상기 네트워크 제어 알고리즘의 수행 결과를 반영하여 상기 네트워크 제어 비콘을 생성하는 비콘 생성부를 포함하는, 비코닝 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘을 수신한 이웃 노드로부터 응답신호(ACK)를 수신하는 응답신호 수신부를 더 포함하고,
    상기 네트워크 코디네이트 비콘 송출부는 상기 네트워크 코디네이트 비콘을 제1구간 동안 송출하고,
    상기 응답신호 수신부는 제2구간 내에 상기 응답 신호를 수신하는, 비코닝 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 응답신호를 송신한 이웃노드와, 네트워크 정보 공유 및 네트워크 제어를 위한 네트워크 제어 시그널링(Network Coordinate Signaling)을 수행하고, 신호의 전송 범위를 결정하기 위한 시그널링을 수행하는 네트워크 제어 시그널링 수행부를 더 포함하는, 비코닝 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 무선 분산 비코닝 시스템의 프레임 구조는,
    비콘 구간 내에, 중앙제어형 구조 네트워크의 마스터 스테이션(Master Station)의 비콘 구간을 포함하는, 비코닝 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 중앙제어형 구조 네트워크의 네트워크 정보는, 상기 네트워크 코디네이트비콘의 피드백 전송에 의하여 상기 분산 비코닝 네트워크에도 공유되는,
    비코닝 장치.
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