KR20130051349A

KR20130051349A - 무선 메쉬 시스템에서의 ｍａｃｐｄｕ 전송 방법

Info

Publication number: KR20130051349A
Application number: KR1020110116643A
Authority: KR
Inventors: 김현재; 임광재; 이안석; 신우람; 김지형; 김정현; 권동승
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-05-20

Abstract

본 발명은 다중-홉(multi-hop) 기반의 무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)에서 동일한 수신 노드(receive node)로 전송되는 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)를 MAC SDU(Medium Access Control Service Data Unit)를 재조립하지 않고, 중계 MAC PDU(relay MAC PDU)를 이용하여 전송하는 방법을 제안한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 메쉬 시스템에서의 중계 노드에 의한 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit) 전송 방법이 제공된다. 상기 MAC PDU 전송 방법은 적어도 하나 이상의 송신 노드로부터 복수의 MAC PDU를 수신하는 단계, 상기 복수의 MAC PDU 각각을 수신 노드 별로 분류하여 중계 MAC PDU를 생성하는 단계, 및 상기 중계 MAC PDU를 상기 수신 노드로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 중계 MAC PDU의 헤더는 중계 MAC PDU임을 나타내는 CID(connection Identifier)를 포함한다. 상기 중계 MAC PDU의 페이로드(payload)는 MAC PDU를 포함한다.
따라서, MAC SDU(Medium Access Control Service Data Unit) 재조립에 의한 지연을 최소화 할 수 있다. 채널 상황에 따른 적응적 버스트(burst)를 생성할 수 있다.

Description

무선 메쉬 시스템에서의 ＭＡＣＰＤＵ 전송 방법{METHOD FOR TRANSMITTING MEDIUM ACCESS CONTROL PROTOCOL DATA UNIT IN WIRELESS MESH SYSTEM}

본 발명은 무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 메쉬 시스템에서 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)를 전송하는 방법에 관한 것이다.

무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)은 중계 기능을 가진 다수의 메쉬 노드들 사이의 직접 통신을 지원하는 네트워크이다. 무선 메쉬 시스템에서 메쉬 노드는 주위의 메쉬 노드들 각각과 별개의 통신 경로를 가질 수 있다. 이러한 무선 메쉬 시스템은 네트워크 구축의 유연성, 우회 경로에 의한 신뢰성 및 통신거리의 단축에 따른 전력 소비의 절감 등의 이점이 있다

한편, 다중-홉(multi-hop) 기반의 무선 메쉬 시스템에서 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)는 MAC SDU(Medium Access Control Service Data Unit)로 재조립된 후, 채널 상황에 맞게 다시 MAC PDU 형태로 생성되어 전달된다. 따라서, MAC SDU를 여러 단편(fragment)들로 나누거나 패킹(packing)하여 MAC PDU를 생성하는 과정 또는 MAC PDU를 MAC SDU로 재조립하는 과정으로 인하여 지연이 발생하고, 특히 다중-홉 전송 시 지연의 누적 현상이 발생한다.

본 발명은 다중-홉(multi-hop) 기반의 무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)에서 동일한 수신 노드(receive node)로 전송되는 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)를 MAC SDU(Medium Access Control Service Data Unit)로 재조립하지 않고, 중계 MAC PDU(relay MAC PDU)를 이용하여 전송하는 방법을 제안한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면 무선 메쉬 시스템에서의 중계 노드에 의한 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit) 전송 방법이 제공된다. 상기 MAC PDU 전송 방법은 적어도 하나 이상의 송신 노드로부터 복수의 MAC PDU를 수신하는 단계, 상기 복수의 MAC PDU 각각을 수신 노드 별로 분류하여 중계 MAC PDU를 생성하는 단계, 및 상기 중계 MAC PDU를 상기 수신 노드로 전송하는 단계를 포함한다. 상기 중계 MAC PDU의 헤더는 중계 MAC PDU임을 나타내는 CID(connection Identifier)를 포함한다. 상기 중계 MAC PDU의 페이로드(payload)는 MAC PDU를 포함한다.

MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)의 재조립에 의한 지연을 최소화 할 수 있다.

채널 상황에 따른 적응적 버스트(burst)를 생성할 수 있다.

도 1은 무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)의 일 예를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 중계 MAC PDU(relay MAC PDU)의 포맷을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 노드가 중계 MAC PDU를 이용하여 MAC PDU를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드가 중계 MAC PDU를 수신하여 MAC PDU로 재조립하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 노드와 목적 노드가 2홉 관계인 상황에서의 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 노드와 목적 노드가 3홉 관계인 상황에서의 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다.
도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 메쉬 노드를 나타낸 블록도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

도 1은 무선 메쉬 시스템(wireless mesh system)의 일 예를 나타낸다.

무선 메쉬 시스템은 중계 기능을 가진 복수의 메쉬 노드(mesh node)들 사이의 직접 통신을 지원하는 네트워크이다. 무선 메쉬 시스템에서 메쉬 노드는 주위의 메쉬 노드들 각각과 별개의 통신 경로를 가질 수 있다.

무선 메쉬 시스템에서 소스 노드(source node)는 데이터를 처음 생성하여 전송하는 메쉬 노드를 의미하며, 목적 노드(destination node)는 상기 소스 노드에서 생성된 데이터의 최종 도착지를 의미한다. 중계 노드(relay node)는 소스 노드와 목적 노드 사이에서 데이터를 중계하는 역할을 한다.

도 1을 참조하면, 다중-홉(multi-hop) 데이터 전송 시, 메쉬 노드 A(110)와 메쉬 노드 B(120)는 소스 노드의 역할을 하고, 메쉬 노드 C(130) 와 메쉬 노드 D(140)는 중계 노드의 역할을 한다. 또한, 메쉬 노드 D(140)와 메쉬 노드E는 목적 노드의 역할을 한다. 즉, 데이터는 메쉬 노드 A(110) 및/또는 메쉬 노드 B(120)에서 생성되어, 메쉬 노드 C(130)와 메쉬 노드 D(140)를 거쳐, 메쉬 노드 E(150) 및/또는 메쉬 노드 F(160)로 전송된다. '메쉬 노드 A(110) - 메쉬 노드 C(130)' 및 '메쉬 노드 C(130) - 메쉬 노드 D(140)'와 같이 직접 통신 경로를 가지는 노드들을 '1 홉' 관계에 있다고 한다. '메쉬 노드 A(110) - 메쉬 노드 C(130) - 메쉬 노드 D(140)'의 관계에서 메쉬 노드 A(110)는 메쉬 노드 C(130)의 송신 노드(transmitter node)이고, 메쉬 노드 D(140)는 메쉬 노드 C(130)의 수신 노드(receive node)이다. 또한, '메쉬 노드 C(130) - 메쉬 노드 D(140)'의 관계에서 메쉬 노드 C(130)는 송신 노드고, 메쉬 노드 D(140)는 수신 노드이다.

무선 메쉬 시스템에서의 메쉬 노드는 AGMH(Advanced Generic MAC Header)를 이용하여 MAC SDU(Medium Access Control Service Data Unit)를 단편화(fragmentation) 및/또는 패킹(packing)하여 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit)를 생성한다. 또한, 송신 노드는 AGMH 다음에 확장 헤더를 추가하여 MAC SDU의 단편화 및/또는 패킹에 대한 정보를 지시하고, 수신 노드는 상기 확장 헤더를 이용하여 MAC SDU를 재조립한다.

표 1은 본 발명의 무선 메쉬 시스템을 위한 MAC 헤더(Medium Access Control header)의 일 예를 나타낸다. 필드(field)의 이름이나 포맷(format)은 2011년 2월 17일 게시된 IEEE P802.16m/D12 “Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems” (이하 802.16m 이라 함)의 16.2.2 절에 기반하였다.

명칭(Syntax)	크기(bit)	설명
Advanced Generic MAC Header(){
CID	12	접속 식별자
NID	12	노드 식별자
EH	1	확장 헤더 그룹 존재 지시자
Length	14
Polling	1
}

AGMH는 CID 필드, NID 필드, EH 필드, Length 필드, 및 Polling 필드를 포함한다.

CID 필드는 접속 식별자(Connection Identifier)로서, MAC 부계층(MAC sublayer) 상의 각 피어(Peer)들 사이에서 필요한 서비스 플로우(service flow)에 매핑(mapping)된 연결에 대한 구분/식별을 위한 주소를 지시한다. 브로드캐스트 매니지먼트(Broadcast Management)의 경우 CID 필드는 0x000의 값을 가지고, 유니캐스트 매니지먼트(Unicast Management)의 경우 0x001 내지 0x004의 값을 가진다. 또한, 유니캐스트 베이직 서비스 플로우(Unicast Basic Service Flow)의 경우 0x008 내지 0x00d의 값을 가지고, 브로드캐스트 베이직 서비스 플로우(Broadcast Basic Service Flow) 또는 멀티캐스트 베이직 서비스 플로우(MulticastBasic Service Flow)의 경우 0x00e 내지 0x013의 값을 가진다. 또한, 다이나믹 서비스 플로우(Dynamic Service Flow)인 경우 0x020 내지 0xffe의 값을 가진다. 베이직 서비스 플로우의 경우, 미리 정의된 CID 값을 사용하여 데이터를 전송하지만, 다이나믹 서비스 플로우의 경우, DSA(Dynamic Service Addition) 절차를 통하여 동적으로 할당된 CID 값을 사용하여 데이터를 전송한다.

NID 필드는 노드 식별자(Node Identifier)로서, 유니캐스트의 경우 NID 필드는 목적 노드의 NID 값을 가진다. 이 경우 중계 노드는 NID 필드와 라우팅 정보에 의하여 선택된 다음 노드(next node)로 MAC PDU를 전송한다; 브로드캐스트, 멀티캐스트 베이직 플로우의 경우 NID 필드는 소스 노드의 NID 값을 가진다. 이 경우 브로드캐스트 및/또는 멀티캐스트 데이터는 AGMH에 포함된 소스 노드에 대한 정보, 예를 들면 소스 노드의 NID 값을 가지고 전달된다; 다이나믹 서비스 플로우의 경우에도 NID 필드는 소스 노드의 NID 값을 가진다. 이 경우 DSA 절차에 의하여 협상/선택된 중계 노드들을 통하여 전달된다.

EH 필드는 확장 헤더 그룹 존재 지시자(Extended header group presence indicator)로서, '1'로 설정된 경우 확장 헤더 그룹이 상기 AGMH 다음에 존재한다는 것을 지시한다.

Length 필드는 AGMH와 확장 헤더를 포함한 MAC PDU의 길이를 지시한다.

Polling 필드는 홉과 홉 사이의 PDU 재전송 질의(Hop by hop MAC PDU ReTransmission Query, HRQ)에 관한 지시자로서, 이러한 Polling 필드는 한국특허 출원번호 제 10-2011-0031231호, 발명의 명칭 "무선 메쉬 네트워크에서 1홉 링크간 전송 방법 및 이를 지원하는 메쉬 노드"에 상세히 기재되어 있으며, 이것은 본 명세서에 속하는 것으로 한다.

다중-홉을 통하여 MAC PDU를 전송하는 경우, 다이나믹 서비스 플로우는 DSA(Dynamic Service Addition) 과정에서의 소스 노드, 목적 노드 및 중계 노드 사이의 협상을 통하여 할당된 CID 값과 소스 노드의 NID 값을 이용한 라우팅에 의해 MAC PDU를 전달할 중계 노드를 결정한다. 중계 노드는 MAC SDU를 단편화 및/또는 패킹하여 MAC PDU를 생성한 후, 다음 노드로 전달한다. 다이나믹 서비스 플로우는 주로 VoIP(Voice over Internet Protocol)와 같은 실시간 서비스(realtime service)의 QoS(Quality of Service)를 만족시키기 위하여 사용된다.

베이직 서비스 플로우는 DSA 과정없이 AGMH 내의 목적 노드의 NID 정보를 이용한다. 중계 노드는 라우팅 테이블을 이용하여 다음 노드로 MAC PDU를 전달한다. 따라서, 긴급 명령(urgent command)과 같은 빠른 시간에 전달되어야 하는 서비스에 사용된다.

다중-홉을 통하여 MAC PDU를 전송하는 경우, 베이직 서비스 플로우는 AGMH의 NID 필드를 목적 노드의 NID로 설정하여 전달하므로 중계 노드는 MAC PDU의 소스 노드의 NID를 알아야만 MAC PDU를 재조립하여 MAC SDU를 생성할 수 있다. 따라서, 베이직 서비스 플로우는 확장 헤더를 이용하여 소스 노드의 NID를 전송한다. 수신 노드는 소스 노드의 NID 정보, CID 정보 및 SN 정보를 이용하여 MAC PDU를 재조립하여 MAC SDU를 생성한다. 상기 NID 정보와 상기 SN 정보에 대하여는 표 2와 3를 통하여 설명하기로 한다.

표 2는 소스 노드의 NID를 전송하는 확장 헤더의 일 예를 나타낸다.

명칭(Syntax)	크기(bit)	설명
SNIEH(){		소스 노드 정보 확장 헤더
Type	4	확장 헤더 타입 = 0b1100(SNIEH 타입)
Source Node ID	12
}

본 발명의 소스 노드 정보 확장 헤더(Source Node Information Extended Header, SNIEH)는 Type 필드, Source Node ID 필드를 포함한다.

Type 필드는 확장 헤더의 타입(Extended header type)를 나타내는 지시자로서, SNIEH는 0b1100의 값을 가진다.

Source Node ID 필드는 소스 노드의 NID를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 중계 MAC PDU(relay MAC PDU)의 포맷을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 중계 MAC PDU의 포맷은 AGMH의 포맷과 유사하다. 즉, 중계 MAC PDU은 헤더, 확장 헤더, 페이로드를 포함한다.

중계 MAC 헤더(Relay MAC header, RMH)는 중계 MAC PDU의 헤더로서, 중계 MAC PDU의 내용, 성격을 식별 또는 제어하기 위해 사용된다. 표 3은 RMH의 포맷의 일 예를 나타낸다.

명칭(Syntax)	크기(bit)	설명
Relay MAC Header (){
CID	12	중계용 전용 CID
REH	1	중계 확장 헤더 그룹 지시자
If (REH== 0){		단편화 기능 사용시
FC	2	단편화 제어 비트
SN		중계 MAC PDU 페이로드 시퀀스 번호
}else{	10	확장 헤더(EH) 사용시
Reserved	4
}
Length	14
Polling	1
}

본 발명의 RMH는 CID 필드, REH 필드, FC 필드, SN 필드, Length 필드, Polling 필드를 포함한다.

CID 필드는 중계(Relay)용 전용 CID로서, HRQ 사용 여부에 따라 0x006 또는 0x007의 값을 가진다.

REH 필드는 중계 확장 헤더 그룹 지시자(Relay Extended header group presence indicator)이다. REH 필드가 '1'로 설정된 경우 중계 확장 헤더 그룹이 상기 RMH 다음에 존재한다는 것을 지시하며, 확장 헤더(EH)를 사용한다는 것을 의미한다. 반면에, '0'으로 설정된 경우 중계 확장 헤더 그룹이 상기 RMH 다음에 존재하지 않는다는 것을 지시하며, 단편화(fragmentation) 기능을 사용한다는 것을 의미한다.

FC 필드는 단편화 기능 사용시 단편화 제어 비트(Fragmentation Control bits)를 지시하고, SN 필드는 단편화 기능 사용시 중계 MAC PDU 페이로드 시퀀스 번호(Relay MAC PDU Payload Sequence Number)를 나타낸다. SN 필드의 값은 각각의 중계 MAC PDU마다 '1'씩 증가한다.

Length 필드는 RMH와 확장 헤더를 포함한 중계 MAC PDU의 길이를 지시한다.

Polling 필드는 HRQ 사용시 수신 확인(acknowledgement, ACK) 요구에 관한 지시자로서, '0'으로 설정된 경우 ACK을 요구하지 않는다는 것을 의미한다. 반면에, '1'로 설정된 경우 중계 MAC PDU 메시지를 수신한 것에 대한 확장 헤더, 예를 들면 RAEH(Relay Acknowledgement Extended Header)를 이용한 ACK을 요구하는 것을 의미한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 노드가 중계 MAC PDU를 이용하여 MAC PDU를 전송하는 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중계 노드가 중계 MAC PDU를 이용하여 MAC PDU를 전송하는 절차는 MAC PDU 수신 단계(S310), 중계 MAC PDU 생성 단계(S320), 및 중계 MAC PDU 전송 단계(S330)를 포함한다.

MAC PDU 수신 단계(S310)에서, 중계 노드는 적어도 하나 이상의 송신 노드로부터 복수의 MAC PDU를 수신한다. 송신 노드는 중계 노드가 수신한 MAC PDU를 전송한 메쉬 노드로서, 중계 노드와 1홉 관계에 있다. 송신 노드는 소스 노드 또는 다른 중계 노드이다. MAC PDU는 송신 노드로부터 직접 수신한 MAC PDU 또는 송신 노드로부터 수신한 중계 MAC PDU로부터 생성된 MAC PDU일 수 있다.

중계 MAC PDU 생성 단계(S320)에서, 중계 노드는 송신 노드로부터 수신한 복수의 MAC PDU 각각을 수신 노드 별로 분류하여 중계 MAC PDU를 생성한다. 중계 노드는 표 3과 같은 중계 MAC PDU 헤더(Relay MAC Header, RMH) 포맷을 이용하여 중계 MAC PDU를 생성한다.

중계 MAC PDU는 도 2와 같이 헤더, 확장 헤더, 페이로드를 포함한다.

RMH는 중계 MAC PDU를 나타내는 CID 등을 포함한다. 중계 노드는 RMH를 이용하여 MAC PDU를 단편화 및/또는 패킹한다. 중계 노드가 MAC PDU를 단편화하는 경우, 별도의 확장 헤더(Relay Extended Header, REH)가 추가되지 않는다. 또한, RMH의 헤더의 REH 필드는 '0'으로 설정되고, FC 필드와 SN 필드는 단편화에 대한 정보와 중계 MAC PDU 페이로드의 시퀀스 넘버에 기반하여 설정된다. 중계 노드가 MAC PDU를 패킹하는 경우, REH가 추가되며, RMH의 REH 필드는 1로 설정된다.

중계 MAC PDU의 페이로드는 MAC PDU를 포함한다. MAC PDU가 단편화되는 경우 중계 MAC PDU의 페이로드는 MAC PDU의 일부를 포함하고, MAC PDU가 패킹되는 경우 중계 MAC PDU의 페이로드는 적어도 하나 이상의 MAC PDU 전체를 포함한다.

다시 도 3을 참조하면, 중계 MAC PDU 전송단계(S330)에서, 중계 노드는 생성된 중계 MAC PDU를 수신 노드로 전송한다. 중계 MAC PDU를 전송하는 방법의 보다 자세한 내용은 도 4를 통하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수신 노드가 중계 MAC PDU를 수신하여 MAC PDU로 재조립하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 4의 수신 노드는 도 3의 중계 노드가 전송하는 중계 MAC PDU를 수신하는 메쉬 노드로서, 무선 메쉬 시스템에서의 중계 노드 또는 목적 노드다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 중계 노드가 중계 MAC PDU를 이용하여 MAC PDU를 전송하는 절차는 중계 MAC PDU 수신 단계(S410), 송신 노드 유추 단계(S420), 및 MAC PDU 복원 단계(S430)를 포함한다.

중계 MAC PDU 수신 단계(S410)에서, 수신 노드는 중계 MAC PDU를 수신한다.

한편, 도 3의 중계 MAC PDU의 전송 단계(S330) 및 도 4의 중계 MAC PDU 수신 단계(S410)는 송신 노드와 수신 노드 사이의 3-단계 핸드세이킹(3-way handshaking) 과정을 통하여 수행된다. 3-단계 핸드세이킹 과정은 요청(request), 승인(grant), 확정(confirm)으로 구성되며, 송신 노드와 수신 노드는 3-단계 핸드세이킹 과정을 통하여 두 노드 사이의 자원(resource)을 할당한다.

송신 노드 유추 단계(S420)에서, 수신 노드는 수신한 중계 MAC PDU의 송신 노드를 유추한다. 상기 송신 노드는 도 3의 중계 노드를 의미한다. 중계 MAC PDU는 RMH에 NID 필드를 포함하지 않으므로, 송신 노드와 수신 노드 사이의 3-단계 핸드세이킹 과정에서 정해지는 자원 영역을 통하여 수신한 중계 MAC PDU의 송신 노드에 대한 정보를 유추한다.

MAC PDU 복원 단계(S430)에서, 수신 노드는 수신한 중계 MAC PDU를 재조립하여 MAC PDU를 복원한다.

상기 중계 MAC PDU의 전송 단계(S410) 및 상기 송신 노드 유추 단계(S420)는 순서에 한정되지 않고, 다른 순서로 또는 동시에 수행될 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다. 메쉬 노드 A(510), 메쉬 노드 B(520) 및 메쉬 노드 E(550)는 소스 노드이다; 메쉬 노드 C(530)와 메쉬 노드 F(560)는 중계 노드이다; 메쉬 노드 D(540)는 목적 노드이다.

메쉬 노드 A(510)는 메쉬 노드 D(540)로 전송할 MAC PDU 1을 생성한다; 메쉬 노드 B(520)는 메쉬 노드 D(540)로 전송할 MAC PDU 2를 생성한다; 메쉬 노드 E(550)는 메쉬 노드 D(540)로 전송할 MAC PDU 3을 생성한다(NID = D).

메쉬 노드 C(530)는 메쉬 노드 A(510)로부터 MAC PDU 1, 메쉬 노드 B(520)로부터 MAC PDU 2를 수신하여 중계 MAC PDU 1을 생성한다. 중계 MAC PDU 1의 RMH는 전용 CID(0x006)를 포함하고, 중계 MAC PDU 1의 페이로드는 MAC PDU 1과 MAC PDU 2를 포함한다.

메쉬 노드 F(560)는 메쉬 노드 E(550)로부터 MAC PDU 3를 수신하여 중계 MAC PDU 2를 생성한다. 중계 MAC PDU 2의 RMH는 전용 CID(0x006)를 포함하고, 중계 MAC PDU 2의 페이로드는 MAC PDU 3을 포함한다.

메쉬 노드 C(530)에 의하여 생성된 중계 MAC PDU 1과 메쉬 노드 F(560)에 의하여 생성된 중계 MAC PDU 2는 3-단계 핸드세이킹의 자원 할당 과정을 통하여 메쉬 노드 D(540)로 전송된다. 메쉬 노드 D(540)는 자원 할당 과정에 의해 할당되는 자원 영역을 통해 버스트(burst) 내의 중계 MAC PDU의 생성노드, 즉 중계 MAC PDU의 송신 노드를 유추한다. 중계 MAC PDU가 복수의 중계 노드로부터 전달되는 경우, 마찬가지로 자원 할당 과정에 의해 할당되는 자원 영역을 통하여 중계 MAC PDU 각각을 전송한 노드를 유추한다. 따라서, 메쉬 노드 D(540)는 중계 MAC PDU 1을 전송한 메쉬 노드가 메쉬 노드 C(530)임을 알 수 있다(NID = C); 메쉬 노드 D(540)는 중계 MAC PDU 2를 전송한 메쉬 노드가 메쉬 노드 F(560)임을 유추할 수 있다(NID = F). 메쉬 노드 D(540)는 유추한 송신 노드의 정보에 기반하여 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 재조립하여 MAC PDU를 복원한다.

한편, 다이나믹 서비스 플로우, 베이직 서비스 플로우, 유니캐스트 매니지먼트 메시지에 대하여는 중계 MAC PDU의 사용이 가능하지만, 브로드캐스트 매니지먼트 메시지에 대하여는, 하나의 메시지가 여러 노드들로 전달될 수 있으므로 MAC PDU를 수집하여 중계 MAC PDU를 생성할 필요가 없다. 이 경우, 중계 MAC PDU를 사용하는 것이 자원을 낭비할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 노드와 목적 노드가 2홉 관계인 상황에서의 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다. 메쉬 노드 A(610), 메쉬 노드 B(620)은 소스 노드이다; 메쉬 노드 C(630)는 중계 노드이다; 메쉬 노드 D(640)는 목적 노드이다.

메쉬 노드 A(610)는 2홉 떨어진 메쉬 노드 D(640)로 전송할 MAC PDU 1, MAC PDU 2를 생성한다; 메쉬 노드 B(620)는 2홉 떨어진 메쉬 노드 D(640)로 전송할 MAC PDU 3, MAC PDU 4를 생성한다.

메쉬 노드 C(630)는 메쉬 노드 A(610)로부터 MAC PDU 1과 MAC PDU 2를 수신하고, 메쉬 노드 B(620)로부터 MAC PDU 3과 MAC PDU 4를 수신하여, 전달할 메쉬 노드별로 분류한다. 메쉬 노드 D(640)로 전송할 MAC PDU를 수집한 후, 메쉬 노드 C(630)는 RMH를 이용하여 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 생성한다. 중계 MAC PDU 1의 RMH는 전용 CID(0x007)를 포함하고, 중계 MAC PDU 1의 페이로드는 MAC PDU 1과 MAC PDU 3을 포함한다; 중계 MAC PDU 2의 RMH는 전용 CID(0x007)를 포함하고, 중계 MAC PDU 2의 페이로드는 MAC PDU 2과 MAC PDU 4를 포함한다. 한편, 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2는 RMH의 REH 필드의 값에 따라 확장 헤더(Relay Extended Header, REH)를 포함할 수 있다.

메쉬 노드 C(630)는 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 메쉬 노드 D(640)로 전송하고, 메쉬 노드 D(640)는 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 수신한 후, RMH를 이용하여 MAC PDU를 복원한다. 메쉬 노드 D(640)는 목적 노드이므로, 복원된 MAC PDU를 다시 재조립하여, 최종적으로 MAC SDU를 생성한다.

한편, RMH의 CID는 기존 AGMH의 CID와의 충돌을 방지하기 위해 전용 CID를 사용한다. 도 5의 경우와 같이 HRQ 기능을 사용하지 않는 경우, 전용 CID는 0x006로 설정된다; 도 6의 경우와 같이 HRQ 기능을 사용하는 경우, 전용 CID는 0x007로 설정된다.

도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스 노드와 목적 노드가 3홉 관계인 상황에서의 중계 노드의 동작을 나타내는 개념도이다. 메쉬 노드 A(710), 메쉬 노드 B(720)은 소스 노드이다; 메쉬 노드 C(730), 메쉬 노드(740)는 중계 노드이다; 메쉬 노드 E(750), 메쉬 노드 F(760)는 목적 노드이다.

메쉬 노드 A(710)는 3홉 떨어진 메쉬 노드 E(750)로 전송할 MAC PDU 1, MAC PDU 2를 생성한다; 메쉬 노드 B(720)는 3홉 떨어진 메쉬 노드 F(760)로 전송할 MAC PDU 3, MAC PDU 4를 생성한다.

메쉬 노드 C(730)는 메쉬 노드 A(710)로부터 MAC PDU 1과 MAC PDU 2를 수신하고, 메쉬 노드 B(720)로부터 MAC PDU 3과 MAC PDU 4를 수신하여, 전달할 메쉬 노드별로 분류한다. 메쉬 노드 D(740)로 전송할 MAC PDU를 수집한 후, 메쉬 노드 C(730)는 RMH를 이용하여 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 생성한다. 중계 MAC PDU 1의 RMH는 전용 CID(0x007)를 포함하고, 중계 MAC PDU 1의 페이로드는 MAC PDU 1과 MAC PDU 3을 포함한다; 중계 MAC PDU 2의 RMH는 전용 CID(0x007)를 포함하고, 중계 MAC PDU 2의 페이로드는 MAC PDU 2과 MAC PDU 4를 포함한다. 한편, 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2는 RMH의 REH 필드의 값에 따라 확장 헤더(Relay Extended Header, REH)를 포함할 수 있다.

메쉬 노드 C(730)는 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 메쉬 노드 D(740)로 전송하고, 메쉬 노드 D(740)는 중계 MAC PDU 1과 중계 MAC PDU 2를 수신한 후, RMH를 이용하여 MAC PDU 1, MAC PDU 2, MAC PDU 3, MAC PDU 4를 복원한다. 메쉬 노드 D(740)는 채널 상황에 적합하게 중계 MAC PDU 3을 생성하여, 메쉬 노드 A에 의하여 생성된 MAC PDU 1과 MAC PDU 2를 메쉬 노드 E(750)로 전송한다; 메쉬 노드 D(740)는 채널 상황에 적합하게 중계 MAC PDU 4를 생성하여, 메쉬 노드 B에 의하여 생성된 MAC PDU 3과 MAC PDU 4를 메쉬 노드 F(760)로 전송한다.

메쉬 노드 E(750)는 중계 MAC PDU 3을 메쉬 노드 D(740)로부터 수신한 후, RMH를 이용하여 MAC PDU 1과 MAC PDU 2를 복원한다. 메쉬 노드 E(750)는 목적 노드이므로, 복원된 MAC PDU를 다시 재조립하여, 최종적으로 MAC SDU를 생성한다.

메쉬 노드 F(760)는 중계 MAC PDU 4을 메쉬 노드 D(740)로부터 수신한 후, RMH를 이용하여 MAC PDU 3과 MAC PDU 4를 복원한다. 메쉬 노드 F(760)는 목적 노드이므로, 복원된 MAC PDU를 다시 재조립하여, 최종적으로 MAC SDU를 생성한다.

도 8은 본 발명의 실시예가 구현되는 메쉬 노드를 나타낸 블록도이다.

메쉬 노드(50)는 프로세서(processor, 51), 메모리(memory, 52) 및 RF부(RF(radio frequency) unit, 53)을 포함한다. 메모리(52)는 프로세서(51)와 연결되어, 프로세서(51)를 구동하기 위한 다양한 정보를 저장한다. RF부(53)는 프로세서(51)와 연결되어, 무선 신호를 전송 및/또는 수신한다.

프로세서(51)는 제안된 기능, 과정 및/또는 방법을 구현한다. 도 1 내지 7의 실시예에서 메쉬 노드의 동작은 프로세서(51)에 의해 구현될 수 있다.

프로세서는 ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 메모리는 ROM(read-only memory), RAM(random access memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 포함할 수 있다. RF부는 무선 신호를 처리하기 위한 베이스밴드 회로를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.

상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

무선 메쉬 시스템에서의 중계 노드에 의한 MAC PDU(Medium Access Control Protocol Data Unit) 전송 방법에 있어서,
적어도 하나 이상의 송신 노드로부터 복수의 MAC PDU를 수신하는 단계;
상기 복수의 MAC PDU 각각을 수신 노드 별로 분류하여 중계 MAC PDU를 생성하는 단계; 및
상기 중계 MAC PDU를 상기 수신 노드로 전송하는 단계를 포함하되,
상기 중계 MAC PDU의 헤더는 중계 MAC PDU임을 나타내는 CID(connection Identifier)를 포함하고,
상기 중계 MAC PDU의 페이로드(payload)는 MAC PDU를 포함하는 것을 특징으로 하는 MAC PDU 전송 방법.