KR20130106354A - 무선 근거리 통신망 장치에 사용되는 화이트 스페이스 - Google Patents

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KR20130106354A
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웬 가오
호우-신 첸
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톰슨 라이센싱
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Abstract

각각의 액세스 포인트에 대한 이웃 세트를 정의하는 단계, 제1 액세스 포인트 내의 제1 클록을 선택하는 단계 - 상기 선택된 클록은 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 가짐 -, 이웃 액세스 포인트에게 상기 선택된 그랜드 마스터 클록과 동기하도록 권고하는 단계, 및 상기 그랜드 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 기재된다. 비컨 메시지를 수신하는 단계, 상기 비컨 메시지 내의 클록 디스크립터를 검사하는 단계, 상기 검사에 응답하여 최상의 마스터 클록을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 최상의 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 기재된다.

Description

무선 근거리 통신망 장치에 사용되는 화이트 스페이스{WHITE SPACE USAGE FOR WIRELESS LOCAL AREA NETWORK DEVICES}
본 발명은 디지털 방송 텔레비전 스펙트럼의 비점유 부분에서 동작하는 무선 근거리 통신망(WLAN) 장치용 방법 및 장치에 관한 것이다.
멀티캐스트 및 브로드캐스트 애플리케이션에서, 데이터가 유선 및/또는 무선 네트워크를 통해 서버로부터 다수의 수신기로 송신된다. 여기에서 사용되는 멀티캐스트 시스템은 서버가 동일한 데이터를 다수의 수신기로 동시에 송신하는 시스템이고, 다수의 수신기는 모든 수신기를 포함하여 모든 수신기의 부분집합을 형성한다. 브로드캐스트 시스템은 서버가 동일한 데이터를 모든 수신기에 동시에 송신하는 시스템이다. 즉, 정의에 의한 멀티캐스트 시스템은 브로드캐스트 시스템을 포함할 수 있다.
허가되지 않은 라디오 송신기에 의한 비점유 디지털 TV 스펙트럼의 사용은 아날로그로부터 디지털로의 TV 브로드캐스팅의 천이가 최근에 완료되었기 때문에 전에는 다루어지지 않았다.
FCC는 소정의 요구사항이 충족되면 TV 화이트 스페이스, 즉, 현재의 사용자에 의해 사용되지 않는 TV 채널(2-51)의 사용을 허용하는 결정(ruling)을 발행하였다. 특히, WLAN 장치는 현재의 사용을 감지할 필요가 있고, 공존 및 자원 공유를 위한 메카니즘을 필요로 하고, 그 송신 특성을 조정하여 하나 이상의 디지털 TV(DTV) 채널에 맞출 필요가 있다.
발명의 개요
다수의 TV 화이트 스페이스(TVWS) 장치가 동일한 TV 채널을 액세스하기를 원하면, 자원 공유 메카니즘이 필요하다. 이것은 TVWS 내의 이종 시스템의 공존 문제로 알려져 있다.
각각의 액세스 포인트에 대한 이웃 세트를 정의하는 단계, 제1 액세스 포인트 내의 제1 클록을 선택하는 단계 - 상기 선택된 클록은 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 가짐 -, 이웃 액세스 포인트에게 상기 선택된 그랜드 마스터 클록과 동기하도록 권고하는 단계, 및 상기 그랜드 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 기재된다. 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 가지면, 상기 다수의 클록 중에서 가장 낮은 미디어 액세스 제어(MAC) 어드레스를 갖는 클록이 선택된다. 이것은 하나보다 많은 AP가 GPS 또는 원자 클록을 수신하는 경우에 발생할 수 있다. 또한, 비컨 메시지를 수신하는 단계, 상기 비컨 메시지 내의 클록 디스크립터를 검사하는 단계, 상기 검사에 응답하여 최상의 마스터 클록을 선택하는 단계, 및 상기 선택된 최상의 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계를 포함하는 방법 및 장치가 기재된다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 읽을때 다음의 상세한 설명으로부터 가장 잘 이해될 것이다. 도면은 이하에서 간략히 설명하는 다음의 도면을 포함한다.
도 1은 채널 본딩을 위한 3개의 인접 DTV 채널을 나타내는 도면.
도 2는 에지 캐리어를 제거함으로써 WLAN 시그널링 대역폭의 감소를 나타내는 도면.
도 3은 수정된 WLAN 송신에서 사용되는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼의 예를 나타내는 도면.
도 4는 다수의 WLAN 네트워크의 개략도.
도 5는 다수의 액세스 포인트(AP)의 동기화의 개략도.
도 6은 예시적인 수정된 비컨 프레임을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 원리에 따른 글로벌 클록 선택 방법의 예시적인 실시예의 플로우챠트.
도 8은 본 발명의 원리에 따른 로컬 클록 선택 방밥의 예시적인 실시예의 플로우챠트.
도 9는 본 발명의 원리에 따라 동작하는 장치의 블록도.
WLAN 장치에 의한 TV 화이트 스페이스(TVWS)의 사용의 문제를 처리하는데 있어서, 고려해야 할 2개의 메인 영역이 존재한다. 그 첫번째는 WLAN 송신 특성의 수정이고 두번째는 스펙트럼 센싱 및 QP(quiet period) 동기화이다.
IEEE 802.11 a/g 송신은 20 MHz 채널 대역폭을 필요로 하지만, IEEE 802.11n 송신은 변조 코딩 방식(MCS)의 선택에 따라 20 MHz 또는 40MHz 채널 대역폭을 필요로 한다. 그러나, DTV 스펙트럼에서, 채널의 대역폭은 미국에서 6 MHz이고 유럽이나 아시아에서는 7 또는 8 MHz이다. 예시적인 목적으로, 여기에서 사용되는 6 MHz DTV 채널은 모두 예이다. 동일한 개념이 동일하게 7 또는 8 MHz DTV 채널에 적용가능하다. 또한, IEEE 802.11 a/g/n 표준과 호환가능한 장치 등의 다양한 WLAN 장치가 존재한다. 설명의 목적으로, IEEE 802.11a 장치가 설명에 사용된다.
대부분의 WLAN 장치에 의해 사용되는 20 MHz (또는 40 MHz) 대역폭 및 DTV 채널용 6 MHz 대역폭 간의 채널 미스매칭을 해결하기 위하여, 2개의 방법이 이하에서 설명되고 분석된다. 제1 옵션은 채널 본딩이고 제2 옵션은 채널 스케일링이다.
도 1은 18 MHz 채널을 형성하기 위하여 3개의 인접 화이트 스페이스 DTV 채널의 본딩을 나타낸다. IEEE 802.11a에서, -26으로부터 26까지의 캐리어 인덱스가 데이터 송신 및 파일럿 캐리어에 사용된다. IEEE 802.11a 장치에 대한 총 점유 대역폭은 20 MHz이다. 3 채널 본딩의 경우, 대역폭이 (20-18)/20=10%만큼 감소하기 때문에, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용가능한 캐리어의 총수가 대응하여 -24 내지 24의 인덱스를 갖는 세트로 감소된다. 이 방식으로, 캐리어의 수는
Figure pct00001
만큼 감소한다.
변경된 IEEE 802.11a 송신기에서, 변경된 프리앰블의 형성은 캐리어 -26, -25, 25, 26이 제거된 것을 제외하고 일반적인 프리앰블과 동일하다. 데이터 심볼의 형성은 감소된 수의 캐리어를 고려해야 한다. 따라서, 각각의 변조 코딩 방식에 대한 해당 데이터 레이트도 변경되어야 한다. 따라서, 송신 시간의 계산이 수정될 필요가 있다.
이 방법의 이점은 IEEE 802.11a PHY 및 MAC 층의 변경이 최소인 것이다. 단점은 3개의 연속 (인접) 화이트 스페이스 DTV 채널이 USA의 대부분의 영역에서 찾기 어렵다는 것이다. 또한, 각각의 수정된 WLAN 송신이 3개의 채널을 필요로 하기 때문에, 형성될 수 있는 18 MHz 채널의 제한된 수 때문에 WLAN 송신 간의 자원 공유 및 공존을 가능하게 하기 어렵다.
본 발명의 다른 실시예에서, 그 세트 내의 사용가능한 캐리어의 총수는 캐리어 -24 및 24를 제거함으로써 더 감소하여 캐리어의 수가 3/26=12%만큼 감소할 수 있다.
제2 옵션은 채널 스케일링이다. IEEE 802.11a 장치에 대한 샘플 레이트는 초당 20 메가 샘플이고 대응하는 점유 채널 대역폭은 또한 20 MHz이다. 따라서, 변경된 WLAN 송신의 점유 대역폭을 변경하기 위하여 샘플 레이트는 수정될 수 있다.
예를 들어, 샘플 레이트는 초당 6 메가 샘플로 변경되어 6 MHz의 점유 채널 대역폭을 산출할 수 있다. 따라서, WLAN 송신은 단일 DTV 화이트 스페이스 채널에 적합할 것이다. 마찬가지로, 이용가능한 2개의 연속적인 DTV 화이트 스페이스 채널이 존재하면, 샘플레이트는 초당 12 메가 샘플로 수정될 수 있다. 3개의 연속적인 화이트 스페이스 채널에 대하여, 샘플 레이트는 초가 18 메가 샘플일 것이다. 이 방법의 이점은 WLAN 트랜시버의 수정이 최소, 즉, 샘플 클록이라는 것이다. 일반적으로, 샘플 클록 또는 다른 시스템 클록은 PLL(phase locked loop) 회로로부터 도출된다. PLL의 파라미터는 샘플 클록 및 다른 해당 클록 신호를 수정하도록 변경될 수 있다. TV 화이트 스페이스의 임의의 사용이 현재의 사용자와 간섭할 수 없다는 요구사항 때문에, TV 화이트 스페이스 내의 WLAN 장치로부터의 송신 신호는 펄스 성형 필터를 이용하여 필터링되어야 한다. 따라서, 펄스 성형 필터는 이용가능한 채널 대역폭 및 샘플 레이트에 기초하여 변경될 필요가 있다.
수정된 WLAN 송신에서의 OFDM 심볼의 기간이 또한 변경된다. 64 포인트 IFFT(inverse fast Fourier transform)를 이용하는 것에 기초하여, 심볼은 64개의 샘플 포인트를 갖는다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 샘플 레이트가 초당 6메가 샘플이면, OFDM 심볼의 기간은
Figure pct00002
이다.
순환 전치(cyclic prefix)는 (OFDM) 심볼의 길이의 1/4이므로, 1/4이 1에 부가되어 전치 없이 OFDM 심볼의 5/4의 총 심볼 길이를 산출한다. 순환 전치를 부가한 후에, OFDM 심볼의 총 길이는
Figure pct00003
가 된다.
따라서, 프리앰블의 길이가 또한 변경된다. 따라서, 송신 시간의 계산이 변경된다.
두번째 문제는 스펙트럼 센싱 및 QP 동기화이다. FCC 결정(ruling)에 기초하여, TV 화이트 스페이스 장치는 지리 위치(geo-location) 데이터베이스를 액세스하여 TV 스테이션에 의해 점유되지 않는 영역(지리 위치) 내의 DTV 채널을 식별해야 한다. 무선 마이크로폰이 또한 TV 채널 내의 허가된 제2 사용자이므로, TV 화이트 스페이스 내의 WLAN 장치는 무선 마이크로폰 송신에 의해 사용되는 TV 채널을 식별할 수 있어야 한다. 스포츠 또는 쇼 이벤트에 사용되는 무선 마이크로폰 등의, 주어진 지리 위치 내의 무선 마이크로폰의 사용이 또한 데이터베이스에 등록되면, 스펙트럼 센싱이 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 뉴스 수집을 위한 무선 마이크로폰의 사용은 통상 예측 불가능하고 따라서 미리 데이터베이스에 등록될 수 없다. 등록되지 않은 무선 마이크로폰 사용을 식별하기 위하여, 스펙트럼 센싱이 필요하다.
무선 마이크로폰용 센싱 문턱값은 -114 dbm이므로, WLAN 장치는 주어진 DTV 채널 내에서 무선 마이크로폰 신호를 센싱할 때 조용해야 한다. 따라서, WLAN 송신의 동기화가 필요하다. 이 방식으로, 센싱을 위한 QP가 동기될 수 있다. 다음에서, TV 화이트 스페이스 내의 WLAN 장치의 동기화를 위한 방법 및 QP를 스케줄링하기 위한 방법이 기재된다.
TV 화이트 스페이스 내의 WLAN 장치의 동기화에서, 다수의 스테이션이 액세스 포인트(AP)와 통신하는 인프라스트럭쳐 모드의 WLAN 네트워크를 고려한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 주어진 DTV 화이트 스페이스 채널 내에서 다수의 WLAN 네트워크가 동작하는 것으로 가정한다.
WLAN 네트워크에서, 스테이션은 타이머 동기화 기능(TSF; timer synchronization function)을 통해 AP와 동기된다. TSF는 1 MHz에서 실행되는 64비트 타이머를 유지한다. 초기화시 AP 내의 TSF 타이머가 제로로 리셋된 후 AP의 1 MHz 클록에 의해 증분된다. AP는 주기적으로 비컨 프레임을 전송한다. 각각의 비컨에서, 타이머의 현재 값이 비컨 프레임 내에 삽입된다. 비컨 프레임을 수신하는 스테이션은 업데이트 동작을 수행하기 위하여 필요한 임의의 프로세싱 시간에 의해 수정된 비컨 프레임 내의 AP로부터 수신한 타이머의 값으로 TSF 타이머를 업데이트한다. 따라서, 비컨을 수신하는 네트워크 내의 모든 스테이션의 타이머 값이 AP의 타이머 값으로 동기된다.
그러나, 네트워크 내의 동기화는 충분하지 않다. 동일한 화이트 스페이스 채널에서 동작하는 다수의 네트워크 간의 동기화가 필요하다. 이 목표를 달성하기 위하여, 이들 네트워크 내의 AP 만이 동기될 필요가 있다.
모든 AP에 GPS 위성 신호를 신뢰성있게 수신할 수 있는 GPS(global positioning system) 수신기가 갖추어져 있으면, AP는 정밀한 원자 클록으로부터 도출된 수신된 위성 클록 신호로 동기될 수 있다. 그러나, AP는 GPS 수신기가 갖추어져 있지 않을 수 있거나 특히 이들이 실내 환경에 위치하면 GPS 위성 신호를 신뢰성있게 수신하지 못할 수 있다. TSF 타이머를 위한 다른 동기화 방법이 필요할 수 있다.
하나의 옵션은 이웃의 가장 빠른 (또는 가장 느린) 클록에 동기화하는 것이다. AP는 이웃의 AP로부터 비컨을 수신한다. 비컨 내의 타임 스탬프가 로컬 TSF 타이머 내의 값보다 크면(또는 작으면), 로컬 TSF 타이머 값은 업데이트 동작을 수행하는데 필요한 임의의 프로세싱 시간에 의해 수정된 수신된 비컨 프레임 내의 타임 스탬프로 대체된다. 이 방식으로, 영역 내의 AP의 모든 TSF 타이머는 영역 내의 가장 빠른 클록(또는 가장 느린 클록)으로 동기될 것이다. 그러나, 가장 빠른(또는 가장 느린) 클록은 정확도 및 안정성에 있어서 최상의 클록이 아닐 수 있다. 비컨 신호는 동작 채널 또는 공통 제어 채널에서 전송될 수 있다.
다른 옵션은 백홀(backhaul) 링크 및 무선 통신을 통한 동기화이다. 네트워크 타임 프로토콜(NTP)는 통상 인터넷 등의 컴퓨터 네트워크에서 컴퓨터 클록을 동기화하는데 사용된다. 그러나, NTP는 수십 밀리초의 개략적인 정확도를 갖는다. WLAN 네트워크에서의 동기화 정확도는 마이크로초 단위여야 한다. 따라서, NTP는 WLAN 장치에 의한 TVWS의 사용을 위한 네트워크 클록의 동기화에는 부적합하다.
IEEE 1588은 마이크로초 단위의 정확도를 제공할 수 있는 정밀한 클록 동기화용 프로토콜이다. 그러나, 프로토콜은 양호한 경계 클록이 갖추어진 스위치에 의해 접속된 몇 개의 로컬 서브넷 또는 하나의 서브넷 내에 있어야 한다. WLAN 네트워크 내의 AP가 상이한 서브넷 내에 있을 수 있기 때문에, 스위치는 양호한 경계 클록을 갖지 않을 수 있다. IEEE 1588은 WLAN 장치에 의한 TVWS의 사용을 위한 네트워크 클록의 동기화에 직접 적용될 수 없다.
그러나, IEEE 1588 프로토콜은 WLAN 장치에 의한 TVWS의 사용을 위한 네트워크 클록의 동기화에 수정되어 적용될 수 있다. 영역 내의 모든 AP가 인터넷 내의 스펙트럼 서버에 접속된 백홀 링크를 갖는 것으로 가정한다. 설치 페이즈 또는 시동 페이즈 동안, AP의 위치, 송신 전력 및 클록 디스크립터(clock descriptor)가 스펙트럼 서버에 등록된다. 클록 디스크립터는 클록 정확도, 클록의 안정성 및 소스 등의 클록 특성을 포함한다. 또한, AP는 데이터 및 클록 신호를 정확하게 수신하여 디코딩할 수 있는 AP의 세트를 스펙트럼 서버에 보고할 수 있다.
AP가 이웃 내의 AP로부터 비컨 프레임 만을 들을 수 있고 스펙트럼 서버가 모든 AP의 토폴로지(topology) 및 클록 특성을 알기 때문에, 스펙트럼 서버는, 마스터 클록으로서 이웃의 AP 중의 하나로부터 클록을 선택하고 로컬 TSF 타이머 값을 이 동작에 사용되는 프로세싱 시간에 의해 수정된 마스터 클록을 갖는 AP의 비컨 프레임 내의 타임 스탬프로 대체함으로써 해당 AP에게 선택된 마스터 클록으로 동기할 것을 알릴 수 있다. 더 높은(더 나은) 정확도를 달성하기 위하여, Sync 메시지, Follow_Up 메시지, Delay_Req 메시지 및 Delay_Resp 메시지 등의 IEEE 1588 메시지와 유사한 메시지가 전파 지연을 계산하는데 사용될 수 있고, 전파 지연은 로컬 TSF 타이머 값을 조절하는데 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 주어진 AP에 대하여, 스펙트럼 서버는 IEEE 1588에 정의된 최상의 마스터 클록 알고리즘에 기초하여 AP의 이웃의 마스터 클록을 선택하고 백홀 링크를 통해 AP에 알릴 수 있다. 최상의 마스터 클록 알고리즘은 이웃의 AP의 클록 디스크립터를 사용하기 때문에, 이는 로컬 선택 방법이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 스펙트럼 서버는 클록 선택에 대하여 더 나을 수 있다. 스펙트럼 서버는 영역 내의 AP의 클록 특성의 글로벌 지식(global knowledge)를 갖기 때문에, 이 영역 내의 그랜드 마스터 클록으로서 최상의 클록을 선택할 수 있다. 예를 들어, 수신된 GPS 신호로부터 또는 원자 클록으로부터 최상의 클록이 추출될 수 있다. 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 갖는 경우, 다수의 클록 중에서 가장 낮은 미디어 액세스 제어(MAC; media access control) 어드레스를 갖는 클록이 선택된다. 이것은 하나보다 많은 AP가 GPS 또는 원자 클록을 수신할 수 있는 경우에 발생할 수 있다. 스펙트럼 서버는 이웃 AP에게 그랜드 마스터 AP의 비컨을 듣고 프로세싱을 위한 임의의 필요한 조절을 갖는 그랜드 마스터 AP의 비컨 신호를 이용하여 자신의 클록을 그랜드 마스터 클록과 동기할 수 있다는 것을 알린다. 이웃 AP가 그랜드 마스터 클록과 동기화되므로, 그들 자신의 이웃 AP에 대한 마스터 클록으로서 선택될 수 있다. 이 방식으로, 이 영역 내의 모든 클록은 그랜드 마스터 클록으로 동기된다. 이 글로벌 선택 방법은 상술한 로컬 선택 방법보다 더 낫게 수행되어야 한다.
도 5는 예로서 사용된다. 이하에서 설명하는 방법은 상술한 글로벌 선택 방법 및 로컬 선택 방법과 함께 동작한다. AP의 세트로서 APx의 이웃 세트를 정의하여 APx는 그 세트 내의 AP에 의해 전송된 비컨 프레임을 수신하고 디코딩할 수 있다. APx의 이웃 세트는 N(x)로 표시된다. 따라서, 도 5는 다음의 이웃 세트를 갖는다.
Figure pct00004
Figure pct00005
AP1 내의 클록이 가장 높은 정확도 및 안정성을 갖는 것으로 가정한다. AP1이 GPS 또는 원자 클록을 수신하고 그 클록을 GPS 또는 원자 클록으로 동기하면, 또는 이것이 최상의 로컬 마스터 클록을 가지기 때문에, AP1은 가장 높은 정확도를 가질 수 있다. AP1은 그랜드 마스터 클록으로서 선택된다. 스펙트럼 서버는 이웃 AP에게 그랜드 마스터 AP의 비컨을 듣고 프로세싱을 위한 임의의 필요한 조절을 갖는 그랜드 마스터 AP의 비컨 신호를 사용하여 자신의 클록을 그랜드 마스터 클록rjl 동기할 것을 알린다. 이웃 AP가 그랜드 마스터 클록과 동기되므로, 자신의 이웃 AP에 대한 마스터 클록으로서 선택될 수 있다. 이 방식으로, 이 영역 내의 모든 클록은 그랜드 마스터 클록에 동기된다. 따라서, AP1의 이웃 AP, 즉, AP2, AP3, AP4는 자신의 클록을 AP1의 클록과 동기할 것이다. AP4, AP5 및 AP6가 서로 들을 수 있고 AP4가 그랜드 마스터 클록에 동기되므로, AP4는 AP5 및 AP6에 대한 마스터 클록으로서 선택된다.
중앙 스펙트럼 서버가 없는 상황에서, AP는 스스로 클록을 선택해야 한다. 이 경우, 각각의 AP는 그 비컨 신호 내에 타임 스탬프와 함께 자신의 클록 디스크립터를 전송할 것이다. 클록 디스크립터가 비컨 프레임에 부가된 새로운 필드이다. 각각의 AP는 IEEE 1588 내에 정의된 최상의 마스터 클록 알고리즘을 실행하여 자신의 이웃에서 들을 수 있는 비컨 프레임에 기초하여 마스터 클록을 선택할 수 있다.
추가적인 필드가 비컨 프레임, 즉, 자신의 마스터 클록 디스크립터에 부가되어, 동기되는 마스터 클록을 기술할 수 있다. 마스터 클록 디스크립터는 임의의 다른 클록 또는 자신의 마스터 클록의 디스크립터에 동기되지 않으면 자신의 클록 디스크립터로서 정의된다. 이 방식으로, 마스터 클록 필드는 그랜드 마스터 클록을 역트랙킹할 수 있다. 클록 선택 방법은 다음과 같이 수정될 수 있다. 주어진 AP에 대하여, AP는 먼저 마스터 클록 디스크립터를 이용하여 "최상의 마스터 클록 알고리즘"을 실행한다. 타이(tie)가 존재하면, 타이 AP의 클록의 클록 디스크립터를 이용하여 "최상의 마스터 클록 알고리즘"을 실행하고 최상의 것을 자신의 마스터 클록으로 선택한다.
채널을 센싱하기 위하여 QP를 스케줄링하는데 있어서, 먼저 동기화가 달성되어야 한다. 동기화가 달성되지 않으면, 임의의 마이크로폰이 주어진 DTV 채널을 이용하는지를 파악할 수 없다.
영역(지리 위치) 내의 모든 AP가 동기된 후에, 스펙트럼 서버는 QP를 스케줄링할 수 있다. 예를 들어, 스펙트럼 서버는 백홀 링크를 통해 모든 AP에 메시지를 전송하여 자신의 TSF 카운터가 [x, y]의 범위 내에 있을 때 AP에게 조용히 하도록 요청하고, 여기서, y-x는 QP의 길이를 결정한다. 이것은 중앙집중된 QP 스케줄링이라고 한다.
스펙트럼 서버가 없으면, 분산된 QP 스케줄링 방법이 필요하다. 이 경우, 마스터 클록 또는 그랜드 마스터 클록을 갖는 AP가 비컨 프레임에서 QP 스케줄링 메시지를 전송하거나 QP 스케줄링 메시지(신호)를 별도로 전송하여 이웃 AP에게 QP를 스케줄링할 것을 알린다. 수정된 비컨 프레임 포맷은 도 6에 도시된다.
도 7은 본 발명의 원리에 따른 글로벌 클록 선택 방법의 예시적인 실시예의 플로우챠트이다. 도시된 글로벌 클록 선택 방법은 스펙트럼 서버에서 동작한다. 705에서, 스펙트럼 서버는 이웃이 이웃 세트 내의 AP에 의해 전송된 비컨 메시지(프레임)를 수신하고 디코딩할 수 있도록 각각의 AP에 대한 이웃 세트를 정의한다. 710에서, 스펙트럼 서버는 영역(지리 위치) 내의 클록의 특성 지식에 기초하여 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 갖는 클록을 선택한다. 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 갖는 경우, 다수의 클록 중에서 가장 낮은 MAC 어드레스를 갖는 클록이 선택된다. 이것은 하나보다 많은 AP가 GPS 또는 원자 클록을 수신할 수 있는 경우에 발생할 수 있다. 715에서, 스펙트럼 서버는 이웃 AP에게 선택된 그랜드 마스터 클록에 동기하도록 권고한다. 720에서, 스펙트럼 서버는 이웃 세트 내의 AP에 의해 전송된 비컨 메시지(프레임)를 수신하고 디코딩할 수 있는 이들 AP 중에서 마스터 클록으로서 AP를 선택하여 그랜드 마스터 클록을 갖는 AP에 의해 전송된 비컨 메시지(프레임)를 수신 및 디코딩할 수 없지만 마스터 클록으로서 동작하는 AP에 의해 전송된 비컨 메시지(프레임)를 수신하고 디코딩할 수 있는 AP에 대한 마스터 클록으로서 동작한다. 725에서, 스펙트럼 서버는 QP를 스케줄링하는 메시지를 내보내어 주어진 DTV 채널 내에서 동작하는 임의의 마이크로폰이 있는지를 결정한다. 모든 비컨 메시지(프레임) 내의 모든 타임 스탬프는 프로세싱 및 송신 시간을 처리하기 위하여 수신자에 의해 수정되어야 한다.
도 8은 본 발명의 원리에 따른 로컬 클록 선택 방법의 예시적인 실시예의 플로우챠트이다. 도시된 로컬 클록 선택 방법은 각 AP에서 동작한다. 805에서, AP는 비컨 프레임을 수신한다. 810에서, AP는 수신된 비컨 프레임 내의 클록 디스크립터를 검사한다. 815에서, AP는 IEEE 1588 내의 최상의 마스터 클록 방법을 실행하여 들은 비컨 프레임에 기초하여 최상의 마스터 클록을 선택한다. 820에서, AP는 QP를 스케줄링하는 메시지를 내보내어 주어진 DTV 채널 내에서 동작하는 임의의 마이크로폰이 있는지를 결정한다. 모든 비컨 메시지(프레임) 내의 모든 타임 스탬프는 프로세싱 및 송신 시간을 처리하기 위하여 수신자에 의해 수정되어야 한다.
도 9는 본 발명의 원리에 따라 동작하는 장치의 블록도이다. 도시된 장치는 스펙트럼 서버 또는 AP일 수 있다. 트랜시버는 실제로 데이터 및 임의의 제어 신호를 송수신하고 제어 로직은 모든 다른 기능을 수행한다.
특히, 스펙트럼 서버로서 동작할 때, 도 9의 제어 로직 모듈은 각각의 액세스 포인트에 대한 이웃 세트를 정의하는 수단, 제1 액세스 포인트 내의 제1 클록을 선택하는 수단 - 선택된 클록은 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 가짐 -, 및 마스터 클록으로서 제2 액세스 포인트 내의 제2 클록을 선택하는 수단 - 제2 액세스 포인트는 그랜드 마스터 클록과 동기되는 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 비컨 메시지를 수신하고 디코딩할 수 있음 - 을 포함한다. 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 갖는 경우, 다수의 클록 중에서 가장 낮은 MAC 어드레스를 갖는 클록이 선택된다. 이것은 하나보다 많은 AP가 GPS 또는 원자 클록을 수신할 수 있는 경우에 발생할 수 있다. 도 9의 장치의 트랜시버 모듈은 이웃 액세스 포인트가 선택된 그랜드 마스터 클록과 동기되도록 권고하는 수단 및 그랜드 마스터 클록에 기초하여 QP를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 수단을 포함한다.
특히, 액세스 포인트(AP)로서 동작할 때, 도 9의 장치의 트랜시버 모듈은 비컨 메시지를 수신하는 수단을 포함한다. 도 9의 장치의 제어 로직 모듈은 비컨 메시지 내의 클록 디스크립터를 검사하는 수단, 검사에 응답하여 최상의 마스터 클록을 선택하는 수단 및 선택된 최상의 마스터 클록에 기초하여 QP를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 수단을 포함한다.
AP가 자신의 상태가 그랜드 마스터 클록 또는 마스터 클록을 갖는다는 것을 알도록, 그 이웃 AP는 마스터 클록 및 그랜드 마스터 클록 선택 메시지를 마스터 클록 또는 그랜드 마스터 클록을 갖는 AP로 전송할 것이다. 마스터 클록 상태를 갖는 APx가 다른 AP, 예를 들어, APy에 동기되면, APx는 자신의 비컨 프레임과 같은 QP 스케줄링 메시지를 APy의 비컨 프레임 내에 사용할 것이다. 이 방식으로, 그랜드 마스터 클록 또는 마스터 클록을 갖는 AP의 QP 스케줄링 메시지는 네트워크를 통해 QP 스케줄링 메시지(신호)를 전파할 수 있다.
본 발명은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 특수 목적 프로세서, 또는 그 조합의 다양한 형태로 구현될 수 있다. 바람직하게, 본 발명은 하드웨어 및 소프트웨어의 조합으로서 구현된다. 또한 소프트웨어는 바람직하게 프로그램 저장 장치 상에서 유형으로 구현되는 애플리케이션 프로그램으로서 구현된다. 애플리케이션 프로그램은 임의의 적절한 아키텍쳐를 포함하는 머신에 업로딩되어 그 머신에 의해 실행될 수 있다. 바람직하게, 머신은 하나 이상의 중앙 처리 장치(CPU), 랜덤 액세스 메모리(RAM) 및 입출력(I/O) 인터페이스(들) 등의 하드웨어를 갖는 컴퓨터 플랫폼 상에 구현된다. 컴퓨터 플랫폼은 또한 오퍼레이팅 시스템 및 마이크로인스트럭션 코드를 포함한다. 여기에 기재된 다양한 프로세스 및 기능은 오퍼레이팅 시스템을 통해 실행되는 애플리케이션 프로그램의 일부 또는 마이크로인스트럭션 코드의 일부(또는 그 조합)일 수 있다. 또한, 다양한 다른 주변 장치는 추가의 데이터 저장 장치 및 프린팅 장치 등의 컴퓨터 플랫폼에 접속될 수 있다.
첨부된 도면에 도시된 구성 시스템 컴포넌트 및 방법 단계의 일부가 바람직하게 소프트웨어로 구현되기 때문에, 시스템 컴포넌트(또는 프로세스 단계) 간의 실제 접속은 본 발명이 프로그래밍되는 방식에 따라 다를 수 있다. 주어진 교시에서, 본 기술에 숙련된 자는 본 발명의 이들 및 유사한 구현 또는 구성을 예상할 수 있다.

Claims (22)

  1. 각각의 액세스 포인트에 대한 이웃 세트를 정의하는 단계;
    제1 액세스 포인트 내의 제1 클록을 선택하는 단계 - 상기 선택된 클록은 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 가짐 -;
    이웃 액세스 포인트들에게 상기 선택된 그랜드 마스터 클록과 동기하도록 권고하는 단계; 및
    상기 그랜드 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계 - 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 가지면, 상기 다수의 클록 중에서 가장 낮은 미디어 액세스 제어 어드레스를 갖는 클록이 선택됨 -
    를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 마스터 클록으로서 제2 액세스 포인트 내의 제2 클록을 선택하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 액세스 포인트는 상기 그랜드 마스터 클록과 동기된 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 비컨 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 있는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방법은 스펙트럼 서버에서 동작하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 액세스 포인트는 상기 이웃 세트의 상기 액세스 포인트들에 의해 송신된 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 있는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 그랜드 마스터 클록을 갖는 상기 제1 액세스 포인트는 영역 내의 클록들의 특성들의 지식에 기초하여 선택되는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 마스터 클록을 갖는 상기 제2 액세스 포인트는 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지를 수신하고 디코딩할 수 있는 상기 이웃 세트 내의 액세스 포인트들 중에서 선택되어 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 없는 상기 이웃 세트의 상기 액세스 포인트들에 대한 상기 마스터 클록으로서 동작하고, 상기 이웃 세트 내의 상기 액세스 포인트들은 상기 제2 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지를 수신하고 디코딩할 수 있는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 송신된 메시지의 수신자들은, 상기 메시지들을 수신하고 프로세싱하는 시간에 응답하여 상기 메시지들 내의 타임 스탬프를 수정하는 방법.
  8. 비컨 메시지를 수신하는 단계;
    상기 비컨 메시지 내의 클록 디스크립터들을 검사하는 단계;
    상기 검사에 응답하여 최상의 마스터 클록을 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 최상의 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 단계 - 상기 최상의 마스터 클록은 가장 안정한 것, 가장 정확한 것, 가장 빠른 것, 및 가장 느린 것 중의 하나임 -
    를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 방법은 액세스 포인트에서 동작하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 선택은 IEEE 1588 최상의 마스터 클록 방법을 실행함으로써 수행되는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 송신된 메시지의 수신자들은, 상기 메시지들을 수신하고 프로세싱하는 시간에 응답하여 상기 메시지들 내의 타임 스탬프를 수정하는 방법.
  12. 각각의 액세스 포인트에 대한 이웃 세트를 정의하는 수단;
    제1 액세스 포인트 내의 제1 클록을 선택하는 수단 - 상기 선택된 클록은 그랜드 마스터 클록으로서 가장 높은 정확도를 가짐 -;
    이웃 액세스 포인트들에게 상기 선택된 그랜드 마스터 클록과 동기하도록 권고하는 수단; 및
    상기 그랜드 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 수단 - 다수의 클록이 가장 높은 정확도를 가지면, 상기 다수의 클록 중에서 가장 낮은 미디어 액세스 제어 어드레스를 갖는 클록이 선택되고, 다수의 클록이 동일한 가장 높은 정확도를 가지면, 상기 다수의 클록 중에서 가장 낮은 미디어 액세스 제어 어드레스를 갖는 클록이 선택됨 -
    을 포함하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 마스터 클록으로서 제2 액세스 포인트 내의 제2 클록을 선택하는 수단을 더 포함하고, 상기 제2 액세스 포인트는 상기 그랜드 마스터 클록과 동기된 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 비컨 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 있는 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 장치는 스펙트럼 서버인 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 액세스 포인트는 상기 이웃 세트의 상기 액세스 포인트들에 의해 송신된 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 있는 장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 그랜드 마스터 클록을 갖는 상기 제1 액세스 포인트는 영역 내의 클록들의 특성들의 지식에 기초하여 선택되는 장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 마스터 클록을 갖는 상기 제2 액세스 포인트는 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지를 수신하고 디코딩할 수 있는 상기 이웃 세트 내의 액세스 포인트들 중에서 선택되어 상기 제1 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지들을 수신하고 디코딩할 수 없는 상기 이웃 세트의 상기 액세스 포인트들에 대한 상기 마스터 클록으로서 동작하고, 상기 이웃 세트 내의 상기 액세스 포인트들은 상기 제2 액세스 포인트에 의해 송신된 메시지를 수신하고 디코딩할 수 있는 장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 송신된 메시지의 수신자들은, 상기 메시지들을 수신하고 프로세싱하는 시간에 응답하여 상기 메시지들 내의 타임 스탬프를 수정하는 장치.
  19. 비컨 메시지를 수신하는 수단;
    상기 비컨 메시지 내의 클록 디스크립터들을 검사하는 수단;
    상기 검사에 응답하여 최상의 마스터 클록을 선택하는 수단; 및
    상기 선택된 최상의 마스터 클록에 기초하여 QP(quiet period)를 스케줄링하는 메시지를 송신하는 수단 - 상기 최상의 마스터 클록은 가장 안정한 것, 가장 정확한 것, 가장 빠른 것, 및 가장 느린 것 중의 하나임 -
    을 포함하는 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 장치는 액세스 포인트인 장치.
  21. 제19항에 있어서, 상기 선택하는 수단은 IEEE 1588 최상의 마스터 클록 방법을 실행함으로써 수행되는 장치.
  22. 제19항에 있어서, 상기 송신된 메시지의 수신자들은, 상기 메시지들을 수신하고 프로세싱하는 시간에 응답하여 상기 메시지들 내의 타임 스탬프를 수정하는 장치.
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