KR20150106828A - 분산 무선 통신 시스템에서 동기화하는 방법 및 이를 지원하는 단말 - Google Patents

Abstract

분산 무선 통신 시스템에서 동기화하는 방법 및 이를 지원하는 단말이 개시된다. 분산 무선 통신 시스템은 복수의 네트워크를 포함하며, 복수의 네트워크 각각에 대한 시간 자원은 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 피어링 슬롯 및 데이터 슬롯으로 분할된다. 제1 네트워크에 속한 제1 단말은 제1 네트워크의 데이터 슬롯에서, 제2 네트워크에 속한 단말로부터 동기 신호가 수신되는지를 판단한다. 제1 단말은 동기 신호가 수신되는 것으로 판단한 경우, 제1 네트워크와 동기가 맞지 않는 제2 네트워크를 만났음을 감지한다.

Description

분산 무선 통신 시스템에서 동기화하는 방법 및 이를 지원하는 단말{METHOD AND TERMINAL FOR SYNCHRONIZING IN DISTRIBUTED WIRELESS COMMUNICATION}

본 발명은 분산 무선 통신 시스템에서 동기화하는 방법 및 이를 지원하는 단말에 관한 것이다.

무선통신 시스템에서 단말들간에 서로 동기가 맞는 경우 많은 장점이 존재하므로, 무선 통신 시스템은 대부분 동기 방식을 사용한다. 동기 방식은 시간 영역을 주기적으로 반복되는 반복 구간으로 나누고 반복 구간을 다시 작은 구간인 슬롯(slot)들로 나누며, 단말의 여러 동작들이 각각 대응하는 특정 슬롯에서 이루어 진다. 동기 방식의 장점 들 중에 하나는 전력 소모를 줄이기 위한 슬립 모드(sleep mode)를 효율적으로 지원하는 것이다. 즉, 네트워크 내의 단말들이 반복 구간과 슬롯들의 구조를 알고 있는 경우, 단말들은 구간 내의 일정 슬롯 또는 슬롯들에서만 송신 또는 수신모드로 동작하고 나머지 슬롯들에서는 비활성(inactive) 상태를 유지하여, 전력 소모를 줄일 수 있다.

동일 네트워크 속한 단말들이 동기를 맞추거나 동기를 유지하는 방법으로는 여러 가지가 있다. 셀룰러 시스템과 같이, 특정 시스템 또는 단말이 동기의 기준이 되는 신호(이하, '동기 신호'라 함)를 제공하고 나머지 단말들은 제공되는 동기 신호를 이용해 동기를 맞추는 방식인 중앙 제어형 동기 방식이 있다. 그리고 특정 시스템 또는 단말이 동기 신호를 전송하는 것이 아니라, 네트워크 내 단말들이 동기 신호의 전송에 스스로 참여하는 분산형 동기 방식이 있다.

분산형 동기 방식으로는 물리계층 분산형 동기 방식이 있다. 물리계층 분산형 동기 방식은 네트워크 내의 단말들이 특별히 설계된 동기 신호를 송신 또는 수신하면 단말들이 동기 신호가 수신된 시간을 이용하여 단말들 간의 동기를 맞추는 방식이다. 물리계층 분산형 동기 방식에서 사용되는 동기 신호는 펄스(pulse) 신호, 첩(chirp) 신호, 모듈레이션(modulation)된 ZC(Zadoff-Chu) 신호 등이 있다. 물리계층 분산형 동기 방식은 두 개의 동기 신호가 겹쳐서 수신되는 경우에도 겹쳐진 동기 신호가 서로 직교(orthogonal) 특성이 있으면 수신된 동기 신호 각각의 수신 시간을 추정할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 동기 신호를 위한 무선 채널이 다른 장치에 의해서 사용되는 경우 동기 신호가 전송되면, 신호 간 간섭이 발생할 수 있다. 이에 따라 물리계층 분산형 동기 방식은 동기 신호를 위한 무선 채널이 항상 확보되어 있어야 효과적으로 작동하는 단점이 있다.

분산형 동기 방식의 다른 방법으로는 동기 신호를 전송할 시 동기와 관련된 추가 정보도 함께 전송하는 방법이 있다. 예를 들어, 동기 신호에 시간 오프셋(offset) 정보도 함께 전송되며, 동기 신호를 수신한 단말은 동기 신호를 수신한 시간과 시간 오프셋 값을 이용하여 네트워크 동기를 맞춘다. 이 방법은 비 면허대역에서 무선 채널을 다른 통신 시스템과 공유하는 경우 또는 다른 단말이 전송한 동기 신호와의 충돌을 회피하고자 하는 경우(즉, 동기 신호를 원하는 시간에 항상 전송하는 것이 불가능한 경우)에 유용한 방법이다. 예를 들어, 동기 신호의 전송을 CSMA/CA(Carrier Sensing Multiple Access with Collision Avoidance)와 같은 경쟁기반 매체접근제어 방식을 이용해서 전송하는 경우에 유용하다.

분산형 동기 방식으로 동작하는 네트워크 들이 공간적으로 서로 분리되어 존재하는 경우, 네트워크 들 간의 무선 채널이 변하면서 서로 분리되어 있던 네트워크들이 만날 수 있다. 이때, 두 개의 네트워크가 서로 '만난다'라는 것은 한 네트워크에 속한 단말 중 일부 또는 전부가 다른 네트워크에 속한 단말들 중 일부 또는 전부의 송신 신호를 수신할 수 있는 상태를 의미한다. 예를 들어, 공간적으로 서로 분리되어 있던 네트워크 들이 만나는 경우는 네트워크 들이 이동하면서 서로 다른 네트워크에 속한 단말들 간에 거리가 가까워 지는 경우, 또는 두 네트워크 사이에서 통신을 방해하던 물체가 사라지는 경우에 발생할 수 있다.

공간적으로 서로 분리되어 있던 두 네트워크가 만나게 되면, 두 네트워크 간에 동기가 서로 맞지 않게 된다. 즉, 두 네트워크의 반복 구간이 서로 다른 시점에 발생할 수 있다. 이와 같이 서로 동기가 맞지 않는 두 네트워크가 만나게 되면, 두 네트워크는 서로 간섭을 일으킬 수 있으며, 결과적으로 네트워크 동작에 문제가 발생한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 서로 동기가 맞지 않는 적어도 2개의 네트워크가 만나는 경우, 네트워크들 간에 동기를 맞추는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 분산 무선 통신 시스템에서 제1 네트워크에 속한 제1 단말이 동기화하는 방법이 제공된다. 상기 동기화 방법은, 상기 분산 무선 통신 시스템에 속한 복수의 네트워크에 대한 시간 자원인 제1 기간을, 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 피어링 슬롯 및 데이터 슬롯으로 분할하는 단계, 상기 제1 네트워크의 데이터 슬롯에서, 상기 제1 네트워크와 다른 제2 네트워크에 속한 단말로부터 동기 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 네트워크와 동기가 맞지 않는 상기 제2 네트워크를 만났음을 감지하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 제2 기간 동안 데이터를 전송하지 않고 수신 모드로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 동작을 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제1 네트워크의 데이터 슬롯에서 상기 제2 기간을 제외한 나머지 기간에서, 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제1 네트워크에 속한 단말들 중 상기 제1 단말을 제외한 나머지 단말로, 상기 제2 네트워크의 만남을 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 만남을 알리는 메시지를 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 전송하는단계를 더 포함할 수 있다.

상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 만남을 알리는 정보를 상기 제1 단말이 전송하는 동기 신호에 포함시켜 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계, 그리고 상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 제2 네트워크와 동기화하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 이동을 상기 제1 네트워크에 속한 단말로 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 상기 제1 네트워크에 속한 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 이동을 상기 제2 네트워크에 속한 단말로 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 알리는 단계는, 상기 제2 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 상기 제2 네트워크에 속한 단말로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 동기화를 완료하여 상기 제2 네트워크로 이동한 경우, 상기 제1 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 제2 기간 동안, 수신 모드로 동작하면서 데이터를 전송하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제2 네트워크의 데이터 슬롯에서 상기 제2 기간을 제외한 기간에서 데이터를 전송하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 동기화 방법은, 상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 네트워크의 동기 슬롯과 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯의 시간 차이를 나타내는 제2 기간, 그리고 상기 제1 기간에서 상기 제2 기간을 뺀 제3 기간에 따라, 상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제2 기간이 상기 제3 기간보다 작은 경우, 상기 제2 네트워크로 이동하는 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 동기화 하는 단계는, 상기 제2 네트워크로 이동하는 것으로 판단한 경우, 일정 기간 후에 상기 제2 네트워크와 동기화하는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 일정 기간은 상기 제1 단말의 경쟁윈도우 크기에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 네트워크를 포함하는 분산 무선 통신 시스템에서, 상기 복수의 네트워크 중 제1 네트워크에 속한 단말이 제공된다. 상기 단말은, 상기 복수의 네트워크 중 제2 네트워크로부터 동기 신호를 수신하는 RF 모듈, 그리고 상기 제1 네트워크의 시간 자원 중 데이터를 송신 또는 수신하는 구간인 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는지 여부를 판단하며, 상기 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 상기 제1 네트워크와 동기가 맞지 않는 상기 제2 네트워크를 만났음을 감지하는 프로세서를 포함할 수 있다.

상기 프로세서는, 상기 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에서 데이터를 전송하지 않고 수신 모드로 동작시킬 수 있다.

상기 프로세서는 상기 데이트 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 일정 기간 후에 상기 제2 네트워크로 이동하도록 제어할 수 있으며, 상기 일정 기간은 상기 단말의 경쟁윈도우 크기에 따라 결정될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 서로 동기가 맞지 않은 네트워크가 만났을 경우, 네트워크의 정상 동작을 유지하면서 네트워크들 간의 동기를 맞출 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선 통신 시스템에서 반복 구간을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 구간(100')을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 6은 각각 동기가 서로 다른 2개의 네트워크가 만난 경우에 각 동기 구간의 상관 관계에 대한 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선 통신 시스템에서 동기화 하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 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.

명세서 전체에서, 단말은(terminal)은 이동 단말(mobile terminal, MT), 이동국(mobile station, MS), 진보된 이동국(advanced mobile station, AMS), 고신뢰성 이동국(high reliability mobile station, HR-MS), 가입자국(subscriber station, SS), 휴대 가입자국(portable subscriber station, PSS), 접근 단말(access terminal, AT), 사용자 장비(user equipment, UE) 등을 지칭할 수도 있고, 단말, MT, AMS, HR-MS, SS, PSS, AT, UE 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

기지국(base station, BS)은 진보된 기지국(advanced base station, ABS), 고신뢰성 기지국(high reliability base station, HR-BS), 노드B(node B), 고도화 노드B(evolved node B, eNodeB), 접근점(access point, AP), 무선 접근국(radio access station, RAS), 송수신 기지국(base transceiver station, BTS), MMR(mobile multihop relay)-BS, 기지국 역할을 수행하는 중계기(relay station, RS), 기지국 역할을 수행하는 고신뢰성 중계기(high reliability relay station, HR-RS) 등을 지칭할 수도 있고, ABS, 노드B, eNodeB, AP, RAS, BTS, MMR-BS, RS, HR-RS 등의 전부 또는 일부의 기능을 포함할 수도 있다.

또한, 네트워크는 인접한 장소에 위치하면서 서로간에 데이터 또는 제어 정보를 주고 받을 수 있는 단말기들의 집합을 의미한다. 이때, 단말들이 서로 주고 받는 제어 정보 또는 데이터는 두 단말이 직접 주고 받는 경우뿐만 아니라 네트워크 내 다른 단말을 통해서 주고 받는 경우(즉, 다중 홉 릴레이(multi-hop relay))를 포함한다.

이제 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선 통신 시스템에서 동기화하는 방법 및 이를 지원하는 단말에 대해서 상세히 설명한다. 이하에서는 분산 무선 통신 시스템 환경을 가정하여 설명하며, 분산 무선통신 시스템은 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 알 수 있는 바 구체적인 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선 통신 시스템에서 반복 구간을 나타내는 도면이다. 반복 구간은 분산 무선 통신 시스템의 시간 자원에 해당한다.

도 1에서 동기 구간(Synchronization interval, 100))은 시간 영역에서의 반복 구간에 해당되며, 반복 구간(즉, 동기 구간(100))은 통신 시스템에 따라, 프레임(Frame), 슈퍼 프레임(Super Frame) 또는 비컨 인터벌(Beacon interval)에 해당될 수 있다. 설명의 편의상 반복 구간을 동기 구간(100)이라고 가정하여 설명하나, 다른 용어를 사용될 수 있음은 당연하다.

도 1에서 나타낸 바와 같이, 각 동기 구간(Synchronization interval)은 동기 슬롯(Synchronization slot, 110), 탐색 슬롯(Discovery slot, 120), 피어링 슬롯(Peering slot, 130) 및 데이터 슬롯(Data slot, 140)을 포함한다. 여기서, 슬롯(slot) 용어 대신에 기간(period)이라는 용어가 사용될 수 있으며, 이 경우 상기 슬롯들은 각각 'Synchronization period', 'discovery period', 'peering period' 및 'data period'로 사용될 수 있다.

동기 슬롯(110)은 네트워크 내 단말들이 서로 동기를 맞추고 유지하기 위해서, 동기 신호를 송신하거나 수신하는 시간 구간을 나타낸다. 탐색 슬롯(120)은 단말이 다른 단말기 또는 다른 서비스를 탐색하기 위해서 디스커버리 메시지를 송신 또는 수신하는 시간 구간을 나타낸다. 피어링 슬롯(130)은 단말들 간에 링크(link)를 설정하기 위해 메시지를 송신 또는 수신하는 시간 구간을 나타낸다. 그리고 데이터 슬롯(140)은 단말들이 데이터를 송신 또는 수신하는 시간 구간을 나타낸다.

한편, 데이터 슬롯(140)에서 단말이 데이터를 전송하기 위해서는 자원 할당이 필요하며, 자원을 할당하는 방법은 경쟁 기반 또는 비경쟁 기반 방식을 사용할 수 있다. 경쟁 기반 방식을 사용하는 경우 데이터 슬롯(data slot, 140)은 CAP(Contention Access Period)로 사용될 수 있으며, 비경쟁 기반 방식을 사용하는 경우 데이터 슬롯(data slot, 140)은 CFP(Contention Free Period)로 사용될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동기 구간(100')을 나타내는 도면이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 데이터 슬롯(140')이 CAP 및 CFP로 나누어진 것을 제외하고 도 1과 동일하다. 즉, CAP에서는 경쟁 기반 방식으로 데이터 전송을 위한 자원 할당이 가능하며, CFP에서는 비경쟁 기반 방식으로 데이터 전송을 위한 자원 할당이 가능하다.

단말은 전력 소모를 줄이기 위하여 특정 슬롯에서 비활성(inactive) 상태를 유지할 수 있다. 예를 들어, 단말은 동기 슬롯(110), 탐색 슬롯(120), 그리고 피어링 슬롯(130)에서는 활성(active) 상태를 유지하고 데이터 슬롯(140, 140')에서는 비활성(inactive) 상태를 유지함으로써, 전력 소모를 줄일 수 있다. 또 다른 예로, 단말은 동기 슬롯(110)에서만 활성(active) 상태를 유지하고 나머지 구간에서는 전력 소모를 줄이기 위해서 비활성(inactive) 상태를 유지할 수 있다.

도 3 내지 도 6은 각각 동기가 서로 다른 2개의 네트워크가 만난 경우에 각 동기 구간의 상관 관계에 대한 예를 나타내는 도면이다. 즉, 도 3 내지 도 6은 각각 서로 동기가 맞지 않으며 분산형 동기 방식을 사용하는 두 네트워크(N1, N2)에 대한 동기 구간에 대한 예를 나타내는 도면이다.

도 3은 제2 네트워크(N2)에 대응되는 동기 슬롯(110a), 탐색 슬롯(120b), 그리고 피어링 슬롯(130b)이 제1 네트워크(N1)의 데이터 슬롯(140a)과 서로 겹치는 경우를 나타낸다. 도 4는 제1 네트워크(N1)의 동기 슬롯(110a)과 제2 네트워크(N2)의 동기 슬롯(110b)이 서로 겹치는 경우를 나타낸다. 그리고, 도 5은 제1 네트워크(N1)의 탐색 슬롯(120a)과 제2 네트워크(N2)의 동기 슬롯(110b)이 서로 겹치는 경우를 나타내며, 도 6은 제1 네트워크(N1)의 피어링 슬롯(130a)과 제2 네트워크(N2)의 동기 슬롯(110b)이 서로 겹치는 경우를 나타낸다.

도 3 내지 도 6과 같이 서로 동기가 맞지 않는 두 네트워크에 대해서, 각 네트워크에 속한 달말들이 동기를 맞추는 방법에 대하여 도 7을 참조하여 설명한다. 이때, 두 네트워크(N1, N2) 각각은 내부적으로는 서로 동기가 맞는다고 가정한다. 이하에서는 설명에서는 설명의 편의상 도 3의 경우를 가정하여 설명하나, 도 4 내지 도 6의 경우에도 이하에서 설명하는 동기 설정 방법이 적용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 분산 무선 통신 시스템에서 동기화 하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

먼저, 제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 제1 네트워크의 동기 슬롯(110a)에서 동기신호를 송신 또는 수신하면서 동기를 유지할 수 있다. 제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 제1 네트워크의 탐색 슬롯(120a)에서 디스커버리 메시지를 송신 또는 수신할 수 있다. 그리고, 제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 제1 네트워크의 피어링 슬롯(130a)에서 단말 간 링크를 설정하기 위한 메시지를 송신 또는 수신할 수 있다.

제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 제1 네트워크의 데이터 슬롯(140a)에서 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 제1 네트워크의 데이터 슬롯(140a)에서, 제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 다른 네트워크에 속한 단말이 전송한 동기 신호를 수신하는 경우, 자신이 속한 네트워크(N1)와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 만났음을 감지한다(S710). 즉, 제1 네트워크(N1)에 속한 단말은 제2 네트워크(N2)에 속한 단말이 전송한 동기 신호를 수신하는 경우, 제2 네트워크(N2)와 만났음을 감지한다.

한편, 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들은 제2 네트워크의 동기 슬롯(110b)에서 동기신호를 송신 또는 수신하면서 동기를 유지할 수 있다. 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들은 제2 네트워크의 탐색 슬롯(120b)에서 디스커버리 메시지를 송신 또는 수신할 수 있다. 그리고, 제2 네트워크(N1)에 속한 단말들은 제2 네트워크의 피어링 슬롯(130b)에서 단말 간 링크를 설정하기 위한 메시지를 송신 또는 수신할 수 있다.

제2 네트워크(N2)에 속한 단말들은 제2 네트워크의 데이터 슬롯(140b)에서 데이터를 송신 또는 수신할 수 있다. 제2 네트워크의 데이터 슬롯(140b)에서, 제1 네트워크(N1)에 속한 단말들은 다른 네트워크에 속한 단말이 전송한 동기 신호를 수신하는 경우, 자신이 속한 네트워크(N2)와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 만났음을 감지한다(S710). 즉, 제2 네트워크(N2)에 속한 단말은 제1 네트워크(N1)에 속한 단말이 전송한 동기 신호를 수신하는 경우, 제1 네트워크(N1)와 만났음을 감지한다.

다음으로, 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 감지한 단말들은 자신이 속한 네트워크의 다른 단말들에게 감지한 사실을 알릴 수 있다(S720). 이때, 단말들은 감지를 알리는 메시지를 자신이 속한 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 전송할 수 있다. 또한, 단말들은 감지를 알리는 메시지를 자신이 전송하는 동기 신호에 포함시켜 전송할 수 있다.

자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 감지한 단말들은 일시적으로 자신이 속한 네트워크의 동기 슬롯에서 동작 변경 없이 그대로 유지할 수 있다. 그리고, 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 감지한 단말들은 감지된 네트워크와 자신의 네트워크 간에 동기를 맞출 때까지 자신이 속한 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 동작을 일시 중단하고 수신 모드로 동작할 수 있다. 한편, 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 감지한 단말들은 감지한 네트워크의 동작을 방해하지 않기 위해, 감지된 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 시간 구간에서는 데이터를 전송하지 않고 수신모드로 동작할 수 있다. 이때, 단말들은 자신이 속한 네트워크의 데이터 슬롯 중에서, 감지된 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당되지 않는 다른 구간에서는 정상 동작을 유지하면서 데이터를 전송할 수 있다.

자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 감지한 단말은 자신이 속한 네트워크에 그대로 남아 있거나 감지한 네트워크로 이동할 수 있다(S730). 단말이 자신이 속한 네트워크에 계속 남아 있을 지 또는 감지된 네트워크로 이동할 지를 결정하는 방법은 아래에서 상세히 설명한다.

단말이 감지한 네트워크로 이동한다는 것은 자신이 속한 네트워크의 동기 슬롯에서의 동작을 멈추고 감지한 네트워크의 동기 슬롯에서 다시 동기 동작을 시작하는 것을 의미할 수 있다. 이때, 단말이 자신이 속한 네트워크의 동기 슬롯에서 동작을 멈추는 시점은 감지한 네트워크의 동기 슬롯에서 동작을 시작하는 시점보다 앞설 수도 있고 늦을 수도 있다. 이하에서는 단말이 이동한 네트워크를 '이동 네트워크'라 하며, 이동하기 전의 네트워크를 '이전 네트워크'라 한다.

이동 네트워크로 이동하는 단말은 이전 네트워크에 속한 단말들에게 이동을 알릴 수 있다(S740). 이때 이동을 알리는 방법으로, 단말은 이전 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 전송할 수 있고 이전 네트워크의 동기 슬롯에서 동기 신호에 이동을 알리는 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.

이동 네트워크로 이동하는 단말은 이동 네트워크에 속한 단말들에게 자신의 이동을 알릴 수 있다(S750). 이때, 단말은 이동 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 이동을 알릴 수 있으며 이동 네트워크의 동기 슬롯에서 동기 신호에 이동을 알리는 정보를 포함시켜 전송할 수 있다.

한편, 이동 네트워크로 이동하는 단말은 이전 네트워크로 간섭을 주지 않기 위해, 이동이 완료된 후에도 이전 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 시간 구간에서 수신모드로 동작하면서 데이터 전송을 하지 않을 수 있다(S760). 그러나, 단말은 이동 네트워크의 데이터 슬롯 중 나머지 구간(이전 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 피어링 슬롯을 제외한 구간)에서는 정상 동작을 하면서 데이터 전송을 할 수 있다.

한편, 도 3에서, 제1 네트워크(N1) 또는 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들 중 슬립 모드(sleep mode)에 있는 단말들은 자신이 속한 네트워크의 데이터 슬롯에서 비활성(inactive)이다. 따라서, 비활성 상태에 있는 단말들은 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 직접 감시할 수 없다. 그러나, 상기 S720 단계에서 설명한 바와 같이, 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 감지한 단말들은 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 감지 사실을 알리는 메시지 또는 동기신호에 포함시켜 감지 사실을 알릴 수 있다. 이를 통해, 슬립 상태에 있는 단말들은 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 간접적으로 감지할 수 있다. 상기 S740 단계에서 설명한 바와 같이, 이동 네트워크로 이동하는 단말들은 이전 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 이동을 알리는 메시지 또는 동기신호에 포함시켜 이동 사실을 알 릴 수 있다. 이를 통해, 슬립 상태에 있는 단말들은 동기가 맞지 않은 다른 네트워크를 간접적으로 감지할 수 있다. 이때, 슬립 모드 상태에 있던 단말들은 슬립모드에서 깨어나, 상기 도 7의 각 단계에 설명한 절차를 따른다.

상기 S720 단계에서, 단말이 자신이 속한 네트워크에 계속 남아 있을 지 또는 감지된 네트워크로 이동할 지를 결정하는 기준은 다음과 같다.

도 3에서, T1의 시간이 T2의 시간보다 작은 경우, 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들은 제1 네트워크(N1)로 이동할 수 있다. 이때, 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들은 동기가 맞지 않는 제1 네트워크(N1)을 감지한 후 즉시 이동할 수 있고 일정 시간 기다린 후 이동할 수 있다. 여기서, T1은 제1 네트워크(N1)의 동기 슬롯 시작 시점과 제2 네트워크(N2)의 동기 슬롯 시작 시점과의 시간 차를 나타내며, T2는 전체 동기 구간에서 T1 시간을 뺀 시간을 나타낸다.

한편, T1의 시간이 T2의 시간보다 큰 경우에도, 제2 네트워크(N2)에 속한 단말들이 제1 네트워크(N1)로 이동할 수 있다.

단말들이 감지한 네트워크로 즉시 이동하지 않고 일정 시간을 기다린 후 이동하는 이유는 감지한 네트워크의 동기 신호가 일관성 있게 전송되는지를 확인하기 위해서이다. 즉, 단말들은 일정 시간 동안, 감지한 네트워크가 더 이상 감지되지 않는 경우에는 이동을 포기할 수 있다. 그리고, 단말들은 일정 시간 동안, 감지한 네트워크의 동기 신호가 일관성이 있게 수신되지 않은 경우 감지한 네트워크를 신뢰하지 않는 것으로 판단하여, 이동을 포기할 수 있다. 이때, 일정 시간은 단말의 상태 변수를 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, CSMA/CA처럼 경쟁윈도우(CW, Contention Window)를 사용하는 경쟁 기반 매체접근제어 방식이 사용되는 경우, 일정 시간은 단말의 현재 경쟁 윈도우의 크기, 단말의 현재 backoff counter 값 등을 이용해서 결정될 수 있다.

단말이 경쟁 윈도우의 크기 등을 통해 일정 시간(time out)을 결정하고 일정 시간이 경과된 경우, 일정 시간은 변경될 수 있다. 이때, 단말은 자신의 네트워크로부터 다른 네트워크로 이동하는 단말이 발생하거나 그 반대로 다른 네트워크에서 자신의 네트워크로 이동하는 단말이 존재하는 경우, 이 정보를 이용해서 일정 시간(time out)의 값을 줄이거나 큰 값으로 변경할 수 잇다. CSMA/CA처럼 경쟁 윈도우를 사용하는 경쟁 기반 매체접근제어 방식을 사용하는 경우, 네트워크 내 단말의 수가 많으면 경쟁 윈도우의 값이 커지고, 네트워크 내 단말이 적으면 경쟁 윈도우의 값이 작아진다. 따라서, 제1 네트워크(N1)과 제2 네트워크(N2) 중에서 소속된 단말의 수가 적은 네트워크의 단말이 소속된 단말의 수가 많은 네트워크로 이동할 수 있다. 또한, 제1 네트워크(N1)에서 제2 네트워크(N2)로 이동하는 단말이 발생하면, 제1 네트워크(N1)에서 제2 네트워크(N2)로의 이동을 촉진하고 반대의 이동을 줄이기 위해서, 제1 네트워크(N1)의 단말들은 자신의 일정 시간(time out)을 줄이고 제2 네트워크(N2)의 단말들은 자신의 일정 시간(time out)을 늘릴 수 있다. 이때, 단말의 이동이 발생할 때마다 일정 시간(time out)이 변경될 수 도 있고, 소정의 기간 동안 상황을 관찰 한 후 관찰 결과에 따라 일정 시간(time out)이 변경될 수 있다. 단말의 네트워크 이동은 단말들이 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 이동을 알리는 메시지 또는 동기 신호에 포함시켜 전송하는 이동 알림 정보를 통해서 알 수 있다.

상기 도 7에 설명한 바에 따라 다른 네트워크로 이동한 단말의 경우, 이동 후의 동작은 다음과 같다.

CSMA/CA 처럼 경쟁 윈도우를 사용하는 경쟁 기반 매체접근제어 방식이 사용되는 경우, 단말이 현재 경쟁 윈도의 값은 이전 네트워크의 상황이 반영된 값이고 이동 네트워크의 상황이 반영되지 않은 값이다. 따라서, 단말이 기존의 경쟁 윈도우 값을 그대로 사용하는 경우 이동 네트워크의 동작에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 그리고, 많은 수의 단말이 짧은 시간 안에 특정의 네트워크로 이동하는 경우, 상기 특정의 네트워크가 정상 상태(steady state)로 될 때까지 패킷 충돌 확률이 증가할 수 있다. 이러한 문제점을 최소화 하기 위해, 다른 네트워크로 이동한 단말은 이동과 함께 자신의 경쟁 윈도우 값을 변경할 수 있다. 예를 들어, 다른 네트워크로 이동한 단말은 이동 전 경쟁 윈도의 값을 일정한 함수를 이용해 증가 또는 감소시킬 수 있다.

한편, 단말이 잘못된 결정으로 인해 다른 네트워크로 이동하는 경우가 발생할 수 잇다. 이러한 경우, 이동한 단말이 이동 전의 원래 네트워크로 다시 이동할 수 있는 방법이 필요하다. 이를 위해, 다른 네트워크로 이동한 단말은 상기에서 설명한 네트워크 이동 절차를 다시 반복한다. 이때, 일정 시간(time out) 값을 결정하는데 사용되는 함수는 상기에서 설명한 함수와 동일한 함수를 사용하지 않을 수 있다.

단말이 다른 네트워크로 이동한 후, 단말은 일정 시간 동안 네트워크의 동기 상황을 모니터링한다. 동기 상황의 모니터링을 통해, 단말들은 동기가 서로 다른 두 개의 네트워크가 하나의 네트워크로 합쳐지는 과정이 완료되었는지를 판단한다. 이때, 단말은 두 개의 네트워크가 하나의 네트워크로 합쳐진 것으로 판단하면 정상 동작으로 돌아간다. 예를 들어, 단말은 서로 다른 기준점을 가지는 동기 신호들이 더 이상 수신되지 않고 수신되는 동기 신호 들이 동일한 기준 시간을 가지는 경우, 두 개의 네트워크가 하나의 네트워크로 합치는 과정이 완료된 것으로 판단할 수 있다.

상기의 설명에서는 설명의 편의상 도 3의 경우를 가정하여 설명하나, 도 4 내지 도 6의 경우에도 상기에서 설명하는 동기 설정 방법이 적용될 수 있다. 다만, 도 4의 경우에는 동기 슬롯이 서로 겹쳐져 있으므로, 동기 신호에 의한 간섭이 서로 발생할 수 있다. 따라서, 도 4의 경우에는 두 네트워크이 동기를 더욱 신속하게 맞출 필요가 있다. 이런 경우, 다른 네트워크로 이동하는 단말은 다른 네트워크를 감지한 후 일정 시간(time out)을 기다리지 않고 즉시 이동하거나 일정 시간을 더욱 짧게 설정할 수 있다.

한편, 상기 S710 단계에서 설명한 단말이 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 감지하는 방법은 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

단말이 자신이 속한 네트워크의 동기 슬롯이 아닌 다른 위치에서 동기 신호를 수신한 경우, 동기 신호가 맞지 않는 네트워크를 감지한 것으로 즉시 판단하지 않을 수 있다. 즉, 단말은 기준 시간이 다른 동기 신호가 일관성 있게 일정 시간 동안 수신되는 경우, 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 감지한 것으로 판단할 수 있다. 이때, '일관성 있게'가 의미하는 것은 다른 동기 신호가 지속적으로 수신되며, 수신된 기준 시간이 오차 범위 내에서 포함된 것을 의미할 수 있다. 그리고 '지속적으로 수신'이 의미하는 것은 다른 네트워크의 동기 슬롯에 해당하는 위치에서 동기 신호가 일관성 있게 수신됨을 의미하며, 매 동기 슬롯마다 항상 수신되는 것을 의미하지 않는다. 예를 들어, 3개의 연속된 동기 구간(Synchronization interval) 중 2개 동기 구간에서 기준 시간이 다른 동기 신호가 수신되었고 수신된 두 개의 동기 신호가 나타내는 기준 시간이 동일한 경우, 단말은 다른 네트워크를 감지한 것으로 판단할 수 있다.

한편, 단말이 자신이 속한 네트워크의 동기 슬롯에서 동기 신호를 수신하였으나 수신된 동기 신호가 나타내는 기준 시간이 자신이 속한 네트워크의 기준 시간에 대한 오차 범위를 넘어선 경우에도, 단말은 기준 신호가 다른 동기 신호가 수신된 것으로 판단할 수 있다.

단말은 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 2개 이상 감지한 경우에는 먼저 감지한 네트워크와 동기를 맞춘 후 나머지 네트워크와 동기를 맞출 수 있다. 예를 들어, 단말은 자신이 속한 네트워크와 동기가 맞지 않는 다른 네트워크를 N개 감지한 경우, 감지한 순서대로 동기를 맞출 수 있다. 이때, 동시에 감지된 네트워크가 존재할 경우, 동기를 맞추는 순서는 임의로 정해질 수 있다. 또 다른 방법으로, 단말은 감지된 네트워크의 크기를 추정한 후 추정한 크기에 따라 동기를 맞추는 순서를 정할 수 있다. 예를 들어, 단말은 크기가 큰 네트워크에 대해서 먼저 동기를 맞춘 후 크기가 작은 네트워크에 대해서 동기를 맞출 수 있다. 반대로, 단말은 크기 작은 네트워크에 대해서 먼저 동기를 맞춘 후 크기가 큰 네트워크에 대해서 동기를 맞출 수 있다. 네트워크의 크기는 네트워크 내의 단말의 수에 대응될 수 있다. 한편, 네트워크의 크기는 수신되는 동기 신호에 포함된 경쟁 윈도의 크기 등을 이용하여 추정될 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 단말을 나타내는 도면이다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 단말(800)은 프로세서(810), 메모리(820) 및 RF 모듈(830)을 포함한다.

프로세서(810)는 도 1 내지 도 7에서 설명한 절차, 방법 및 기능들을 구현하도록 구성될 수 있다.

메모리(820)는 프로세서(810)와 연결되고 프로세서(810)의 동작과 관련된 다양한 정보를 저장한다.

RF 모듈(830)은 안테나(도시 하지 않음)와 연결되고 무선 신호를 송신 또는 수신한다. 그리고 안테나는 단일 안테나 도는 다중 안테나(MIMO 안테나)로 구현될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (20)

1. 분산 무선 통신 시스템에서 제1 네트워크에 속한 제1 단말이 동기화하는 방법으로서,
   상기 분산 무선 통신 시스템에 속한 복수의 네트워크에 대한 시간 자원인 제1 기간을, 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 피어링 슬롯 및 데이터 슬롯으로 분할하는 단계,
   상기 제1 네트워크의 데이터 슬롯에서, 상기 제1 네트워크와 다른 제2 네트워크에 속한 단말로부터 동기 신호가 수신되는지 여부를 판단하는 단계, 그리고
   상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 네트워크와 동기가 맞지 않는 상기 제2 네트워크를 만났음을 감지하는 단계를 포함하는 동기화 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 제2 기간 동안 데이터를 전송하지 않고 수신 모드로 동작하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 동기 신호가 수신되는 경우, 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 동작을 중단하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 제1 네트워크의 데이터 슬롯에서 상기 제2 기간을 제외한 나머지 기간에서, 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 네트워크에 속한 단말들 중 상기 제1 단말을 제외한 나머지 단말로, 상기 제2 네트워크의 만남을 알리는 단계를 더 포함하는 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 만남을 알리는 메시지를 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 전송하는단계를 더 포함하는 동기화 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 만남을 알리는 정보를 상기 제1 단말이 전송하는 동기 신호에 포함시켜 전송하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계, 그리고
   상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 제2 네트워크와 동기화하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 이동을 상기 제1 네트워크에 속한 단말로 알리는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 알리는 단계는, 상기 제1 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 상기 제1 네트워크에 속한 단말로 전송하는 단계를 포함하는 동기화 방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 제2 네트워크로 이동하는 경우, 상기 이동을 상기 제2 네트워크에 속한 단말로 알리는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 알리는 단계는, 상기 제2 네트워크의 탐색 슬롯 또는 피어링 슬롯에서 메시지 형태로 상기 제2 네트워크에 속한 단말로 전송하는 단계를 포함하는 동기화 방법.
13. 제8항에 있어서,
    상기 동기화를 완료하여 상기 제2 네트워크로 이동한 경우, 상기 제1 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에 해당하는 제2 기간 동안, 수신 모드로 동작하면서 데이터를 전송하지 않는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 네트워크의 데이터 슬롯에서 상기 제2 기간을 제외한 기간에서 데이터를 전송하는 단계를 더 포함하는 동기화 방법.
15. 제8항에 있어서,
    상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제1 네트워크의 동기 슬롯과 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯의 시간 차이를 나타내는 제2 기간, 그리고 상기 제1 기간에서 상기 제2 기간을 뺀 제3 기간에 따라, 상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 동기화 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 네트워크로 이동할지 여부를 판단하는 단계는, 상기 제2 기간이 상기 제3 기간보다 작은 경우, 상기 제2 네트워크로 이동하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 동기화 방법.
17. 제8항에 있어서,
    상기 동기화 하는 단계는, 상기 제2 네트워크로 이동하는 것으로 판단한 경우, 일정 기간 후에 상기 제2 네트워크와 동기화하는 단계를 포함하며,
    상기 일정 기간은 상기 제1 단말의 경쟁윈도우 크기에 따라 결정되는 동기화 방법.
18. 복수의 네트워크를 포함하는 분산 무선 통신 시스템에서, 상기 복수의 네트워크 중 제1 네트워크에 속한 단말로서,
    상기 복수의 네트워크 중 제2 네트워크로부터 동기 신호를 수신하는 RF 모듈, 그리고
    상기 제1 네트워크의 시간 자원 중 데이터를 송신 또는 수신하는 구간인 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는지 여부를 판단하며, 상기 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 상기 제1 네트워크와 동기가 맞지 않는 상기 제2 네트워크를 만났음을 감지하는 프로세서를 포함하는 단말.
19. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 데이터 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 상기 제2 네트워크의 동기 슬롯, 탐색 슬롯, 그리고 피어링 슬롯에서 데이터를 전송하지 않고 수신 모드로 동작시키는 단말.
20. 제18항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 데이트 슬롯에서 상기 동기 신호를 수신하는 경우, 일정 기간 후에 상기 제2 네트워크로 이동하도록 제어하며,
    상기 일정 기간은 상기 단말의 경쟁윈도우 크기에 따라 결정되는 단말.

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