KR20150115931A - 지향성 송신을 이용한 장거리 디바이스 검색 - Google Patents

Abstract

송신 및 수신 둘 다를 위한 지향성 안테나 패턴 및 검색 비콘 응답 메시지를 사용한 장거리에서의 디바이스 검색이 설명된다. 지향성 안테나를 지향시키는 것을 보조하기 위한 무지향성 대역 송신도 또한 설명된다. 또한, 디바이스 검색에 필요한 정보 엘리먼트만을 포함하는 검색 비콘뿐만 아니라 별개의 스케줄링 비콘도 논의된다. 검색 비콘은 검색 거리를 증가시키기 위해 더 견고한(robust) 인코딩을 포함할 수도 있거나 또는 신호 대 잡음 비를 향상시키기 위해 폭이 더 좁은 채널을 사용하여 송신될 수도 있다.

Description

지향성 송신을 이용한 장거리 디바이스 검색{LONG-RANGE DEVICE DISCOVERY WITH DIRECTIONAL TRANSMISSIONS}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2013년 2월 7일자로 출원된 미국 가출원 제61/762,127호 및 2013년 9월 6일자로 출원된 미국 가출원 제61/874,800호의 이점을 청구하며, 그 전체 내용은 참조에 의해 본원에 통합된다.

배경

밀리미터파(mmW) 주파수 대역은 거대한 양의 스펙트럼을 제공한다. 미국에서 60 GHz의 비인가 스펙트럼은 약 7 GHz의 범위(이 범위는 나라마다 다름)를 포괄하고, 훨씬 더 많은 스펙트럼이, 인가 스펙트럼, 가볍게 인가된(lightly licensed) 스펙트럼, 또는 비인가 스펙트럼으로서 잠재적으로 이용가능하게 될 수도 있다. mmW 애플리케이션에 대한 링크 버짓(link budget)을 마무리 짓기 위해, 고도의 지향성 안테나가 요구되며, 실용화되고 있다(예를 들면, 무선 HD 디바이스). 더 높은 주파수는, 예컨대 mmW 대역에서, 훨씬 더 많은 공간적 재사용을 허용할 잠재성을 가지며; 시너지 효과는 더 낮은 주파수에서 감소되며 6 GHz 이하에서는 유효하게 가능하지 않다. 또한, 밀리미터파 통신에 대해 사용되는 더 높은 이득의 안테나는, 의도치 않은 수신기에 의해 보이는 간섭을 줄일 수 있는 더 큰 지향성을 갖는다. mmW 주파수에서, 큰 캐리어 대역폭(carrier bandwidth; BW)은 상대적으로 작은 부분의 BW와 함께 달성가능하다. 이것은 큰 양의 스펙트럼을 어드레싱(addressing)할 수 있는 단일의 무선 솔루션을 가능하게 할 수 있다. mmW 주파수를 활용하는 것은, 고도의 지향성 안테나의 사용에 의해 그리고 대역폭을 전력과 트레이딩하는 것에 의해(샤논(Shannon)의 법칙) 더 낮은 소비 전력으로 이어질 수 있다.

mmW 캐리어는 높은 투과 손실, 높은 반사 손실, 및 작은 회절성을 갖는 근사 광학 특성(near optical property)을 가지며; 가시선(line of sight; LOS) 지배 커버리지로 이어지게 된다. 또한, 밀리미터파 주파수는, 60 GHz 대역에 대한 높은 산소 흡수를 포함하는 다수의 전파 과제에 종속된다.

60 GHz 대역을 사용하는 IEEE 802.11ad 표준안은, 그 표준안의 관련된 통신 거리(communication range)보다 더 짧은 디바이스 검색 거리(discovery range)가 문제가 되고 있다. 다시 말하면, IEEE 802.11ad 디바이스는, 디바이스가 그 표준안을 통해 서로를 검색할 수 있는 거리보다 더 먼 거리에 걸쳐 그 표준안을 통해 통신할 수 있다. 이 제한된 디바이스 검색 거리는, 스테이션(STA)을 포함하는 네트워크에서 신규의 노드가 되려고 시도하는 디바이스가 비콘 송신을 스캔하는 데 사용하는 준 무지향성의(quasi-omnidirectional)(그리고 결과적으로 낮은 이득의) 안테나 패턴에서 기인한다. 802.11ad 액세스 포인트(access point; AP)가 섹터화된(즉, 지향성이며 고이득의) 안테나 패턴으로 비콘을 송신하지만, 결합된 안테나 이득은, 상호 빔 개선(mutual beam refinement)을 따르는 데이터 통신 동안 사용되는 것보다 더 작다.

IEEE 802.11ad 표준안의 다른 제한사항은, 섹터 식별 및 타임스탬프 값에서만 차이가 있는 상이한 방향에 있어서의 본질적으로 동일한 비콘 메시지의 송신으로부터 유래한다. 이들 비콘 메시지의 각각은 모든 관련 STA에 대한 채널 예약 스케줄을 각각의 비콘에 포함한다. 길이가 긴 이 메시지는 STA의 상대적인 위치에 무관하게 모든 섹터에서 반복된다. IEEE 802.11ad 표준안의 다른 제한사항은, 표준안 하의 모든 통신이 mmW 채널에 한정되는 것이다.

지향성 송신을 이용한 장거리 디바이스 검색을 위한 여러 프로시져가 설명된다. 이들은, 지향성 안테나를 지향시키는 것을 보조하기 위한 무지향성 대역 송신(omnidirectional band transmission)을 사용하고, 별개의 검색 및 스케줄링 비콘 - 검색 비콘(discovery beacon)은 디바이스 검색에 필요한 정보 엘리먼트만을 포함함 - 을 사용하고, 그리고 비콘 수신 및 응답 송신을 위해 지향성 안테나를 사용하는, 검색 비콘 및 검색 비콘 응답의 지향성 수신을 포함한다. 검색 비콘은 검색 거리를 증가시키기 위해 더 견고한(robust) 인코딩을 포함할 수도 있거나 또는 신호 대 잡음 비를 향상시키기 위해 폭이 더 좁은 채널을 사용하여 송신될 수도 있다. 이들 프로시져는 개별적으로 또는 적절히 조합하여 사용될 수도 있음은 명백할 것이다.

첨부의 도면과 연계하여 예로서 주어지는 하기의 설명으로부터, 더 상세한 이해가 얻어질 수도 있는데, 도면에서:
도 1a는 하나 이상의 개시된 실시형태가 구현될 수도 있는 예시적인 통신 시스템의 시스템 도면이다;
도 1b는 도 1a에 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 예시적인 무선 송수신 유닛(wireless transmit/receive unit; WTRU)의 시스템 도면이다;
도 1c는 도 1a에서 예시된 통신 시스템 내에서 사용될 수도 있는 예시적인 코어 네트워크와 예시적인 무선 액세스 네트워크의 시스템 도면이다;
도 2는 IEEE 802.11ad 디바이스 검색 프로시져를 예시한다;
도 3은 페어링된(paired) 비콘 송신 및 응답 슬롯을 예시한다;
도 4는 페어링된 송신 및 응답 슬롯에 대한 프레임 구조를 예시한다;
도 5는 페어링되지 않은(unpaired) 비콘 송신 및 응답 슬롯을 예시한다;
도 6은 페어링되지 않은 송신 및 응답 슬롯에 대한 프레임 구조를 예시한다;
도 7a 내지 도 7d는 가변 리스폰더 빔 폭(beamwidth) 검색을 사용하는 리스폰더에 대한 예시적인 빔 패턴을 예시한다;
도 8a 및 도 8b는 STA/리스폰더 위치 정보에 기초한 비콘 송신 포커싱을 예시한다;
도 9a 내지 도 9e는 송신 포커싱을 위한 프레임 구조 및 빔 구성을 예시한다;
도 10은 현재의 802.11ad 비콘 및 제안된 검색 및 스케줄링 비콘의 컨텐츠를 예시한다;
도 11은 현재의 802.11ad 비콘 및 제안된 검색 비콘의 포맷을 예시한다.
도 12는 지향성 메시 네트워크 디바이스 검색 프로시져를 예시한다;
도 13은 디바이스 검색 에러 상태를 핸들링하기 위한 메시지 시퀀스를 예시한다;
도 14는 다른 디바이스 검색 에러 상태를 핸들링하기 위한 메시지 시퀀스를 예시한다;
도 15a 및 도 15b는 다른 디바이스 검색 에러 상태를 핸들링하기 위한 메시지 시퀀스를 예시한다;
도 15은 개시용 메시 노드(initiating mesh node)에서의 예시적인 디바이스 검색 단계(device discovery phase)를 예시하는 플로우차트이다; 그리고
도 17은 응답하는 신규의 노드에서의 예시적인 디바이스 검색 단계를 예시하는 플로우차트이다.

도 1a는 하나 이상의 개시된 실시형태가 구현될 수도 있는 예시적인 통신 시스템(100)의 도면이다. 통신 시스템(100)은 보이스, 데이터, 비디오, 메시징, 브로드캐스트 등등과 같은 컨텐츠를 다수의 무선 유저에 제공하는 다중 액세스 시스템일 수도 있다. 통신 시스템(100)은, 무선 대역폭을 포함하는 시스템 리소스의 공유를 통해 다수의 무선 유저가 이러한 컨텐츠에 액세스하는 것을 가능하게 할 수도 있다. 예를 들면, 통신 시스템(100)은, 코드 분할 다중 액세스(code division multiple access; CDMA), 시분할 다중 액세스(time division multiple access; TDMA), 주파수 분할 다중 액세스(frequency division multiple access; FDMA), 직교 FDMA(orthogonal FDMA; OFDMA), 싱글 캐리어 FDMA(single-carrier FDMA; SC-FDMA) 등등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방법을 활용할 수도 있다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 무선 송수신 유닛(WTRU)(102a, 102b, 102c, 102d), 무선 액세스 네트워크(radio access network; RAN; 104), 코어 네트워크(106), 공중 교환 전화망(public switched telephone network; PSTN)(108), 인터넷(110), 및 기타 네트워크(112)를 포함할 수도 있지만, 개시된 실시형태는 임의의 수의 WTRU, 기지국(base station), 네트워크, 및/또는 네트워크 엘리먼트를 의도한다는 것을 알 수 있을 것이다. WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)의 각각은 무선 환경에서 동작 및/또는 통신하도록 구성되는 임의의 타입의 디바이스일 수도 있다. 예로서, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)는 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있고 유저 기기(user equipment; UE), 이동국(mobile station), 고정식 또는 이동식 가입자 유닛, 페이저, 셀룰러 전화, 개인 휴대형 정보 단말기(personal digital assistant; PDA), 스마트폰, 랩탑, 넷북, 퍼스널 컴퓨터, 무선 센서, 가전기기(consumer electronics) 등등을 포함할 수도 있다.

통신 시스템(100)은 기지국(114a) 및 기지국(114b)을 또한 포함할 수도 있다. 기지국(114a, 114b)의 각각은, 코어 네트워크(106), 인터넷(110), 및/또는 기타 네트워크(112)와 같은 하나 이상의 통신 네트워크에 대한 액세스를 용이하게 하기 위해 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 적어도 하나와 무선으로 인터페이싱하도록 구성되는 임의의 타입의 디바이스일 수도 있다. 예로서, 기지국(114a, 114b)은 기지국 트랜시버(base transceiver station; BTS), 노드 B, eNode B, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 사이트 컨트롤러, 액세스 포인트(AP), 무선 라우터 등등일 수도 있다. 기지국(114a, 114b) 각각이 단일의 엘리먼트로서 묘사되지만, 기지국(114a, 114b)은 임의의 수의 인터커넥트된 기지국 및/또는 네트워크 엘리먼트를 포함할 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

기지국(114a)은, 기지국 컨트롤러(base station controller; BSC), 무선 네트워크 컨트롤러(radio network controller; RNC), 중계 노드 등등과 같은 다른 기지국 및/또는 네트워크 엘리먼트(도시되지 않음)를 또한 포함할 수도 있는 RAN(104)의 일부일 수도 있다. 기지국(114a) 및/또는 기지국(114b)은 특정 지리적 영역 내에서 무선 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있으며, 셀로서 칭해질 수도 있다(도시되지 않음). 셀은 셀 섹터로 더 분할될 수도 있다. 예를 들면, 기지국(114a)과 관련된 셀은 3개의 섹터로 분할될 수도 있다. 따라서, 일 실시형태에서, 기지국(114a)은 3개의 트랜시버, 즉, 셀의 각각의 섹터에 대해 하나의 트랜시버를 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 기지국(114a)은 다중입력 다중출력(multiple-input multiple-output; MIMO) 기술을 활용할 수도 있고, 따라서, 셀의 각각의 섹터에 대해 다수의 트랜시버를 활용할 수도 있다.

기지국(114a, 114b)은, 임의의 적절한 무선 통신 링크(예를 들면, 무선 주파수(radio frequency; RF), 마이크로파, 적외선(infrared; IR), 자외선(ultraviolet; UV), 가시광, mmW 주파수 등등)일 수도 있는 무선 인터페이스(air interface; 116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상과 통신할 수도 있다. 무선 인터페이스(116)는 임의의 적절한 무선 액세스 기술(radio access technology; RAT)을 사용하여 확립될 수도 있다.

더 구체적으로는, 위에서 언급된 바와 같이, 통신 시스템(100)은 다중 액세스 시스템일 수도 있고 CDMA, TDAM, FDAM, OFDMA, SC-FDMA 등등과 같은 하나 이상의 채널 액세스 방식을 활용할 수도 있다. 예를 들면, RAN(104) 내의 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는, 광대역 CDMA(wideband CDMA; WCDMA)를 사용하여 무선 인터페이스(116)를 확립할 수도 있는, 범용 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunications System; UMTS) 지상 무선 액세스(Terrestrial Radio Access)(UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. WCDMA는 고속 패킷 액세스(High-Speed Packet Access; HSPA) 및/또는 진화된 HSPA(Evolved HSPA; HSPA+)와 같은 통신 프로토콜을 포함할 수도 있다. HSPA는 고속 다운링크 패킷 액세스(High-Speed Downlink Packet Access; HSDPA) 및/또는 고속 업링크 패킷 액세스(High-Speed Uplink Packet Access; HSUPA)를 포함할 수도 있다.

다른 실시형태에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는, 롱 텀 에볼루션(LTE) 및/또는 LTE-어드밴스드(LTE- Advanced; LTE-A)를 사용하여 무선 인터페이스(116)를 확립할 수도 있는, 진화된 UMTS 지상 무선 액세스(Evolved UMTS Terrestrial Radio Access; E-UTRA)와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다.

다른 실시형태에서, 기지국(114a) 및 WTRU(102a, 102b, 102c)는, IEEE 802.16(즉, 와이맥스(Worldwide Interoperability for Microwave Access; WiMAX)), CDMA2000, CDMA2000 1X, CDMA2000 EV-DO, IS-2000(Interim Standard 2000), IS-95(Interim Standard 95), IS-856(Interim Standard 856), 이동 통신용 글로벌 시스템(Global System for Mobile communications; GSM), EDGE(Enhanced Data rates for GSM Evolution), GSM EDGE(GERAN) 등등과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다.

도 1a의 기지국(114b)은, 예를 들면, 무선 라우터, 홈 노드 B, 홈 eNode B, 또는 액세스 포인트일 수도 있고, 사업장, 가정, 차량, 캠퍼스 등등과 같은 국소화된 영역에서 무선 연결성을 용이하게 하기 위해 임의의 적절한 RAT를 활용할 수도 있다. 일 실시형태에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 무선 로컬 에어리어 네트워크(wireless local area network; WLAN)를 확립하기 위해 IEEE 802.11과 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 무선 사설 영역 네트워크(wireless personal area network; WPAN)를 확립하기 위해 IEEE 802.15와 같은 무선 기술을 구현할 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 기지국(114b) 및 WTRU(102c, 102d)는 피코셀 또는 펨토셀을 확립하기 위해 셀룰러 기반 RAT(예를 들면, WCDMA, CDMA2000, GSM, LTE, LTE-A 등등)를 활용할 수도 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 기지국(114b)은 인터넷(100)에 대한 직접 연결을 구비할 수도 있다. 따라서, 기지국(114b)은 코어 네트워크(106)를 통해 인터넷(110)에 액세스할 필요가 없을 수도 있다.

RAN(104)은, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 하나 이상으로 보이스, 데이터, 애플리케이션, 및/또는 인터넷 전화 프로토콜(voice over internet protocol; VoIP) 서비스를 제공하도록 구성된 임의의 타입의 네트워크일 수도 있는 코어 네트워크(106)와 통신할 수도 있다. 예를 들면, 코어 네트워크(106)는 호 제어(call control), 과금 서비스, 모바일 위치 기반 서비스, 선불 통화, 인터넷 연결성, 비디오 분배 등등을 제공할 수도 있고/있거나 유저 인증과 같은 하이 레벨의 보안 기능을 수행할 수도 있다. 도 1a에 도시되진 않지만, RAN(104) 및/또는 코어 네트워크(106)는, RAN(104)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 활용하는 다른 RAN과 직접 또는 간접 통신할 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, E-UTRA 무선 기술을 활용할 수도 있는 RAN(104)에 연결되는 것 외에, 코어 네트워크(106)는 GSM 무선 기술을 활용하는 다른 RAN(도시되지 않음)과 또한 통신할 수도 있다.

코어 네트워크(106)는 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)가 PSTN(108), 인터넷(110), 및/또는 기타 네트워크(112)에 액세스하기 위한 게이트웨이로서 또한 기능할 수도 있다. PSTN(108)은, 기존 전화 서비스(plain old telephone service; POTS)를 제공하는 회선 교환 네트워크를 포함할 수도 있다. 인터넷(110)은, TCP/IP(transmission control protocol/internet protocol; 전송 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜) 일군(suite)에서의 TCP, 유저 데이터그램 프로토콜(user datagram protocol; UDP) 및 IP와 같은 공통 통신 프로토콜을 사용하는 인터커넥트된(interconnected) 컴퓨터 네트워크 및 디바이스의 글로벌 시스템을 포함할 수도 있다. 네트워크(112)는 다른 서비스 공급자가 소유하고/하거나 다른 서비스 공급자에 의해 운영되는 유선 또는 무선 통신 네트워크를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 네트워크(112)는, RAN(104)과 동일한 RAT 또는 상이한 RAT를 활용할 수도 있는 하나 이상의 RAN에 연결된 다른 코어 네트워크를 포함할 수도 있다.

통신 시스템(100)에서의 WTRU(102a, 102b, 102c, 102d) 중 몇몇 또는 전체는 다중 모드 성능을 포함할 수도 있다, 즉, WTRU(102a, 102b, 102c, 102d)는 상이한 무선 링크를 통해 상이한 무선 네트워크와 통신하기 위한 다수의 트랜시버를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 도 1a에 도시된 WTRU(102c)는, 셀룰러 기반 무선 기술을 활용할 수도 있는 기지국(114a)과, 그리고 IEEE 802 무선 기술을 활용할 수도 있는 기지국(114b)과 통신하도록 구성될 수도 있다.

도 1b는 예시적인 WTRU(102)의 시스템 도면이다. 도 1b에 도시된 바와 같이, WTRU(102)는 프로세서(118), 트랜시버(120), 송신/수신 엘리먼트(122), 스피커/마이크(124), 키패드(126), 디스플레이/터치패드(128), 비착탈식 메모리(130), 착탈식 메모리(132), 전원(134), 글로벌 포지셔닝 시스템(global positioning system; GPS) 칩셋(136), 및 기타 주변장치(138)를 포함할 수도 있다. WTRU(102)는 일 실시형태와 여전히 일치하면서 상기 엘리먼트의 임의의 부조합(sub-combination)을 포함할 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

프로세서(118)는 범용 프로세서, 특수 목적의 프로세서, 종래의 프로세서, 디지털 신호 프로세서(digital signal processor; DSP), 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 관련하는 하나 이상의 마이크로프로세서, 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit; ASIC), 필드 프로그래머블 게이트 어레이(Field Programmable Gate Array; FPGA) 회로, 임의의 다른 타입의 집적 회로(integrated circuit; IC), 상태 머신 등등일 수도 있다. 프로세서(118)는 신호 코딩, 데이터 프로세싱, 전력 제어, 입/출력 프로세싱, 및/또는 WTRU(102)가 무선 환경에서 동작하는 것을 가능하게 하는 임의의 다른 기능성(functionality)을 수행할 수도 있다. 프로세서(118)는, 송신/수신 엘리먼트(122)에 커플링될 수도 있는 트랜시버(120)에 커플링될 수도 있다. 도 1b가 프로세서(118)와 트랜시버(118)를 별개의 컴포넌트로서 묘사하지만, 프로세서(120)와 트랜시버(120)는 전자적 패키지 또는 칩에 함께 집적될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

송신/수신 엘리먼트(122)는 무선 인터페이스(116)를 통해 기지국(예를 들면, 기지국(114a))으로 신호를 송신하거나, 또는 그 기지국으로부터 신호를 수신하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 일 실시형태에서, 송신/수신 엘리먼트(122)는 RF 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성되는 안테나일 수도 있다. 다른 실시형태에서, 송신/수신 엘리먼트(122)는, 예를 들면, IR, UV, 또는 가시광 신호를 송신 및/또는 수신하도록 구성되는 방출기/검출기일 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 송신/수신 엘리먼트(122)는 RF 및 광 신호를 송신 및 수신하도록 구성될 수도 있다. 송신/수신 엘리먼트(122)는 무선 신호의 임의의 조합을 송신 및/또는 수신하도록 구성될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

또한, 송신/수신 엘리먼트(122)가 도 1b에서 단일의 엘리먼트로서 묘사되지만, WTRU(102)는 임의의 수의 송신/수신 엘리먼트(122)를 포함할 수도 있다. 더 구체적으로는, WTRU(102)는 MIMO 기술을 활용할 수도 있다. 따라서, 일 실시형태에서, WTRU(102)는, 무선 인터페이스(106)를 통해 무선 신호를 송신하고 수신하기 위해 2개 이상의 송신/수신 엘리먼트(122)(예를 들면, 다수의 안테나)를 포함할 수도 있다.

트랜시버(120)는, 송신/수신 엘리먼트(122)에 의해 송신될 신호를 변조하도록 그리고 송신/수신 엘리먼트(122)에 의해 수신되는 신호를 복조하도록 구성될 수도 있다. 위에서 언급된 바와 같이, WTRU(102)는 다중 모드 성능을 가질 수도 있다. 따라서, 트랜시버(120)는, WTRU(102)가, 예를 들면, UTRA 및 IEEE 802.11과 같은 다수의 RAT를 통해 통신하는 것을 가능하게 하기 위해, 다수의 트랜시버를 포함할 수도 있다.

WTRU(102)의 프로세서(118)는, 스피커/마이크(124), 키패드(126), 및/또는 디스플레이/터치패드(128)(예를 들면, 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD) 디스플레이 유닛 또는 유기 발광 다이오드(organic light- emitting diode; OLED) 디스플레이 유닛)에 커플링될 수도 있고, 그리고 이들로부터 유저 입력 데이터를 수신할 수도 있다. 프로세서(118)는 유저 데이터를 스피커/마이크(124), 키패드(126), 및/또는 디스플레이/터치패드(128)로 또한 출력할 수도 있다. 또한, 프로세서(118)는, 비착탈식 메모리(130) 및/또는 착탈식 메모리(132)와 같은 임의의 타입의 적절한 메모리로부터의 정보에 액세스할 수도 있고, 그리고 그 임의의 타입의 적절한 메모리에 데이터를 저장할 수도 있다. 비착탈식 메모리(130)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 하드디스크, 또는 임의의 다른 타입의 메모리 저장 디바이스를 포함할 수도 있다. 착탈식 메모리(132)는 가입자 식별 모듈(subscriber identity module; SIM) 카드, 메모리 스틱, 시큐어 디지털(secure digital; SD) 메모리 카드 등등을 포함할 수도 있다. 다른 실시형태에서, 프로세서(118)는, 서버 또는 가정용 컴퓨터(도시되지 않음)와 같은, WTRU(102)에 물리적으로 배치되지 않는 메모리로부터의 정보에 액세스할 수도 있고, 그리고 그 메모리에 데이터를 저장할 수도 있다.

프로세서(118)는 전원(134)으로부터 전력을 수신할 수도 있고, WTRU(102)의 다른 컴포넌트로 전력을 분배하도록 및/또는 그 전력을 제어하도록 구성될 수도 있다. 전원(134)은 WTRU(102)에 전력을 공급하기 위한 임의의 적절한 디바이스일 수도 있다. 예를 들면, 전원(134)은 하나 이상의 드라이 셀 배터리(예를 들면, 니켈 카드뮴(NiCd), 니켈 아연(NiZn), 니켈 금속 수소화물(NiMh), 리튬 이온(Li ion) 등등), 태양 전지, 연료 전지 등등을 포함할 수도 있다.

프로세서(118)는, WTRU(102)의 현재 위치에 관한 위치 정보(예를 들면, 경도 및 위도)를 제공하도록 구성될 수도 있는 GPS 칩셋(136)에 또한 커플링될 수도 있다. 또한, GPS 칩셋(136)으로부터의 정보 외에, 또는 그 정보 대신, WTRU(102)는 무선 인터페이스(116)를 통해 기지국(예를 들면, 기지국(114a, 114b))으로부터 위치 정보를 수신할 수도 있고/있거나 2개 이상의 가까운 기지국으로부터 수신되는 신호의 타이밍에 기초하여 그 위치를 결정할 수도 있다. WTRU(102)는 일 실시형태와 여전히 일치하면서 임의의 적절한 위치 결정 방법을 통해 위치 정보를 획득할 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

프로세서(118)는, 추가적인 특징, 기능성(functionality), 및/또는 유선 또는 무선 연결성을 제공하는 하나 이상의 소프트웨어 및/또는 하드웨어 모듈을 포함할 수도 있는 기타 주변장치(138)에 추가로 커플링될 수도 있다. 예를 들면, 주변장치(138)는 가속도계, 전자 콤파스, 위성 트랜시버, (사진 및 비디오용의) 디지털 카메라, 범용 직렬 버스(universal serial bus; USB) 포트, 진동 디바이스, 텔레비전 트랜시버, 핸즈프리 헤드셋, Bluetooth® 모듈, 주파수 변조(frequency modulated; FM) 라디오 유닛, 디지털 뮤직 플레이어, 미디어 플레이어, 비디오 게임 플레이어 모듈, 인터넷 브라우저 등등을 포함할 수도 있다.

도 1c는 일 실시형태에 따른 RAN(104)과 코어 네트워크(106)의 시스템 도면이다. RAN(104)은, 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위해 IEEE 802.16 무선 기술을 활용하는 액세스 서비스 네트워크(access service network; ASN)일 수도 있다. 하기에 더 논의되는 바와 같이, WTRU(102a, 102b, 102c), RAN(104), 및 코어 네트워크(106)의 상이한 기능적 엔티티 사이의 통신 링크는 기준 포인트(reference point)으로서 정의될 수도 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, RAN(104)은 기지국(140a, 140b, 140c) 및 ASN 게이트웨이(142)를 포함할 수도 있지만, RAN(104)은, 일 실시형태와 여전히 일치하면서, 임의의 수의 기지국 및 ASN 게이트웨이를 포함할 수도 있음을 알 수 있을 것이다. 기지국(140a, 140b, 140c) 각각은, RAN(104) 내의 특정 셀(도시되지 않음)과 관련될 수도 있고 무선 인터페이스(116)를 통해 WTRU(102a, 102b, 102c)와 통신하기 위한 하나 이상의 트랜시버를 포함할 수도 있다. 일 실시형태에서, 기지국(140a, 140b, 140c)은 MIMO 기술을 구현할 수도 있다. 따라서, 기지국(140a)은, 예를 들면, WTRU(102a)로 무선 신호를 송신하고 그 WTRU(102a)로부터 무선 신호를 수신하기 위해 다수의 안테나를 사용할 수도 있다. 또한, 기지국(140a, 140b, 140c)은, 핸드오프 트리거링(handoff triggering), 터널 확립, 무선 리소스 관리, 트래픽 분류, 서비스 품질(quality of service; QoS) 정책 강화(enforcement) 등등과 같은 이동성 관리 기능을 제공할 수도 있다. ASN 게이트웨이(142)는 트래픽 집중 지점(traffic aggregation point)으로서 기능할 수도 있으며 페이징, 가입자 프로파일의 캐싱, 코어 네트워크(106)로의 라우팅 등등을 담당할 수도 있다.

WTRU(102a, 102b, 102c)와 RAN(104) 사이의 무선 인터페이스(116)는, IEEE 802.16 규격(specification)을 구현하는 R1 기준 포인트로서 정의될 수도 있다. 또한, WTRU(102a, 102b, 102c)의 각각은 코어 네트워크(106)와의 논리 인터페이스(logical interface)(도시되지 않음)를 확립할 수도 있다. WTRU(102a, 102b, 102c)와 코어 네트워크(106) 사이의 논리 인터페이스는 R2 기준 포인트로서 정의될 수도 있는데, R2 기준 포인트는 인증(authentication), 인가(authorization), IP 호스트 구성 관리, 및/또는 이동성 관리를 위해 사용될 수도 있다.

기지국(140a, 140b, 140c) 각각의 사이의 통신 링크는, WTRU 핸드오버 및 기지국 사이의 데이터의 전송을 용이하게 하기 위한 프로토콜을 포함하는 R8 기준 포인트로서 정의될 수도 있다. 기지국(140a, 140b, 140c)과 ASN 게이트웨이(215) 사이의 통신 링크는 R6 기준 포인트로서 정의될 수도 있다. R6 기준 포인트는 WTRU(102a, 102b, 102c)의 각각과 관련된 이동성 이벤트에 기초하여 이동성 관리를 용이하게 하기 위한 프로토콜을 포함할 수도 있다.

도 1c에 도시된 바와 같이, RAN(104)은 코어 네트워크(106)에 연결될 수도 있다. RAN(104)과 코어 네트워크(106) 사이의 통신 링크는, 예를 들면, 데이터 전송 및 이동성 관리 성능을 용이하게 하기 위한 프로토콜을 포함하는 R3 기준 포인트로서 정의될 수도 있다. 코어 네트워크(106)는 모바일 IP 홈 에이전트(mobile IP home agent; MIP-HA)(144), 인증, 인가, 어카운팅(authentication, authorization, accounting; AAA) 서버(146), 및 게이트웨이(148)를 포함할 수도 있다. 상기 엘리먼트의 각각이 코어 네트워크(106)의 일부로서 묘사되지만, 이들 엘리먼트 중 임의의 하나는 코어 네트워크 오퍼레이터 이외의 엔티티에 의해 소유 및/또는 운영될 수도 있음을 알 수 있을 것이다.

MIP-HA는 IP 어드레스 관리를 담당할 수도 있고, WTRU(102a, 102b, 102c)가 상이한 ASN 및/또는 상이한 코어 네트워크 사이에서 로밍하는 것을 가능하게 할 수도 있다. MIP-HA(144)는, WTRU(102a, 102b, 102c)와 IP 대응 디바이스(IP-enabled device) 사이의 통신을 용이하게 하기 위해, 패킷 교환 네트워크, 예컨대 인터넷(110)에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다. AAA 서버(146)는 유저 인증 및 유저 서비스 지원을 담당할 수도 있다. 게이트웨이(148)는 기타 네트워크와의 네트워킹을 용이하게 할 수도 있다. 예를 들면, 게이트웨이(148)는, WTRU(102a, 102b, 102c)와 전통적인 지상 회선(land-line) 통신 디바이스 사이의 통신을 용이하게 하기 위해, PSTN(108)과 같은 회선 교환 네트워크에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다. 또한, 게이트웨이(148)는, 다른 서비스 공급자에 의해 소유되는 및/또는 다른 서비스 공급자에 의해 운영되는 다른 유선 또는 무선 네트워크를 포함할 수도 있는 네트워크(112)에 대한 액세스를 WTRU(102a, 102b, 102c)에 제공할 수도 있다.

도 1c에 도시되지 않지만, RAN(104)은 다른 ASN에 연결될 수도 있고 코어 네트워크(106)는 다른 코어 네트워크에 연결될 수도 있음을 알 수 있을 것이다. RAN(104)과 다른 ASN 사이의 통신 링크는 R4 기준 포인트로서 정의될 수도 있는데, R4 기준 포인트는 RAN(104)과 다른 ASN 사이에서 WTRU(102a, 102b, 102c)의 이동성을 조정하기(coordinating) 위한 프로토콜을 포함할 수도 있다. 코어 네트워크(106)와 다른 코어 네트워크 사이의 통신 링크는 R5 기준 포인트로서 정의될 수도 있는데, R5 기준 포인트는 홈 코어 네트워크와 방문 코어 네트워크(visited core network) 사이에서의 상호연동(interworking)을 용이하게 하기 위한 프로토콜을 포함할 수도 있다.

기타 네트워크(112)는 또한, IEEE 802.11 기반 무선 로컬 에어리어 네트워크(wireless local area network; WLAN)(160)에 연결될 수도 있다. WLAN(160)은 액세스 라우터(165)를 포함할 수도 있다. 액세스 라우터는 게이트웨이 기능성(functionality)을 포함할 수도 있다. 액세스 라우터(165)는 복수의 액세스 포인트(AP)(170a, 170b)와 통신할 수도 있다. 액세스 라우터(165)와 AP(170a, 170b) 사이의 통신은 유선 이더넷(IEEE 802.3 표준안), 또는 임의의 타입의 무선 통신 프로토콜을 통할 수도 있다. AP(170a)는 무선 인터페이스를 통해 WTRU(102d)와 무선 통신한다.

지향성 송신을 이용한 장거리 디바이스 검색을 위한 여러 프로시져가 설명된다. 이들은 검색 비콘 및 검색 비콘 응답의 지향성 수신을 포함하는데, 지향성 수신은 무지향성 대역 송신, 디바이스 검색에 필요한 정보 엘리먼트만을 포함하는 감소된 사이즈의 검색 비콘, 및 지향성 안테나를 이용한 비콘 수신 및 응답 송신에 의해 보조된다. 추가 프로시져는, 검색 거리를 증가시키기 위해 검색 비콘을 더 견고하게(robustly) 인코딩하는 것, 및 신호 대 잡음 비(signal-to-noise ratio; SNR)를 향상시키기 위해 검색 비콘을 송신하는 데 폭이 더 좁은 채널을 사용하는 것을 포함한다. 이들 프로시져는 개별적으로 또는 적절히 조합하여 사용될 수도 있음이 명백할 것이다. 또한, 이들 기술이 IEEE 802.11ad 표준안과 관련하여 본원에서 논의되지만, 이들 기술은 폭 넓게 적용가능하고 IEEE 802.11ad 호환 디바이스와의 사용에 한정되지 않음이 이해될 것이다.

IEEE 802.11ad 기반 디바이스에서, 디바이스 검색은, 이니시에이터(initiator)가 섹터화된(즉, 지향성의) 안테나 패턴을 사용하여 비콘을 송신하고(이 경우 비콘은 준 무지향성 안테나 패턴을 사용하는 리스폰더에 의해 수신됨), 그 다음 리스폰더(responder)가 섹터화된 안테나 패턴을 사용하여 응답을 송신한(이 경우 응답은 준 무지향성 안테나 패턴을 사용하는 이니시에이터에 의해 수신됨) 이후에 발생한다. 그 다음, 통신은 송신 및 수신 둘 다에 대해 섹터화된 안테나 패턴을 사용하여 진행한다.

검색 시퀀스 동안 사용되는 안테나 패턴의 결합된 이득이, 후속 통신 동안 사용되는 안테나 패턴의 결합된 안테나 이득보다 더 낮기 때문에, 현재의 IEEE 802.11ad 통신에서의 디바이스 검색 거리(device discovery range)는 통신 거리보다 더 작다.

도 2는 IEEE 802.11ad 디바이스 검색 프로시져를 예시한다.

이 예에서, 개시 노드(initiating node)는 지향성 안테나를 사용하여 빔 패턴으로 검색 비콘을 송신하는 무선 AP(200)이다. 본 개시 전체에 걸쳐, AP는 검색 목적을 위한 개시 노드의 예로서 종종 사용된다. 그러나, 주어진 예에서 사용되는 이니시에이터의 타입에 무관하게, 다른 타입의 이니시에이터가 본원에서 설명되는 기술 및 디바이스와 함께 사용될 수도 있음이 이해될 것이다.

먼저, 스테이지 1(205)을 참조하면, AP(200)는, 빔 패턴(2a-2e)에 도시된 바와 같이, 섹터(220a, 220b, 220c, 220d, 및 220e)의 각각을 커버하는 연속적인 지향성 빔을 통해 비콘을 송신한다. 응답 노드(responding node)인 STA(210)는, 빔 패턴(2a-2e)에 도시된 바와 같이, 준 무지향성 패턴(230)을 사용하여 검색 비콘을 스캔한다. 본 개시 전체에 걸쳐, STA는 검색 목적을 위한 응답 노드의 예로서 종종 사용되지만, 다른 타입의 노드가 사용될 수도 있음이 이해될 것이다. 빔 패턴(2a-2e)에 도시된 바와 같이, 준 무지향성 패턴(230)의 수신 거리는, 지향성 빔(220a-220e)의 송신 거리보다 짧다.

이제 스테이지 2(215)를 참조하면, AP(200)로부터의 비콘의 수신시, STA(210)는 지향성 안테나를 사용하여 빔 패턴으로 검색 비콘 응답을 송신한다. STA(210)는, 빔 패턴(2f-2j)에 도시된 바와 같이, 섹터(250f, 250g, 250h, 250i, 및 250j)의 각각을 커버하는 연속적인 지향성 빔을 통해 응답을 송신한다.

AP 노드(200)는, 빔 패턴(2f-2j)에 도시된 바와 같이, 준 무지향성 패턴(240)을 사용하여 검색 비콘 응답을 스캔한다. 빔 패턴(2f-2j)에 도시된 바와 같이, 준 무지향성 패턴(240)의 수신 거리는, 지향성 빔(250f-250j)의 송신 거리보다 짧다.

본원에서 더 논의되는 바와 같이, 검색 거리는, 신규의 노드가 비콘 송신을 지향적으로 스캔할 때, 개시 노드가 비콘 응답을 지향적으로 스캔할 때, 또는 둘 다의 경우에 증가할 수 있다.

지향성 수신을 사용하여 증가된 검색 거리를 달성하기 위한 예시적인 접근법은, 하기에 설명되는 바와 같은, 페어링된 비콘 송신 및 응답 슬롯을 사용하는 것, 페어링되지 않은 비콘 송신 및 응답 슬롯을 사용하는 것, 및 가변적인 지향성 리스폰더 수신 빔 폭을 사용하는 것을 포함한다.

도 3은 AP에 대한 송신-수신 슬롯 구성을 예시하는데, 비콘 응답 슬롯이 비콘 송신 슬롯 바로 다음에 후속한다. 이와 같이 페어링된 비콘 송신 및 응답 슬롯을 사용하여, AP/이니시에이터는 비콘 송신 인터벌(beacon transmission interval) 동안 다수의 방향으로 비콘 송신을 반복한다. 이 다음에, 비콘 응답 수신 인터벌에서 동일한 수의 응답 슬롯이 후속하는데, 그 비콘 응답 수신 인터벌 동안 AP는, 비콘을 수신했을 수도 있는 임의의 신규의 노드로부터의 비콘 응답을 지향적으로 스캔하기 위해, 동일한 빔 패턴을 전환한다.

이 예에서, 비콘 인터벌(330)은 비콘 구간(305)과 데이터 구간(320)을 포함한다. 비콘 구간(305)은 비콘 송신 구간(300) 및 비콘 응답 수신 구간(310)으로 분할된다.

비콘 송신 구간(300) 동안, AP/이니시에이터는, 상이한 방향을 각각 커버하는 M개의 비콘 슬롯(도시되지 않음)에서 지향성 비콘 송신을 반복한다. 비콘 응답 수신 구간(310) 동안, AP/이니시에이터는, M개의 비콘 슬롯의 각각의 방향을 각각 커버하는 M개의 비콘 응답 슬롯(도시되지 않음)의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다. 그 후, AP/이니시에이터는 데이터 구간(320) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있는데, 데이터 구간(320)은 이 예에서는 비콘 인터벌(330)의 나머지 동안 계속된다. 그 다음, AP/이니시에이터는 다른 비콘 인터벌(330') 동안, 다른 비콘 송신 구간(300'), 응답 수신 구간(310'), 데이터 구간(320')에 진입한다. 이 시퀀스는 1 비컨 인터벌의 주기로 반복된다.

도 4는 페어링된 송신 및 응답 슬롯에 대한 예시적인 프레임 구조를 예시한다.

도 3에 관해 논의된 바와 같이, AP/이니시에이터는 비콘 송신 구간(300) 동안, 송신을 위해 상이한 방향을 커버하는 상이한 지향성 안테나 빔 패턴(빔)을 각각 사용하는 M개의 슬롯에서 비콘 송신을 반복한다. 비콘 응답 수신 구간(310) 동안, AP/이니시에이터는, 수신을 위해 상이한 방향을 커버하는 지향성 안테나 빔 패턴을 각각 사용하는 M개의 슬롯의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다. 비콘 응답 수신 구간(310) 동안 수신을 위해 사용되는 빔의 순서는, 비콘 송신 구간(300) 동안 송신을 위해 사용되는 빔의 순서와 동일하다. 응답 수신 구간(310) 동안, 임의의 수신된 비콘 응답의 확인응답(acknowledgement)을 송신하기 위해 확인응답 구간(340)이 제공되고, 그 후 AP/이니시에이터는, 비콘 인터벌(330)의 나머지 동안인 데이터 구간(320) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있다.

이 예에서 수신 구간(310) 동안 AP/이니시에이터에 의해 어떠한 비콘 응답도 수신되지 않았기 때문에, 확인응답 구간(340) 동안 AP/이니시에이터에 의해 어떠한 확인응답도 송신되지 않는다. 확인응답 구간(340)이 비콘 응답 구간(310)의 일부로서 예시되지만, 어떠한 비콘도 수신되지 않는 경우, 확인응답 구간(340)은 다른 목적을 위해 사용될 수도 있고/있거나 데이터 구간(320)에 병합될 수도 있다.

AP/이니시에이터와는 무관하게, 스테이션(STA)/리스폰더는 스캔 인터벌(400) 동안 특정 수신 방향으로 비콘을 스캔한다. 이 때, AP/이니시에이터 및 STA/리스폰더는 동기화되지 않는다. STA/리스폰더는, 자신의 수신 빔을 상이한 방향으로 전환하기 이전에, 비콘 지향성 스캔 인터벌(Beacon Directional Scan Interval; BDSI)의 지속기간 동안 특정 수신 방향에 머무른다.

BDSI의 길이는 다음과 같이 정의된다:

비콘 지향성 스캔 인터벌 = (비콘 인터벌)*(비콘 슬롯 반복률(Beacon Slot Recurrence Rate))+(비콘 슬롯 지속기간)

여기서, 비콘 슬롯 반복률은, 지원되는 모든 방향을 커버하는 비콘 송신 싸이클을 완료하는 데 필요한 비콘 인터벌의 수이고, 비콘 슬롯 지속기간은, 특정 안테나 구성을 사용한 하나의 비콘 송신에 필요한 시간이다.

BDSI는, 이니시에이터와 리스폰더 사이의 초기 동기화의 부족(lack)을 책임지기 위해 (비콘 인터벌)*(비콘 슬롯 반복률) 외에, 비콘 슬롯 지속기간을 포함한다. 리소폰더가 각각의 스캔 방향으로 비콘 반복을 넘어 여분의 비콘 슬롯 지속기간 동안 스캔하기 때문에, 비콘 슬롯 내에서의 스캔 방향 전환에서 기인한 비콘 수신 실패가 방지될 수도 있다. 이에 초기 프레임 동기화 없이도 리스폰더가 검색될 수 있다. 리스폰더가 BDSI마다 수신 방향을 전환하기 때문에, 이상적인 상황하에서 그리고 특정 결합된 송신 및 수신 안테나 이득을 위한 거리 내에 있다면, 리스폰더는 K*(비콘 지향성 스캔 인터벌) 지속기간에서 비콘 수신을 보장받는데, 여기서 K는 리스폰더에 의해 사용되는 수신 빔의 수이다.

도 4의 예에서, STA/리스폰더는, 스캔 인터벌(400)의 지속기간 동안, 특정 방향으로, 이 경우에서는 빔 8로 지정된 자신의 빔을 사용하여 비콘을 스캔한다. 스캔 인터벌(400)은 하나의 BDSI와 동일하다. STA/리스폰더는 스캔 인터벌(400) 동안 빔 8 상에서 어떠한 비콘도 수신하지 않고, 후속하는 스캔 인터벌(410) 동안 빔 9 상에서 비콘에 대한 스캔을 진행한다. 이 예에서, STA/리스폰더는, 스캔 인터벌(410) 동안 빔 9를 스캔하는 동안 AP/이니시에이터로부터 비콘을 수신한다. 이 수신된 비콘은 자신의 슬롯 3 동안 AP/이니시에이터에 의해 송신되었고, 비콘이 슬롯 3 동안 송신된 것으로 식별하는 정보(예컨대, 비콘을 송신하기 위해 AP/이니시에이터에 의해 사용되는 시간 슬롯 또는 빔의 식별정보)는 비콘에서 STA/리스폰더에 제공될 수도 있다.

비콘 응답 수신 구간(310') 동안, AP/이니시에이터는 M개의 슬롯의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다. 비콘 응답은, AP/이니시에이터가 비콘 응답을 수신할 수 있는 방향으로 스캔하고 있을 때, 즉, AP/이니시에이터가 STA/리스폰더를 향해 충분히 지향된 빔 패턴을 가지고 스캔하고 있을 때, 슬롯 3 동안 STA/리스폰더로부터 수신된다.

AP/이니시에이터는 수신 구간(310') 동안 나머지 슬롯을 계속 스캔할 수도 있고, 몇몇 구현예에서는 이들 슬롯 동안 다른 리스폰더로부터 추가 응답을 수신할 수도 있다(도시되지 않음).

각각의 비콘은 다음 비콘 응답 구간의 시작에 관한 정보를 포함할 수도 있다. 이 경우, STA/리스폰더가 비콘을 성공적으로 수신하면, STA/리스폰더는, 비콘에 의해 제공되는 바와 같은, AP/이니시에이터의 다음 비콘 응답 구간의 시작시 자신의 현재의 지향성 스캔을 잘라낸다(truncate). 그 다음 리스폰더는, 성공적인 비콘 수신에 대해 사용되었던 빔을 사용하여 반복적으로 비콘 응답을 전송한다. 리스폰더는 응답을 M번 반복하고, 이들 송신은 이니시에이터에서 수신 슬롯과 동기화된다. 위에서 언급된 바와 같이, 이 슬롯 동기화는 수신된 비콘 내의 정보에 의해 달성된다.

도 4의 예에서, STA/리스폰더는 비콘 송신 구간(300')의 슬롯 3 동안 AP/이니시에이터에 의해 송신되는 비콘을 수신한다. 비콘은 비콘 응답 구간(310')의 시작 시간에 관한 정보를 포함한다. 비콘 응답 구간(310')의 시작 시간에서, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(410)을 잘라내고(비콘 응답 구간(310')의 시작 시간이 스캔 인터벌(410) 끝과 일치하지 않는 경우에 한함, 일치하는 경우에는, 잘라냄은 불필요함), 비콘이 수신되었던 방향, 이 경우에서는 방향 "9"(즉, 빔 9)에서 안테나 빔을 사용하여 비콘 응답을 AP/이니시에이터에 M번 전송한다.

몇몇 구현예에서, STA/리스폰더는 수신된 비콘에서 빔 식별 정보를 수신하고, 빔 식별 정보에 기초하여, 이니시에이터가 비콘 응답을 스캔하기 위해 동일한 빔을 사용할 때에만 비콘 응답을 전송할 수도 있다.

리스폰더는, 비콘 응답을 스캔하기 위해 이니시에이터가 언제 동일한 빔을 사용할지를 예측할 수도 있다. 도 4의 예에서와 같이, AP/이니시에이터에서의 송신 및 수신 빔이 비콘 구간 내에서 방향의 동일한 시퀀스를 따르는 구현예에서, STA/리스폰더는, 수신된 비콘의 빔(즉, 방향) 식별자에 단순히 기초하여 이니시에이터가 언제 특정 방향에서 수신하고 있을지를 예측할 수도 있고, 그 시간에서만 송신할 수도 있다.

STA/리스폰더는, AP/이니시에이터에 대한 STA/리스폰더의 응답에서 비콘이 성공적으로 수신되었던 AP/이니시에이터 빔의 식별정보를 포함할 수도 있다. 이 응답은, 리스폰더에 의해 보이는 최적의 빔을 이니시에이터에 통지한다. 또한, 이니시에이터는, 비콘 응답이 성공적으로 수신되는 슬롯에 기초하여 리스폰더와 통신할 최선의 빔을 암시적으로 학습할 수도 있다. 암시적인 및/또는 명시적인 피드백으로부터, 이니시에이터는 송신 및 수신 빔에서의 임의의 에러를 추정할 수도 있다. 예를 들면, AP/이니시에이터에서의 송신 및 수신 빔에서의 미스매치로 인해, 리스폰더는 가장 높은 수신 신호 세기를, AP/이니시에이터 빔 9를 통한 비콘 송신기에 대응하는 것으로 평가할 수도 있지만, STA/리스폰더로부터의 응답이 AP/이니시에이터에 의해 수신될 때, 가장 높은 수신 신호 세기는 수신 빔 10에 대응하는 것이 가능하다. 암시적인 그리고 명시적인 피드백의 조합을 사용함으로써, AP/이니시에이터가 동일한 STA/리스폰더에 대해 상이한 송신 및 수신 빔을 사용할 수 있거나, 어떤 기준에 기초하여 단일의 최적의 빔을 선택할 수 있다. 그 다음, 이니시에이터는 수신된 비콘 응답으로부터 학습된 최적의 빔을 사용하여 확인응답을 리스폰더에 전송하여, 성공적인 검색을 시그널링할 수도 있다.

비콘 수신 구간(310') 동안 비콘 응답을 수신하면, AP/이니시에이터는 확인응답 구간(340') 동안 STA/리스폰더에 확인응답을 전송한다. 확인응답은, AP/이니시에이터가 응답을 수신했던 빔, 이 경우에서는 슬롯 3 동안 사용된 안테나 빔 패턴, 즉 빔 3을 사용하여 지향적으로 전송된다. 동시에, STA/리스폰더는, STA/리스폰더가 비콘 응답을 송신했던 방향, 이 경우에서는 빔 9로 확인응답을 지향적으로 스캔한다.

그 후, AP/이니시에이터는, 비콘 인터벌(330')의 나머지 동안인 데이터 구간(320') 동안, AP 빔 3 및 STA 빔 9를 이용한 STA/리스폰더와의 지향성 통신을 포함해서, 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있다.

다른 접근법(도시되지 않음)에서, 리스폰더는 응답 이전에 모든 수신 빔을 사용하여 전체 스캔 싸이클을 완료할 수도 있다. 이것은, 리스폰더가 자신의 최초 비콘 수신에 후속하는 최초 비콘 응답 구간에서 자신의 스캔 싸이클을 잘라내는 도 4의 접근법과는 대조적이다. 응답 이전에 모든 수신 빔을 사용하여 전체 스캔 싸이클을 완료함으로써, 리스폰더가 최적으로 가능한 빔을 사용하여 응답할 수 있는데, 최적으로 가능한 빔은 최초 수신된 비콘이 수신되었던 빔에 대응하지 않을 수도 있다. 이니시에이터는 이들 프로시져 중 자신이 필요로 하는 것을 특정할 수도 있고, 필요한 프로시져를 비콘에서 시그널링할 수도 있다.

이런 식으로 최적의 수신 비콘 송신 방향으로 비콘 응답을 송신하는 것은, 이니시에이터와 리스폰더 사이의 전체적으로 최적의 빔 페어에 수렴시키기 위한 미세한 빔 트레이닝(fine beam training)에 대해 더 효율적인 시작 포인트를 제공할 수 있다.

다른 가능한 구현예에서, 비콘 응답 슬롯은 도 3 및 도 4와 관련하여 설명된 바와 같이 비콘 송신 슬롯에 바로 후속하지 않고, 오히려 페어링되지 않고, 그 사이에 데이터 구간을 넣어 교대한다.

도 5는, 비콘 송신 및 수신 슬롯이 페어링되지 않은 경우의 이니시에이터/AP에 대한 송신-수신 슬롯 구성을 예시한다.

이 예에서, 비콘 인터벌(530)은 비콘 구간(505)과 데이터 구간(520)을 포함한다.

비콘 구간(505) 동안, AP/이니시에이터는, 상이한 방향을 각각 커버하는 M개의 비콘 슬롯(도시되지 않음)에서 지향성 비콘 송신을 반복한다. 그 후, AP/이니시에이터는 데이터 구간(520) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있는데, 데이터 구간(520)은 이 예에서는 비콘 인터벌(530)의 나머지 동안 계속된다. 그 다음, AP/이니시에이터는, 다른 비콘 인터벌(530) 동안, 다른 비콘 구간(505') 및 데이터 구간(520')에 진입한다. 이 시퀀스는, 비콘 응답 수신 구간이 발생하도록 스케줄링될 때까지, 1 비콘 인터벌의 주기로 K번 반복된다. 이 예에서는, K=3이고, 즉, 스케줄링된 비콘 응답 수신 구간 이전에 3개의 비콘 인터벌(530, 530', 및 530")이 존재한다.

비콘 응답 수신 구간(550) 동안, AP/이니시에이터는, M개의 비콘 슬롯의 각각의 방향을 각각 커버하는 M개의 비콘 응답 슬롯(도시되지 않음)의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다. 그 후, AP/이니시에이터는 데이터 구간(560) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있는데, 데이터 구간(560)은 이 예에서는 비콘 인터벌(570)의 나머지 동안 계속된다. 이 시퀀스는 1 비컨 인터벌의 주기로 K번까지(즉, 이 예에서는 3번까지) 반복될 수도 있다. 이 예에서는, 스케줄링된 비콘 응답 수신 구간(550 및 550')을 각각 구비하는 2개의 비콘 인터벌(570, 570')이 존재한다.

비콘 인터벌(570')의 끝에서, 비콘 인터벌의 전체 시퀀스는 다시 시작된다. 이 전체 주기적 시퀀스의 길이는 수퍼 비콘 인터벌(580)로 칭해질 수 있다.

도 6은 페어링되지 않은 송신 및 응답 슬롯에 대한 예시적인 프레임 구조를 예시한다.

도 5에 관해 논의된 바와 같이, AP/이니시에이터는 비콘 송신 구간(505) 동안, 상이한 방향을 각각 커버하는 M개의 슬롯에서 비콘 송신을 반복한다. 그 후, AP/이니시에이터는, 비콘 인터벌(530)의 나머지 동안인 데이터 구간(520) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있다. 그 다음, AP/이니시에이터는, 다른 비콘 인터벌(530') 동안, 다른 비콘 구간(505') 및 데이터 구간(520')에 진입한다. 이 시퀀스는, 비콘 응답 수신 구간이 발생하도록 스케줄링될 때까지, 1 비콘 인터벌의 주기로 K번(이 예에서는 K=3) 반복된다.

AP/이니시에이터와는 무관하게, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(600) 동안 특정 수신 방향으로 비콘을 스캔한다. 이 때, AP/이니시에이터 및 STA/리스폰더는 동기화되지 않는다. STA/리스폰더는, 자신의 수신 방향을 상이한 빔으로 전환하기 이전에, 스캔 인터벌(600)의 지속기간(이것은 위에서 정의된 바와 같은 BDSI의 길이와 동일하다) 동안 특정 수신 방향에 머무른다.

도 6의 예에서, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(600)의 지속기간 동안 빔 8 상의 비콘을 스캔한다. STA/리스폰더는 스캔 인터벌(400) 동안 빔 8의 방향에서 어떠한 비콘도 수신하지 않고, 후속하는 스캔 인터벌(610) 동안 빔 9 상의 비콘에 대한 스캔을 진행한다.

스캔 인터벌(610) 동안, STA/리스폰더는 AP/이니시에이터의 비콘 송신 구간(505') 동안 AP/이니시에이터에 의해 송신되는 비콘을 수신한다. 비콘은, 비콘이 송신되었던 방향(예컨대 빔 식별번호 "3")에 관한 정보 및 AP/이니시에이터가 비콘 응답 구간에 진입하도록 스케줄링된 때를 식별하는 스케줄을 포함한다.

STA/리스폰더는 스캔 인터벌(610)의 나머지 동안 빔 9 상의 비컨을 계속 스캔하고, 비콘 응답을 바로 송신하지 않는다. 스캔 인터벌(610)이 종료된 이후, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(620) 동안 빔 10 상의, 그리고 그 다음 스캔 인터벌(630) 동안 빔 11 상의 비콘의 스캔을 계속 진행한다.

도 6의 예에서, AP/이니시에이터는 STA/리스폰더의 스캔 인터벌(630) 동안 비콘 응답 인터벌(550)에 진입하도록 스케줄링된다. STA/리스폰더가 수신된 비콘에서 이 스케줄의 평가를 받아 왔기 때문에, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(630) 및 빔 11의 자신의 스캔을 잘라내고, 비콘 응답의 AP/이니시에이터로의 송신을 시작한다.

STA/리스폰더는 빔 9 상에서 비콘을 송신하는데, 그 이유는 비콘이 빔 9 상에서 수신되었기 때문이다. 몇몇 구현예에서, AP/이니시에이터의 비콘 응답 인터벌(550)의 시작 이전에 STA/리스폰더가 하나보다 많은 방향(즉, 하나보다 많은 빔, 도시되지 않음)으로부터 비콘을 수신했더라면, STA/리스폰더는, STA/리스폰더가 가장 높은 품질의 비콘 송신(도시되지 않음)을 수신했던 방향에서의 빔을 사용하여 비콘 응답을 송신할 것이다.

페어링되지 않은 비콘 송신 및 응답 슬롯을 사용하여, 이니시에이터는, 도 3 및 도 4에 예시된 페어링된 송신 및 응답 슬롯에 비해, 주어진 시구간(time period)에서 더 많은 비콘을 송신할 수도 있다. 이것은, 주어진 비콘 인터벌의 전체 비콘 구간이 비콘 송신을 위해 사용되어, 그 비콘 인터벌에 대한 비콘 응답 수신 구간을 생략하기 때문이다. 이것은, 비콘 응답 구간이 발생하도록 스케줄링될 때까지, 하나의 또는 여러 비콘 인터벌에 대해 발생할 수도 있다. 비콘 응답 구간에 대한 스케줄은 송신된 비콘에 포함될 수도 있는데, 이 송신된 비콘으로부터, 리스폰더는 자신의 응답을 언제 이니시에이터에 전송하여 슬롯 동기화를 달성할지를 학습한다.

연속하는 비콘 응답 구간 사이의 각각의 비콘 송신 구간에서, 이니시에이터는 비콘 송신 방향의 동일한 시퀀스를 반복한다. 방향의 이 동일한 순서는 후속하는 비콘 응답 구간에서 응답 스캐닝에 대해 사용된다. 이 시퀀스는, 비콘 송신과 동일한 순서를 따라, 여러 비콘 응답 구간으로 분할될 수도 있음에 유의해야 한다.

페어링되지 않은 비콘 송신 및 응답 슬롯을 사용하는 구현예에서, 리스폰더는, 이상적인 조건하에서 그리고 리스폰더가 적절한 이니시에이터/AP의 검색 거리 내에 있다는 것을 조건으로, 2*K(비콘 지향성 스캔 인터벌)의 시구간 내에서 연속적인 비콘 응답을 수신할 것이다. 여기서, K는 리스폰더에서의 수신 방향의 수를 나타낸다.

검색 지연은 비콘에 대해 한 영역을 스캔하기 위해 리스폰더에 의해 사용되는 수신 빔의 수에 비례한다. 그 영역을 스캔하기 위해 더 적은 수의 더 광폭의 빔을 사용하는 것에 의해, 디바이스 검색은 빨라지지만, 최대 검색 거리는 광폭 빔으로 인해 저하한다. 한편, 동일한 영역을 스캔하기 위해 많은 수의 폭이 좁은 빔을 사용하는 것은 검색 거리를 증가시키지만, 검색 지연을 대가로 한다.

그러나, 가변 리스폰더 수신 대역폭을 사용하는 것에 의해; 더 짧은 거리에서 더 많은 검색 시간을 초래하지 않고도 검색 거리는 증가할 수도 있다.

가변 리스폰더 수신 대역폭을 사용하여, 리스폰더는 꽤 폭이 넓은 빔(즉, 작은 K의 값)을 가지고 시작한다. 제한적인 경우에서, K는 1일 수도 있는데, 무지향성 또는 의사 무지향성 안테나 패턴에 대응한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 의사 무지향성 또는 준 무지향성 안테나 패턴은 전방향으로 또는 달성가능한 최대 광폭의 빔을 가지고 송신 또는 수신하도록 구성되는 지향성 안테나 패턴을 지칭하며, 이들 용어는 본원에서 상호교환적으로 사용될 수도 있다. 준 무지향성 안테나 패턴은, 달성가능한 최대 광폭의 넓은 빔 폭을 갖는 지향성 멀티 기가비트(multi-gigabit; DMG) 안테나 동작 모드를 포함할 수도 있다. 비콘 수신 없이 모든 K개의 빔의 스캔 싸이클을 완료한 이후, 리스폰더는 빔 폭을 감소시키고, 더 많은 수의 수신 방향(즉, 더 큰 K의 값)을 가지고 다른 스캔 싸이클을 시작한다. 리스폰더는 비콘이 수신되지 않는 각각의 완료 스캔 싸이클 이후에 점진적으로 자신의 빔 폭을 감소시킨다.

증가된 수의 폭이 더 좁은 빔으로 인해, 각각의 연속하는 스캔 싸이클은 완료까지 더 길어지지만, 검색 거리가 증가하게 된다. 이에 리스폰더가 이니시에이터 근처에 있으면 리스폰더가 신속하게 검색될 수 있지만, 리스폰더가 이니시에이터로부터 멀리 떨어져 있으면 검색이 더 길어질 수 있다. 또한, 이로 말미암아 기존의 802.11ad 디바이스가 단일의 수신 안테나 패턴을 사용하여 정상적으로 동작할 수 있다.

도 7a 내지 도 7d는 점진적으로 더 미세해지지만 더 많아지는 다수의 수신 빔의 예시적인 시퀀스를 갖는 가변 리스폰더 빔 폭 검색을 사용하는 예시적인 리스폰더(700)를 예시한다.

도 7a에서, K=1이고, 무지향성 또는 준 무지향성 수신 패턴(710)의 제한적인 경우에 상당한다. 이 예에서, 어떠한 AP/이니시에이터 비콘도 수신되지 않으면, 리스폰더는 도 7b의 수신 패턴으로 진행한다.

도 7b에서, K=4이다. 여기서, 거리는 폭이 더 좁은 빔(720)의 사용에 의해 증가한다. 그러나, 폭이 더 좁은 빔(720)은 더 작은 스캔 각도를 커버하기 때문에, 도 7a의 수신 패턴에 의해 하나의 스캔 인터벌에서 커버되는 것과 동일한 영역을 커버하기 위해서는 4개의 비콘 스캔 인터벌이 필요하다. 따라서, 거리 내의 이니시에이터에 대한 최대 검색 지연은 비례적으로 증가한다. 4개의 비콘 스캔 인터벌 내에서 어떠한 AP/이니시에이터도 수신되지 않으면, 리스폰더는 도 7c의 수신 패턴으로 진행한다.

도 7c에서, K=8이다. 여기서, 거리는 폭이 좀 더 좁은 빔(730)의 사용에 의해 더 증가한다. 그러나, 폭이 더 좁은 빔이 도 7a 및 도 7b의 빔(710 및 720)보다 더 작은 스캔 각도를 커버하기 때문에, 도 7a의 패턴을 사용하는 하나의 비콘 스캔 인터벌 또는 도 7b의 패턴을 사용하는 4개의 비콘 스캔 인터벌에서 커버되는 것과 동일한 영역을 커버하기 위해서는 8개의 비콘 스캔 인터벌이 필요하다. 따라서, 거리 내의 이니시에이터에 대한 최대 검색 지연이 비례적으로 증가한다. 8개의 비콘 스캔 인터벌 내에서 어떠한 AP/이니시에이터도 수신되지 않으면, 리스폰더는 도 7d의 수신 패턴으로 진행한다.

도 7d는 다시 더 증가한 거리 및 K=16의 폭이 더 좁은 빔 패턴(740)을 갖는 안테나 패턴을 도시한다. 도 7c의 패턴으로부터 이 패턴으로 진행하는 것에 의해, 그에 따라 검색 거리 및 지연은 각각 증가한다.

소망에 따라 지연 및 거리를 최적으로 하기 위해, 특정 안테나 패턴, 스캔되는 영역, K에 대한 값, 및 가변 리스폰더 빔 폭의 진행은 변경될 수 있음이 이해될 것이다.

각각의 비콘 구간은 3개의 메시지 타입: 이니시에이터에 의해 송신되는 비콘(즉, 비콘 송신 메시지); 응답하는 노드에 의해 송신되는 비콘 응답(즉, 비콘 응답 메시지); 및 이니시에이터에 의해 송신될 수도 있는 비콘 응답 확인응답(ACK)을 포함할 수도 있다. 이들 메시지 중 임의의 것 또는 전체는 본원에서 설명되는 기술을 용이하게 하기 위해 소망에 따라 수정될 수도 있다.

이러한 메시지는 디바이스 검색 관련 정보를 반송(carry)할 수도 있다. 예를 들면, 비콘 송신 메시지는 다음의 필드를 포함할 수도 있다:

섹터/슬롯 ID: 현재의 비콘 송신에 대한 슬롯 카운트 또는 섹터 ID. 이 카운터는 각각의 비콘 구간의 시작시 리셋된다.

최대 섹터: 비콘 송신 노드(beacon transmitting node)가 현재의 송신 시퀀스에서 송신할 수도 있는 빔(또는 슬롯)의 전체 수.

비콘 응답 오프셋: 이니시에이터가 비콘 응답을 경청하고 있을 때 다음 비콘 응답 구간까지의 시간을, 비콘 인터벌의 배수로 나타낸다. 제로(zero; 0)의 값은, 비콘 응답 구간이 현재의 비콘 송신 시퀀스에 바로 후속할 수도 있음을 나타낼 수도 있다.

비콘 응답 메시지는 다음의 필드를 포함할 수도 있다:

Tx 섹터/슬롯 ID: 현재의 비콘 응답 송신에 대한 슬롯 카운트 또는 섹터 ID.

이니시에이터 섹터/슬롯 ID 에코: 비콘 메시지에서 수신되는 섹터/슬롯 ID의 에코.

RSSI: 수신된 비콘 메시지의 전력.

비콘 응답 확인응답(ACK) 메시지는 다음의 필드를 포함할 수도 있다:

리스폰더 섹터/슬롯 ID 에코: 비콘 응답 메시지에서 리스폰더에 의해 보고되는 섹터/슬롯 ID의 에코.

지향성 비콘 수신 및 응답 수신 프로시져를 가능하게 하기 위해, 802.11ad 매체 액세스 관리 엔티티(Medium Access Management Entity; MLME) 서비스 액세스 포인트(Service Access Point; SAP) 인터페이스 프리미티브에 대해 수정이 가해질 수도 있음을 유의해야 한다. 예를 들면, MLME-SCAN.request는 STA가 참여하려고 선택할 수 있는 잠재적인 기본 서비스 세트(Basic Service Set; BSS)의 서베이(survey)를 요청하는 프리미티브(primitive)이다. 이 프리미티브는, 참여될 수 있는 다른 BSS가 존재하는지를 결정하기 위해 STA에 대한 스테이션 관리 엔티티(Station Management Entity; SME)에 의해 생성된다. 지향성 비콘 수신 및 응답 수신에서 사용하기 위한 예시적인 MLME-SCAN.request 프리미티브 파라미터는 다음을 포함할 수도 있다:

이 수정된 MLME-SCAN.request 프리미티브는 새로운 파라미터, 즉 표 1에 나타낸 특성을 가질 수도 있는 "ScanDirections"을 포함할 수도 있다:

[표 1]

수정될 수도 있는 다른 프리미티브는 MLME-SCAN.confirm인데, 이것은, STA의 동작 환경을 확인하기 위해, MLME-SCAN.request 프리미티브에 응답하여 MLME에 의해 생성될 수도 있다. MLME-SCAN.confirm 프리미티브는 스캔 프로세스에 의해 검출된 BSS의 세트의 설명을 리턴한다.

지향성 비콘 수신 및 응답 수신에서 사용하기 위한 예시적인 MLME-SCAN.confirm 프리미티브 파라미터는 다음을 포함할 수도 있다:

이 수정된 MLME-SCAN.confirm 프리미티브는 새로운 파라미터, 즉 표 2에 나타낸 특성을 가질 수도 있는 "ReceiveSectorID"를 포함할 수도 있다:

[표 2]

무지향성(OBand) 대역 메시지는 몇몇 구현예에서 장거리 지향성 대역(DBand) 디바이스 검색을 지원하기 위해 사용될 수도 있으며, OBand 보조의 여러 모드는 본원에서 설명된다.

이 경우 OBand는, 예를 들면, 24 GHz, 5 GHz, TV 백색 공간 대역(TV White Space band), 1 GHz 이하의(sub 1 GHz) 대역과 같은 무지향성 통신을 허용하는 인가 면제 주파수(license-exempt frequency)를 지칭하지만, 몇몇 애플리케이션에서는 무지향성 통신을 허용하는 인가된 주파수 대역이 사용될 수도 있다.

하기의 예에서, STA/리스폰더는 OBand에서 통신을 시작하는 것이 가정되는데, OBand는 이니시에이터와의 OBand 제휴(OBand association) 또는 단순히 사전 제휴(pre-association) 비콘 수신을 포함할 수도 있다.

디바이스 검색을 위한 무지향성 대역 보조는, 이니시에이터 위치 정보, 리스폰더 위치 정보, 및/또는 빔 트레이닝을 제공하기 위해 OBand를 사용하는 것을 포함할 수도 있다.

이니시에이터 위치 정보를 제공하기 위해 OBand 통신을 사용하여, 이니시에이터는 OBand 비콘 메시지의 일부로서 자신의 정확한 위치(GPS, 어드밴스드 GPS(Advanced GPS; AGPS), 또는 기타 수단을 통해 획득됨)를 브로드캐스트한다. 리스폰더는 OBand에 대한 동작을 시작하고, DBand 동작을 또한 지원하는 AP/이니시에이터로부터의 OBand 비콘을 스캔한다. 본원에서 사용되는 바와 같이, DBand는 본원에서 설명되는 다양한 지향성 검색 비콘, 비콘 응답, 및 응답 확인응답 기술을 포함한다. 리스폰더가, AP/이니시에이터의 위치를 포함하는 DBand 대응 AP/이니시에이터(DBand-capable AP/initiator)로부터 OBand 비콘을 수신하면, 리스폰더는 자기 자신의 위치의 지식과 함께 그 정보를 사용하여, 리스폰더에 대한, AP가 위치한 방향을 추정한다. 그 다음, 리스폰더는 AP의 방향으로 미세한 수신 빔을 사용하여 DBand 비콘을 스캔한다.

이니시에이터에 의해 OBand를 통해 제공되는 이 이니시에이터 정보는, 더 광폭의 빔 또는 더 많은 수의 폭이 더 좁은 빔을 사용하여 모든 방향을 스캔하는 대신 특정 방향으로 가리켜진 몇몇의 폭이 좁은 빔을 사용하여 이니시에이터로부터의 DBand 비콘 송신을 리스폰더가 스캔하는 것을 가능하게 한다. 이것은 검색 거리를 증가시키는 및/또는 검색 지연을 감소시키는 이점을 가질 수 있다.

리스폰더 위치 정보를 제공하기 위해 OBand를 사용하여, 리스폰더는 OBand에서 동작을 시작하고, DBand 대응 디바이스로부터의 OBand 비콘을 스캔한다. 리스폰더는 자기 자신의 정확한 위치(GPS, AGPS, 또는 기타 수단으로부터 획득됨)를 OBand를 통해 DBand 대응 이니시에이터로 전송한다. OBand를 통해 STA/리스폰더의 위치를 수신하면, AP/이니시에이터는 자기 자신의 위치의 정확한 지식과 함께 그 정보를 사용하여, AP/이니시에이터에 대한 STA/리스폰더가 위치한 방향을 추정한다. 그 다음, AP/이니시에이터는 다음 DBand 비콘 송신 구간에서 자기의 DBand 비콘 송신 시퀀스를 변경하고 STA/리스폰더의 추정된 방향으로 폭이 좁은 빔을 사용하여 DBand 비콘을 송신한다. 이 폭이 좁은 빔 비콘 송신은, STA/리스폰더가 자신의 DBand 수신 방향을 순회시키는 것에 의해 DBand 비콘을 스캔하는 동안, 미리 결정된 수의 비콘 송신 구간에 대해 반복된다.

AP/이니시에이터는 자신의 위치를 OBand 메시지를 통해 STA/리스폰더로 또한 전송할 수도 있고, 그 결과 STA/리스폰더는 비콘 송신을 스캔하기 위해 폭이 좁은 수신 빔을 또한 사용할 수도 있다. 변경된 비콘 송신 시퀀스에 대한 빔 패턴은 도 8a 및 도 8b에 예시된다.

도 8a는, AP/이니시에이터(800)로부터의 모든 방향을 커버하는, AP/이니시에이터(800)에 의한 5개의 광폭 빔의 DBand 비콘 송신(810, 820, 830, 840, 850)을 예시한다. 도 8a에서, AP/이니시에이터(800)는, DBand 대응 STA/리스폰더가 위치하는 방향의 지식을 갖지 않는다.

도 8b는, AP(800)로부터의 모든 전체의 가능한 스캔 방향보다 적은 방향을 커버하는 5개의 폭이 좁은 빔의 DBand 비콘 송신(810', 820', 830', 840', 850')을 예시한다. 도 8b에서, AP/이니시에이터(800)는 DBand 대응 STA/리스폰더의 위치를 포함하는 OBand 메시지(도시되지 않음)를 수신했고, 그 메시지로부터 AP/이니시에이터(800)는 STA/리스폰더가 위치한 상대적인 방향을 산출할 수 있다. STA/리스폰더의 위치의 이 지식을 사용하여, AP/이니시에이터(800)는 비콘 송신(810', 820', 830', 840', 850')을 위해 폭이 더 좁은 빔을 사용한다. 이들 폭이 더 좁은 빔은, 비콘 송신(810, 820, 830, 840, 850)(도 8a에 도시됨)을 위해 사용된 광폭 빔의 거리(860)보다 더 긴 거리(870)를 갖는다.

STA/리스폰더는 관측된 OBand 비콘의 측정된 신호 세기를 포함하는 리포트를 DBand 대응 AP/이니시에이터에 OBand 메시지를 통해 전송할 수도 있다. 이것은 이력 정보를 사용하여 STA/리스폰더 위치를 추정함에 있어서 AP를 보조한다. 그 다음, AP/이니시에이터는 설명된 바와 같이 집속된(focused) 비콘을 송신한다.

OBand는 빔 트레이닝 피드백을 제공하기 위해 또한 사용될 수도 있다. 예를 들면, STA/리스폰더는, STA/리스폰더가 DBand을 수신했던 방향을 나타내기 위해 OBand 메시지를 사용할 수도 있다. 이 피드백에 기초하여, AP/이니시에이터는 후속하는 DBand 비콘 응답에 대한 방향만을 스캔할 수도 있다. 이에, AP/이니시에이터는 응답에 대해 소수의 방향만을 스캔하면서, 비콘 송신을 위해 미세한 송신 빔을 사용할 수 있다. 이 프로시져는 검색 거리를 증가시키는 그리고 검색 지연을 감소시키는 이점을 가질 수 있다.

보통은, AP/이니시에이터는 모든 송신 방향으로 비콘 응답을 스캔해야 할 수도 있다. 그러나 OBand 피드백을 사용하는 것에 의해, AP/이니시에이터는 송신 방향의 서브세트를 스캔할 수도 있다.

도 9a 내지 도 9e는 이 프로시져를 위한 예시적인 프레임 구조 및 빔을 예시한다.

AP는, M번의 반복을 각각 포함하는 다수의 비콘 송신 구간에 걸쳐 분할되는 N개의 방향으로 비콘을 송신한다. 도 9b는 제1 "수퍼 섹터"(920)를 예시하는데, 이 수퍼 섹터(920)에 걸쳐 M개의 비콘 송신은 비콘 인터벌(930)의 비콘 송신 구간(910) 동안 방향 1 내지 방향 M으로 송신된다. 도 9c는 제2 "수퍼 섹터"(920')를 예시하는데, 이 수퍼 섹터(920')에 걸쳐 M개의 비콘 송신은 비콘 인터벌(930')의 비콘 송신 구간(910') 동안 방향 M+1 내지 방향 2M으로 송신된다. 도 9d는 제3 "수퍼 섹터"(920")를 예시하는데, 이 수퍼 섹터(920")에 걸쳐 M개의 비콘 송신은 방향 2M+1 내지 방향 N(이 경우, N=3M)으로 송신된다.

DBand 비콘 송신과는 무관하게, AP는, 지향성 비콘(도시되지 않음) 중 하나 이상을 수신한 STA/리스폰더로부터 OBand 메시지를 수신할 수도 있다. OBand 메시지는 STA/리스폰더의 위치에 관한 정보를 포함할 수도 있고, STA/리스폰더가 AP/이니시에이터에 대해 위치한 방향을 산출하기 위해 AP/이니시에이터에 의해 사용될 수도 있다.

도 9e는 비콘 인터벌(960)의 비콘 응답 구간(950) 동안 비콘 응답을 스캔하기 위해 사용될 수도 있는 폭이 좁은 수신 빔을 예시한다. 여기서, AP는, DBand 대응 STA/리스폰더가 비콘을 수신했던 방향에 관한 자신의 지식을 사용한다. 이것은 검색 거리를 증가시키는 이점을 가질 수 있다.

지향성 검색을 용이하게 하기 위해 두 갈래의 검색 및 스케줄링 비콘이 사용될 수도 있음을 유의해야 한다.

IEEE 802.11ad에서 현재 명시된 비콘은 3가지 목적: 디바이스 검색, 네트워크 동기화 및 스케줄 배포(schedule distribution)를 서빙한다. 비콘의 스케줄 엘리먼트는, 관련 STA의 수가 클 때, 꽤 클 수도 있다. 추가적으로, 비콘이 다수의 방향으로 반복되기 때문에, 비콘 송신은 완료하는 데 오랜 시간이 걸릴 수도 있다. 또한, 모든 방향으로 모든 STA의 송신 스케줄을 반복하는 것은 중복적이다. 따라서, 비콘은 2개의 부분으로 분할될 수도 있는데, 그 2개의 부분은 검색 비콘과 스케줄링 비콘으로 칭해질 수도 있다.

검색 비콘은 디바이스 검색을 인에이블하기 위한 정보를 포함할 수도 있고 지원되는 모든 방향으로 주기적으로 송신된다. 스케줄링 비콘은 관련 STA로 개별적으로 전송될 수도 있는데, 각각의 스케줄링 비콘은 그 STA에 대한 개개의 스케줄만을 제공한다.

검색 비콘 컨텐츠는 디바이스 검색에 필수적인 엘리먼트로 제한될 수도 있다. 나머지 정보(개개의 채널 예약 스케줄을 포함함)는, 예를 들면, 스케줄링 비콘을 사용하여 AP와 이미 관련된 STA로 개별적으로 전송될 수도 있다.

도 10은 현재의 IEEE 802.11ad 비콘(1000)의 컨텐츠, 및 검색 비콘(1010) 및 스케줄링 비콘(1020)의 제안된 컨텐츠를 예시한다.

더 짧은 검색 비콘(1010)은 비콘(1000)보다 폭이 더 좁은 채널 상에서 송신되어 SNR을 증가시킬 수도 있다. 대안적으로, 더 짧은 검색 비콘(1010)은 비콘(1000)보다 더 견고하게 인코딩될 수도 있는데, 이것은 더 긴 거리를 가져올 수도 있다. 검색 비콘(1010)의 감소된 페이로드로 인해, 검색 비콘(1010)은, 동일한 송신 시간을 유지하면서, 원래의 비콘(1000)보다 더 견고하게 인코딩될 수도 있다. 이것은 디바이스 검색 거리를 증가시킬 수도 있다.

도 11은 원래의 IEEE 802.11ad 비콘(1000) 내의 메시지 컨텐츠(1100)의 분포 및 검색 비콘(1010)(도 10에 도시됨) 내의 메시지 컨텐츠(1110)의 분포를 예시한다. 메시지 컨텐츠(1100)는 프리앰블(1120), 헤더(1130), 및 비콘 프레임 컨텐츠(1140)를 포함한다. 메시지 컨텐츠(1110)는 프리앰블(1150), 헤더(1160), 및 비콘 프레임 컨텐츠(1170)를 포함한다.

프리앰블(1120) 및 헤더(1130)는 프리앰블(1150 및 1160)과 각각 동일한 길이를 가질 수도 있다. 그러나, 비콘 프레임 컨텐츠(1170)가 비콘 프레임 컨텐츠(1140)보다 더 적은 정보를 포함하기 때문에, 비콘 프레임(1010)(도 10에 도시됨)에 대한 송신 시간의 밸런스는, 예를 들면, 반복 인코딩 방식에서 비콘 프레임 컨텐츠(1170)를 반복하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 도 11이 검색 비콘 컨텐츠의 반복 인코딩을 나타내고 있지만, 송신 시간의 나머지를 사용하여 다른 코딩 옵션이 또한 활용될 수도 있다.

또한, AP/이니시에이터는, 지연에 대해 디바이스 검색 거리를 트레이드오프하기 위해 상이한 비콘 인터벌에서 비콘에 대해 가변 코딩 이득을 사용할 수도 있다. 예를 들면, 더 높은 비율의 작은 코딩 이득을 갖는 비콘 인터벌 및 더 낮은 비율의 큰 코딩 이득을 갖는 비콘 인터벌이 수퍼싸이클에서 사용될 수도 있다.

큰 코딩 이득을 가지고 인코딩된 비콘이 더 긴 송신 지속기간을 필요로 하기 때문에, 그리고 비콘 인터벌마다 비콘 송신 구간이 고정되기 때문에, 큰 코딩 이득을 가지고 인코딩된 비콘은 지원되는 모든 방향을 커버하기 위해 다수의 비콘 인터벌에 걸쳐 배포될 수도 있다. 따라서, 수퍼싸이클에서, 작은 코딩 이득을 갖는 비콘은, 큰 코딩 이득을 갖는 비콘보다 특정 방향으로 더 빈번하게 반복된다.

가변 비콘 코딩 이득을 통한 디바이스 검색 거리의 이러한 시간 변동은 조밀한 AP 배치에 유용할 수도 있다. 평균적으로, STA/리스폰더는 멀리 떨어진 액세스 포인트(AP)/이니시에이터로부터의 비콘보다는 근처의 AP/이니시에이터로부터의 비콘을 더 빨리 수신할 것이고 근처의 AP/이니시에이터와의 제휴 또는 빔 트레이닝 단계를 먼저 개시할 것이다. 그 다음, STA/리스폰더는 멀리 떨어져 위치한 AP/이니시에이터로부터 비콘을 수신하기 위해 지속기간 동안 스캔할 수도 있고 그들 중 하나 이상과의 제휴를 향해 추가 단계를 개시하여 2차 링크를 확립할 수도 있다. 이들 2차 링크는, AP/이니시에이터에 대한 1차 링크가 차단되거나 또는 다르게는 놓친 경우, 사용될 수도 있다.

또한, 검색 비콘의 페이로드가 현재의 802.11ad 비콘에 비해 감소하기 때문에, 검색 비콘은 메인 데이터 채널보다 폭이 더 좁은 채널에서 송신될 수도 있다. 이것은 향상된 신호 대 잡음 비(SNR)로 나타날 수도 있고, 이것은 검색 거리를 증가시킬 수도 있다.

검색 비콘을 송신하기 위해 폭이 더 좁은 채널이 사용되면, STA/리스폰더는 먼저 이 검색 채널에서 검색 비콘을 스캔할 수도 있다. 검색 채널은 메인 데이터 채널에 비해 대역 내 또는 대역 외 중 어느 하나일 수도 있다.

장거리 디바이스 검색 프로시져는 지향성 메시 아키텍쳐에서 사용될 수도 있다. 여기서, 도 4에 관해 설명된 프로시져와 유사하게, AP는 비콘 송신 인터벌(Beacon Transmission Interval; BTI) 동안 다수의 방향으로 순차적으로 비콘을 송신한다. 이 다음에 동일한 수의 응답 슬롯이 후속하는데, 동일한 수의 응답 슬롯 동안, AP는 동일한 빔 패턴을 전환하여, 비콘을 수신한 신규의 노드로부터의 비콘 응답을 스캔한다. AP는 상이한 방향을 커버하는 M개의 슬롯에서 비콘을 송신한다. 신규의 노드는, 자신의 수신 빔으로 전환하기 이전에, 빔 지향성 스캔 인터벌(BDSI, 본원에서 정의된 바와 같음) 동안 한 수신 방향에 머무르는 특정 수신 방향으로 비콘을 스캔한다.

리스폰더가 비콘 지향성 스캔 인터벌마다 수신 방향을 전환하기 때문에, 리스폰더는, 이상적인 조건 하에서 그리고 K가 리스폰더 또는 신규의 노드에 의해 사용되는 수신 빔의 수인 경우, 특정한 결합된 송신 및 수신 안테나 이득에 대해 적절한 AP/이니시에이터의 거리 내에 있으면, K*(비콘 지향성 스캔 인터벌) 지속기간에서의 비콘 수신을 보장받는다.

신규의 노드는 초기에는 비콘 지향성 스캔 인터벌 값을 알지 못할 수도 있다. 따라서, 신규의 노드는 BDSI에 대한 최소 값으로 비콘 스캐닝을 시작할 수도 있는데, 그 최소 값은 비콘 슬롯 반복률=1일 때 획득된다. AP 발견 없이 이 머무르는 시간 값으로 전체 방향의 스캔을 완료하면, 신규의 노드는 비콘 슬롯 반복률을 2로 증가시켜, 모든 방향을 재스캔할 수도 있고, 등등이다. 비콘 수신 없이 비콘 슬롯 반복률에 대해 상당히 큰 값에 도달하면, 신규의 노드는, 이용 가능하다면, 다른 채널로 전환하여 지향성 스캐닝 프로시져를 반복할 수도 있다.

예시적인 구현예에서, 하나의 비콘 구간에서 수용될 수도 있는 스캔 방향의 수는 22이다. 대략 10°의 브로드사이드 빔 폭을 갖는 64개 엘리먼트의 패치 어레이 안테나의 경우, 단일의 앙각에 대한 방위에서 +/- 45°의 범위를 커버하는 데 7개의 빔이면 충분하다. 따라서, 4개의 이러한 안테나로부터의 28개의 빔은 완전한 360°의 커버리지를 제공할 수 있다. 상기 방식에 기초하여, 그리고 신규의 노드와 AP 둘 다에서 각각 64개의 엘리먼트를 갖는 동일한 안테나를 가정하면, 앙각마다의 완전한 지향성 스캔은 대략 28초를 필요로 한다. 따라서, 이것은 언급된 가장에 대한 최대 디바이스 검색 지연이다. 그러나, 신규의 노드에 의해 검색된 최초 AP에 의해 보조 정보가 제공되면, 더 짧은 디바이스 검색 지연으로 될 수도 있다. 이 노드는 1차 노드로 칭해질 수도 있다. 보조 정보는, 예를 들면, AP 또는 다른 노드에 대한 위치 정보를 포함할 수도 있고, 신규의 노드가 자신의 스캔을, 1차 노드에 의해 나타내어진 바와 같은, 다른 AP가 발견될 것으로 예상되는 방향으로 한정하는 것을 가능하게 할 수도 있다.

리스폰더가 비콘을 성공적으로 수신하면, 리스폰더는, 비콘 응답 구간의 시작에 대해 나타내어진 시간에서, 자신의 현재의 지향성 스캔을 잘라낸다. 그 다음, 리스폰더는, 비콘 메시지를 송신하기 위해 사용된 송신기 섹터와 관련된 비콘 응답 인터벌 슬롯에서 비콘 응답을 전송한다. 이니시에이터 및 리스폰더는 최초에는 프레임 동기화가 부족하며, 프레임 동기화는 비콘이 리스폰더/신규의 노드에 의해 수신될 때 달성되는 것을 유의해야 한다.

이 디바이스 검색 프로시져의 예는 도 12에 도시된다. 여기서, AP/이니시에이터는 비콘 송신 구간(1200) 동안, 송신을 위해 상이한 방향을 커버하는 상이한 지향성 안테나 빔 패턴(빔)을 각각 사용하는 M개의 슬롯에서 비콘 송신을 반복한다. 비콘 응답 수신 구간(1210) 동안, AP/이니시에이터는, 수신을 위해 상이한 방향을 커버하는 지향성 안테나 빔 패턴을 각각 사용하는 M개의 슬롯의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다. 비콘 응답 수신 구간(1210) 동안 수신을 위해 사용되는 빔의 순서는, 비콘 송신 구간(1200) 동안 송신을 위해 사용되는 빔의 순서와 동일하다. 응답 수신 구간(1210) 동안, 임의의 수신된 비콘 응답의 확인응답(acknowledgement)을 송신하기 위해 확인응답 구간(1240)이 제공되고, 그 후 AP/이니시에이터는, 비콘 인터벌(1230)의 나머지 동안인 데이터 구간(1220) 동안 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있다.

이 예에서 수신 구간(1210) 동안 AP/이니시에이터에 의해 어떠한 비콘 응답도 수신되지 않았기 때문에, 확인응답 구간(1240) 동안 AP/이니시에이터에 의해 어떠한 확인응답도 송신되지 않는다. 확인응답 구간(1240)이 비콘 응답 구간(1210)의 일부로서 예시되지만, 어떠한 비콘도 수신되지 않는 경우, 확인응답 구간(1240)은 다른 목적을 위해 사용될 수도 있고/있거나 데이터 구간(1220)에 병합될 수도 있다.

AP/이니시에이터와는 무관하게, 스테이션(STA)/리스폰더는 스캔 인터벌(1280) 동안 특정 수신 방향으로 비콘을 스캔한다. 이 때, AP/이니시에이터 및 STA/리스폰더는 동기화되지 않는다. STA/리스폰더는, 자신의 수신 빔을 상이한 방향으로 전환하기 이전에, 비콘 지향성 스캔 인터벌(Beacon Directional Scan Interval; BDSI)의 지속기간 동안 특정 수신 방향에 머무른다.

STA/리스폰더는, 스캔 인터벌(1280)의 지속기간 동안 특정 방향으로, 이 경우에서는 빔 8로 지정된 자신의 빔을 사용하여, 비콘을 스캔한다. 스캔 인터벌(1280)은 하나의 BDSI와 동일하다. STA/리스폰더는 스캔 인터벌(1280) 동안 빔 8 상의 어떠한 비콘도 수신하지 않고, 후속하는 스캔 인터벌(1290) 동안 빔 9 상의 비콘에 대한 스캔을 진행한다. 이 예에서, STA/리스폰더는, 스캔 인터벌(1290) 동안 빔 9를 스캔하면서 AP/이니시에이터로부터 비콘을 수신한다.

수신된 비콘은 자신의 슬롯 3 동안 AP/이니시에이터에 의해 송신되었고, 비콘이 슬롯 3 동안 송신된 것으로 식별하는 정보(예컨대, 비콘을 송신하기 위해 AP/이니시에이터에 의해 사용되는 시간 슬롯 또는 빔의 식별정보)는 비콘에서 STA/리스폰더에 제공될 수도 있다.

이 예에서, 비콘은 비콘 응답 구간(1210')의 시작 시간에 관한 정보를 포함한다. 비콘 응답 구간(1210')의 시작 시간에서, STA/리스폰더는 스캔 인터벌(1210)을 잘라내고(비콘 응답 구간(1210')의 시작 시간이 스캔 인터벌(1290) 끝과 일치하지 않는 경우에 한함, 일치하는 경우에는, 잘라냄은 불필요함), 비콘이 수신되었던 방향, 이 경우에서는 방향 "9"(즉, 빔 9)에서 안테나 빔을 사용하여 비콘 응답을 AP/이니시에이터에 M번 전송한다.

비콘 응답 수신 구간(1210') 동안, AP/이니시에이터는 M개의 슬롯의 각각에서 비콘에 대한 응답을 스캔한다.

비콘 응답은, AP/이니시에이터가 비콘 응답을 수신할 수 있는 방향으로, 즉, STA/리스폰더를 향해 충분히 지향된 빔 패턴을 가지고 AP/이니시에이터가 스캔하고 있을 때, 슬롯 3 동안 STA/리스폰더로부터 수신된다.

AP/이니시에이터는 수신 구간(1210') 동안 나머지 슬롯을 계속 스캔할 수도 있고, 몇몇 구현예에서는 이들 슬롯 동안 다른 리스폰더로부터 추가 응답을 수신할 수도 있다(도시되지 않음).

비콘 수신 구간(1210') 동안 비콘 응답을 수신하면, AP/이니시에이터는 확인응답 구간(1240') 동안 STA/리스폰더에 확인응답을 전송한다. 확인응답은, AP/이니시에이터가 응답을 수신했던 빔, 이 경우에서는 슬롯 3 동안 사용된 안테나 빔 패턴, 즉 빔 3을 사용하여 지향적으로 전송된다. 동시에, STA/리스폰더는, STA/리스폰더가 비콘 응답을 송신했던 방향, 이 경우에서는 빔 9에서 확인응답을 지향적으로 스캔한다.

그 후, AP/이니시에이터는, 비콘 구간(1230')의 나머지 동안인 데이터 구간(1220') 동안, AP 빔 3 및 STA 빔 9를 이용한 STA/리스폰더와의 지향성 통신을 포함해서, 데이터 또는 다른 메시지의 송신 및/또는 수신을 계속 진행할 수도 있다.

신규의 노드가 가능한 모든 방향의 스캔을 완료하면, 구성에 따라, 노드는 가용 네트워크를 검색하기 위해 다른 가용 채널에서 지향성 스캐닝을 계속할 수도 있다. 신규의 노드는 AP가 검색될 때까지 스캐닝 단계에 유지된다.

각각의 비콘 구간은 3개의 비콘 메시지 타입을 포함한다. 제1 메시지는 비콘 송신 구간(BTI)에서 송신되는 비콘이며 어태치된 노드로부터 송신된다(A->B)(즉, 비콘 송신 메시지). 그 다음, 비콘 응답 수신 구간에서의 응답 메시지(BRI)는 응답 노드로부터(B->A) 어태치된 노드로 송신될 수도 있다(즉, 비콘 응답 메시지). 최종적으로, 비콘 응답 확인응답(ACK)은 어태치된 노드로부터 응답하는 노드로(A->B) 송신될 수도 있다. 메시지는 또한 정보를 반송할 수도 있다.

비콘 송신 메시지는 다음의 필드를 포함할 수도 있다:

네트워크 ID: 오퍼레이터 ID를 포함하는 전체의 또는 부분적인 네트워크 ID. PLMN 선택 및 필터링에서 신규의 노드는 이것을 사용할 수도 있다.

노드 ID: 네트워크 내에서 노드를 송신하는 비콘의 ID.

섹터 ID: 송신되고 있는 빔의 ID. BTI 내에서 고유하지만, 그러나 BTI 사이에서 고유하지 않음.

최대 섹터: 노드를 송신하고 있는 비콘이, 스윕 범위에 걸쳐 커버리지를 제공하기 위해 송신할 수도 있는 섹터(또는 빔)의 전체 수.

타임스탬프: 대략 64 칩 분해능으로 송신된 메시지의 전체 또는 부분적인 시간 정보. 메시지 교환 노드 사이에서의 무선 전파 시간을 측정하기 위해 사용됨.

비콘 응답 오프셋: 다음의 가용 BRI - 다음의 가용 BRI 동안 AP는 신규 노드의 비콘 응답을 경청할 수도 있음 - 를 나타냄. 현재의 BTI에 바로 후속하는 BRI는 신규의 노드 응답 수신에 이용가능하지 않을 수도 있는데, 그 이유는 BRI가 다른 신규의 노드 또는 간섭 측정과의 제휴 프로시져에 대해 미리 예약되었을 수도 있기 때문이다.

BRI 사용 코드: 후속 BRI에 대한 목적을 나타냄. 유효 코드는 다음을 나타내는 값을 포함한다: 신규의 노드 비콘 응답(디폴트)에 대해 이용가능한지 여부, 간섭 측정, 또는 다른 신규의 노드 제휴, 등등.

Tx 전력 정보: 비콘 송신을 위해 사용되는 송신 전력.

제어 슬롯: 제어 구간당 제어 슬롯의 수.

FCS: 프레임 체크 CRC 시퀀스.

비콘 응답 메시지는 다음의 필드를 포함할 수도 있다:

신규의 노드 ID: 응답하는 노드의 MAC 어드레스. 네트워크는 노드 성능 및 노드가 허용될 수 있는지에 대해 자신의 데이터베이스를 체크한다.

AP ID 에코: 노드의 ID를 송신하는 비콘은, 송신하는 노드와 수신하는 노드가 서로 식별되는지의 여부를 체크하기 위해 에코백됨.

타임스탬프 에코: 노드의 타임스탬프를 송신하는 비콘은, 무선 전파 시간이 계산될 수 있도록 에코백됨.

게이트웨이 인디케이션: 게이트웨이 노드가 다른 게이트웨이 노드와 직접적으로 연결하는 것을 방지하도록 의도됨.

추가 성능 클래스 정보: AP ID로부터 학습불가능한 구성된 성능.

RSSI: 수신된 비콘 프레임의 전력.

델타 Rx 이득: Rx 이득과 최대 Rx 이득 사이의 차이.

FCS: 프레임 체크 CRC 시퀀스.

비콘 응답 확인응답 메시지(ACK)는 다음 필드를 포함할 수도 있다:

Rx 노드 ID 에코: 상호 노드 ID를 보장하기 위해 에코백된 수신하는 노드의 MAC 어드레스.

48비트 어드레스의 24비트로의 해시: 적절한 해시 함수를 통해 생성됨.

노드 ID: 응답하는 노드는 이 네트워크에 대한 노드 ID를 제공받는다. 0의 노드 ID는, 노드가 네트워크에 받아들여지지 않은 것을 의미한다. FCS를 제외한 하기의 메시지 필드는, 노드 ID가 넌제로 값을 갖는 경우에만 유효하다:

시간 조정: 이 네트워크 노드에 송신할 때 적용할 오프셋.

스케줄: 이 네트워크 노드로의 링크에서 신규의 노드가 최초 경청할 수도 있는 제어 슬롯의 인디케이터.

채널: 최초 스케줄 메시지 교환에서 사용하기 위한 채널을 나타내기 위해 사용됨.

제어 메시지를 위한 전력 조정: 비콘 응답 메시지를 기준으로 한, 후속 제어 메시지 송신을 위한 전력 조정.

구성 메시지: 시스템 정보 및 신규의 노드 구성 데이터(예를 들면, 채널 품질 인덱스(channel quality index; CQI) 테이블 정의).

골레이(Golay) 시퀀스 인디케이터: Ga 및 Gb 시퀀스에 대해 사용할 골레이 시퀀스의 세트를 특정함. 골레이 시퀀스 인디케이터는, 신규의 노드가 이 링크 상에서 자신의 후속하는 송신을 위해 어떤 세트를 사용할 수도 있는지를 나타낸다.

FCS: 프레임 체크 순환 중복 검사(cyclic redundancy check; CRC) 시퀀스.

디바이스 검색 에러 상태는, 어떠한 비콘 응답 확인응답도 신규의 노드에 의해 수신되지 않을 때, 다수의 동시적 비콘 송신이 충돌없이 발생할 때, 및 다수의 동시적 비콘 송신이 충돌하면서 발생할 때 발생할 수도 있다.

첫 번째 경우는, AP로부터 비콘의 수신시 신규의 노드가 비콘 응답 메시지를 전송하고, 그러나 그 다음 응답으로 비콘 응답 확인응답을 수신하지 못할 때 발생한다. 신규의 노드는, 다음 비콘 송신 인터벌이 실패의 원인을 학습할 때까지 대기할 수도 있다.

신규의 노드는 2개의 이유 중 하나 때문에 확인응답을 수신하지 않았을 수도 있다.

도 13은, AP가 송신된 비콘 응답 메시지를 수신하지 않는 경우의 첫 번째 가능한 이유를 예시하는 메시지 시퀀스 차트이다. 이 경우에서, AP(1300)는 비콘(1310)을 신규의 노드(1320)로 송신한다. 신규의 노드(1320)는 비콘 응답(1330)을 AP(1300)로 송신하지만, 그러나 AP(1300)는 신규의 노드(1320)로부터 비콘 응답 메시지(1330)를 수신하지 않았을 수도 있다. 이 경우, AP(1300)는 다음 BTI에서의 비콘 메시지(1340)에서의 BRI 사용 코드 필드의 값을 0으로 설정하여, AP(1300)가 비콘 응답에 대해 이용가능하다는 것을 나타낸다. 비콘(1340)을 수신하면, 이전에 비콘 응답(1330)을 송신했던 신규의 노드는 이 사용 코드로부터, 자신의 비콘 응답(1330)이 AP(1300)에 의해 정확히 수신되지 않았음을 이해하고, BRI 동안, 상이한 송신 안테나 패턴을 사용하여, 현재의 비콘 구간에서 비콘 응답(1350)을 재송신한다.

도 14는, 신규의 노드가 송신된 ACK를 AP로부터 수신하지 않은 경우의 두 번째 가능한 이유를 예시하는 메시지 시퀀스 차트이다. 이 경우에서, AP(1400)는 신규의 노드(1420)에 의해 수신되는 비콘(1410)을 송신한다. 신규의 노드(1420)는 비콘 응답을, 신규의 노드(1400)로부터 비콘 응답을 수신하는 AP(1400)로 송신한다. 그 다음, AP는 비콘 응답 확인응답(ACK) 메시지(1440)를 송신하지만, 그러나 ACK 메시지는 신규의 노드(1420)에 의해 정확하게 수신되지 않는다. 이 경우, 신규의 노드(1420)는, BRI 동안, 이전과 동일한 송신 안테나 패턴을 사용하여, 현재의 비콘 구간에서 비콘 응답(1450)을 재송신한다.

도 15a 및 도 15b는, 충돌 없이 동일한 BRI에서 응답하는 2개의 노드를 검색 프로시져가 포함하는 두 번째 경우를 예시하는 메시지 시퀀스 차트이다.

이 경우는, 다수의 신규의 노드(1500, 1510)가 BTI(1530) 동안 공통 AP(1520)의 방향으로 지정되는 그들의 수신 안테나 패턴을 가질 때 발생할 수도 있고, 각각은 AP(1520)로부터 비콘(1550, 1560)을 수신한다.

그 다음, 신규의 노드(1500, 1510)의 각각은 후속하는 BRI(1540) 동안 비콘 응답(1570, 1580)을 송신할 수도 있다.

다수의 동시적 비콘 응답 송신(1570, 1580)은 충돌 없이 발생하는 데, 그 이유는 신규의 노드(1500, 1510)가 AP(1520)에 대해 상이한 방향에 있고, 결과적으로, BRI(1540) 동안 상이한 슬롯에서 충돌 없이 응답하기 때문이다.

그러나, 단일의 비콘 응답 확인응답(beacon response Acknowledgement; BRA) 메시지 슬롯(1590)만이 존재하기 때문에, AP(1520)는 현재의 비콘 구간(2000)에서 동시적 비콘 응답 송신 중 하나에 대해서만 응답할 수도 있다. 따라서, AP(1520)는, BRA 메시지(2010)를 신규의 노드 중 하나의 노드, 이 경우에서는 신규의 노드(1500)로, 신규의 노드(1500)의 방향으로 지향적으로 송신하는 것에 의해 전송한다. 그 다음, 데이터 송신(2015)은 AP(1520)와 신규의 노드(1500) 사이에서 시작할 수도 있다.

비콘 응답(1580)을 또한 송신했던 다른 신규의 노드(1510)는 BRA 메시지(2010)를 수신하지 않고(또는 자신을 상이한 노드에 대해 예정된 것으로 식별하고), 검색 실패에 대한 원인을 학습할 다음 비콘 구간(2020)까지 대기해야 한다.

비콘 구간(2020)에서, BTI(2030) 동안, AP(1520)는, 신규의 노드(1510)에 의해 수신되는 비콘(2040)을 포함하는 송신된 비콘에 대해 BRI 사용 코드 필드(도시되지 않음)를 1로 설정한다. 이것은, 검색된 신규의 노드, 이 경우에서는 신규의 노드(1500)와의 신규의 노드 제휴 프로시져에 대해 BRI(2050)가 사용될 수도 있음을 신규의 노드(1510)(및 임의의 다른 수신하는 노드)에 나타낸다.

AP(1520)는 BTI(2030)에서 송신된 비콘의 비콘 응답 오프셋 필드를 통해 현재의 제휴 프로세스의 지속기간을 또한 시그널링할 수도 있다. 비콘 응답 오프셋 필드에 넌제로 값을 갖는 비콘 메시지를 수신하는 신규의 노드는, 검색을 위해 비콘 응답을 전송하려고 시도하기 이전에 나타내어진 수의 비콘 인터벌을 대기한다.

따라서, 비콘 응답 확인응답(2010)을 수신하지 않았던 신규의 노드(1510)는 자신의 스캔 싸이클에서 다음 빔으로 전환하고, 검색된 신규의 노드(1500)가 그것의 제휴 프로세스를 완료하기를 대기하지 않는다. 따라서, 신규의 노드(1510)는 다른 방향으로 다른 AP, 이 경우에서는 AP(2050)와의 제휴를 동시에 수행할 수 있다. 신규의 노드(1510)는 AP(2050)로부터 비콘(2060)을 수신하고, 비콘 응답(2070)을 AP(2050)로 송신하고, AP(2050)로부터 확인응답(2080)을 수신한다. 그 다음, 신규의 노드(1510)와 AP(2050) 사이에서 데이터 통신(2090)이 시작될 수도 있다.

BTI(2030) 동안 수신된 비콘의 비콘 응답 오프셋 필드에서 특정된 비콘 인터벌의 수 이후에, 신규의 노드(1510)는 BTI(2070) 동안 AP(1520)로부터 신규의 비콘(2160)을 수신하고, BRI(2090) 동안 비콘 응답(2180)으로 응답하고, AP(1520)로부터 확인응답 메시지(ACK)(2001)를 수신할 수도 있다. 그 후, 신규의 노드(1510)와 AP(1520) 사이에서 데이터 송신(2002)이 진행될 수도 있다.

세 번째 경우에서, 다수의 동시적 비콘 응답은 충돌할 수도 있는데, 충돌은, 다수의 신규의 노드가 BTI 동안 공통 AP의 방향으로 지정된 그들의 수신 안테나 패턴을 가질 때 발생할 수도 있다.

그 다음, 각각의 신규의 노드는 후속하는 BRI 동안 응답할 것이다. 다수의 동시적 비콘 응답은, 신규의 노드가, 동일한 송신 안테나 패턴에 의해 커버되는, AP에 대해 동일한 대략적인 방향에 있는 경우에, 충돌을 가지고 발생한다. 결과적으로, 이러한 노드는 동일한 BRI 슬롯에서 응답하여, 응답의 충돌을 야기한다.

응답 충돌은 여러 상이한 결과를 가질 수도 있다.

첫 번째 가능성은, 응답이 상당히 상이한 전력 레벨에서 AP에 도달하여, 메시지 중 하나만이 AP에 의해 성공적으로 디코딩되는 것이다. 그 다음, 이 가능성은 본원에서 설명된 무충돌 상태로 돌아간다.

두 번째 가능성은, 어떤 비콘 응답 메시지도 AP에 의해 성공적으로 디코딩되지 않는 것이다. 이 경우, AP는, 하나 이상의 신규의 노드가 BRI 슬롯에서 응답했다는 것을 그 슬롯에서 관측되는 증가된 전력 레벨로 인해 여전히 식별할 수도 있다. 따라서, 다음 BTI에서, AP는 BRI 사용 코드 필드를 0으로 설정하고 검색된 노드 ID 필드에 대해 넌제로 값을 설정한다. 이것은, 이전에 송신된 비콘 응답이 AP에서 충돌되었으며, 비콘 응답 송신을 재시도하기 이전에 랜덤 백오프(random back-off)를 필요로 한다는 것을, 비콘을 수신하는 신규의 노드에 나타낸다. 일 예시적인 랜덤 백오프에서, 신규의 노드는 1과 이전에 구성된 최대 값 사이에서 임의의 수(random number)를 독립적으로 선택하고, 그 다음 비콘 응답 송신을 재시도하기 이전에 이 값과 동일한 수의 비콘 인터벌을 대기할 수도 있다. 재시도가 다시 충돌로 나타나면, 초기의 최대 값은 2배로 될 수도 있고 임의의 수는 1과 신규의 최대 값 사이에서 선택된다. 최대 값을 2배로 하고 비콘 응답 송신을 재시도하는 이 프로시져는, 신규의 노드가 비콘 응답을 AP로 전송하려는 시도를 포기하기 이전에, 이전에 구성된 고정된 횟수 반복될 수도 있다.

세 번째 가능성은, 비콘 응답 메시지 둘 다가 성공적으로 디코딩되는 것이다(예를 들면, 듀얼 수신기를 필요로 할 수도 있는 확산 및 낮은 코드 레이트로부터 유래됨).

네 번째 가능성은, 어떤 비콘 메시지도 디코딩되지 않고, 충돌에 대한 전력 레벨 임계치가 교차되지 않는 것이다. 이것은 도 13에 대해 설명된 경우로 돌아간다.

도 16은, 본원에서 설명된 기술에 따라, 주어진 비콘 구간 동안 이니시에이터/AP에 의해 사용가능한 예시적인 디바이스 검색 단계 프로시져를 예시하는 플로우차트이다. 이 예에서, 이니시에이터/AP는 메시 노드로서 설명되지만; 그러나 이들 프로시져는 다른 종류의 이니시에이터와 함께 사용될 수도 있음이 명백할 것이다.

단계 1600에서, 비콘 구간이 메시 노드의 동작의 최초 비콘 구간이면, 송신된 비콘 메시지에 대한 사용 코드 필드와 검색 노드 ID 필드는 0으로 초기화된다.

단계 1605에서, 현재의 비콘 구간의 비콘 응답 인터벌이 비콘 응답에 대해 이용가능한지의 여부가 결정된다. 비콘 응답 인터벌이 이용가능하면, 플로우는 단계 1610으로 진행한다. 비콘 응답 인터벌이 이용가능하지 않으면, 플로우는 단계 1615로 진행한다.

단계 1610에서, 비콘은 이전의 비콘 구간으로부터의 값을 갖는 사용 코드를 사용하여 M개의 슬롯에서 송신된다.

단계 1615에서, 사용 코드는 단계 1610 동안 송신에서 사용하기 위한 적절한 넌제로 값으로 설정된다.

단계 1620에서, 슬롯 카운트는 k=1로 초기화되고, 검색된 노드 카운트는 i=0으로 초기화된다. 슬롯 카운트 k는 시간 슬롯 k 및 방향 k에 대응하는데, 여기서 메시 노드는 그 시간 슬롯 동안 특정한 지향성 안테나 패턴을 사용하여 특정 방향을 스캔한다.

단계 1625에서, 메시 노드는 슬롯 카운트 k에 대응하는 슬롯 및 방향으로 비콘 응답을 스캔한다.

단계 1630에서, 시간 슬롯 k 동안 방향 k에서 신호 에너지가 검출되는지가 결정된다. 신호 에너지가 검출되면, 플로우는 단계 1640으로 진행한다. 신호 에너지가 검출되지 않으면, 플로우는 단계 1635로 진행한다.

단계 1635에서, k는 증분된다.

단계 1640에서, 시간 슬롯 k 동안 방향 k에서 디코딩가능한 메시지가 수신되는지의 여부가 결정된다. 디코딩가능한 메시지가 수신되면, 플로우는 단계 1650으로 진행한다. 디코딩가능한 메시지가 수신되지 않으면, 플로우는 단계 1645로 진행한다.

단계 1645에서, 다음 비콘 구간에서 송신되는 비콘 메시지에 대한 사용 코드는, 비콘 응답 메시지 충돌이 검출되었음을 나타내는 값으로 설정된다. 충돌은, 신호 에너지가 슬롯 k에서 검출되지만, 디코딩가능한 메시지가 슬롯 k에서 수신되지 않을 때, 메시 노드에 의해 추론된다.

단계 1650에서, 검색된 노드 카운트 i의 값은 증분되고 k의 현재의 값은 기록된다. 노드 ID, RSSI, 등등을 포함하는, 수신된 비콘 응답 메시지에서의 속성도 또한 기록된다.

단계 1655에서, 슬롯 카운트 k가, 슬롯의 전체 수인 M보다 더 큰지의 여부가 결정된다. 슬롯 카운트 k가 M보다 더 크다면, 플로우는 단계 1660으로 진행한다. 슬롯 카운트 k가 M보다 더 크지 않으면, 플로우는, 메시 노드가 슬롯 k에서 비콘 응답을 계속 스캔하는 단계 1625로 진행한다.

단계 1660에서, i가 제로보다 큰지가 결정된다; 다시 말하면, 신규의 노드가 M개의 슬롯 중 임의의 슬롯 동안 검출되었는지의 여부가 결정된다. i가 제로보다 더 크다면, 플로우는 단계 1665로 진행한다. i가 제로보다 크지 않으면, 비콘 구간은 종료한다.

단계 1665에서, i가 1보다 더 큰지가 결정된다; 다시 말하면, 비콘 응답이 하나보다 많은 신규의 노드로부터 수신되었는지의 여부가 결정된다. i가 1보다 더 크다면, 플로우는 단계 1675로 진행한다. i가 1보다 더 크지 않으면, 플로우는 단계 1670으로 진행한다.

단계 1670에서, 비콘 응답 확인응답은 신규의 노드로 전송되고, 그 후 비콘 구간은 종료한다.

단계 1675에서, 메시 노드는, 비콘 응답 확인응답을 전송할 검출된 신규의 노드 중 하나를 선택한다. 이 선택은 RSSI, 수신된 응답의 순서, 또는 다른 것에 기초하여 이루어질 수도 있다. 그 후, 플로우는 단계 1670으로 진행한다.

도 17은, 본원에서 설명된 기술에 따라, 신규의 노드에서 사용가능한 예시적인 디바이스 검색 단계 프로시져를 예시하는 플로우차트이다.

신규의 노드의 초기 기동 이후에, 단계 1700에서, 빔 카운트는 k=0으로 초기화된다. 단계 1705에서, 다음의 값의 초기화가 수행된다: 스캔 시간 t=0, 검색된 메시 노드 카운트 i=0, 리턴 플래그=0, 및 잘려진 스캔 지속기간=비콘 인터벌. 초기화 동안 타이머가 또한 개시된다.

단계 1710에서, 신규의 노드는 방향 k로 비콘을 지향적으로 스캔한다.

단계 1715에서, 지향성 스캔 동안 방향 k로 신규의 노드에 의해 비콘 메시지가 수신되는지의 여부가 결정된다. 비콘 메시지가 메시지가 수신되면, 플로우는 단계 1720으로 진행한다. 비콘 메시지가 메시지가 수신되지 않으면, 플로우는 단계 1745로 진행한다.

단계 1720에서, 제로와 동일한 사용 코드를 비콘 메시지가 포함하는지의 여부가 결정된다. 사용 코드가 제로와 동일하면, 플로우는 단계 1725로 진행한다. 사용 코드가 제로와 동일하지 않으면, 플로우는 단계 1730으로 진행한다.

단계 1725에서, 비콘 메시지가 제로와 동일한 사용 코드를 포함하면, k의 현재의 값과 1의 기록 플래그의 값이 기록된다. 그 다음, 플로우는 단계 1745로 진행한다.

단계 1730에서, 이전 비콘에 대한 비콘 응답의 충돌을 이니시에이터가 검출했다는 것을 나타내는 값인 사용 코드를 비콘 메시지가 포함하는지의 여부가 결정된다. 검출된 충돌을 비콘 메시지가 나타내면, 플로우는 단계 1735로 진행한다. 검출된 충돌을 비콘 메시지가 나타내지 않으면, 플로우는 단계 1740으로 진행한다.

단계 1735에서, 이전의 비콘에 대한 비콘 응답의 충돌을 이니시에이터가 검출했다는 것이 결정되면, 신규의 노드는 랜덤 백오프 프로시져를 수행한다. 그 다음, 플로우는 단계 1710으로 진행한다.

단계 1740에서, 사용 코드가 제로와 동일하지 않다는 것 및 이전 비콘에 대한 비콘 응답의 충돌을 인디케이터가 검출하지 않았음을 사용 코드가 나타내지 않는 것이 결정되면, 검색된 메시 노드 카운트 i는 증분되고, 비콘 메시지의 컨텐츠(예를 들면, 슬롯 카운트, 노드 ID, RSSI 등등)는 기록되고, 잘려진 스캔 지속기간이 비콘 메시지 컨텐츠로부터 산출된다. 그 다음, 플로우는 단계 1745로 진행한다.

단계 1745에서, 잘려진 스캔 지속기간 또는 비콘 인터벌 중 더 적은 것보다 스캔 시간 t가 더 큰지의 여부가 결정되고, 더 크다면, 플로우는 단계 1750으로 진행한다. 만약 크지 않다면, 플로우는, 신규의 노드가 방향 k를 계속 스캔하는 단계 1710으로 진행한다.

단계 1750에서, i가 0보다 더 큰지의 여부가 결정된다. i가 0보다 더 크다면, 플로우는 단계 1785로 진행한다. i가 제로보다 더 크지 않다면, k는 단계 1755에서 증분된다.

단계 1760에서, k가 M보다 더 큰지의 여부가 결정된다. k가 M보다 더 크다면, 플로우는 단계 1765로 진행한다. k가 M보다 더 크지 않다면, 플로우는 단계 1710으로 진행하고 신규의 노드는 방향 k를 계속 스캔한다.

단계 1765에서, 기록 플래그가 제로와 동일한지의 여부가 결정된다. 기록 플래그가 제로와 동일하다면, 플로우는 단계 1770으로 진행한다. 기록 플래그가 제로와 동일하지 않다면, 플로우는, 신규의 노드가 방향 k를 스캔하는 단계 1710으로 진행한다.

단계 1770에서, k의 값은 단계 1725 동안 이전에 기록된 값으로 설정되고, 플로우는 신규의 노드가 방향 k를 스캔하는 단계 1710으로 진행한다.

단계 1775에서, 다른 채널이 이용가능한지가 결정된다. 다른 채널이 이용가능하지 않다면, 플로우는 빔 카운트가 k=0으로 초기화되는 단계 1700으로 진행한다. 다른 채널이 이용가능하면, 플로우는, 단계 1700으로 진행하기 이전에 신규의 노드가 다음 이용가능한 채널로 전환하는 단계 1780으로 진행한다.

단계 1785에서, i가 1보다 큰지의 여부가 결정되고, 그렇다면, 플로우는 단계 1790으로 진행한다. i가 1보다 크지 않다면, 플로우는 신규의 노드가 단계 k를 증분시키는 단계 1755로 진행한다.

단계 1790에서, 신규의 노드는, 자신이 비콘을 수신했던 메시 노드 중 어떤 메시 노드로 응답할지를 선택한다. 이 선택은 RSSI 또는 다른 속성 또는 고려사항에 기초할 수도 있다. 그 다음, 플로우는 단계 1795로 진행한다.

단계 1795에서, 신규의 노드는, 메시 노드의 비콘 응답 구간에서 k번째 슬롯 동안 선택된 메시 노드로 비콘 응답 메시지를 전송한다. 그 다음, 플로우는 단계 1797로 진행한다.

단계 1797에서, 비콘 응답 확인응답 메시지가 선택된 메시 노드로부터 수신되는지의 여부가 결정되고, 만약 그렇다면, 신규의 노드 및 선택된 노드는 제휴를 진행한다. 그렇지 않다면, 플로우는 단계 1755로 진행한다.

증가된 검색 거리를 달성하기 위한 다른 접근법은 파일럿 송신을 사용하는 디바이스 검색을 포함한다.

여기서, 이니시에이터 또는 AP는 디바이스 검색을 위한 지원되는 모든 방향으로 검색 파일럿 시퀀스를 송신하고 파일럿 시퀀스를 반복한다. 이 파일럿 시퀀스는 모든 노드에 대해 공통일 수도 있거나, 또는 각각의 노드는 고유의 파일럿 시퀀스를 사용할 수도 있다. 비콘 송신에서와 같이, 이 시퀀스는 M개의 송신 슬롯에서 M개의 상이한 방향으로 반복된다.

한편, AP/이니시에이터와는 무관하게, 리스폰더 또는 신규의 노드는 지향적으로 스캔하고, 자신의 스캔 방향을 비콘 인터벌의 지속기간 동안 유지한다. 그 다음, 리스폰더 또는 신규의 노드는 그 구간의 끝에서 새로운 방향으로 전환한다. 이 때, AP/이니시에이터 및 신규의 노드/리스폰더는 동기화되지 않는다.

신규의 노드/리스폰더가 비콘에 대해 각각의 방향을 스캔하는 동안, 신규의 노드/리스폰더는 신호 에너지가 존재하는지를 결정하기 위해 에너지 검출을 활용할 수도 있다. 특정 방향으로 스캔하는 동안 신규의 노드가 비콘 송신 슬롯 중 하나에서 에너지 검출을 통해 신호 에너지를 검출하면, 신규의 노드는 자신의 스캔을 종료하고 송신 모드로 전환한다. 그 다음, 비콘 송신 인터벌(BTI)와 동일한 기간을 대기한 이후, 신규의 노드는, 비콘 수신이 발생했던 안테나와 동일한 안테나를 사용하여 파일럿 시퀀스 송신으로 응답한다.

신규의 노드는, 이니시에이터의 수신 빔이 신규의 노드를 향해 가리키고 있을 때 이니시에이터에 의한 성공적인 수신을 용이하게 하기 위해, 응답 파일럿 시퀀스 송신을, 동일한 송신 빔을 가지고 다수 회 반복할 수도 있다. 이것은 신규의 노드가 거리 내에 있다는 것을 이니시에이터 또는 AP에 나타낸다. 그 다음, 후속하는 기간 동안, 신규의 노드는, 시스템 구성에 기초하여, 노드 제휴 또는 거절에 앞서 메시지 전송을 개시할 수도 있다.

특징 및 엘리먼트가 특정 조합으로 위에서 설명되었지만, 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 각각의 특징 또는 엘리먼트는 단독으로 사용될 수 있거나 또는 다른 특징 및 엘리먼트와의 임의의 조합으로 사용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한, 본원에서 설명되는 방법은, 컴퓨터 또는 프로세서에 의한 실행을 위해 컴퓨터 판독가능 매체에 통합되는 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어, 또는 펌웨어로 구현될 수도 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예는 전자 신호(유선 또는 무선 연결을 통해 송신됨) 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함한다. 컴퓨터 판독가능 저장 매체의 예는, 판독 전용 메모리(read only memory; ROM), 랜덤 액세스 메모리(random access memory; RAM), 레지스터, 캐시 메모리, 반도체 메모리 디바이스, 내장 하드 디스크 및 착탈식 디스크와 같은 자기 매체, 광자기 매체, 및 CD-ROM 디스크 및 디지털 다기능 디스크(digital versatile disk; DVD)와 같은 광학 매체를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 소프트웨어와 관련하는 프로세서는, WTRU, UE, 단말, 기지국, RNC, 또는 임의의 호스트 컴퓨터에서 사용하기 위한 무선 주파수 트랜시버를 구현하기 위해 사용될 수도 있다.

실시형태

1. 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법으로서,

수신을 위한 복수의 안테나로부터의 각각의 빔을 사용하여 비콘을 스캔하는 것;

복수의 안테나 빔으로부터의 빔을 사용하여 수신 시간 슬롯에서 비콘이 수신된 경우에, 비콘에 포함된 정보에 기초하여, 스캔을 잘라내는(truncating) 것; 및

수신 시간 슬롯에 대응하는 송신 시간 슬롯 동안 빔을 사용하여 비콘 응답을 송신하는 것을 포함한다.

2. 실시형태1의 방법으로서, 비콘과는 상이한 스케줄링 비콘을 수신하는 것을 더 포함한다.

3. 실시형태2의 방법으로서, 스케줄링 비콘에 포함된 정보에 기초하여 비콘 응답을 송신하는 것을 더 포함한다.

4. 실시형태1 내지 실시형태3 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘은, 비콘을 수신하기 이전에 비콘이 송신되는 방향에 관한 정보를 갖지 않는 디바이스에 의해 수신된다.

5. 실시형태1 내지 실시형태4 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘이 송신되는 방향에 관한 정보를 수신하는 것을 더 포함하고, 정보는 무지향성 안테나 패턴을 사용하여 수신된다.

6. 실시형태5의 방법으로서, 정보에 기초한 방향을 향해 복수의 빔을 지향시키는 것을 더 포함한다.

7. 실시형태1 내지 실시형태6 중 어느 하나의 방법으로서, 무지향성 안테나 패턴을 사용하여 위치 정보를 송신하는 것을 더 포함한다.

8. 실시형태1 내지 실시형태7 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘 응답의 최대 거리는 후속하는 통신의 최대 거리와 적어도 동일하다.

9. 실시형태1 내지 실시형태8 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘은 후속하는 통신보다 폭이 더 좁은 채널을 통해 수신된다.

10. 실시형태1 내지 실시형태9 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘은 지향성 안테나를 사용하여 지향적으로 송신된다.

11. 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법으로서,

복수의 안테나 빔으로부터의 각각의 빔을 사용하여, 응답 수신 구간에 관한 정보를 포함하는 비콘을 송신하는 것;

복수의 안테나 빔으로부터의 각각의 빔을 사용하여 비콘 응답을 스캔하는 것; 및

복수의 안테나 빔으로부터의 빔을 사용하여 수신 시간 슬롯에서 비콘 응답이 수신된 경우에, 빔을 사용하여 확인응답을 송신하는 것을 포함한다.

12. 실시형태11의 방법으로서, 비콘과는 상이한 스케줄링 비콘을 송신하는 것을 더 포함한다.

13. 실시형태11 또는 실시형태12의 방법으로서, 비콘 응답을 수신한 이후 후속하는 비콘의 송신을 지연시키는 것을 더 포함한다.

14. 실시형태11 내지 실시형태13 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘 응답은, 응답을 수신하기 이전에 비콘 응답이 송신되는 방향에 관한 정보를 갖지 않는 디바이스에 의해 수신된다.

15. 실시형태11 내지 실시형태14 중 어느 하나의 방법으로서, 응답이 송신되는 방향에 관한 정보를 수신하는 것을 더 포함하고, 정보는 무지향성 안테나 패턴을 사용하여 수신된다.

16. 실시형태15의 방법으로서, 정보에 기초한 방향을 향해 복수의 빔을 지향시키는 것을 더 포함한다.

17. 실시형태11 내지 실시형태16 중 어느 하나의 방법으로서, 무지향성 안테나 패턴을 사용하여 위치 정보를 송신하는 것을 더 포함한다.

18. 실시형태11 내지 실시형태17 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘의 최대 거리는 후속하는 통신의 최대 거리와 적어도 동일하다.

19. 실시형태11 내지 실시형태18 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘은 후속하는 통신보다 폭이 더 좁은 채널을 통해 송신된다.

20. 실시형태11 내지 실시형태19 중 어느 하나의 방법으로서, 비콘은 지향성 안테나를 사용하여 지향적으로 수신된다.

Claims (20)

1. 무선 통신에서의 디바이스 검색(device discovery)을 위한 방법에 있어서,
   수신을 위한 복수의 안테나 빔으로부터의 각각의 빔을 사용하여 비콘을 스캔하는 단계;
   상기 복수의 안테나 빔으로부터의 빔을 사용하여 수신 시간 슬롯에서 비콘이 수신된 경우에, 상기 비콘에 포함된 정보에 기초하여, 상기 스캔을 잘라내는(truncating) 단계; 및
   상기 수신 시간 슬롯에 대응하는 송신 시간 슬롯 동안 상기 빔을 사용하여 비콘 응답을 송신하는 단계를 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 비콘과는 상이한 스케줄링 비콘을 수신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스케줄링 비콘에 포함된 정보에 기초하여 상기 비콘 응답을 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 비콘은, 상기 비콘을 수신하기 이전에 상기 비콘이 송신되는 방향에 관한 정보를 갖지 않는 디바이스에 의해 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 비콘이 송신되는 방향에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 정보는 무지향성(omnidirectional) 안테나 패턴을 사용하여 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 정보에 기초한 방향을 향해 상기 복수의 빔을 지향시키는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
7. 제1항에 있어서,
   무지향성 안테나 패턴을 사용하여 위치 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 비콘 응답의 최대 거리(maximum range)는 후속하는 통신의 최대 거리와 적어도 동일한, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 비콘은 후속하는 통신보다 폭이 더 좁은 채널을 통해 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 비콘은 지향성 안테나를 사용하여 지향적으로 송신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
11. 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법에 있어서,
    복수의 안테나 빔으로부터의 각각의 빔을 사용하여, 응답 수신 구간에 관한 정보를 포함하는 비콘을 송신하는 단계;
    상기 복수의 안테나 빔으로부터의 각각의 빔을 사용하여 비콘 응답을 스캔하는 단계; 및
    상기 복수의 안테나 빔으로부터의 빔을 사용하여 수신 시간 슬롯에서 비콘 응답이 수신된 경우에, 상기 빔을 사용하여 확인응답(acknowledgement)을 송신하는 단계를 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 비콘과는 상이한 스케줄링 비콘을 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
13. 제11항에 있어서,
    상기 비콘 응답을 수신한 이후 후속하는 비콘의 송신을 지연시키는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
14. 제11항에 있어서,
    상기 비콘 응답은, 상기 응답을 수신하기 이전에 상기 비콘 응답이 송신되는 방향에 관한 정보를 갖지 않는 디바이스에 의해 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
15. 제11항에 있어서,
    상기 응답이 송신되는 방향에 관한 정보를 수신하는 단계를 더 포함하고, 상기 정보는 무지향성 안테나 패턴을 사용하여 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 정보에 기초한 방향을 향해 상기 복수의 빔을 지향시키는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
17. 제11항에 있어서,
    무지향성 안테나 패턴을 사용하여 위치 정보를 송신하는 단계를 더 포함하는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
18. 제11항에 있어서,
    상기 비콘의 최대 거리는 후속하는 통신의 최대 거리와 적어도 동일한, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
19. 제11항에 있어서,
    상기 비콘은 후속하는 통신보다 폭이 더 좁은 채널을 통해 송신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.
20. 제11항에 있어서,
    상기 비콘은 지향성 안테나를 사용하여 지향적으로 수신되는, 무선 통신에서의 디바이스 검색을 위한 방법.

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