KR20170092528A

KR20170092528A - 애드-혹(ad-hoc) 통신 네트워크 및 통신 방법

Info

Publication number: KR20170092528A
Application number: KR1020177008955A
Authority: KR
Inventors: 아브라함 아비 모아토; 아브라함 그레저만; 알버트 사무엘 아쉬케나지; 야엘 셔먼; 요세프 라하밈
Original assignee: 카르도 시스템즈, 인코퍼레이티드.
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-08-11
Also published as: KR102400823B1; KR20220075435A; EP3202225A1; JP2017530664A; US20170244838A1; JP6572974B2; KR102662066B1; EP3202225B1; WO2016051405A1; US10277748B2; DK3202225T3; CN107006060A; CN107006060B; ES2751694T3; EP3202225A4

Abstract

본 발명은 빠르게 변화하는 환경에서 동작하기 위한 모바일 ad-hoc 음성 네트워크를 형성하는 방법에 관한 것이며, 본 방법은, (A) 복수개의 장치들에 그룹 ID와 장치들 각각에 일련번호를 할당하는 단계; (B) 각 장치들에, (B-1) TDMA 사이클 슬롯 내의 각 네트워크 장치들에 의해 전송되는 개별적인 이웃하는 데이터들에 기초하여, 하나 이상의 릴레이(relay) 장치들을 판단하는 단계를 포함하는, 네트워크의 구조를 계산하는 단계, (B-2) 네트워크의 리더(leader)를 계산하는 단계, 및 (B-3) 네트워크에 대한 싱크로나이저(synchronizer)를 계산하는 단계를 포함하는 알고리즘을 제공하는 단계, (C) TDMA 사이클의 슬롯 내에서 각 장치들에 의해 장치의 각 이웃들을 송신하는 단계; (D) TDMA 사이클 슬롯들 내에서 네트워크의 주기적인 동기화 데이터를 싱크로나이저에 의해 송신하고, 동기화 데이터를 네트워크의 모든 장치들에 전파하며, TDMA 사이클 각각이 완료될 때, 네트워크의 구조, 네트워크의 릴레이(relay) 및 네트워크의 리더를 결정하고 가능하면 업데이트하기 위해, 장치들 각각에 의해 알고리즘을 적용하는 단계; (E) TDMA 사이클 주기 내에서, 동기화 데이터에 기초하여 장치들 각각을 동기화 하고, 싱크로나이저가 누락되었다고 판단되면, 각 장치에 의해 시스템의 새로운 싱크로나이저를 결정하는 단계; 및 (F) 네트워크의 장치들에 의해 복수의 TDMA 슬롯 내에서 음성 데이터를 디지털 형태로 전송하는 단계를 포함한다.

Description

애드-혹(AD-HOC) 통신 네트워크 및 통신 방법{AD-HOC Communication Network and Communication Method}

본 발명은 일반적으로 모바일(이동) 통신에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로는, 본 발명은 참가자들이 급변하는 환경에서 동작하면서 전이중(full-duplex) 사운드 및 데이터를 전송할 수 있게 하는 모바일 애드-혹(ad hoc) 통신 네트워크에 관한 것이다.

MANET(Mobile Ad-Hoc Networks)는 잘 알려져 있으며 널리 통신에 사용된다. MANET은 예를 들어 홈 시큐리티 포스(home security force), 군대, 센서 네트워크 등에서 사용된다. 일반적으로 이러한 ad-hoc(애드-혹) 네트워크는 통신 네트워크를 형성하기 위한 여러 모바일 장치의 연결을 지원하고, 하나 이상의 "구성원" 장치가 네트워크를 떠날 때, 예를 들어, 하나 이상의 다른 네트워크 장치에 대한 유효 범위를 초과할 때, 네트워크의 적절한 동작을 가능하게 하도록 디자인 된다. 상기 MANET 네트워크 중 일부는 구성원 장치들 간의 음성 통신이 가능하도록 디자인된다.

미국 특허출원공개 US2008/0268855호는 "라우터 스테이션(라우터)"들로부터 대역폭 요구 정보를 각각 수신한 후, 라우터에 대한 마스터" 장치에 의한 대역폭의 동적 할당을 설명한다.

종래 기술에서의 ad-hoc 네트워크는 일반적으로 네트워크 내의 각각의 특정 모바일 장치의 위치의 결합, 분리 또는 변화로 인해, 네트워크의 구조적 변형에 대한 적응을 포함하지만, 상기 종래 기술의 네트워크에서의 이러한 구조적 변형은 상대적으로 느리게 발생하는데, 일반적으로 매 수분 또는 그 이상의 시간 마다 하나의 변형이 있는 범위 내에 있다. 또한, 종래 기술에 따른 MANET 시스템은 일반적으로 풀 듀플렉스(full duplex; 전이중) 또는 둘 또는 그 이상의 사용자(예를 들어 4)가 동시에 토론을 수행할 수 있는 컨퍼런스 형태의 음성 통신이 아닌, 하프-듀플렉스(half-duplex) 음성 통신(즉, "워키토키: 유형의 통신)을 지원한다. 매끄러운 방식으로 이러한 형태의 통신을 달성하는 것은 모든 네트워크 장치들로의 사운드(음성) 신호의 전파 지연의 측면과 장치들 내의 처리 시간의 측면에서 큰 문제점을 해결할 것을 요구한다는 점에 유의해야 한다.

예를 들어 종래기술에서의 ad-hoc 음성 통신 네트워크는 다수의 오토바이 사용자 또는 모바일 장치 사용자들의 토론과 같은 컨퍼런스 형태의 풀 듀플렉스(전이중)을 수행하기에는 적합하지 않다. 보다 구체적으로 오토바이 환경에서는 다수의 오토바이 운전자 (에를 들어 10명까지의 오토바이 운전자)들이 동시 "컨퍼런스 콜"에 참여할 수 있게 하여, 임의의 라이더가 말을 하고 무작위로 이들 중 최대 4명이 이 컨퍼런스 콜에 참여하는 다른 모든 오토바이 운전자에 의해 항상 들을 수 있거나 자유롭게 상기 컨퍼런스 콜에 참여할 수 있게 하는 ad-hoc 풀 듀플렉스 음성 통신 네트워크의 필요성이 있다. 오토바이가 시속 150 킬로미터 이상과 같이 고속으로 움직이고 그들 각각의 위치가 그룹 내에서 무작위로 변경된다는 사실은 잦은 네트워크 구조 변경, 즉, 종래 기술의 ad-hoc 음성 네트워크에 의해 처리될 수 없는 비율로의 변경을 야기한다. 더욱이, 네트워크 구조의 이러한 빈번한 변경은 다양한 장치들 사이의 풀-듀플렉스, 심지어 컨퍼런스 형태의 음성 통신을 지원할 필요성에 대한 또 다른 중요한 난제를 추가하게 된다.

예를 들어, 오토바이 또는 모바일 장치 환경에 존재할 수 있는 또 다른 필요성은 MANET 시스템의 외부에 있는 추가적인 참가자가 컨퍼런스 콜에 참여할 수 있게 하는 것이다. 예를 들어, 4명의 오토바이 운전자들 사이의 MANET 컨퍼런스 콜이 설정되면, MANET 외부에 있지만 전화 이동 통신(또는 다른 통신)을 갖는 5번째 참가자가 컨퍼런스 토론에 참여하기를 원할 수 있다. 이러한 옵션은 종래 기술에 의해 제공된 적이 없다. 이러한 필요성은 통신망 커버리지가 부분적이거나 손상될 수 있는 지역에서 이동하며, 오프-네트워크 MANET을 사용하여, 모바일 통신의 연속성을 요구하는, 기업 및 치안 사용자 등과 같은 전문적인 사용자들에게도 존재할 수 있다. 이러한 사용자 그룹은 매우 동적이며, 풀 듀플렉스 컨퍼런스 콜을 필요로 한다.

따라서 본 발명의 목적은 여러 구성원 장치들 사이의 풀-듀플렉스, 컨퍼런스 형태의 통신을 제공하면서, 수초의 속도로 발생할 수 있는 중요하고 빈번한 구조 변경을 처리할 수 있는 ad-hoc 음성 통신 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 ad-hoc 네트워크의 장치들 사이의 홉핑 타입(hopping type)의 음성 통신을 선택적으로 포함하고, 상기 홉핑 구조 내에서의 구조 변경을 다루는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 네트워크에 참여하는 장치를 구성하기 위한 쉽고 간편한 절차를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, "리더", 릴레이, "싱크로나이저"와 같은 ad-hoc 키 장치와의 통신 손실을 확인하고, 상기 키 장치들과의 통신이 소실된 후에도 네트워크의 신속한 복구 및 적절한 동작이 가능하게 하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 네트워크 구조의 변경을 쉽고 동적으로 가능하게 하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 둘 이상의 네트워크 타입, 그 중 하나는 MANET 네트워크이고 다른 것은, 예를 들어, 패킷 스위칭(LAN/WAN) 네트워크 또는 회로(circuit) 스위칭(셀룰러) 네트워크 타입 사이에서, 하나 이상의 MANET 참가 장치를 이용하여 상기 멀티-네트워크 연결성을 확립함으로써, 연결을 가능하게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 다른 사용자들 중에서도 특히 오토바이 사용자가 사용하기에 적합한 ad-hoc 음성 또는 데이터 통신을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 아래의 상세한 설명에 따라 더욱 명확해질 것이다.

위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 빠르게 변화하는 환경에서 동작하기 위한 모바일 ad-hoc 음성 네트워크를 형성하는 방법은, (A) 복수개의 장치들에 그룹 ID와 상기 장치들 각각에 일련번호를 할당하는 단계; (B) 상기 각 장치들에, (B-1) TDMA 사이클 슬롯 내의 각 네트워크 장치들에 의해 전송되는 개별적인 이웃하는 데이터들에 기초하여, 하나 이상의 릴레이(relay) 장치들을 판단하는 단계를 포함하는, 네트워크의 구조를 계산하는 단계, (B-2) 상기 네트워크의 리더(leader)를 계산하는 단계, 및 (B-3) 상기 네트워크에 대한 싱크로나이저(synchronizer)를 계산하는 단계를 포함하는 알고리즘을 제공하는 단계, (C) 상기 TDMA 사이클의 슬롯 내에서 상기 각 장치들에 의해 상기 장치의 각 이웃들을 송신하는 단계; (D) 상기 TDMA 사이클 슬롯들 내에서 상기 네트워크의 주기적인 동기화 데이터를 상기 싱크로나이저에 의해 송신하고, 상기 동기화 데이터를 네트워크의 모든 장치들에 전파하며, 상기 TDMA 사이클 각각이 완료될 때, 네트워크의 구조, 네트워크의 릴레이(relay) 및 상기 네트워크의 리더를 결정하고 가능하면 업데이트하기 위해, 상기 장치들 각각에 의해 상기 알고리즘을 적용하는 단계; (E) 상기 TDMA 사이클 주기 내에서, 상기 동기화 데이터에 기초하여 상기 장치들 각각을 동기화 하고, 상기 싱크로나이저가 누락되었다고 판단되면, 각 장치에 의해 상기 시스템의 새로운 싱크로나이저를 결정하는 단계; 및 (F) 상기 네트워크의 장치들에 의해 복수의 상기 TDMA 슬롯 내에서 음성 데이터를 디지털 형태로 전송하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 사이클 주기는 90ms 내지 2초이다.

바람직하게는, 상기 슬롯 내에서 도입되는 음성 데이터는 보코더(vocoder)에 의해 각각의 장치 내에서 압축되는 음성 데이터이며, 상기 음성 데이터는 상기 TDMA 슬롯들 각각 내에서 최대 4개의 장치들 중 임의의 장치에 의해 동시에 도입된다.

바람직하게는, 각각의 장치 내의 디코더는 상기 압축된 음성을 디코딩하여 각각의 스피커들을 통해 소리 낸다.

바람직하게는, 상기 음성 데이터는 상기 TDMA 슬롯들에 의해 상기 네트워크 내의 모든 장치들로 전파되며, 가능하게는 하나 이상의 각각의 릴레이 장치들에 의해 전파된다.

바람직하게는, 상기 이웃하는 데이터는 각 상기 TDMA 사이클 내에서 소정의 제어 슬롯 내에서 그리고 릴레이(relay) 슬롯 내에서 전파된다.

바람직하게는, 상기 싱크로나이저로부터의 상기 동기화 데이터는 소정의 동기화 슬롯 내에서 각각의 프레임의 전용 슬롯 내에서 전달된다.

바람직하게는, 누락된 싱크로나이저를 결정할 때, 각 장치는 새롭게 결정된 싱크로나이저가 나머지 장치들보다 더 큰 일련번호를 갖도록 새로운 싱크로나이저를 결정한다.

바람직하게는, 상기 TDMA 사이클에서 각각의 제어슬롯에서 각각의 장치들에 의해 추가적인 미세 타이밍 동기화가 제공되며, 상기 네트워크의 장치들은 상기 추가적인 동기화 데이터를 이용하여 그들 자신의 동기화를 미세하게 조정한다.

바람직하게는, 상기 리더는 상기 네트워크의 중심에 있는 장치이며, 네트워크 구조 및 충돌 해결을 최적으로 전파하는 데 이용되는 장치로 결정된다.

바람직하게는, 둘 이상의 장치들이 동일하게 리더로서 기능하도록 동등하게 자격이 부여되는 것으로 결정되면, 그들 중 소정의 기준을 충족시키는 어느 하나가 리더로서 기능하도록 선택된다.

바람직하게는, 기준은 상기 장치가 리더로서 기능하는데 동등하게 자격이 부여된 것들 중에서 가장 큰 일련변호를 갖는 것이다.

바람직하게는, 본 발명의 방법은 오토바이 운전자 또는 모바일 장치를 위한 모바일 ad-hoc 음성 네트워크 내에서 사용되며, 각각의 장치는 사용자에 의해 음성 개시를 결정하기 위한, 음성 활성화 검출기를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 방법은 각 장치들에 그룹 ID 및 장치 일련번호를 할당하기 위한 헤드 장치(head device)를 제공하는 단계를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 ad-hoc 음성 네트워크 내의 하나 이상의 참가자 장치는 상기 ad-hoc 네트워크 내의 장치들과 외부 네트워크의 원격 장치들 사이의 상호접속을 위해 LAN/WAN/셀룰러 모듈을 사용한다.

바람직하게는, 상기 상호접속을 위한 목적으로 그들의 LAN/WAN/셀룰러를 이용하는 상기 하나 이상의 장치들은 상기 작업을 수행하도록 수동으로 할당된다.

바람직하게는, 상기 상호접속을 위한 목적으로 그들의 LAN/WAN/셀룰러를 이용하는 상기 하나 이상의 장치들은 상기 ad-hoc 네트워크의 동작 동안 상기 작업을 수행하도록 자동적으로 그리고 동적으로 할당된다.

바람직하게는, 장치는 MANET을 LAN/WAN (패킷 스위칭 네트워크) 또는 회로 스위칭 셀룰러 네트워크를 상호접속하기 위한 라우터로서 이용될 수 있다. 사용자가 원격 상대방을 컨퍼런스에 추가하도록 선택하거나 설정된 임계값을 기반으로 자동적인 방법으로 컨퍼런스에 추가되면 장치는 상호접속 라우터가 될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 네트워크 구성원 장치들의 물리적인 위치의 측면과, 상기 구성원 장치들 사이의 상대적 위치의 측면에서 네트워크의 구조에 영향을 미치는 빠른 환경 변화 안에서 효율적으로 동작하는, 효율적인 컨퍼런스, 풀-듀플렉스 음성 MANET을 제공한다.

명백해질 바와 같이, 본 발명의 풀-듀플렉스(full-duplex) 음성 MANET은 복수의 장치들을 포함하고, 이들 중 일부는 결합된 트랜시버-릴레이로 동작하며, 다른 장치는 트랜시버만으로서 (즉, 패킷을 송신 또는 수신하는 장치로) 동작한다. 상기 장치들 각각의 기능은, 트랜시버가 트랜시버-릴레이가 될 수 있고, 또는 그 반대로 동작, 트랜시버-릴레이는 트랜시버만 될 수 있도록 매우 동적으로 변할 수 있다. 릴레이로 동작할 때, 도약(leapfrogging) 효과가 달성되고 송신 장치의 도달 범위는 메시지를 트랜시버-릴레이를 통해 두 번째 트랜시버로"뛰게(hop)"함으로써 확장되고, 두 번째 트랜시버는 그 자체로 릴레이 또는 일반적인 트랜시버로 기능하는 것이 발생할 수 있다. 따라서 홉핑(hopping)은 전제 그룹의 통신 범위를 일반적으로 확장하는 수단으로 사용된다. 본 발명의 MANET은 TDMA 프로토콜로 동작한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모바일 ad-hoc 음성 통산 네트워크의 임시 구조를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MANET 장치의 기본 구조를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 모바일 ad-hoc 음성 통신 네트워크와 동작하기 위한 TDMA 사이클의 예를 도시한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MANET(30)의 임시 구조를 나타낸다. 이 예시적인 MANET은 8개의 통신 장치(40a ~ 40g)를 포함하고, 그 중 6개는 일반적인 트랜시버들(T로 표시됨)이고, 다른 2개(장치(40c) 및 장치(40h))는 트랜시버-릴레이들(T-R로 표시됨)로 동작한다. 확장된 범위로의 통신을 보장하기 위해 메시지 전파의 홉핑 방식이 여러 장치에서 사용된다. 예를 들어, 장치(40a)에서의 음성은 TDMA 방식으로 2개의 T-R(40h 및 40c)를 거쳐 (장치(40a)의 범위 밖에 있는) 장치(40d)로 전달될 수 있다. 장치(40h)는 장치(40g)로 직접 메시지를 전달할 수 있으나, 장치(40e)에는 T-R(40c)를 통해 전달하며, 이는 장치(40c)는 슬롯 x에서 장치(40h)로부터 메시지를 수신하고, 장치(40e)가 상기 메시지를 수신하는, 슬롯 x+1에서 상기 메시지를 재전송함을 의미한다.

도 1의 시스템은 선택적으로 외부 장치(에를 들어, 셀룰러 폰)으로의 상호 연결을 가능하게 하여 MANET을 토해 이루어지는 컨퍼런스 토론에 참여할 수 잇게 한다. 이러한 옵션을 가능하게 하기 위해, 도 1의 장치(40f)는 LAN/WAN/Circuit 스위칭 셀룰러 네트워크에 대한 상호연결 라우터(IR; interconnection Router)로 기능한다. 장치(40f)가 장치(40e)로부터 메시지를 수신하면, 장치(40f)는 그 메시지를 원격 (예를 들어, 셀룰러) 네트워크(90)로, 그리고 원격 장치(40j)로 재전송한다. 장치(40f)가 원격 네트워크(90)를 통해 장치(40j)로부터 입력을 수신할 때, 그것은 MANET로 그 입력을, 선택적으로 그 자신의 입력과 혼합하여, 재전송 한다.

추후에 또한 정교해질 것이지만, 본 발명의 MANET은 임의의 주어진 시간에 리더 장치(L)과 싱크로나이저 장치(S)를 포함한다(어떤 경우에는 동일한 장치가 싱크로나이저와 리더 모두로서 기능할 수 있다). 도 1은 에를 들어, 오토바이 라이더에 의해 장치의 상대적인 위치가 급속하게 변경될 수 있으므로, 상기 위치는 몇 초 또는 심지어 초의 부분적인 구간에서 크게 변경될 수 있다.

다음의 상세한 설명은 바람직한 실시예의 특정 파라미터뿐만 아니라 일반 파라미터들을 결합한다. 좀 더 구체적으로, 편의를 위해, 그리고 본 발명을 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위해, 이러한 바람직한 실시예는, 특정 파라미터들(예를 들어 멤버 장치들의 수, 각 TDMA 사이클의 주기, 가능한 메시지 홉핑(hoppings) 수, 최대 범위 등)의 표시를 포함한다. 그러나 본 발명은 상기 특정 파라미터들 중 임의의 것에 한정되지는 않음을 알아야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 다른 MANET 장치(10)의 기본 구조를 나타낸다. 장치(10)는 트랜시버(11), 프로세싱 유닛(13), 보코더(14), 디코더(18), 선택적인 VAD(voice activation detector; 19), 마이크로폰(15) 및 스피커(17)를 포함한다. 바람직하게는, 장치(10)는 핸즈 프리 사용을 가능하게 하기 위해, 아래 개시되는 바와 같이 그룹화 단계 및 외부 네트워크와의 상호 접속을 수행하는 데 사용될 수 있는 블루투스 유닛(21)을 더 포함한다. 장치(10)는 또한 아래 개시되는 바와 같이 상기 외부 네트워크와의 상호 접속을 가능하게 하기 위한 LAN/WAN/Circuit 스위칭 셀룰러 모듈(22)을 포함할 수 있다.

MANET은 참가자 사이의 그룹화 단계에 의해 초기화 된다. 상기 그룹화 단계는 장치들 중 하나를 "헤드" 장치로 정의하는 것으로 시작한다. 그런 다음, 상기 헤드 장치는 각 멤버(구성원) 장치에 그룹 ID 및 일련번호를 할당한다. 예를 들어, 네트워크를 구성하도록 계획된 상기 헤드 장치와 각각의 장치는 "그룹화 상태"로 전환된다. 그런 다음, 장치들은 상기 헤드 장치와 물리적인 근접성(예를 들어 3미터)으로 (공동으로 또는 순차적으로) 가까이 가져온다. 상기 헤드 장치는, 바람직하게는, 블루투스 유닛(21)을 사용하여, 차례로 그룹 ID 및 장치 일련번호, 예를 들어 1에서 15까지 (또는 더 적은 장치들에서는 더 적게) 각각의 장치들에 할당하며, 상기 헤드 장치는 동일한 그룹 ID와 일련번호 0이 할당된다. 그룹 ID는 주변에서 동작할 수 있는 다른 그룹들과 각 그룹을 구별하기 위해 이용되며, 이러한 그룹 ID가 없으면 이러한 그룹들 사이의 원치 않는 혼합이 발생될 수 있다. 각 장치들은 이 단계의 완료를 나타내는 표시를 제공하는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 그룹 내에 가능한 장치의 수가 제한이 있어서, 어느 한 장치가 그룹에 합류하려고 할 때 이러한 제한에 도달하면, 이러한 시도는 슬롯이 활동 멤버(구성원)에 의해 비워질 때까지 헤드 장치에 의해 거절될 것이다. 또한, 이전에 그룹을 탈퇴한 장치가 그룹에 다시 합류하려고 시도할 때, 상기 시도하는 장치는 동일한 이전 일련번호로 할당되는(상기 일련번호가 여전이 이용가능하다면) 것이 바람직하고, 본 발명의 일 실시예에서, 헤드 장치만이 그룹을 구성하고 그룹 장치들에 일련번호를 할당할 수 있으며 상기 헤드 장치만이 기존 그룹에 장치를 추가할 수 있다. 그러나 기존의 다른 기술들과는 달리, 본 발명 주제인 MANET은 후속 단계에서 그룹으로부터 헤드 장치가 사라지거나 헤드 장치로부터 그룹 데이터가 삭제되는 경우에도 그룹이 기능할 수 있게 한다. 이러한 헤드 장치가 없는 경우에, 그룹에 임의의 멤버 장치의 추가는 모든 그룹 장치들에서 이전의 그룹핑 데이터를 삭제할 필요가 있을 수 있고, 상술한 바와 같은 방식으로 새로운 그룹을 형성하는 것이 필요할 것이다. 바람직하게는 임의의 장치가, 버튼 누름과 같은 쉬운 인간 기계 인터페이스(Man Machine Interface)에 의해, 네트워크를 그룹화하기 위해 헤드 장치가 될 수 있다.

일 실시예에서, 각 장치는 단을 그룹에 관한 그 그룹핑 데이터를 저장한다. 다른 실시예에서, 장치는 하나 이상의 그룹에 대한 그룹핑 데이터를 저장할 수 있지만, 임의의 주어진 시간에 오직 하나의 그룹핑 데이터만 상기 장치 내에서 활성화되어야 한다.

대안적으로 그룹핑 단계는 컴퓨터 또는 모바일 폰에 의해 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 장치는 컴퓨터 또는 모바일 장치 내의 몇 가지의 대안적인 그룹화 데이터의 세트들을 유지할 수 있고, 단 하나의 선택된 그룹핑 데이터만이 상기 장치로 다운로드 될 수 있다.

네트워크 간의 통신은 TDMA 채널 액세스 방법을 이용한다. 상기 TDMA 채널은 멀티프레임 사이클로 패킹된 타임 슬롯들로 분할된다. (여기서 "사이클"이란 용어는 TDMA 멀티프레임이 매 T 초마다 반복되는 것을 나타낸다.) 이러한 주기적 멀티프레임 사이클은 N=L+D 슬롯들을 포함하며, 여기서 메시지의 L 슬롯들은 제어 슬롯이며, 나머지 D 슬롯들은 데이터를 위해 사용된다. 실제로 D 슬롯들은, 보코더(14)에 의해 압축되고 프로세싱 유닛(13)에 의해 각 TDMA 슬롯 내에서 패킹되는, 디지털 형태의 음성 데이터를 포함한다.

이하에서 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명에 따른 MANET 시스템은 다음과 같이 2개의 ad-hoc 키 장치들을 할당하는 것을 포함한다.

a. 주요 임무는 모든 네트워크 장치에 동기화 데이터를 배포하는 "싱크로나이저" 장치. 이후에 더 설명되는 바와 같이, 상기 싱크로나이저는 시스템 내의 임의의 장치에 의해 동기화를 잃지 않고, 임의의 제어 슬롯에서 교체될 수 있다.

b. 그 임무가 네트워크의 구조를 배포시키는 역할을 하는 "리더" 장치 (리더는 네트워크에서 중앙 위치에 위치하기 때문에, 전체 네트워크를 보기가 가장 안정이다). "게시(publishing)"란 릴레이를 사용하여 구조적 뷰(view)를 전파하는 것을 의미한다. 리더는 하나 이상의 장치가 네트워크 내에서 릴레이로 기능하도록 승인하고 이들에게 정보를 어떻게 전파하는 지를 안내한다. 나중에 자세히 설명하겠지만, 네트워크 내의 모든 장치들은 리더 장치를 계산하기 위한 내부 알고리즘을 포함한다. 네트워크 내의 모든 장치들은 네트워크 구조에 따라 (네트워크를 통해 전파되고 주기 T 내에서 모든 장치들로부터 수신됨) 실질적으로 동일한 데이터 세트, 및 동일한 알고리즘에서 동작하기 때문에, 장치들 각각이 주기 T에서 한번 리더의 식별을 개별적으로 계산하는 동안, 모든 장치들은 실제로 리더에 대해 동일한 결론에 도달한다(따라서 상기 계산 결과에 따라, 주기 T 동안 선택적으로 한번 교체될 수 있다). 이러한 방식으로 리더의 식별은 매 주기 T마다 한번 최적화된다. 또한 리더는, 발생하는 경우, 음성 데이터의 충돌을 해결하고, 경우에 따라 각 장치에 의해 사용될 수 있는 데이터 슬롯을 할당한다.

사이클의 지속 시간은 주기 T 내에서 전체 네트워크의 구조가 네트워크 내의 각각 그리고 모든 장치에 대해 명확해지도록 디자인된다. 좀 더 구체적으로는, 네트워크 내의 각 장치는 각 사이클 T 내에서 다음의 내용이 통보된다:

a. 네트워크 내에서 활성 상태인 나머지 장치들;

b. 각 장치에 대한 이웃들;

c. 각 장치가 릴레이로 수행할 수 있는지에 대한 여부에 대한 표시;

d. 각 장치들이 현재 사이클에서의 리더인지 여부에 대한 표시;

e. 주기 T를 갖는 사이클 내에 다수의 슬롯들 내에 도입되는 복수의 동기화 데이터;

f. 선택적으로, 특정 장치에 의해 사용될 특정 슬롯의 할당, 및 2개 이상의 장치가 동일한 데이터 슬롯을 도입할 때의 충돌 해결 지시(어떤 장치가 상기 슬롯에 데이터를 도입하도록 허용하고, 어떤 게 거부되는 지를 의미);

g. 특정 장치에 의해 도입되고 선택적으로 특정 데이터 슬롯 내에서 릴레이에 의해 전파되는 데이터;

h. 리더 장치로부터 수신한 네트워크 구조의 게시;

상술한 바와 같이, 주기 T 내에서 네트워크 내의 각각 그리고 모든 장치에 전파되는 상기 데이터, 특히 네트워크 구조에 대한 데이터를 갖는 각각의 장치는, 네트워크 내의 어떤 장치가 릴레이로 지정되며 그들 중 어떤 것이 리더 장치인지를 결정하기 위해 장치 내의 독립적인 알고리즘을 적용한다. 모든 장치들이 실질적으로 (주기 T 내에서 전파되는) 동일한 데이터 세트로 동작하기 때문에, 모든 장치들은 새로운 리더와 관련하여 독립적으로 동일한 결론에 도달할 것으로 예상된다. 바람직한 일 실시예에서, 리더 장치는 네트워크의 중간에 있는 장치이며, 리더 장치는, 초소한의 릴레이를 적용하여, 시스템의 가장자리에 있는 장치들에 데이터를 전파할 수 있다. 경우에 따라 2개 이상의 장치를 리더로 수행하기 위한 최상의 후보들로 결정할 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어 상기 후보들 중에서 가장 높은 일련번호를 갖는 후보자가 리더로서 미리-지정됨으로써, 상기 최적 후보들 중에서 임의로 리더가 선택되게 된다.

실시예

도 3에 도시된 특정 실시예에서, TDMA 구조는 150ms의 총 지속 시간을 갖는 200개의 슬롯의 멀티-프레임 사이클이다. TDMA 멀티 프레임 사이클은 5개의 프레임들로 나뉘고, 각 프레임은 40 슬롯들을 가지며, 아울러 각 프레임은 30ms의 총 지속 시간을 갖는다. 각 프레임 내의 40 슬롯들은 10 개의 제어 슬롯들과 데이터를 위해 이용되는 나머지 30개의 슬롯들로 나뉜다. S로 표시된 프레임들은, 싱크로나이저 장치에 의해 사이클에 도입된 (예를 들어, 이러한 슬롯들은 사이클의 슬롯 번호 0, 40, ....160이며, 또는 도 3에 나타난 바와 같이 각 프레임의 슬롯 0 이다) 동기화 프레임이다. 이러한 동기화 슬롯은 나머지 장치들을 TDMA 사이클의 다음 슬롯의 수신을 위해 그들의 클록(즉, 사이클, 프레임 그리고 특정 슬롯의 시작)을 동기화하게 한다. 또한, 각 S 슬롯의 수신 사이에 클록의 드리프트(drift)를 제거하기 위해, 장치들은 또한 제어 슬롯의 수신 시 그들의 동기화를 수정한다(아래에서 후술함).

도면 부호(14, 13, 12,.....0)로 표시되는 슬롯은, 선택적으로 하나의 (또는 그 이상의) 홉핑(hop) 거리 내에 있는, 그들의 이웃들에게 식별번호, 및 미세한 동기화 데이터(즉, 각 장치는 그것이 동기화되는 장치의 표시를 포함한다)를 알리기 위해 각 네트워크의 각각 그리고 모든 장치를 위해(잠재적인 것을 위해서도) 유지되는 제어 슬롯이다. 상술한 바와 같이, 각각의 프레임은 또한 싱크로나이저로부터 제공되는, 메인 동기화 데이터 S를 포함한다. 이러한 구조의 결과로, 다양한 장치들은 상기 메인 동기화 데이터를 바탕으로 동기화되고, 그들의 클록의 드리프트를 제거하기 위해 상기 제어 슬롯들 각각의 수신시 그들의 동기화를 수정한다.

E 로 표시된 프레임은 릴레이에 의한 네트워크 구조 전파에 사용된다. 이들 슬롯은 N 개의 서브 그룹(미도시)으로 분할되며, 여기서 N은 허용되는 최대 릴레이의 수이다. 릴레이의 신분(identities)이 미리 알려지지 않았기 때문에, 상기 R 슬롯은 특정 릴레이에 할당되지 않고, 모든 릴레이를 위해 유지된다. 각 릴레이는 자신의 릴레이 메시지(중계 메시지)를 전송하기 위해 각 프레임 내에서 R의 한 서브 그룹을 임의로 선택한다. 이 기술은 충돌로 인해 (또는 원치 않는 데이터의 수신으로 인해) 손실된 릴레이 메시지가 다음 서브 그룹에서 다시 전송되기 때문에 데이터의 충돌을 줄인다. 실제로, 각각의 릴레이는 자신이 수신한 네트워크 구조와 관련된 다른 릴레이의 제어 메시지를 버퍼에 축적하고, 자신이 결정한 구조적 데이터와 상기 선택된 서브 그룹의 R 슬롯 내에 축적된 상기 데이터를 압축하여 전송한다. 상기 R 메시지는 이 릴레이의 1-홉(hop) 이웃들의 리스트를 포함하고, 그들 자신의 1-홉(hop) 이웃들을 포함하는 다른 릴레이들로부터 수신된 메시지들을 포함한다. 이러한 기술은 또한 각 릴레이 데이터를 중복해서 다시 전송하기 때문에 데이터의 손실을 극복하는 데 도움이 된다. 모은 릴레이들로부터의 정보는 전체 네트워크 구조를 구축하는 데 (특히 원거리 릴레이가 직접 전송한 구조 데이터를 수신하지 못한 장치들에 의해)사용된다. 위에서 언급한 바와 같이, 각 제어 슬롯(14, 13, .... 0)과 R 슬롯은 동기화 정보도 들어 있다. 다양한 장치가 드리프트를 제거하기 위해 상기 제어 또는 R 슬롯 각각을 수신하여 그들의 동기화를 수정한다.

L 로 표시된 프레임들은 리더 메시지이다. 좀 더 구체적으로, 다른 것들보다도, 네트워크 구조를 배포시키고, 데이터의 충돌을 해결하기 위해(즉, 2 이상의 장치에 의한 하나의 동일한 데이터 슬롯 D 로의 음성 데이터의 도입 등), 상기 메시지들이 이용된다. 상기 R 및 제어 슬롯에 공통적으로, L 메시지들도 동기화 정보를 포함할 수 있다.

D로 표시된 슬롯은 보코더(14)에 의해 (압축 후) 도입되는 음성 데이터를 포함한다. 도시된 바와 같이, 5개의 연속적인 D 슬롯의 각 그룹 내에서, 첫 번째 슬롯은 밝은 배경을 가지며, 다음 4개 슬롯들은 어두운 배경을 갖는다. 바람직하게는, 밝은 배경을 갖는 슬롯들만이 개시자(initiator)의 음성 데이터로 사용되는 반면, 4개의 후속하는 데이터 슬롯들(즉, 어두운 배경을 갖는 슬롯)은 릴레이에 의해 데이터를 재전송하는 데 이용된다. 이는, 음성 데이터가 하나 이상의 릴레이 장치를 통해 지나야 하는, 즉, "홉핑(hopping)"으로 전송되는, 원거리의 장치들로 음성 데이터가 적절히 전파되는 것을 보정하기 위해 수행된다. 따라서 각 프레임 내에서 사용되는 D 슬롯은 6개뿐이다. 앞서 언급 한 바와 같이, 상기 6 개의 슬롯은 동시 회의 컨퍼런스 회의(conference discussion)를 수행하기 위해 최대 4 개의 장치에 의해 사용될 수 있다. 음성 데이터의 도입을 필요로 할 때, 상기 장치는 프레임 내의 이용 가능한 개시자(initiator) D 슬롯 중 하나를 무작위로 선택한다. 두 개의 장치가 동일한 슬롯을 동시에 선택하는 경우, 리더 장치는, 충돌하는 장치 중 하나에 대상 슬롯(subject slot)을 할당하거나 (다른 장치를 거부하고 후자가 다른 슬롯을 선택하도록 요구하거나), 상기 장치들 중 어느 하나에 의해 이러한 슬롯의 이용을 거부하여 충돌함으로써, 상기 충돌을 해결한다. 어느 경우든, 각 프레임의 30ms 동안, 각 장치는 D 슬롯 내에 포함된 각각의 데이터를 누적하고, 이들을 디코딩 및 혼합하여, 스피커(17)를 통해 데이터를 사용자에게 재생한다.

요약하면, 마이크(15)에 말을 하면, 시스템은 A/D 유닛(미도시)에 의해 음성을 디지털 신호로 변환하고, 스피치(speech)의 전송이 시작되었다는 사실을 인지하면서 스피치는 전송되어 보코더(14)로 보내지고, 보코더(14)는 디지털 신호를 압축하고 압축된 데이터를 각각의 D 슬롯으로 공급한다.

오토바이 장치에서 사용될 때, 본 발명은 한 명의 라이더가 말(스피치;speech)을 시작할 때, 상기 선택적인 VAD(voice activation detector; 19)는 음성의 존재를 검출하고 보코더(14)가 압축 및 저장을 시작한다고 규명한다. 그러면 프로세싱 유닛은 6개의 이용 가능한 슬롯들로부터 이용 가능한 데이터 슬롯을 식별하려고 시도한다. 이것은 프로세싱 유닛들이 이전의 통신을 지속적으로(permanently) 모니터링 한다는 사실 때문에 다소 매끄러운 방식이 가능해진다. 그 다음, 장치(10)는, 이 장치로부터의 스피치가 계속되는 한 이 장치를 위해 유지되는, 제1 사용가능한 슬롯 내에서 압축된 음성을 전송한다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 MANET은 "싱크로나이저" 장치의 정의를 더 포함한다. 싱크로나이저 장치는, 하드웨어, 프로세싱 및 신호 처리 지연을 극복하기 위해, 모든 MANET 참가 장치들 내에서의 TDMA 메시지와 동작을 동기화한다. 원격 장치들은 하나 이상의 릴레이 또는 인접 장치를 통해 각각 그들의 동기화를 수신한다. TDMA 동작을 적절하게 적응시키기 위해서는 네트워크 내의 각 장치가 동기화되어야 한다. 예를 들어, 각 장치에는 슬롯이 시작될 때 각 슬롯에 대해 멀티프레임 내의 슬롯 번호, 슬롯의 유형, 특정 데이터 슬롯이 쓰기 권한이 있는 슬롯인지 또는 단지 "청취(listen)" 권한만 있는지 등의 여부를 나타내는 정보가 저장된다. 본 발명에 따르면 주어진 시간에 오직 하나의 싱크로나이저 장치만 존재한다. 또한, 네트워크의 임의의 장치에서(특히 릴레이를 통해 동기화를 수신하는 장치) 동기화의 드리프트(drift)의 가능성을 제거하기 위해, 메인 동기화 메시지(S) 고속 전송으로 폭발적으로, 즉 각 TCMA 사이클 내에서 여러 번 전송된다. (이 고속 동기화 중에서 미세 조정 메시지는 각 제어 슬롯 및 각각의 R 슬롯 내에 포함된다.

활성화된 싱크로나이저 장치와의 100% 신뢰성 있는 통신은 항상 보장될 수 없기 때문에, 본 발명은 즉 각각의 장치가 현재의 싱크로나이저의 식별을 결정하기 위한 알고리즘을 포함하도록 함으로써, 이러한 불완전성을 해결하기 위한 수단을 이용한다. 현재의 싱크로나이저와 통신이 없어지면, 이 알고리즘은 새로운 싱크로나이저를 재할당하기 위해 각 장치에 적용된다. 따라서 새로운 싱크로나이저 장치는 각 프레임에서 한번 할당될 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 싱크로나이저 장치는 상항 가장 높은 일련번호를 갖는 활성화(액티브) 장치이다. 싱크로나이저 장치와의 통신이 끊어질 때마다, 각 장치는 인접 장치의 일련번호를 확인하고 이들 중 하나가 가장 높은 일련번호를 갖는 것으로 밝혀지면, 가장 큰 일련번호를 갖는 이 특정 장치가 싱크로나이저의 역할을 맡을 수 있는 후보가 된다. 하나 이상의 후보자데 관한 데이터는 네트워크 내에 전파되면서, 하나의 후보 장치가 남을 때까지 더 낮은 일련번호를 갖는 장치들을 제거해 가고, 상기 혼자 남은 후보 장치는 새로운 싱크로나이저 장치로 할당된다. 새로운 동기화 장치는 전이 시간 동안의 동기화 곤경을 최소화 하도록, 이전의 기존 동기화와 싱크로나이저로서의 그 기능을 시작한다. 또한, 임의의 새로운 장치가 활성 네트워크로 들어오면, 그 장치의 일련번호와 관련하여 확인 절차가 수행된다. 만일 그 장치의 일련번호가 현존하는 싱크로나이저 장치의 일련번호보다 더 낮으면 현재 싱크로나이저 장치는 유지된다. 그러나 새로 들어온 장치가 현재 싱크로나이저보다 더 높은 일련번호를 갖는다면, 이 장치는 현재 싱크로나이저와 동기화하고 이어 새로운 싱크로나이저 장치로서 동작을 할당한다. 이 기술은 싱크로나이저 교체의 과도 시간 동안 동기화 문제를 최소화하기 위해 사용된다. 싱크로나이저 장치를 일련번호가 가장 높은 장치에 지정하는 것은 하나의 편리한 예일 뿐이라는 것을 알아야 한다. 새로운 싱크로나이저 장치를 선택하기 위한 다른 알고리즘이 대안적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 동기화 데이터는 홉핑(hops)으로 (즉, 릴레이를 통해) 네트워크 내의 일부 장치로 선택적으로 전파될 수 있다. 도 1의 예로, 장치(40d)가 싱크로나이저라고 가정하면, 장치(40c)는 장치(40d)에 동기화되고, 장치(40c)는 그 자체 제어 슬롯 내에 동기화 데이터를 더 게시한다. 장치(40h)는 장치(40c)로부터 상기 메시지를 수신하고 장치(40d)를 싱크로나이저로 받아들인다. 이러한 방식으로 장치(40h)는 장치(40d)와 동기화된다.

상기 예는 TDMA 사이클(T)에 대해 150ms의 주기를 가정한다. 그러나 이 예는, 제한적인 것으로 간주되어서는 안 되며, 주기(지속 시간) T는, 네트워크의 능력을 빠른 변화 환경에 맞게 적응하고 조절할 수 있도록, 일반적으로 90ms에서 2초 사이에서 선택될 수 있다. 상술한 바와 같이, 리더와 릴레이에 관한 네트워크의 구조는 매 주기 T 마다 업데이트된다. 상기 각각의 업데이트에 이어서, 네트워크의 리더 L 및 릴레이 R 중 하나 이상이 대체될 수 있다. 더욱이, 싱크로나이저는 주기 T 보다 더 높은 비율로 (실제로는 프레임 내의 임의의 시간) 대체될 수 있다. 이러한 방식으로, 네트워크 구조 및 그 동작은 빠르게 변화하는 환경 (예를 들어, 그룹 내에서 그들의 위치를 변화시키며 끊임없이 움직이는 오토바이 운전자들에 의해 이용되는 다수의 장치들이 이용될 때, 이러한 환경이 존재한다)에 잘 적응할 수 있어, 참여자들 사이의 풀-듀플렉스, 컨퍼런스 콜 대화를 수행할 수 있다. 또한, 리더, 싱크로나이저, 및 릴레이를 재계산하기 위한 알고리즘이 분산되어 각 장치들에 존재하고 모든 네트워크 장치들이 실질적으로 동일한 데이터 세트에서 동작하여, 네트워크의 구조적인 면에서 네트워크의 유연성과 견고성을 높여주고, 실제로 네트워크는 특정 참여 장치의 존재 여부에 의존하지 않고, 임의의 네트워크 장치와의 어떤 통신의 손실도 완벽하게 극복할 수 있다는 사실에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 MANET의 반복된 업데이트는 음성 통신이 비활성인 때에도 이러한 업데이트가 수행되기 때문에 매우 중요하다. 이 사실은 음성 개시(initiation of voice) 시에 네트워크 구조가 최적화되어 풀-듀플렉스, 컨퍼런스 콜 요구사항을 충족할 준비가 되었음을 보증한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 장치는 상호접속 라우터로서 동작할 수 있다. 사용자가 MANET의 일부가 아닌 원격 사용자를 컨퍼런스 콜에 추가하고자 하는 경우, 그는 이러한 목적을 위해 자신의 IR 모듈을 사용할 수 있다(도 1 참조). 그러한 경우, 장치(40f)는 그 내부의 WAN/LAN 또는 셀룰러 모듈(22)을 이용하거나 (도 2 참조) 블루투스 모듈(21)을 통해 WAN/LAN 또는 셀룰러 모듈에 연결함으로써, 원격 장치(40j)와 연결한다. 원격 장치로부터의 오디오 입력은 VAD(19) 트리거링(triggering)과 유사한 데이터 전송을 위한 트리거(trigger)가 된다. 원격 장치(40j)의 사용자와 IR 장치(40f)의 사용자가 동시에 말을 하면, IR 장치(40f)는 두개의 음성 입력을 혼합한 다음 MANET 통신을 전송할 것이다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 장치에는 자동적으로 IR 역할이 할당될 수 있다. (예를 들어, 간섭 또는 임계 레벨 아래로 떨어지는 RSSI로 인해) 두 장치 사이의 MANET 연결이 끊어지는 경우, MANET 의 가장자리 장치는 (연결이 끊어진) 원격 장치와, 대안적인 WAN/LAN/셀룰러 통신을 통해, 재 연결할 수 있다. 이 절차는 네트워크 아키텍처를 재검토하고 업데이트하는 임계 값 및 타이머 세트를 사용하여 자동으로 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, 하나 이상의 WAN/LAN/셀룰러 장치들이 IR 장치로서 자동으로 할당될 수 있다. 유효 범위(coverage) 이유로 인해 WAN/LAN/셀룰러 연결이 끊어진 경우, 연결이 끊어진 장치들은 장치 중 하나를 IR로 보면서, MANET을 통해 WAN/LAN/셀룰러 네트워크에 다시 연결될 수 있다. 이 절차는 네트워크 아키텍처를 재검토하고 업데이트하는 임계 값 및 타이머 세트를 사용하여 자동으로 수행될 수 있다.

MANET 장치와 외부 네트워크 장치를 상호 연결하기 위한 위에서 설명한 모든 방법은 MANET과 외부 네트워크 각각 모두의 지리적 유효범위(coverage)를 확장할 수 있다.

상기 설명은 특히 음성(voice) 통신과 관련하여 제공되었다. 그러나 본 발명의 MANET은 또한 데이터 또는 영상(video) 통신을 위해 사용될 수 있음을 알아야 한다.

비록 다수의 라이더(riders)/사용자들로부터의 음성 데이터가 동시에 전송되지는 않지만, 각각의 장치는 그 각각의 슬롯 내에서 송신하고, 고속 전송, 네트워크 내의 데이터의 전파, 수신 장치에서의 전송된 데이터의 조합의 관점에서 풀 듀플렉스 경험이 유지된다.

본 발명의 몇 가지 실시예들이 예시적인 방법으로 설명되었지만, 본 발명은 본 발명의 사상을 벗어나거나 청구범위를 초과하지 않고, 당업자의 범위에서 다양한 환경 및 변형에 따라, 수많은 균등물 및 대안적인 해결책의 사용으로 실행될 수 있음이 명백할 것이다. 설명의 목적으로 본 발명은 끊임없이 움직이고 주체 그룹 내에서 그들 각각의 위치를 자유롭게 변화하기를 원하는, 예를 들어 건설 또는 석유 굴착 작업자, 야전 현장 직원, 보안 및 군인 등의, 많은 사용자들의 임의의 환경에서도 동일하게 유용하고 혁신적일 수 있다고 언급될 수 있다.

Claims

빠르게 변화하는 환경에서 동작하기 위한 모바일 ad-hoc(애드-혹) 음성 네트워크를 형성하는 방법은,
a. 복수개의 장치들에 그룹 ID와 상기 장치들 각각에 일련번호를 할당하는 단계;
b. 상기 장치들에,
i. TDMA 사이클 슬롯 내에서 각 네트워크 장치들에 의해 전송된 개별적인 인접 데이터들에 기초하여, 하나 이상의 릴레이(relay) 장치들의 판단을 포함하는, 네트워크의 구조를 계산하는 단계,
ii. 상기 네트워크의 리더(leader)를 계산하는 단계, 및
iii. 상기 네트워크에 대한 싱크로나이저(synchronizer)를 계산하는 단계
를 포함하는 알고리즘을 제공하는 단계;
c. 상기 TDMA 사이클의 슬롯 내에서 상기 각 장치들에 의해 상기 장치의 각 이웃들을 전송하는 단계;
d. 상기 싱크로나이저에 의해 상기 TDMA 사이클 슬롯들 내에서 상기 네트워크의 주기적인 동기화 데이터를 전송하고, 상기 동기화 데이터를 상기 네트워크의 모든 장치들에 전파하는 단계;
e. 상기 TDMA 사이클 각각이 완료될 때, 네트워크의 구조, 네트워크의 릴레이(relay) 및 상기 네트워크의 리더를 결정하고 가능하면 업데이트하기 위해, 상기 장치들 각각에 의해 상기 알고리즘을 적용하는 단계;
f. 상기 TDMA 사이클 주기 내에서, 상기 동기화 데이터에 기초하여 상기 장치들 각각을 동기화 하고, 상기 싱크로나이저가 누락되었다고 판단되면, 각 장치에 의해 상기 시스템의 새로운 싱크로나이저를 결정하는 단계; 및
g. 상기 네트워크의 장치들에 의해 복수의 상기 TDMA 슬롯 내에서 음성 데이터를 디지털 형태로 전송하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 사이클 주기는 90ms 내지 2초 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 슬롯 내에서 도입되는 음성 데이터는 보코더(vocoder)에 의해 각각의 장치 내에서 압축되는 음성 데이터이며, 상기 음성 데이터는 상기 TDMA 슬롯들 각각 내에서 최대 4개의 장치들 중 임의의 장치에 의해 동시에 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서,
각 장치 내의 디코더는 상기 압축된 음성을 디코딩하여 각각의 스피커를 통해 사용자에게 소리 내어 들려주는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 음성 데이터는 상기 TDMA 슬롯에 의해 상기 네트워크 내의 모든 장치들로 전파되며, 가능하게는 하나 이상의 상기 릴레이 장치들에 의해 전파되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 인접 데이터는 각 상기 TDMA 사이클 내에서 소정의 제어 슬롯 내에서 그리고 릴레이 슬롯 내에서 전파되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 싱크로나이저로부터의 상기 동기화 데이터는 소정의 동기화 슬롯 내에서 전파되며, 상기 슬롯 각각은 각 프레임 내에 위치하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
누락된 싱크로나이저의 결정 시, 각 장치는 새롭게 결정된 싱크로나이저가 나머지 장치들 중에서 가장 높은 일련번호를 갖는 장치이도록 새로운 싱크로나이저를 결정하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 7 항에 있어서,
배포된 추가적인 동기화 데이터는 TDMA 사이클에서 각 제어 슬롯에서 각각의 장치에 제공되며, 상기 네트워크의 장치들은 상기 추가적인 동기화 데이터를 이용하여 그들 자신의 동기화를 동기화하고 미세 조정을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 리더는 상기 네트워크의 중심에 있고, 이에 따라 최적으로 네트워크 아키텍처를 전파하고 충돌 해결을 위해 이용되는 장치인 것으로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
둘 이상의 장치들이 리더로서 기능하도록 동등하게 자격이 부여되는 것으로 결정되면, 그들 중 소정 기준을 만족시키는 어느 하나가 리더로서 기능하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 10 항에 있어서,
상기 기준은 리더로서 기능하도록 동등하게 자격이 부여된 장치들 중에서 가장 큰 일련번호를 갖는 장치가 리더로 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 오토바이 운전자를 위한 모바일 ad-hoc 음성 네트워크 내에서 사용되며, 각 장치는 사용자에 의해 음성 개시(voice initiation)를 결정하기 위한 VAD(voice activation detector; 음성 활성화 검출기)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 방법은 각 장치에 그룹 ID 및 장치 일련번호를 할당하는 헤드 장치를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 ad-hoc 음성 네트워크 내의 하나 이상의 참가자 장치는 상기 ad-hoc 네트워크 내의 장치들과 외부 네트워크의 원격 장치들 사이의 상호 연결을 위한 LAN/WAN/셀룰러 모듈을 사용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상호 연결을 위한 목적으로 그들의 LAN/WAN/셀룰러 모듈을 이용하는 상기 하나 이상의 장치들은 상기 작업을 수행하도록 수동으로 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상호 연결을 위한 목적으로 그들의 LAN/WAN/셀룰러 모듈을 이용하는 상기 하나 이상의 장치들은 상기 ad-hoc 네트워크의 동작 동안 상기 작업을 수행하도록 자동적으로 그리고 동적으로 할당되는 것을 특징으로 하는 방법.