KR20190017906A

KR20190017906A - 방향성 송신들을 가지는 무선 네트워크들에서의 데이터 패킷들의 라우팅

Info

Publication number: KR20190017906A
Application number: KR1020197000595A
Authority: KR
Inventors: 라미 압둘라; 가즈유키 사코다
Original assignee: 소니 주식회사
Priority date: 2016-07-16
Filing date: 2017-07-06
Publication date: 2019-02-20
Also published as: JP2019526212A; WO2018017333A1; US20200107240A1; JP6730698B2; US20180020389A1; EP3466158B1; CN109417745B; US10524183B2; CN109417745A; US10194369B2; EP3466158A1; US20190200272A1; KR102139017B1; US11076335B2

Abstract

방향성 송신 능력들을 가지는 무선 네트워크 내의 라우팅 프로토콜을 통해 통신하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 신뢰 가능한 피어 스테이션들은 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백 메트릭들을 사용하여 식별된다. 라우팅 발견 메시지들은 신뢰 가능한 피어 스테이션들에게 유니캐스트에 의해 송신되고, 인접지 발견 목록들은 유니캐스트 모드로 피어 스테이션들 사이에 보급된다. 위의 정보로부터, 라우팅 테이블들은 소스와 목적지 스테이션 사이의 최적의 라우팅으로 구성되고, 메시지들은 상기 라우팅 테이블을 사용하여 소스 피어 스테이션으로부터, 중간 피어 스테이션들을 통해, 목적지 피어 스테이션에 라우팅될 수 있다. 추가적으로, 단순화된 2-홉 라우팅 장치 및 방법을 포함하여, 다른 실시예들이 설명된다.

Description

방향성 송신들을 가지는 무선 네트워크들에서의 데이터 패킷들의 라우팅

관련 출원들의 상호 참조

해당 없음

연방제로 후원되는 연구 또는 개발에 관한 기재

해당 없음

컴퓨터 프로그램 부록의 참조에 의한 통합

해당 없음

저작권 보호를 위한 내용의 고지

본 특허 문서의 내용의 일부는 미국 및 다른 국가들의 저작권 법들에 따른 저작권 보호 대상이다. 저작권 권리들의 소유자는 미국 특허청에서 공개되는 파일 또는 기록들에 나타나는 바와 같이, 특허 문서 또는 특허 개시의 모든 사람에 의한 복사에 대해서 이의가 없지만, 그렇지 않으면 모든 저작권 권리들을 소유한다. 저작권 소유자는 이로써, 37 C.F.R. § 1.14에 따른 권리들을 제한 없이 포함하여, 본 특허 문서를 기밀로 유지할 권리들 중 어느 것도 포기하지 않는다.

기술분야

본 개시의 기술은 일반적으로 무선 네트워킹에 관련된 것이고, 더 구체적으로는 빔 형성 통신들을 가지는 무선 네트워크에서의 사용을 위한 라우팅 장치 및 방법에 관련된 것이다.

분산형 네트워크들에서의 통신을 최대화할 필요성이 있으므로, 최적의 메시지 라우팅 경로들을 결정하기 위한 효율적인 수단이 요구되어 왔다.

분산형 네트워크들, 예를 들어 애드-혹 또는 메쉬 네트워크들에서, 데이터는 중간 릴레이들을 통해 다중 홉들에서 소스 STA로부터 목적지 STA까지 라우팅된다. 라우팅은 소스 STA로부터 목적지 STA까지, 네트워크 상의 임의의 두 STA들 사이의 루트들을 선택할 수 있게 하는 정보를 보급하는 것과 같이, 네트워크에서의 최적의 루트들(경로들)을 선택하는 프로세스이다. 라우팅 프로토콜은 특정 메트릭들을 통한 경로 선택을 위한 방법들을 포함한다. 매우 다양한 라우팅 프로토콜들이 상이한 네트워크 토폴로지들, 네트워크 역학, 방법들의 복잡성 등에 대처하기 위해 개발되어 왔다.

밀리미터-웨이브(mmWave) 통신들의 링크 버짓들은 높은 자유 공간 경로 손실(FSPL), 큰 O₂/H₂O 흡수, 및 객체들에 의한 큰 폐색으로 인하여 열악하다. 빔 형성이라고도 알려진 고도의 방향성(지향성) 통신들의 사용은 요구되는 라디오 방향을 향하여 송신을 조향하기 위해 다수의 안테나들(예를 들어, 안테나 어레이)의 이점을 취한다. 빔 형성은 링크 버짓 제한들을 극복하기 위해 이용된다.

하지만, 멀티캐스팅에 크게 의존하는 신기술의 라우팅은 이들 mmWave 무선 네트워크들에서 의도되는 바와 같이 기능하지 않을 것이다. mmWave 네트워크들에서의 빔 형성은 현재 무선 디바이스에 의해 송신되는 신호가 다른 단일 디바이스에 대해서만 의도되도록 요구한다. 따라서, 2.4/5GHz에서의 WLAN과 같은, 널리 보급된 무선 네트워크들에서의 정보의 멀티캐스팅 또는 브로드캐스팅을 위한 현재의 방식들은 mmWave 무선 시스템들에서 직접적으로 사용될 수 없다.

그러므로, 다수의 STA들을 통해 데이터 패킷들의 방향성 포워딩을 효과적으로 허용하면서 목적지에의 라우팅 경로를 발견하기 위한 방법들에 대한 필요성이 존재한다. 본 개시는 추가적인 무선 네트워킹의 이점들을 제공하면서, 이들 필요성들을 충족한다.

방향성 송신들을 위해 조정되는 라우팅 프로토콜들을 수행하기 위해 무선 네트워크들 상에서 사용하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 이들 프로토콜들의 일반적인 요소들은 이하와 같다. (a) 신뢰 가능한 피어 STA들을 식별하고 순위를 매기기 위해 빔 형성 트레이닝 피드백 메트릭들을 사용. (b) 신뢰 가능한 피어들에 유니캐스트 모드로 라우팅 요청들을 송신. (c) 유니캐스트 송신에서 STA들 사이의 인접지 발견 목록들(neighborhood discovery lists)의 보급. (d) 집계된 이웃 목록들을 사용하여 소스와 목적지 사이의 최적의 루트들을 추출(결정/추정)하는 라우팅 테이블들의 구성. (e) 특정 순서로 라우팅 요청들을 송신하기 위해 BF 트레이닝 피드백에 기반한 링크들의 순위의 사용.

다수의 용어들이 개시에서 이용되고, 그 의미들은 일반적으로 이하에서 설명되는 바와 같이 이용된다.

AODV: 애드-혹 주문형 거리 벡터(Ad-hoc On-Demand Distance Vector)는 애드-혹 무선 네트워크들에서의 데이터 패킷들을 위한 라우팅 프로토콜이다.

빔 형성(Beamforming(BF)): 전 방향성 안테나 패턴 또는 준-전 방향성 안테나 패턴을 사용하지 않는 방향성 송신. 이것은 의도되는 수신기에서 수신되는 신호 전력 또는 신호 대 잡음비(SNR)를 개선하기 위해 송신기에서 사용된다.

멀티-캐스트(Multi-cast): 네트워킹에서, 이는 정보가 목적지 STA들의 그룹에 동시에 주소 지정되는, 물리적 계층 이상의 계층들에서 구현되는 일대다 형식의 그룹 통신이다.

NL: 이웃 목록(Neighbor List)은 주어진 STA와 BF 트레이닝 또는 "Hello" 메시지들을 교환한, 그 주어진 STA에 대한 이웃 STA 링크들의 목록이다.

전 방향성(Omni directional): 송신의 비-방향성 안테나 모드.

준-전 방향성(Quasi-omni directional): 가장 넓은 빔폭에 도달할 수 있는 방향성 멀티-기가비트(DMG) 안테나 동작 모드.

RREQ: 라우팅 요청(Routing Request)은 소스 STA와 목적지 STA 사이의 경로를 발견하기 위해 데이터 라우팅 프로토콜들에서 사용되는 패킷이다.

RREP: 라우팅 응답(Routing Reply)은 라우팅 프로토콜들에서 RREQ에 응답하여 송신되는 패킷이다. 소스 STA에 의한 RREP의 수신시, 이것은 데이터 패킷들의 송신을 시작할 수 있다.

수신 섹터 스위프(Receive sector sweep(RXSS)): 연속적인 수신들 사이에서 스위프가 수행되는 상이한 섹터들을 통한(경유한) 섹터 스위프(SSW) 프레임들의 수신.

RSSI: 수신 신호 강도 표시자(receive signal strength indicator)(dBm 단위).

섹터-레벨 스위프(SLS) 단계(Sector-level sweep(SLS) phase): 네 개의 컴포넌트들을 포함할 수 있는 BF 트레이닝 단계: (1) 개시자를 트레이닝하기 위한 개시자 섹터 스위프(ISS), (2) 응답자 링크를 트레이닝하기 위한 응답자 섹터 스위프(RSS), (3) SSW 피드백, 및 (4) SSW ACK.

SNR: 수신 신호 대 잡음비(signal-to-noise ratio)(dB 단위). 신호 무결성을 결정하는 다른 유사한 메커니즘들은 SNR과 누적으로 및/또는 동의어로 간주되고, 따라서 본 명세서에서 별도로 설명되지 않는다.

STA: 스테이션(Station): 무선 매체(WM)에 대한 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리적 계층(PHY) 인터페이스의 단일 주소 지정 가능한 인스턴스인 논리적 엔티티.

유니캐스트(Unicast): 네트워킹에서, 유니캐스트는 두 STA들 사이의 일대일 통신 연결이다.

본 명세서에서 설명되는 기술의 추가적인 양상들은 명세서의 이하의 부분들에서 밝혀질 것이고, 상세한 설명은 기술의 선호되는 실시예들을 그것에 대해 제한들을 두지 않고 완전히 개시하기 위한 것이다.

본 명세서에서 설명되는 기술은, 오직 예시의 목적들을 위한 이하의 도면들을 참조함으로써 더 완전히 이해될 것이다:
도 1은 신기술의 라우팅 프로토콜들, 예를 들어 AODV 프로토콜에서 이용되는 라우팅 요청(RREQ)에 대한 데이터 필드 포맷이다.
도 2는 신기술의 라우팅 프로토콜들, 예를 들어 AODV 프로토콜에서 이용되는 라우팅 응답들(RREP)에 대한 데이터 필드 포맷이다.
도 3은 본 개시에 따른 실시예들을 논의할 때의 예시로서 예시적인 네트워크의 라디오 노드 도면이다.
도 4는 도 3에 도시되는 예시적인 라디오 노드 도면에 대한 라우팅 경로도이다.
도 5는 본 개시의 실시예에 따른 이웃 목록에 대한 데이터 베이스 기록의 예시이다.
도 6은 본 개시의 실시예에 따른 소스로부터 목적지에의 루트를 형성하는 선제적 및 반응적 단계들의 메시지 패싱도이다.
도 7은 송신기(STA 1)와 응답자(STA 2) 사이의 빔 형성 트레이닝에서의 섹터 레벨 스위프(SLS)의 에어타임도이다.
도 8a 및 도 8b는 802.11ad 규격들에서 이용되는 바와 같이, SSW 피드백 필드 내의 비트들을 상술하는 도 8b와 함께, 도 8a에서의 SSW 피드백 프레임의 데이터 필드 포맷들이다.
도 9는 본 개시의 실시예에 따라 스테이션이 이웃 목록(NL) 데이터 베이스 내에 링크 신뢰성 정보를 기록하는 것의 흐름도이다.
도 10은 본 개시의 실시예에 따라 스테이션이 자신의 NL 데이터 베이스에 이웃 목록(NL) 정보를 기록하는 것의 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 실시예에 따라 스테이션이 자신의 신뢰 가능한 이웃 STA들에 이웃 목록(NL) 정보를 주기적으로 송신하는 것의 흐름도이다.
도 12는 본 개시의 실시예에 따라 신뢰 가능한 피어 스테이션들을 결정하는 것의 흐름도이다.
도 13은 본 개시의 실시예에 따라 N 개의 피어 스테이션들의 링크들에 순위를 매기는 것의 흐름도이다.
도 14는 본 개시의 실시예에 따른 이웃 링크(NL) 정보 요소(IE)에 대한 데이터 필드 포맷이다.
도 15a 및 도 15b는 본 개시의 실시예에 따라 송신 및 수신을 위해 라우팅 요청들(RREQ들)을 처리하는 것의 흐름도들이다.
도 16은 본 개시의 실시예에 따라 라우팅 요청(RREQ)을 전파하는 것의 흐름도이다.
도 17은 본 개시의 실시예에 따른 다음 홉 라우팅 경로 결정의 흐름도이다.
도 18은 본 개시의 실시예에 따른 수신자 스테이션에 대한 라우팅 응답(RREP)의 흐름도이다.
도 19는 본 개시의 실시예에 따라 이웃 스테이션들에 라우팅 요청들을 시그널링하는 메시지 패싱도이다.
도 20은 본 개시의 실시예에 따라 소스 스테이션이 유니캐스트-기반의 라우팅 요청들을 보내는 것의 흐름도이다.
도 21은 본 개시의 실시예에 따른 수신자 스테이션에 대한 단순화된 라우팅-요청 처리의 흐름도이다.
도 22는 본 개시의 실시예에 따른 단일-입력-단일-출력(SISO) 스테이션(STA) 하드웨어에 대한 블록도이다.
도 23은 본 개시의 실시예에 따른 다중-입력-다중-출력(MIMO) 스테이션(STA) 하드웨어에 대한 블록도이다.

1. 신기술의 AODV 라우팅 및 경로 발견.

본 섹션은 주문형 거리 벡터(AODV) 라우팅의 개관을 제공한다.

많은 라우팅 방법들이 문헌에서 설명된다. 보다 현저한 라우팅 프로토콜들 중 하나는 애드-혹 주문형 거리 벡터(AODV) 라우팅이다. 이 프로토콜은 저전력 무선 개인 네트워크들(WPAN)의 라우팅을 위해 ZigBee 표준에 의해 채택되었다.

AODV의 주요 컴포넌트들은: (a) 인접지 발견, 및 (b) 경로 발견이다. AODV는 모든 STA들로부터 라우팅 정보의 주기적인 광고를 요구하지 않고, 그에 의해 경로 발견에 요구되는 오버헤드가 제한된다. 하지만, 그것의 이름으로부터 명확해지는 바와 같이, AODV는 목적지 STA에 송신될 필요가 있는 패킷들에 의해 트리거되는 "주문형" 라우팅에 의존한다.

AODV의 코어에는 경로 발견 메커니즘이 있다. 경로 발견은 소스 STA가 라우팅 정보를 가지지 않는 다른 STA와 통신하는 것을 필요로 할 때마다 트리거된다.

경로 발견의 단순화된 단계들은 이하와 같다. (1) 소스 STA는 자신의 이웃들에게 라우팅 요청들(RREQ)을 브로드캐스팅한다. (2) RREQ를 듣는 각각의 이웃은 RREQ에 동의하고 루트 응답(RREP)을 되돌려 보내거나, RREQ 메트릭을 변경한 후 자기 자신의 이웃들에게 RREQ를 다시 브로드캐스팅한다. (3) 결국, RREQ는 목적지 STA에 도달할 것이다. 목적지 STA는 자신이 그로부터 RREQ를 수신한 자신의 이웃들에게 RREP를 다시 유니캐스팅한다. (4) RREP를 수신하는 각각의 STA는 자신이 그로부터 RREP를 수신한 STA에 대해 순방향 포인터를 설정한다. 이것은 소스를 향하여 RREP를 전파한다. (5) 소스 STA는 제1 RREP의 도달시, 데이터 송신을 시작한다. 더 적합한 루트를 학습하면, 이것은 라우팅 정보를 추후에 업데이트할 수 있다.

도 1 및 도 2는 이들 현재 시스템들에서의 라우팅 요청들(RREQ) 및 라우팅 응답들(RREP)에 대한 데이터 포맷을 도시한다. 도 1에서, 이하의 필드들을 포함하는 RREQ 메시지가 도시된다. 프레임 제어는 프레임의 유형, 전력 관리 정보, 및 재시도되는 프레임에 대한 정보를 포함하는 필드이다. 지속 시간은 마이크로 초 단위로 프레임의 지속 시간을 표시한다. RA 필드는 이웃 STA인 의도되는 수신자 스테이션(STA)을 식별하는 MAC 주소이다. 이 경우에, RA는 유니캐스트 이웃 STA 주소로 설정된다. TA 필드는 이 프레임을 송신하고 있는 STA를 식별하는 MAC 송신기 주소이다. RREQ IE는 이하의 서브필드들을 포함하는 라우팅 요청(RREQ) 정보 요소(IE)이다: (a) 소스(발원지) STA 주소, (b) 소스 시퀀스 번호, (c) 브로드캐스트 ID, (d) 목적지(최종) STA 주소, (e) 목적지 시퀀스 번호, (f) 메트릭(예를 들어, 홉 카운트 또는 에어타임). FCS 필드는 프레임 콘텐츠들의 수신을 확인하는 프레임 체크 시퀀스이다.

도 2에서, 라우팅 응답(RREP) 메시지는 이하의 필드들을 포함한다. 프레임 제어는 프레임의 유형, 전력 관리 정보, 재시도되는 프레임 등에 대한 정보를 포함하는 필드이다. 지속 시간은 마이크로 초 단위로 프레임의 지속 시간을 표시한다. RA 필드는 이웃 STA인 의도되는 수신자 스테이션(STA)을 식별하는 MAC 주소이다. 이 경우에, RA는 유니캐스트 이웃 STA 주소로 설정된다. TA 필드는 이 프레임을 송신하고 있는 STA를 식별하는 MAC 송신기 주소이다. 라우팅 응답(RREP) 정보 요소(IE)는 이하의 서브필드들을 포함하는 정보 요소이다: (a) 소스(발원지) STA 주소, (b) 목적지(최종) 주소, (c) 목적지 시퀀스 번호, (d) 수명, (e) 메트릭(예를 들어, 홉 카운트 또는 에어타임). FCS 필드는 프레임 콘텐츠들의 수신을 확인하는 프레임 체크 시퀀스이다.

이하는 RREQ IE 및 RREP IE 필드들의 서브필드들에 관한 것이다. 브로드캐스트 ID는 소스가 새로운 RREQ를 발행할 때마다 증가되는 카운터이다. 따라서, 이 서브필드는 소스 STA로부터의 특정 RREQ를 고유하게 식별한다. 소스(목적지) 시퀀스 번호는 소스(목적지)에의 역방향(순방향) 루트에 대한 신선도 정보를 유지하기 위해 사용되는 카운터이다. 홉 카운트 메트릭은 RREQ가 STA에 의해 그것의 이웃 STA들에게 브로드캐스팅될 때마다 증가된다. 수명은 RREP를 수신하는 노드들이 루트가 유효한 것으로 고려하는 것에 대한 시간이다.

인접지 발견, 또는 로컬 연결 관리는 애드-혹 및 메쉬 네트워크들에서 라우팅하기 위한 근본적인 프로세스이다. 이것은 STA들이 그들의 "인접지"라고도 언급되는 그들의 연결 범위 내에 있는 노드들을 인지하도록 허용하는 것을 초래하는 선제적 라우팅 단계이다. 네트워크 STA들은 두 가지 방법들로 그들의 인접지들을 학습한다. (1) 인접지는 STA가 이웃으로부터 브로드캐스트를 수신할 때마다 학습되고, STA는 이 이웃을 포함할 것을 보장하기 위해 자신의 "인접지 목록"(NL)을 업데이트한다. (2) 그렇지 않으면, STA는 자신의 이웃들에게 STA의 신원을 포함하는 헬로우 메시지를 주기적으로 브로드캐스팅한다. 일부 구현들에서, 각각의 STA는 또한 자신의 인접지 목록으로부터의 정보의 일부를 브로드캐스팅한다. STA들은 라우팅 테이블을 유지하기 위해 NL의 지식 및 RREQ 및 RREP로부터의 정보를 집계한다. 제한이 아닌 예시로서, 각각의 루트 테이블은: 목적지, 다음 홉, 메트릭, 이 루트에 대한 활성 이웃들 및 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간에 대한 정보를 포함할 수 있다.

2. 본 개시의 소개.

2.1 유니캐스트 라우팅 요청들의 처리.

방향성 송신들을 가지는 메쉬 네트워크에서의 라우팅 데이터의 요소들은: (1) 유니캐스트 라우팅 요청(RREQ), (2) 라우팅 응답(RREP), 및 이웃 목록(NL)이다.

신기술의 라우팅 프로토콜들의 브로드캐스트/멀티캐스트 RREQ와는 다르게, 유니캐스트 RREQ에서, RREQ는 한 번에 하나의 STA를 향한다. 이것은 BF 트레이닝이 네트워크 STA들 사이에 설정되었다고 가정되는 경우에 빔 형성과 함께 송신된다. 호환성을 위해, RREP는 신기술의 프로토콜들에서 이용되는 것과 동일할 수 있다. 이웃 목록(NL)은 모든 STA들이 자신의 이웃들과 공유하는 이웃 STA들의 목록이다.

2.2 이웃 목록 안내를 통한 유니캐스트 라우팅 요청들.

메쉬 네트워크 형성은 선제적 및 반응적 단계들 둘 다를 따른다. 선제적 단계들에서, 주기 타이머의 만료시, 각각의 STA는 빔 형성 송신들과 함께 순차적으로 자신의 피어들에 이웃 목록(NL) 정보를 송신한다. 송신되는 목록은 이 프레임을 송신하는 STA에 대해 신뢰 가능한 피어 STA들만을 포함한다. 신뢰 가능한 피어들은 스테이션들 사이에서 발생되었다고 가정되는 BF 트레이닝으로부터 결정될 수 있는 STA들이다.

도 3은 STA들(A-F)의 그룹이 동일한 인접지 내에 있는 예시적인 애드-혹 무선 네트워크를 도시한다. 이하의 섹션에서, 이 경우에 STA A가 소스인 한편, STA E는 목적지이고, STA들 B, C, 및 D는 잠재적인 릴레이 STA들인 것을 고려하여, 반응적 라우팅의 예시들이 설명된다. 각각의 STA의 NL에 기반하여 소스 STA로부터 목적지 STA에 RREQ를 전파하는 단계들은: (i) A에서 C 및 A에서 B; (ii) B에서 C 및 B에서 D; (iii) C에서 D, C에서 E, 및 D에서 E이다. 목적지와 반대 방향인 STA F는 목적지에의 이들 라우팅 경로들에 나타나지 않는다는 것에 유의해야 할 것이다.

도 4는 도 3에 도시되는 애드-혹 무선 네트워크에 대한 라우팅 경로도이다. 이하는 도면에서 화살표 경로들에 의해 도시되는 RREQ 및 RREP의 완전한 전파 후의 결과로서의 라우팅 경로들의 비-포괄적인 목록이다. (a) A→C→E; (b) A→C→D→E; (c) A→B→D→E; (d) A→B→C→E.

소스 STA는 목적지 STA에 데이터를 송신하기 위해 단일 루트, 예를 들어, (a) A→C→E를 선택하는 RREQ 및 RREP에서 특정되는 메트릭에 기반한다. 도면의 각각의 노드(STA)에서, 이웃들이 도시되는데, 예를 들어, 도시되는 바와 같이 STA E에서의 이웃들은 STA C 및 STAT D(N(C,D))이고, STA C의 이웃들은 A, B, D, 및 E 등이다.

도 5는 실례로서 STA 1, STA 2, 내지 STA N으로 나타내어지는 다수의 스테이션들에 대해 저장되는 정보 기록 엔트리들을 도시하는 예시적인 이웃 목록 데이터 베이스를 도시한다. 제한이 아닌 예시로서, 각각의 스테이션 엔트리에 대해 저장되는 데이터는 링크 품질(예를 들어, SNR), BLMT, 최종 BF 트레이닝 시간, 신뢰 가능한 피어 STA들의 ID들(예를 들어, ID 1, ID 2,,, ID N)을 포함하여 도시된다.

도 6은 소스 STA(즉, STA A)로부터 목적지 STA(즉, STA E)에의 루트를 형성하는 예시적인 시그널링 시퀀스를 도시한다. 각각의 예시적인 STA들(A 내지 F)은 차트의 상단을 따라 도시되는데, 차트의 상단 부분은 이웃 발견 단계의 선제적 단계를 도시하는 한편, 반응적 단계들은 테이블의 하단 부분에 도시된다. 이 예시에서, 선제적 단계는 주기적인 타이머 만료에 응답하여 입력되는 것으로 도시된다. 타이머는 STA 내부의 프로세서를 통하는 것과 같이 STA 내에서 실행되어, 시간 구동 이벤트들을 결정하고 타이머가 만료(점화)할 때 처리 이벤트를 개시한다. 타이머는 시그널링의 선제적 단계를 킥(kick)하기 위해 주기적으로 점화하도록 프로그래밍된다. 선제적 단계 동안, 각각의 STA는 신뢰 가능한 피어 STA에 이웃 목록(NL)을 전달하는 것으로 도시된다. 이 예시적인 경우에서, 다른 STA들은 신뢰 가능한 피어 STA들이 아니므로, STA F는 STA A와만 통신한다는 것을 알 것이다.

차트의 중앙을 참조하면, 데이터 패킷은 STA E를 목적지로 하는 소스 STA(STA A)에서 이용 가능하고, STA A가 STA B 및 STA C에 라우팅 요청(RREQ)을 보냄으로써 반응적 단계가 시작된다. 다음으로, STA B는 STA C 및 STA D 각각에 라우팅 요청들(RREQ)을 보내고, STA C는 STA D 및 STA E 각각에 라우팅 요청들(RREQ)을 보낸다. STA D에 의해 라우팅 요청이 수신될 때, STA E에 라우팅 요청을 보내는 것이 도시된다.

2.3 신뢰 가능한 피어 스테이션들에 대한 결정들.

방향성 송신을 가지는 무선 네트워크들 내의 라우팅 프로토콜들의 고유 양상은 어느 이웃 STA들이 신뢰 가능한지 결정하여 RREQ가 그들에게 포워딩되게 하기 위해 BF 트레이닝 정보에 의존하는 것이다. 이것은 이전의 연구로부터 본 개시를 구별하는 중요한 요소들 중 하나이다.

신뢰 가능한 피어 STA들에 대해 결정할 때, 대역폭 이용과 목적지에의 라우팅 경로 형성의 확률 사이에는 트레이드-오프(trade-off)가 있다. 느슨한 신뢰성 조건의 사용은 다수의 STA들에 RREQ를 포워딩 가능하게 하고, 따라서 목적지 STA에의 루트 형성의 확률을 증가시킨다. 하지만, 보다 엄격한 신뢰성 조건의 사용은 STA들의 선택을 제한하여, 목적지 STA에의 루트 형성에서의 오버헤드, 및 자신의 대역폭 이용을 감소시킨다.

도 7은 제1 스테이션(STA 1)과 제2 스테이션(STA 2) 사이의 섹터 레벨 스위프(SLS) 빔 형성(BF) 트레이닝 프로토콜을 도시한다. 송신 섹터 스위프(TXSS)는 개시자 섹터 스위프로서 제1 스테이션(STA 1)에 대해 도시되고, 다른 스테이션(STA 2)은 자기 자신의 TXSS로 응답한다. 다음으로, STA 1은 SSW 피드백을 생성하고, STA 2는 ACK로 응답한다. 송신 섹터 스위프 내의 각각의 패킷은 카운트다운 표시(CDOWN), 섹터 ID, 및 안테나 ID를 포함한다. 최적의 섹터 ID 및 안테나 ID 정보는 섹터 스위프(SSW) 피드백 및 섹터 스위프(SSW) 확인 응답(ACK) 패킷들을 통해 피드백된다.

도 8a 및 도 8b는 SSW 피드백 프레임(도 8a) 및 SSW 피드백 프레임의 SSW 피드백 필드(도 8b)의 비트들을 도시한다. 도 8a는 802.11ad 표준에서의 섹터 스위프 피드백 프레임(SSW-피드백) 프레임에 대한 데이터 필드들을 도시한다. 지속 시간 필드는 SSW-피드백 프레임이 연관 빔 형성 트레이닝(A-BFT) 내에서 송신될 때 0으로 설정된다. 그렇지 않으면, 지속 시간 필드는 마이크로 초 단위로, 현재 할당의 종료까지의 시간으로 설정된다. RA 필드는 SW-피드백 프레임의 의도되는 목적지인 STA의 MAC 주소를 포함한다. TA 필드는 SSW-피드백 프레임을 송신하는 STA의 MAC 주소를 포함한다. SSW 피드백 필드는 아래에서 설명된다. BRP 요청 필드는 BRP 프로세스를 개시하기 위해 필요한 정보를 제공한다. 빔 형성 링크 유지 필드는 빔 링크 유지 시간의 값을 DMG STA에 제공한다. 빔 링크 유지 시간이 경과하면, 링크는 준-전 방향성 Rx 모드로 동작한다. 도 8b에서 섹터 선택, DMG 안테나 선택, SNR 보고, 폴 요구 플래그, 및 예약 비트들을 포함하는 SSW 피드백의 서브필드들이 도시된다.

BF 트레이닝의 섹터 스위프(SSW) 피드백 프레임으로부터의 두 개의 중요한 메트릭들은 피어 STA의 신뢰성에 대한 결정들을 내리기 위해 본 실시예에서 이용될 수 있다. 최적의 섹터 ID, 안테나 ID, SNR 및 빔 형성 링크 유지 시간 정보는 섹터 스위프(SSW) 피드백과 함께 피드백되고, 따라서 STA들은 BF 트레이닝 프로세스를 통해 방향성 송신에 관련되는 정보를 학습한다는 것에 유의해야 할 것이다.

도 8b에 도시되는 바와 같은 SNR 보고 필드 내의 SNR 값은 바로 앞의 섹터 스위프 동안 최적의 품질로 수신되었고 섹터 선택 필드에 표시되는 프레임으로부터의 SNR의 값으로 설정된다.

빔 형성 링크 유지 필드는 빔 링크 유지 시간(BLMT)의 값을 DMG STA에 제공한다. 빔 링크 유지 시간이 경과하면, 링크는 준-전 방향성 수신기 모드로 동작한다. STA는 SNR 및 BLMT를 특정한 값들과 비교하고, 링크 신뢰성을 평가할 때 이웃 STA 링크의 신뢰성을 결정할 수 있다.

도 9는 STA가 링크 신뢰성에 관련되는 정보를 자신의 NL 데이터 베이스 내에 기록하는 것의 예시적인 실시예(30)이다. 이 프로세스에서, STA들은 BF 트레이닝으로부터 얻어지는 링크 신뢰성 정보를 이웃 목록(NL)에 기록한다. 기록 프로세스는 BF 트레이닝의 완료마다 활성화된다. 블록(32)에서, 처리는 이웃 STA "m"과 함께 BF 트레이닝 완료에 도달하고, STA "m" 이웃 목록(NL) 엔트리는 데이터베이스로부터 검색된다(34). 결정은 결정 블록(36)에서 내려지는데, STA "m"이 NL 데이터베이스 내에 엔트리를 가지면, 판독(페치) 및 기록 프로세스가 뒤따른다. 엔트리가 없다면, 엔트리를 생성하기 위해 블록(38)이 실행된다. 그렇지 않으면, 즉 엔트리가 존재한다면, STA "m"에 대한 현재 데이터(본)가 기존 데이터(이전에 수집되는)와 비교된다(40). 기존 엔트리가 있다면, 링크 품질(예를 들어, SNR)은 NL 데이터 베이스 내의 값 및 신호 수신으로부터 유도되는 값 둘 다를 사용하여 계산되고, 따라서 링크 품질은 시간 변화를 고려한 값을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 링크 품질은 NL 데이터 베이스 내의 값과 신호 수신으로부터 유도되는 값의 가중 합을 채택함으로써, IIR(Infinite Impulse Response) 필터를 동작시키는 값으로 업데이트된다. 블록(42)에서, STA "m"에 대한 데이터는 링크 품질(예를 들어, SNR), BLMT, 및 최종 BF 트레이닝 시간과 같은 수신되는 정보로 업데이트/저장되고, 그 후 이 프로세스는 종료한다(44). 블록(34)은 NL 데이터베이스(35)로부터 정보를 수신한 한편, 블록(38 및 42)은 데이터로 NL 데이터베이스(35)를 업데이트한다는 것에 유의해야 할 것이다.

도 10은 STA가 자신의 NL 데이터 베이스 내에 이웃 목록(NL) 정보를 기록하는 것의 예시적인 실시예(50)이다. NL이 이웃 STA로부터 수신될 때, STA는 자신의 이웃 STA로부터 수신되는 이웃 목록 정보를 자신의 내부 NL에 기록한다. 블록(52)에서, NL은 이웃 STA "m"으로부터 수신되고, STA "m" NL 데이터베이스 엔트리는 NL 데이터베이스(55)로부터 검색된다(54). 데이터베이스에 STA "m"에 대한 NL 엔트리가 있는지에 대한 결정이 내려진다(56). 엔트리가 없다면, 이것은 블록(58)에서 생성되고, 그렇지 않으면 현재 엔트리(본)는 데이터베이스(이전에 수집되는) 내에 존재하는 엔트리와 비교된다. 전술한 바와 같이, NL 엔트리 내의 일부 데이터는 NL 내의 값 및 신호 수신으로부터 유도되는 값 둘 다를 참조하여 업데이트될 수 있다. 블록(62)에서, 데이터는 링크 품질(예를 들어, SNR), 및 신뢰 가능한 피어 STA들의 ID들(즉, ID 1, ID2, …ID N)을 포함하여, STA "m"에 대해 업데이트/저장되고, 다음으로 프로세스는 종료한다(64).

도 11은 STA가 자신의 신뢰 가능한 이웃 STA들에 NL 정보를 주기적으로 송신하는 것의 예시적인 실시예(70)이다. 블록(72)의 루프에서 시작하여, NL 타이머가 만료되었는지에 대한 결정이 내려진다. 만료되지 않았다면, NL 타이머는 추후에 다른 체크를 위해 블록(72)으로 되돌아가기 위해 감소된다(74). NL 타이머 만료 후, 블록(76)에서 NL 데이터는 NL 데이터 베이스(75)로부터 이 스테이션에 대해 검색되고, "M"개의 신뢰 가능한 피어 STA들이 발견된다(77). 다음으로, 신뢰 가능한 피어들의 목록은 "N"개의 피어들의 링크들에 순위가 매겨진다(78). 다음으로, "n"에 대한 카운터 값은 0(0개의 피어 링크를 표시)으로 초기화된다(80). 신뢰 가능한 피어 링크들의 개수 "N"을 이 카운터 값 "n"과 비교하는 체크가 이루어진다. 값 "n"이 "N" 미만이면, 블록(84, 86, 88)으로 이루어지는 루프가 각각의 신뢰 가능한 피어 링크들에 대해 실행된다(n > N이 될 때까지). 이 루프의 단계(84)에서, 송신 빔 형성은 NL이 송신되는(86) 제n 이웃으로 향하게 되고, 그 후 신뢰 가능한 피어 카운터 "n"이 진전되고(88)(n=n+1), 그 후 루프 종료 체크(82)가 다시 수행된다. 이것은 NL이 각각의 신뢰 가능한 피어 이웃 STA들에 송신될 때까지 진행한다.

도 12는 도 11의 블록(77)에 도시되었고 특정 실시예의 세부 사항들과 함께 여기에서 도 12에 확장되어 도시되는, 신뢰 가능한 피어들에 대한 결정을 내리는 것의 예시적인 실시예(90)를 도시한다. NL 내에 최대 "M"개의 피어 STA들이 있을 수 있다는 것에 유의해야 한다. 처리는 블록(92)에서 시작하고, 다음으로 값 "m"을 예컨대 제로(0)로 초기화한다(94). 값 "m"이 "M"보다 작은지에 대한 결정(96)이 내려지고, 따라서 NL 데이터베이스 내의 모든 M개의 피어들이 체크되었는지에 대해 결정한다. m이 M 미만이 아니면, 모든 피어들이 처리되었고 실행은 종료한다(98). 그렇지 않으면, 더 많은 피어들이 처리될 필요가 있고, 실행은 링크 품질(예를 들어, SNR), 및 링크 품질 정보가 어느 정도 최근의 것인지를 평가하기 위한 BF 트레이닝으로부터 경과된 시간의 체크를 하는 블록(100)으로 이동한다. 특히, 결정은 SNR이 선택되는 임계(α) 미만인지, 또는 BF 트레이닝 시간의 경과된 값이 선택되는 임계(β) 초과인지에 대해 결정한다. 이들 조건들 중 어느 하나가 존재하면, 피어 STA m은 신뢰 불가능한 피어로서 마킹된다(102). 그렇지 않으면, 피어 STA m은 신뢰 가능한 피어로서 마킹된다(104). 다음으로, 블록(106)은 실행이 루프 상단의 블록(96)으로 돌아가기 전에, 피어 카운터 값 m을 증가시키기 위해 실행된다. 위의 도면에서, α는 SNR 값에 대한 임계이고, β는 BMLT에 의존하는 신뢰성 임계이고, 반드시 BMLT 미만이어야 한다는 것에 유의해야 한다. 하나의 실시예에서, β는 ½ BMLT로 설정된다.

도 13은 도 11의 블록(78)에 도시되었고 특정 실시예의 세부 사항들과 함께 여기에서 도 13에 확장되어 도시되는, N개의 피어 STA들의 링크들의 순위를 매기는 것의 예시적인 실시예(110)를 도시한다. 실행은 블록(112)에서 시작하고 루프 카운터 값 "n"은 초기화된다(114). 값 "n"이 NL 데이터베이스 내의 피어들의 개수 "M" 미만인지에 대한 결정이 내려진다(116). n이 M 미만이 아니면, 루프를 통한 패스들은 완료되었고 순위에 의해 상위 제N 피어 STA들을 픽업하기 위해 블록(118)이 수행되고, 처리는 종료한다(120). 그렇지 않으면, 실행은 제n STA가 신뢰 가능한 것으로 마킹되는지에 대한 체크가 이루어지는 블록(122)으로 이동한다. STA가 신뢰 가능하다면, 실행은 블록(124)으로 이동하고, 제n 신뢰 가능한 이웃 STA의 SNR 및 T_BF가 검색된다. 다음으로, 블록(126)에서, 가중 계수(λ), 및 양자화 레벨들의 개수에 대한 값(Q)이 설정된다. 블록(128)에서, SNR^Q 및 T^Q _BF 는

로서 결정되는 양자화된 값으로 결정된다. 그 후 STA n에 대한 링크에 대해 예상되는 품질로서, W_n이

로 결정된다(130). 다음으로, 값 W_n은 제n STA 순위의 정렬을 업데이트하기 위해 사용된다(132). 다음으로, 루프 카운터는 n=n+1로 증가되고(134), 실행은 블록(116)의 루프 상단으로 돌아간다. 결정 블록(122)을 다시 참조하면, 제n STA가 신뢰 가능한 것으로 마킹되지 않았다면, 실행은 이 증가 블록(134)으로 이동할 것이고, 따라서 이 STA를 스킵하고 블록(116)에서 다음 STA로 이동한다.

이하는 상술한 링크들의 순위를 더 상세하게 설명한다. W를 STA와 그것의 N개의 신뢰 가능한 이웃 STA들 전부 사이의 링크들의 예상되는 품질을 정량적으로 설명하는 순위 메트릭이라고 둔다. 다음으로, 값 "W"는 예를 들어 SNR 및 BF 트레이닝으로부터 경과된 시간(T_BF)의 가중 맵핑으로 유도될 수 있다. 예시로서, 하나의 실시예는 각각의 이웃 STA에 대한 이 순위 메트릭을 구현한다:

, λ는 BF로부터의 시간에 대해 SNR에 기반하는 순위의 균형을 맞추는 0과 1 사이의 가중 계수인 한편,

및

는 각각 SNR 및

의 양자화된 버전이다. 위의 결정을 구현하기 위해, SNR 동적 범위 및 BF 트레이닝으로부터의 시간(T_BF) 범위 [0,BLMT]를 각각 Q 레벨들로 양자화하는 경우를 고려한다. 예시로서, λ=0.6으로 가정하는데, 즉 결정은 W를 계산하기 위해 T_BF에 비해 SNR에 약간의 가중을 더 제공한다. 추가적으로, Q=8 레벨들로 가정하면, SNR 값 및 T_BF레벨들을 각각 3 비트들로 나타내는 것을 허용한다. SNR 동적 범위를 40 dB 및 SNR = 12으로 가정하면, SNR에 대해

이다. 유사하게,

이면, 이다. 결과는 가중 순위 메트릭

이다.

도 14는 NL 프레임 내에 포함되는 이웃 목록(NL) IE의 예시적인 실시예를 도시한다. 대안적으로, 이웃 목록 IE는, 예를 들어 비콘 프레임, 섹터 스위프 프레임 등과 같은 일반적 관리 프레임과 같은, 상이한 프레임 상에 피기백(piggyback)될 수 있다. 이웃 목록(NL) 정보 요소(IE)의 콘텐츠들은 이하를 포함할 수 있다. 정보 요소 ID(IE ID)는 NL 안내 IE로서 STA들에 의해 해석되는 다수의 비트들이다. 길이 값은 IE의 바이트 단위의 길이이다. 이웃 STA들 ID 필드는 이웃 STA ID들의 정렬된 목록이다. STA 1 ID는 가장 신뢰 가능한 피어 STA의 ID이고, STA 2 ID는 두 번째로 신뢰 가능한 피어 STA의 ID이고, 그와 같이 계속하여, STA N ID는 가장 최소로 신뢰 가능한 피어 STA의 ID이다. 이웃들 메트릭 필드는 STA와 그것의 이웃 STA들 사이의 링크들의 예상되는 품질을 정량적으로 설명하는 대응하는 순위 메트릭(W)이다. W1은 이 NL IE를 가지는 프레임을 송신하는 STA와 STA 1 사이의 링크 품질에 대응하는 순위 번호 값이다. W2는 이 NL IE를 가지는 프레임을 송신하는 STA와 STA 2 사이의 링크 품질에 대응하는 순위 번호 값이다. W_N까지의 W 값들은 STA N까지 제공된다.

2.4 목적지 STA에의 루트들 발견.

모든 STA는 루트 발견 프로세스의 결과로서의 라우팅 테이블을 구성 및 관리한다. STA는 NL 데이터베이스 데이터를 맵핑하고 수신되는 RREQ 및 RREP 프레임들을 처리함으로써 라우팅 테이블을 구성한다. 라우팅 테이블에 저장될 수 있는 정보는: (a) 소스 STA 및 목적지 STA 주소들에 의해 정의되는 테이블 엔트리; (b) 소스 STA 및 목적지 STA 시퀀스 번호들, (c) 부분적 순방향(소스로부터 목적지에의) 라우팅 경로들; (d) 부분적 역방향(목적지로부터 소스에의) 라우팅 경로 및 대응하는 메트릭; (e) 라우팅 경로의 생성 시간; (f) 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간을 포함한다.

도 15a 내지 도 15b는 RREQ 송신(도 15a) 및 수신(도 15b)의 예시 및 처리를 도시한다. STA가 송신 패킷을 큐잉하고 패킷의 목적지 STA에의 활성 루트가 없을 때, STA는 도 15a에 도시되는 바와 같이 RREQ 송신 프로세스를 개시한다. 도 15a에서, RREQ 송신에 대한 예시적인 실시예(150)가 도시되는데, 블록에서 소스 STA 큐는 목적지 STA "D"를 위해 의도되는 패킷을 수신하고, 그 후 RREQ가 전파된다(154)(도 16에서 더 상세히 도시됨).

STA가 자신의 이웃 STA로부터 RREQ를 수신할 때, 이것은 RREQ 개시자 STA에의 후보 루트들을 업데이트한다. 그 후, 이것은 그것이 RREQ의 STA의 목적지인지 체크한다. 그것이 목적지이면, 이것은 라우팅 응답(RREP)으로 응답한다. 그것이 목적지가 아니면, STA는 자신의 이웃 STA들에 RREQ를 전파한다. 도 15b에서, RREQ 수신의 실시예(160)가 도시되는데, 블록(162)은 STA가 STA "S"에 의해 개시되고, 이웃 STA "P"로부터 수신되고, STA "D"를 목적지로 하는 RREQ를 수신하는 것을 나타낸다. 다음으로, 블록(164)에서 STA는 RREQ 내의 메트릭 값에 링크 메트릭 값을 누적한다. 블록(166)에서, 메트릭이 최소이면, STA는 자신의 라우팅 테이블에 "S"를 향하는 루트(다음 홉)로서 "P"를 기록한다. 다음으로, 이 STA가 RREQ의 STA "D"(목적지 STA)인지에 대해 결정하기 위해 블록(168)에서 결정이 내려진다. 이것이 목적지 STA이면, STA는 RREP로 응답한다(170). 그렇지 않으면, 즉 이것이 RREQ의 목적지가 아니면, 블록(172)에서 RREQ는 목적지 STA를 향하는 다른 이웃에 전파된다.

도 16은 여기에서 더 상세하게 설명되는, RREQ를 전파하는 것(도 15a의 블록(154)에서 이전에 도시되었던)의 예시적인 실시예(190)를 도시한다. 처리는 블록(192)에서 시작하고, 다음으로 NL 데이터베이스(195)로부터의 검색(194)이 수행된다. 목적지에 도달하기 위한 다음 홉을 어디에 만들지(목적지에의 루트 상의 STA를 선택)에 대해 결정하는 다음 홉 결정이 내려진다(196). 목적지 STA에의 가능한 루트가 있는지에 대해 결정하기 위해 블록(198)에서 결정이 내려진다. 루트가 발견되지 않으면, 프로세스는 프로그래밍이 대안적인 라우팅 프로토콜을 폴백(fall back) 및 선택하는 블록(202)으로 이동하고, 실행은 종료한다(204). 그렇지 않으면, 즉 가능한 루트가 발견되면, STA 카운터 "n"은 초기화되고(200)(예를 들어, n==0), 모든 n개의 이웃들이 처리되었는지에 대해 결정하기 위해 루프 카운터에서 체크가 이루어진다(206). 따라서 n이 이웃들의 수 N 미만이라면, 실행은 블록(208)으로 이동하고, BF 가중들이 제n 이웃에 대해 적용되는 것에 후속하여, 부분적으로 업데이트된 수신되는 RREQ 프레임의 카피가 제n 이웃에 송신된다(210). 다음으로, 이웃 카운터가 증가되고(212), 루프 체크가 다시 수행된다(206).

도 17은 도 16의 블록(196)에 도시되었던 다음 홉 결정의 단계들을 더 상세하게 설명하는 예시적인 실시예(230)이다. 이 다음 홉 결정 프로세스에서, RREQ는 N개의 이웃 STA들에 보내지고, 프로세스는 블록(232)에서 시작하고, 루프 제어들이 초기 조건(예를 들어, N=0; n=0)으로 개시된다(234). 블록(236)에서, 이웃 카운트 n이 NL 데이터베이스 내의 피어들의 개수인 "M" 미만인지에 대한 체크가 이루어진다. 이 조건이 충족되지 않으면, 프로세스는 종료한다(238). 초기 패스에서, 이 기준은 이웃 카운트가 0인 경우에만 실패하고; 이후에 이 기준은 n의 카운트 값이 NL로부터의 이웃 카운트에 도달했을 때 후속 패스들에서만 실패한다. 그렇지 않으면, 루핑은 완료되지 않고 값 "m"은 NL 데이터베이스로부터 제n 이웃에 로딩된다(240). 다음으로, 블록(242)에서 STA "m"이 RREQ의 목적지 STA("D")인지에 대한 체크가 이루어진다. 이것이 목적지라면, 실행은 RREQ를 전파하기 위한 STA로서 "m"을 마킹하는 블록(250)으로 바로 이동하고, 그 후 루프 카운터들은 블록(236)에서 루프 상단으로 되돌아가기 전에, 블록(252)에서 N=N+1 및 블록(254)에서 n=n+1과 같이 증가된다. 이제 블록(242)을 고려하면, "m"이 목적지 STA("D")가 아닐 때, 링크 품질이 임계 미만인지, 또는 링크 상태에서의 최종 업데이트로부터의 시간이 임계 초과인지([(SNR<α 또는 T>β)인가])를 체크하는 블록(244)이 실행된다. 링크 품질이 충분하고 시기 적절하다면, STA "m"이 목적지("D") STA인 신뢰 가능한 피어를 가지는지에 대해 체크하는 블록(246)이 실행된다. 이 피어가 목적지를 포함한다면, 실행은 "m"이 RREQ를 전파하기 위한 STA로서 마킹되는 블록(250)으로 이동하고, 다음으로 이전에 설명되는 바와 같이 루프 카운트들을 업데이트하는 것이 계속된다. 그렇지 않으면, 즉 블록(246)이 "m"의 신뢰 가능한 피어들이 목적지 STA("D")를 포함하지 않는다는 것을 발견하면, "m"의 신뢰 가능한 피어들이 자신의 신뢰 가능한 피어 STA들로서 "D"를 포함하는 STA들을 포함하는지에 대해 체크하는 블록(256)이 실행된다. 이들 피어들이 목적지 STA("D")에의 연결을 가지지 않으면, STA 카운터가 증가되는 블록(258)에 도달되고, 메인 루프의 상단의 블록(236)으로 되돌아간다. 블록(256)에서, 이들 피어 STA들이 목적지 STA("D")를 포함하는 STA를 포함한다는 것이 발견되면, 실행은 RREQ를 전파하기 위해 이 "m" STA를 마킹하는 블록(250)으로 이동한다. 이제 결정 블록(244)을 고려하는 것으로 되돌아간다; 링크 품질이 낮거나, 링크 정보가 얻어진 이후로 너무 긴 시간이 경과한 것(즉, 가능한 신선도가 떨어지는 링크)이 발견되면, 실행은 STA 카운터가 증가되는 블록(258)으로 이동하고 메인 루프의 상단의 블록(236)으로 되돌아간다.

도 18은 RREP 수신자 STA 처리의 예시적인 실시예(270)이다. 블록(272)에서, STA는 목적지 STA "D"로부터 응답되고, 이웃 STA "P"에 의해 송신되고, STA "S"를 목적지로 하는 RREP를 수신한다. 다음으로, 블록(274)에서 STA는 자신의 라우팅 테이블 내의 목적지 STA "D"를 향하는 루트(다음 홉)로서 "P"를 기록한다. 블록(276)에서 STA가 RREP 내의 소스 STA "S"인지에 대한 체크가 이루어진다. 이것이 이 소스이면, 블록(278)에서 STA는 목적지에의 루트가 결정되는 바와 같이, 큐잉되는 패킷 송신을 시작한다. 그렇지 않으면, 즉 STA가 이 소스 STA "S"가 아니면, STA가 STA "S"에 대해 라우팅 테이블 엔트리를 검색하고, 최적의 메트릭을 가지는 RREQ가 그로부터 수신되는 대응하는 루트(다음 홉) STA를 픽업하는 블록(280)이 실행된다. 다음으로, 단계(282)에서 STA는 라우팅 테이블 내에 기록되는 바와 같이 STA "S"를 향하는 루트(다음 홉)를 확인한다. 그 후, STA가 다음 홉 STA에 대하여 송신 BF 가중들을 적용하는 블록(284)이 실행되고, 블록(286)에서 STA는 수신되는 RRE의 카피를 다음 홉 STA에 송신한다.

2.5 단순화된 유니캐스트-기반의 라우팅 요청들의 개관.

이전의 유니캐스트 라우팅 방식은 유니캐스트 라우팅 요청들이 다수의 STA들에 의해 송신되는 반응적 라우팅 단계뿐만 아니라 선제적 네트워크 발견 단계로 구성된다. 이 방식은 소스로부터 목적지에의 선호되는 루트를 발견할 수 있다. 하지만, 단점들은 과도한 시그널링 및 지연이다. 유니캐스트-기반의 라우팅 요청의 다른 실시예에서, 이하가 수행된다. (1) 이웃 발견 단계는 생략된다. (2) 소스 STA는 이전에 논의된 순위 프로세스에 따라 가장 강한 링크 메트릭을 가지는 이웃 STA 1에 가장 먼저 라우팅 요청을 유니캐스팅한다. (3) 최종 목적지가 STA 1 이웃들의 목록에 있다면, STA 1은 목적지에 라우팅 요청을 포워딩한다. 그렇지 않으면, STA 1은 소스 STA에 라우팅 거절 신호를 보낸다. (4) 라우팅 거절이 수신되면, 소스 STA는 라우팅 응답을 수신하거나, 최종 목적지에의 2-홉 루트가 없다고 간주하고 현재 데이터 패킷을 드랍할 때까지 링크 메트릭들에 의존하는 순서로 이웃 STA들에 라우팅 요청들을 유니캐스팅하는 것을 유지한다. 위의 메커니즘의 한계는 그것이 2-홉 라우팅에 대해서만 동작한다는 것이다. 하지만, 이 제한은 지연-민감 애플리케이션들의 일부 유형들에서 여전히 유리할 수 있다.

도 19는 위에서 설명되는 2-홉 라우팅 프로토콜에 대해 이웃 STA들에 라우팅 요청들을 보내는 것의 예시적인 시그널링 시퀀스를 도시한다. 각각의 예시적인 STA들(A-F)은 차트 상단을 따라 도시된다. 상부 좌측 코너에서, 패킷은 소스 STA A에서 수신되고, 그 소스 STA A는 가장 신뢰 가능한 링크를 가지는 이웃 STA F에 라우팅 요청을 보낸다. 다음으로, STA F는 라우팅 거절로 응답하고, 그에 대해 STA A는 다른 이웃, 이 경우에는 STA C에 라우팅 요청을 보낸다. STA C는 자신이 목적지 STA E에 연결을 가진다는 것을 발견하고, 목적지로서의 STA E에 라우팅 요청을 보낸다. STA E는 라우팅 응답을 송신하고, 다음으로 STA C는 그것을 STA A에 돌려 보낸다.

도 20은 단순화된 소스 STA 유니캐스트-기반의 라우팅 요청의 예시적인 실시예(290)를 도시한다. 블록(292)에서, 소스 STA 큐는 이웃들의 목록(NL) 내에서 발견되지 않는 목적지로 의도되는 패킷을 수신하고, STA는 N개의 피어 STA들의 링크들의 순위를 매긴다(294). 블록(298)에 들어가기에 앞서 이웃 스테이션 카운터 "n"은 실행 루프의 상단에서 초기화된다(296). 블록(298)에서, 소스 STA는 제n 최적의 링크를 가지는 이웃 STA에 라우팅 요청을 유니캐스트 모드로 송신한다. 소스 STA는 이웃 STA로부터의 응답을 수신 및 처리한다(300). 응답이 라우팅 거절인지에 대한 결정이 내려진다(302). 라우팅이 거절되지 않았었다면, 소스 STA가 라우팅 응답을 처리하고 송신을 위한 데이터 패킷을 준비하는 블록(310)이 실행된다. 그렇지 않으면, 즉 라우팅 요청이 거절되었다면, 체크되지 않았던 임의의 이웃 STA들이 있는지(n<N인가?)에 대한 결정이 내려지는 블록(304)이 실행된다. 블록(304)에서 모든 이웃들이 체크되었다는 것이 결정되면, (n은 <N이 아님) 처리는 대안적인 라우팅 프로토콜을 폴백 및 선택한다(306). 그렇지 않으면, 즉 체크되지 않은 이웃들이 있으면, '이웃' 카운터는 증가되고(308)(n=n+1), 루프 상단의 블록(298)으로 되돌아간다.

도 21은 수신자 STA에 대한 단순화된 라우팅-요청 처리의 예시적인 실시예(330)를 도시한다. 블록(332)에서, STA(수신자)는 라우팅 요청을 수신하고, 이 STA가 라우팅 요청에서의 최종 목적지 STA "D"인지에 대한 결정이 내려진다(334). 이것이 최종 목적지 STA이면, STA가 라우팅 요청을 그로부터 수신한 STA에 라우팅 응답 프레임을 송신하는 블록(336)이 실행된다. 그렇지 않으면, 즉 블록(334)에서 STA는 목적지 STA가 아니라고 결정되면, 목적지 STA "D"가 STA의 이웃인지에 대해 결정되는 결정 블록(338)으로 들어가게 된다. 이것이 이웃이면, STA가 목적지 STA에 라우팅 요청을 포워딩하는 블록(342)이 실행된다. 그렇지 않으면, 목적지 STA인 STA의 이웃들이 발견되지 않은 것이므로, STA가 소스 STA에 라우팅 거절을 보내는 블록(340)이 실행된다.

도 22는 단일-입력-단일-출력(SISO) 스테이션(STA) 하드웨어 구성의 예시적인 실시예(350)를 도시한다. 신호들(352)은 내부 버스(356)를 통해 결합되는 것으로 도시되는 통신 링크 또는 I/O 연결(354)에 의해 송신/수신된다. 버스(356)는 메모리(358), 송신(TX) 데이터 프로세서(360), 제어기(예를 들어, 컴퓨터 프로세서)(362), 및 수신기(RX) 데이터 프로세서(364)를 상호 연결한다. 변조기는 TX 데이터 프로세서(360)로부터의 출력들을 수신하고 복조기는 RX 데이터 프로세서(364)에 출력들을 생성하는 변조기/복조기(366)가 도시된다. 변조기/복조기(366)는 복수의 빔 형성 안테나들(370)로 구성되는 아날로그 공간 프로세서(368)에 결합된다.

스테이션이 송신 신호에 대해 빔 형성을 동작시킬 때, 사용을 위한 빔 패턴은 TX 데이터 프로세서(360)로부터 변조기/복조기(366)에 커맨드된다. 변조기/복조기는 주어진 커맨드를 해석하고, 아날로그 공간 프로세서(368)에 공급되는 커맨드를 생성한다. 결과적으로, 아날로그 공간 프로세서(368)는 커맨드되는 빔 패턴을 형성하기 위해 각각의 자신의 송신 안테나 요소들에서 단계들을 시프트할 것이다. 스테이션이 수신 신호에 대해 빔 형성을 동작시킬 때, 사용을 위한 빔 패턴은 제어기(362) 및 RX 데이터 프로세서(360)로부터 변조기/복조기(366)에 커맨드된다. 변조기/복조기는 주어진 커맨드를 해석하고, 아날로그 공간 프로세서(368)에 공급되는 커맨드를 생성한다. 결과적으로, 아날로그 공간 프로세서(368)는 커맨드되는 빔 패턴을 형성하기 위해 각각의 자신의 수신 안테나 요소들에서 단계들을 시프트할 것이다. 스테이션이 신호를 수신할 때, 수신되는 신호는 아날로그 공간 프로세서(378), 변조기/복조기(366), 및 RX 데이터 프로세서(364)를 통해 제어기(362)에 공급된다. 제어기(362)는 위에서 설명되는 바와 같이 수신되는 신호의 콘텐츠를 결정하고, 적절한 반응들을 트리거하고, 메모리(358) 내에 정보를 저장한다. 이웃 목록 데이터 베이스는 메모리(358) 내에 저장되고 제어기(362)에 의해 페치된다. 위에서 설명되는 모든 관리 프레임들, 교환되는 패킷들은 제어기(362)에 의해 결정 및 생성된다. 패킷이 NL 데이터 베이스 또는 라우팅 정보를 관리하기 위한 액션에 대한 응답으로서 공중에 송신되어야 할 때, 제어기(362)에 의해 생성되는 패킷은 TX 데이터 프로세서(360) 및 변조기/복조기(366)를 통해 아날로그 공간 프로세서(368)에 공급되는 반면, 송신 빔 패턴은 동시에 위에서 설명되는 바와 같이 제어된다.

도 23은 다중-입력-다중-출력(MIMO) 스테이션(STA) 하드웨어 구성의 예시적인 실시예(390)를 도시한다. 신호들(392)은 내부 버스(396)를 통해 결합되는 것으로 도시되는 통신 링크, 또는 I/O 연결(394)에 의해 송신/수신된다. 버스(396)는 메모리(398), 송신(TX) 데이터 프로세서(400), 제어기(예를 들어, 컴퓨터 프로세서)(402), 및 수신기(RX) 데이터 프로세서(404)를 상호 연결한다. 추가적인 프로세서들은 송신 공간(TX) 프로세서(408) 및 수신기(RX) 공간 프로세서(406)로서 예시되는 제어기(402)에 결합된다. 변조기/복조기들(410a 내지 410n)은 TX 및 RX 공간 프로세서들에 결합되고, 각각의 변조기/복조기는 그것의 복수의 빔 형성 안테나들(414)을 가지는 아날로그 공간 프로세서(412)에 결국 결합된다.

스테이션이 송신 신호에 대해 빔 형성을 동작시킬 때, 주어진 커맨드를 해석하고 아날로그 공간 프로세서(412)에 공급되는 커맨드들을 생성하는 변조기들/복조기들(410a 내지 410n)을 위해, 사용을 위한 빔 패턴 및 MIMO 구성은 TX 데이터 프로세서(400)로부터 TX 공간 프로세서(408)에 커맨드된다. 결과적으로, 아날로그 공간 프로세서(412)는 커맨드되는 빔 패턴 및 MIMO 구성을 형성하기 위해 각각의 자신의 송신 안테나 요소들에서 단계들을 시프트한다. 스테이션이 수신 신호에 대해 빔 형성을 동작시킬 때, 사용을 위한 빔 패턴은 제어기(402) 및 RX 데이터 프로세서(404)로부터, 주어진 커맨드를 해석하고 아날로그 공간 프로세서(412)에 공급되는 커맨드들을 생성하는 변조기들/복조기들(410a 내지 410n)에 커맨드된다. 결과적으로, 아날로그 공간 프로세서(412)는 MIMO 구성과 함께 커맨드되는 빔 패턴을 형성하기 위해 각각의 자신의 수신 안테나 요소들에서 단계들을 시프트한다. 스테이션이 신호를 수신할 때, 수신되는 신호는 아날로그 공간 프로세서(412), 변조기들/복조기들(410a-410n), 및 RX 데이터 프로세서(404)를 통해 제어기(402)에 공급된다. 제어기(402)는 위에서 설명되는 바와 같이 수신되는 신호의 콘텐츠를 결정하고, 적절한 반응들을 트리거하고, 메모리(398) 내에 정보를 저장한다. 이웃 목록 데이터 베이스는 메모리(398) 내에 저장되고 제어기(402)에 의해 페치된다. 위에서 설명되는 모든 관리 프레임들, 교환되는 패킷들은 제어기(402)에 의해 결정 및 생성된다. 패킷이 NL 또는 라우팅 정보를 관리하기 위한 액션에 대한 응답으로서 공중에 송신되어야 할 때, 제어기(402)에 의해 생성되는 패킷은 TX 데이터 프로세서(400), TX 공간 프로세서(408), 및 변조기들/복조기들(410a 내지 410n)을 통해 아날로그 공간 프로세서(412)에 공급되는 반면, 송신 빔 패턴은 동시에 위에서 설명되는 바와 같이 제어된다.

본 기술에서 설명되는 향상들은 무선 네트워크 통신을 위해 구성되는 다양한 피어 디바이스들 내에서 용이하게 구현될 수 있다. 무선 네트워크 통신 피어 디바이스들은 바람직하게는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 디바이스(예를 들어, CPU, 마이크로프로세서, 마이크로 제어기, 컴퓨터 가능 ASIC 등), 및 명령어들을 저장하는 연관되는 메모리(예를 들어, RAM, DRAM, NVRAM, FLASH, 컴퓨터 판독 가능 매체 등)를 포함하도록 구현되며, 그에 의해, 메모리에 저장된 프로그래밍(명령어들)이 본 명세서에서 설명되는 다양한 프로세스 방법들의 단계들을 수행하기 위해 프로세서에서 실행되게 된다는 것 또한 이해되어야 한다.

본 기술분야의 통상의 기술자는 네트워크 통신과 연관되는 단계들을 수행하기 위한 컴퓨터 디바이스들의 사용을 인식하므로, 컴퓨터 및 메모리 디바이스들은 도시의 단순화를 위해 대다수의 도면들에 도시되지 않았다. 제시되는 기술은 메모리 및 컴퓨터-판독 가능 매체가 비일시적이고, 따라서 일시적인 전자 신호를 구성하지 않는 한, 그것들에 대하여 비-제한적이다.

본 기술의 실시예들은 본 기술의 실시예들에 따른 방법들 및 시스템들의 흐름도 도면들, 및/또는 컴퓨터 프로그램 제품들로서 또한 구현될 수 있는 프로시저들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들, 또는 다른 계산적 도시들을 참조하여 본 명세서에서 설명될 수 있다. 이에 관하여, 임의의 프로시저, 알고리즘, 단계, 동작, 공식, 또는 계산적 도시뿐만 아니라, 흐름도의 각각의 블록 또는 단계, 및 흐름도 내의 블록들(및/또는 단계들)의 조합들은 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 컴퓨터-판독 가능 프로그램 코드로 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어를 포함하는 소프트웨어와 같은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 이해될 바와 같이, 임의의 그러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 포함하지만 그에 제한되지 않는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서, 또는 다른 프로그래밍 가능한 장치에 의해 실행되어 머신을 생성할 수 있고, 그에 의해 컴퓨터 프로세서(들) 또는 다른 프로그래밍 가능한 처리 장치에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 명시되는 기능(들)을 구현하기 위한 수단을 생성한다.

그러므로, 본 명세서에 설명되는 흐름도들의 블록들, 및 프로시저들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들, 또는 계산적 도시들은 명시되는 기능(들)을 수행하기 위한 수단의 조합들, 명시되는 기능(들)을 수행하기 위한 단계들의 조합들, 및 명시되는 기능(들)을 수행하기 위한 컴퓨터-판독 가능 프로그램 코드 논리 수단으로 구현되는 것과 같은 컴퓨터 프로그램 명령어들을 뒷받침한다. 본 명세서에서 설명되는 임의의 프로시저들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들 또는 계산적 도시들 및 그것의 조합들뿐만 아니라, 흐름도 도면들의 각각의 블록들은, 명시되는 기능(들) 또는 단계(들)을 수행하는 특수 목적 하드웨어-기반 컴퓨터 시스템들, 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터-판독 가능 프로그램 코드의 조합들에 의해 구현될 수 있음이 또한 이해될 것이다.

더욱이, 컴퓨터-판독 가능 프로그램 코드로 구현되는 것과 같은 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은, 컴퓨터-판독 가능 메모리 또는 메모리 디바이스들 내에 저장되는 명령어들이 흐름도(들)의 블록(들)에서 명시되는 기능을 구현하는 명령어 수단을 포함하는 제조물을 생성하도록, 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍 가능한 처리 장치에게 특정 방식으로 기능할 것을 지시할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터-판독 가능 메모리 또는 메모리 디바이스들에 또한 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍 가능한 처리 장치에서 실행되는 명령어들이 흐름도(들)의 블록(들), 프로시저(들), 알고리즘(들), 단계(들), 동작(들), 공식(들) 또는 계산적 도시(들)에서 명시되는 기능들을 구현하기 위한 단계들을 제공하도록 컴퓨터-구현 프로세스를 생성하기 위해 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍 가능한 처리 장치에서 일련의 동작 단계들이 수행되게 하기 위해 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍 가능한 처리 장치에 의해 컴퓨터 프로그램 명령어들이 또한 실행될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "프로그래밍" 또는 "프로그램 실행 가능(program executable)"은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 명령어를 언급하는 것이라는 점이 추가로 이해될 것이다. 명령어들은 소프트웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어 및 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 명령어들은 비-일시적 매체 내에서 디바이스에 로컬로 저장될 수 있거나, 서버에 저장되는 것과 같이 원격으로 저장될 수 있거나, 명령어들의 전부 또는 일부는 로컬 및 원격으로 저장될 수 있다. 원격으로 저장되는 명령어들은 사용자 개시에 의해, 또는 하나 이상의 요인에 기초하여 자동으로 디바이스에 다운로드(푸시)될 수 있다.

본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 프로세서, 컴퓨터 프로세서, 중앙 처리 유닛(CPU), 및 컴퓨터라는 용어들은 명령어들을 실행하고 입력/출력 인터페이스들 및/또는 주변 디바이스들과 통신할 수 있는 디바이스를 나타내기 위해 동의어로 사용되고, 프로세서, 컴퓨터 프로세서, CPU, 및 컴퓨터라는 용어들은 단일 또는 다수의 디바이스들, 단일 코어 및 멀티 코어 디바이스들, 및 그것의 변형들을 포괄하도록 의도되었다는 것이 더 이해될 것이다.

본 명세서의 설명으로부터, 본 개시는 이하를 포괄하지만, 이에 제한되지 않는 다수의 실시예들을 포함한다는 것이 이해될 것이다.

1. 방향성 송신을 가지는 무선 네트워크 내의 라우팅 프로토콜을 통해 통신하기 위한 장치로서: (a) 피어 스테이션들을 가지는 무선 네트워크를 통해 통신하도록 구성되는 송수신기; (b) 상기 송수신기에 결합되는 컴퓨터 프로세서; 및 (c) 컴퓨터 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독 가능 메모리를 포함하고; (d) 상기 명령어들은 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때: (d)(i) 이웃하는 무선 디바이스 사이에서 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백 메트릭들을 이용하여 신뢰 가능한 피어 스테이션들을 식별하는 단계; (d)(ii) 유니캐스트 송신 모드로 신뢰 가능한 피어 스테이션들에 라우팅 발견 메시지들을 송신하는 단계; (d)(iii) 유니캐스트 송신 모드로 네트워크 상의 피어 스테이션 사이에 인접지 발견 목록들을 보급하는 단계; 및 (d)(iv) 소스와 목적지 스테이션 사이의 최적의 루트를 추출하는 라우팅 테이블들을 구성하는 단계 - 메시지들은 상기 라우팅 테이블을 사용하여 소스 피어 스테이션으로부터 중간 피어 스테이션들을 통해 목적지 피어 스테이션에 라우팅될 수 있음 - 를 포함하는 단계들을 수행하는, 장치.

2. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 특정 순서로 라우팅 요청들을 송신하기 위해 상기 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백 메트릭들에 기반하여 피어 스테이션들에 대한 링크들의 순위를 사용하는 것을 더 포함하는, 장치.

3. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 빔 형성(BF) 트레이닝은: (A) 개시자 섹터 스위프(ISS)로 개시자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (B) 응답자 섹터 스위프(RSS)로 응답자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (C) 섹터 스위프(SSW) 피드백을 반환하는 것, 및 (D) 섹터 스위프(SSW) 확인 응답(ACK)을 생성하는 것을 포함하는, 장치.

4. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 라우팅 테이블은: (A) 소스 스테이션 주소; (B) 목적지 스테이션 주소; (C) 소스 스테이션 시퀀스 번호; (D) 목적지 스테이션 시퀀스 번호; (E) 부분적 순방향 라우팅 경로들; (F) 부분적 역방향 라우팅 경로 및 대응하는 메트릭; (G) 라우팅 경로 생성의 시간; (H) 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간을 포함하는, 장치.

5. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는 단일-입력-단일-출력(SISO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.

6. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는 다중-입력-다중-출력(MIMO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.

7. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는: (A) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기의 변조기 입력에 결합되는 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서; 및 (B) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기로부터의 복조기 출력을 수신하는 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서를 포함하는, 장치.

8. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는: (C) 각각의 상기 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기 사이에 결합되는 적어도 하나의 송신기 공간 프로세서; 및 (D) 각각의 상기 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기들 사이에 결합되는 적어도 하나의 수신기 공간 프로세서를 더 포함하는, 장치.

9. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 피어 스테이션들을 가지는 상기 무선 네트워크는 애드-혹 네트워크를 포함하는, 장치.

10. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 피어 스테이션은 무선 네트워크에 대한 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리적 계층(PHY) 인터페이스의 단일 주소 지정 가능한 인스턴스로서의 논리적 엔티티를 포함하는, 장치.

11. 방향성 송신을 가지는 무선 네트워크 내의 2-홉 단순화된 라우팅 프로토콜을 통해 통신하기 위한 장치로서: (a) 피어 스테이션들을 가지는 무선 네트워크를 통해 통신하도록 구성되는 송수신기; (b) 상기 송수신기에 결합되는 컴퓨터 프로세서; (c) 컴퓨터 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독 가능 메모리를 포함하고; (d) 상기 명령어들은 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때: (d)(i) 로컬로 수행되는 각각의 스테이션(STA)에서의 인접지 정보를 관리하는 단계; (d)(ii) 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백에 기반하여 신뢰 가능한 링크들의 순위를 매기는 단계; 및 (d)(iii) 순서대로 유니캐스트 송신 모드로 라우팅 발견 메시지들을 송신하는 단계를 포함하는 단계들을 수행하는, 장치.

12. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 빔 형성(BF) 트레이닝은: (A) 개시자 섹터 스위프(ISS)로 개시자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (B) 응답자 섹터 스위프(RSS)로 응답자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (C) 섹터 스위프(SSW) 피드백을 반환하는 것, 및 (D) 섹터 스위프(SSW) 확인 응답(ACK)을 생성하는 것을 포함하는, 장치.

13. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 라우팅 테이블은: (A) 소스 스테이션 주소; (B) 목적지 스테이션 주소; (C) 소스 스테이션 시퀀스 번호; (D) 목적지 스테이션 시퀀스 번호; (E) 부분적 순방향 라우팅 경로들; (F) 부분적 역방향 라우팅 경로 및 대응하는 메트릭; (G) 라우팅 경로 생성의 시간; (H) 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간을 포함하는, 장치.

14. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는 단일-입력-단일-출력(SISO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.

15. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는 다중-입력-다중-출력(MIMO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.

16. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는: (A) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기의 변조기 입력에 결합되는 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서; 및 (B) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기로부터의 복조기 출력을 수신하는 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서를 포함하는, 장치.

17. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 상기 송수신기는: (C) 각각의 상기 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기 사이에 결합되는 적어도 하나의 송신기 공간 프로세서; 및 (D) 각각의 상기 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기들 사이에 결합되는 적어도 하나의 수신기 공간 프로세서를 더 포함하는, 장치.

18. 임의의 선행하는 실시예의 장치로서, 피어 스테이션들을 가지는 상기 무선 네트워크는 애드-혹 네트워크를 포함하는, 장치.

본 명세서의 설명은 많은 세부 사항들을 포함하고 있지만, 이들은 개시의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고, 단지 현재 선호되는 실시예들의 일부의 도시들을 제공하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 개시의 범위는 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 자명해질 수 있는 다른 실시예들을 완전히 포괄하는 것으로 이해될 것이다.

청구범위에서, 단수의 요소에 대한 참조는 명시적으로 기재되지 않는 이상 "단 하나"를 의미하는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미하는 것으로 의도된다. 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 공지된 개시되는 실시예들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 균등물들은 참조에 의해 본 명세서에 명시적으로 포함되고, 본 청구범위에 의해 포괄되도록 의도된다. 더욱이, 본 개시 내의 요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계는 요소, 컴포넌트, 또는 방법 단계가 청구범위에 명시적으로 설명되는지 여부에 관계 없이 공중에게 제공되는 것이 의도되지 않는다. 본 명세서의 청구범위 요소는 요소가 문구 "~를 위한 수단"을 사용하여 명시적으로 설명되지 않는 이상 "수단 및 기능" 요소로 해석되지 않는다. 본 명세서의 청구범위 요소는 요소가 문구 "~를 위한 단계"를 사용하여 명시적으로 설명되지 않는 이상 "단계 및 기능" 요소로 해석되지 않는다.

Claims

방향성 송신을 가지는 무선 네트워크 내의 라우팅 프로토콜을 통해 통신하기 위한 장치로서,
(a) 피어 스테이션들을 가지는 무선 네트워크를 통해 통신하도록 구성되는 송수신기;
(b) 상기 송수신기에 결합되는 컴퓨터 프로세서; 및
(c) 상기 컴퓨터 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독 가능 메모리
를 포함하고;
(d) 상기 명령어들은 상기 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때:
(i) 이웃하는 무선 디바이스 사이에서 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백 메트릭들을 이용하여 신뢰 가능한 피어 스테이션들을 식별하는 단계;
(ii) 유니캐스트 송신 모드로 신뢰 가능한 피어 스테이션들에 라우팅 발견 메시지들을 송신하는 단계;
(iii) 유니캐스트 송신 모드로 상기 네트워크 상의 피어 스테이션 사이에 인접지 발견 목록들을 보급하는 단계; 및
(iv) 소스와 목적지 스테이션 사이의 최적의 루트를 추출하는 라우팅 테이블들을 구성하는 단계 - 메시지들은 상기 라우팅 테이블을 사용하여 소스 피어 스테이션으로부터 중간 피어 스테이션들을 통해 목적지 피어 스테이션에 라우팅될 수 있음 -
를 포함하는 단계들을 수행하는, 장치.
제1항에 있어서, 특정 순서로 라우팅 요청들을 송신하기 위해 상기 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백 메트릭들에 기반하여 피어 스테이션들에 대한 링크들의 순위를 사용하는 것을 더 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 빔 형성(BF) 트레이닝은: (A) 개시자 섹터 스위프(ISS)로 개시자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (B) 응답자 섹터 스위프(RSS)로 응답자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (C) 섹터 스위프(SSW) 피드백을 반환하는 것, 및 (D) 섹터 스위프(SSW) 확인 응답(ACK)을 생성하는 것을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 라우팅 테이블은: (A) 소스 스테이션 주소; (B) 목적지 스테이션 주소; (C) 소스 스테이션 시퀀스 번호; (D) 목적지 스테이션 시퀀스 번호; (E) 부분적 순방향 라우팅 경로들; (F) 부분적 역방향 라우팅 경로 및 대응하는 메트릭; (G) 라우팅 경로 생성의 시간; (H) 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간을 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 송수신기는 단일-입력-단일-출력(SISO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 송수신기는 다중-입력-다중-출력(MIMO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 송수신기는:
(A) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기의 변조기 입력에 결합되는 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서; 및
(B) 상기 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 상기 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 상기 적어도 하나의 변조기/복조기로부터의 복조기 출력을 수신하는 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서
를 포함하는, 장치.
제7항에 있어서, 상기 송수신기는:
(C) 각각의 상기 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기 사이에 결합되는 적어도 하나의 송신기 공간 프로세서; 및
(D) 각각의 상기 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기들 사이에 결합되는 적어도 하나의 수신기 공간 프로세서
를 더 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 피어 스테이션들을 가지는 상기 무선 네트워크는 애드-혹 네트워크를 포함하는, 장치.
제1항에 있어서, 상기 피어 스테이션은 상기 무선 네트워크에 대한 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리적 계층(PHY) 인터페이스의 단일 주소 지정 가능한 인스턴스로서의 논리적 엔티티를 포함하는, 장치.
방향성 송신을 가지는 무선 네트워크 내의 2-홉 단순화된 라우팅 프로토콜을 통해 통신하기 위한 장치로서,
(a) 피어 스테이션들을 가지는 무선 네트워크를 통해 통신하도록 구성되는 송수신기;
(b) 상기 송수신기에 결합되는 컴퓨터 프로세서;
(c) 상기 컴퓨터 프로세서에 의해 실행 가능한 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터-판독 가능 메모리
를 포함하고;
(d) 상기 명령어들은 상기 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 때:
(i) 로컬로 수행되는 각각의 스테이션(STA)에서의 인접지 정보(neighborhood information)를 관리하는 단계;
(ii) 빔 형성(BF) 트레이닝 피드백에 기반하여 신뢰 가능한 링크들의 순위를 매기는 단계; 및
(iii) 순서대로 유니캐스트 송신 모드로 라우팅 발견 메시지들을 송신하는 단계
를 포함하는 단계들을 수행하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 빔 형성(BF) 트레이닝은: (A) 개시자 섹터 스위프(ISS)로 개시자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (B) 응답자 섹터 스위프(RSS)로 응답자 피어 스테이션을 트레이닝하는 것; (C) 섹터 스위프(SSW) 피드백을 반환하는 것, 및 (D) 섹터 스위프(SSW) 확인 응답(ACK)을 생성하는 것을 포함하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 라우팅 테이블은: (A) 소스 스테이션 주소; (B) 목적지 스테이션 주소; (C) 소스 스테이션 시퀀스 번호; (D) 목적지 스테이션 시퀀스 번호; (E) 부분적 순방향 라우팅 경로들; (F) 부분적 역방향 라우팅 경로 및 대응하는 메트릭; (G) 라우팅 경로 생성의 시간; (H) 루트 테이블 엔트리에 대한 만료 시간을 포함하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 송수신기는 단일-입력-단일-출력(SISO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 송수신기는 다중-입력-다중-출력(MIMO) 송신기 및 수신기를 포함하는, 장치.
제11항에 있어서, 상기 송수신기는:
(A) 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 적어도 하나의 변조기/복조기의 변조기 입력에 결합되는 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서; 및
(B) 상기 안테나 어레이에 연결되도록 구성되는 상기 아날로그 공간 프로세서에 결합되는 상기 적어도 하나의 변조기/복조기로부터의 복조기 출력을 수신하는 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서
를 포함하는, 장치.
제16항에 있어서, 상기 송수신기는:
(C) 각각의 상기 적어도 하나의 송신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기 사이에 결합되는 적어도 하나의 송신기 공간 프로세서; 및
(D) 각각의 상기 적어도 하나의 수신기 데이터 프로세서들과 각각의 상기 적어도 하나의 변조기/복조기들 사이에 결합되는 적어도 하나의 수신기 공간 프로세서
를 더 포함하는, 장치.
제11항에 있어서, 피어 스테이션들을 가지는 상기 무선 네트워크는 애드-혹 네트워크를 포함하는, 장치.