KR20200029576A - 작은 파장 무선 네트워크들에서의 비커닝 - Google Patents

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Abstract

메쉬 네트워크 내에서의 통신들을 위한 장치 및 방법에서 감소된 시그널링 오버헤드가 제공된다. 통신들은, 2개의 상이한 비컨 신호를 사용하는 것을 수반한다. 피어 비컨은, 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 한편, 별개의 네트워크 발견 비컨은, 메쉬 네트워크에 참여하기를 원하는 무선 통신 스테이션들에 대한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함한다. 실시예들은, 임의의 주어진 시간 기간에 모든 스테이션들이 발견 비컨들을 송신하고 있을 필요는 없도록, 어느 스테이션들이 네트워크 발견 비컨들을 전송할 것인지를 결정하기 위한 피어 스테이션 사이의 조정을 설명한다.

Description

작은 파장 무선 네트워크들에서의 비커닝
관련 출원들에 대한 상호-참조
본 출원은, 2017년 8월 25일자로 출원된 미국 가특허 출원 일련번호 제62/550,028호를 우선권으로 주장하여 그 권익을 청구하며, 이 미국 가특허 출원은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.
연방 후원 연구 또는 개발에 관한 진술
해당 없음
컴퓨터 프로그램 부록의 인용에 의한 포함
해당 없음
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본 개시내용의 기술은 일반적으로 스테이션들 사이에서의 방향성 무선 통신들에 관한 것으로, 더 상세하게는, 다중 홉 중계 방향성 무선 통신 네트워크들 내에서의 더 효율적인 비컨 시그널링 사용에 관한 것이다.
메쉬 네트워크들 및 메쉬 네트워크와 비-메쉬 네트워크의 혼합들을 포함하는 밀리미터 파장(mm파 또는 mmW) 무선 네트워크들이 점점 더 중요해지고 있다. 더 높은 용량의 필요로 인해, 네트워크 운영자들은 치밀화를 달성하기 위한 개념들을 수용하기 시작했다. 현재의 6 GHz 미만 무선 기술의 사용은 높은 데이터 요구들에 대처하기에 충분하지 않다. 하나의 대안은, 30 - 300 GHz 대역인 밀리미터파 대역(mmW)에서 부가적인 스펙트럼을 활용하는 것이다.
일반적으로 mmW 무선 시스템을 가능하게 하는 것은, 고주파수 대역들의 채널 장애들 및 전파 특성들을 적절히 처리할 것을 요구한다. 높은 자유 공간 경로 손실, 높은 침투, 반사, 및 회절 손실들은 이용가능한 다이버시티를 감소시키고 비-가시선(NLOS; non-line-of-sight) 통신들을 제한한다. mmW의 작은 파장은 실용적인 치수들을 갖는 고이득의 전자적으로 조종가능한 방향성 안테나들의 사용을 가능하게 한다. 이는, 충분한 어레이 이득을 제공하여 경로 손실을 극복하고 수신기에서의 높은 신호 대 잡음 비(SNR)를 보장할 수 있다. mmW 대역들을 사용하는 조밀한 배치 환경들에서의 방향성 메쉬 네트워크들은, 노드들 사이의 신뢰가능한 통신들을 달성하고 가시선 채널 제약들을 극복하기 위한 효율적인 방식이다.
시작되는 새로운 스테이션 노드는, 이웃하는 노드들을 발견하기 위해 탐색하고 참여할 네트워크를 탐색할 것이다. 네트워크에 대한 노드의 초기 액세스의 프로세스는, 이웃하는 노드들을 스캐닝하는 것, 및 그의 로컬 근방 내의 모든 활성 노드들을 발견하는 것을 포함한다. 이는, 참여할 특정 네트워크/네트워크들의 목록을 새로운 노드가 탐색하는 것을 통해, 또는 새로운 노드를 수용할 임의의 이미 설정된 네트워크에 참여하기 위한 브로드캐스트 요청을 새로운 노드가 전송하는 것에 의해 수행될 수 있다.
메쉬 네트워크에 연결되는 노드는, 이웃하는 노드들을 발견하여 게이트웨이/포탈 메쉬 노드들에 도달하는 최상의 방식 및 이러한 이웃하는 노드들 각각의 능력들을 결정할 필요가 있다. 새로운 노드는, 특정 시간 기간 동안, 가능한 이웃하는 노드들에 대한 모든 각각의 채널을 검사한다. 그 특정 시간 후에 어떠한 활성 노드도 검출되지 않은 경우, 새로운 노드는 다음 채널을 테스팅하기 위해 이동한다. 노드가 검출될 때, 새로운 노드는 규제 도메인(IEEE, FCC, ETSI, MKK 등)에서의 동작을 위해 자신의 PHY 계층을 구성하기 위한 충분한 정보를 수집한다. 이러한 작업은, 방향성 송신들로 인해 mm파 통신들에서 더 난제이다. 이러한 프로세스에서의 난제들은: (a) 주변 노드 ID들의 정보; (b) 빔형성을 위한 최상의 송신 패턴의 정보; (c) 충돌들 및 난청(deafness)으로 인한 채널 액세스 문제들; 및 (d) 차단 및 반사들로 인한 채널 장애들로서 요약될 수 있다. mm파 D2D 및 메쉬 기술들의 확장(pervasiveness)을 가능하게 하기 위해서는 상기된 것들 중 일부 또는 전부를 극복하는 이웃 발견 방법을 설계하는 것이 가장 중요하다.
메쉬 네트워킹에 대한 대부분의 기존 기술들은 브로드캐스트 모드에서 동작하는 네트워크들에 대한 메쉬 발견 해결책들을 다루며, 방향성 무선 통신들을 이용하는 네트워크들을 목표로 하지 않는다. 게다가, 방향성 무선 네트워크 통신들을 활용하는 그 기술들은 종종, 비컨 신호들의 생성과 관련하여 매우 높은 오버헤드 요구들을 갖는다.
따라서, mm파 네트워크 내에서의 비커닝(beaconing)을 위한 향상된 메커니즘들에 대한 필요성이 존재한다. 본 개시내용은, 그 필요성을 충족시키고 이전 기술들에 비해 부가적인 이점들을 제공한다.
상당한 시그널링 오버헤드 또는 네트워크 발견 지연을 야기함이 없이 메쉬 토폴로지 네트워크에서 mm파 통신들을 설정 및 유지할 수 있는 것이 중요하다. 개시된 기술에서, 2개의 상이한 유형의 비컨 신호들: (1) 통신 비컨(피어 비컨) 및 (2) 발견 비컨이 활용된다. 이러한 2개의 비컨의 사용은 발견 기능과 네트워크 유지보수 기능의 분리를 허용하므로, 노드 스테이션(STA)은 이러한 전략적으로 표적화된 비컨들 각각에 더 적은 정보를 포함시킨다. 이러한 분리된 비컨들을 이용하는 본 장치 및 방법을 사용하는 것은 시그널링 오버헤드를 감소시킨다.
개시된 기술은, 네트워크 발견의 목적을 위한 불필요한 비컨 송신들을 감소시키는 것을 위해, 네트워크 내의 STA들 간의 발견 비컨 송신들을 조정한다. 개시된 장치 및 방법은, 조정이 어떻게 효율적인 방식으로 수행되어야 하는지의 규칙들의 세트를 정의한다. 예컨대, 개시된 기술은, 송신될 비컨 프레임들의 수를 감소시키기 위해, 통신(피어) 비컨 송신을 위한 구획들의 수를 감소시킨다. 개시된 기술은 또한, 감소된 비커닝 오버헤드로 수동 스캐닝 및 능동 스캐닝 둘 모두를 허용하는 규칙들의 세트를 정의한다. 이러한 규칙들에 기반하여, 새로운 스테이션들(메쉬 네트워크에 참여하려 시도하는 것들)은, 제한 네트워크 지연으로 기존 네트워크를 발견할 수 있다.
다수의 용어들이 본 개시내용에서 활용되며, 그 의미들은 일반적으로 아래에 설명된다.
A-BFT: 연관-빔형성 트레이닝 기간; 네트워크에 참여하는 새로운 스테이션(STA)들의 연관 및 BF 트레이닝에 사용되는, 비컨들에서 고지되는 기간이다.
AP: 액세스 포인트; 하나의 스테이션(STA)을 포함하고 연관된 STA들에 대한 무선 매체(WM)를 통해 분배 서비스들에 대한 액세스를 제공하는 엔티티이다.
빔형성(BF): 전방향성(omnidirectional) 안테나 패턴 또는 준-옴니(quasi-Omni) 안테나 패턴을 사용하지 않는 방향성 송신이다. 빔형성은, 의도된 수신기에서의 수신 신호 전력 또는 신호 대 잡음 비(SNR)를 개선하기 위해 송신기에서 사용된다.
BSS: 기본 서비스 세트; 네트워크 내의 AP와 성공적으로 동기화된 스테이션(STA)들의 세트이다.
BI: 비컨 간격은, 비컨 송신 시간들 사이의 시간을 표현하는 순환 슈퍼 프레임 기간이다.
BRP: BF 정밀화 프로토콜; 수신기 트레이닝을 가능하게 하고 가능한 최상의 방향성 통신들을 달성하기 위해 송신기측 및 수신기측을 반복적으로 트레이닝하는 BF 프로토콜이다.
BTI: 비컨 송신 간격은, 연속적인 비컨 송신들 사이의 간격이다.
CBAP: 경합 기반 액세스 기간; 경합 기반 향상된 분산형 채널 액세스(EDCA; enhanced distributed channel access)가 사용되는 방향성 멀티-기가비트(DMG; directional multi-gigabit) BSS의 데이터 전송 간격(DTI) 내의 시간 기간이다.
DTI; 데이터 전송 간격; 전체 BF 트레이닝이 허용된 후 실제 데이터 전송이 후속되는 기간이다. 이는, 하나 이상의 서비스 기간(SP)들 및 경합 기반 액세스 기간(CBAP)들을 포함할 수 있다.
ISS: 내부 서브계층 서비스이다.
MAC 어드레스: 매체 액세스 제어(MAC) 어드레스이다.
MBSS: 메쉬 기본 서비스 세트; 메쉬 스테이션(MSTA)들의 자립형 네트워크를 형성하는 기본 서비스 세트(BSS)이며, 분배 시스템(DS)으로서 사용될 수 있다.
MCS: 변조 및 코딩 방식; PHY 계층 데이터율로 변환될 수 있는 색인을 정의한다.
MSTA: 메쉬 스테이션(MSTA): 메쉬 설비를 구현하는 스테이션(STA)이다. 메쉬 BSS에서 동작하는 MSTA는 다른 MSTA들에 대해 분배 서비스들을 제공할 수 있다.
전방향성: 송신의 비-방향성 안테나 모드이다.
준-전방향성: 가장 넓은 빔폭이 달성가능한 방향성 멀티-기가비트(DMG) 안테나 동작 모드이다.
수신 구획 스윕(RXSS; receive sector sweep): 상이한 구획들을 통한 구획 스윕(SSW) 프레임들의 수신으로, 여기서, 연속적인 수신들 사이에 스윕이 수행된다.
RSSI: 수신 신호 강도 표시자(dBm 단위)이다.
SLS: 구획 수준 스윕(SLS; sector-level sweep) 단계: 많게는 4개의 구성요소: 개시자를 트레이닝하기 위한 개시자 구획 스윕(ISS)과, SSW 피드백 및 SSW ACK를 사용하는 것으로서 응답자 링크를 트레이닝하기 위한 응답자 구획 스윕(RSS)을 포함할 수 있는 BF 트레이닝 단계이다.
SNR: dB 단위의 수신 신호 대 잡음 비이다.
SP: 서비스 기간; 액세스 포인트(AP)에 의해 스케줄링되는 SP이다. 스케줄링된 SP들은 고정된 시간 간격들로 시작된다.
스펙트럼 효율: 특정 통신 시스템에서 주어진 대역폭을 통해 송신될 수 있는 정보율(information rate)로, 통상적으로 비트/초 또는 헤르츠로 표현된다.
SSID: 서비스 세트 식별자; WLAN 네트워크에 배정된 명칭이다.
STA: 스테이션; 무선 매체(WM)에 대한 매체 액세스 제어(MAC) 및 물리 계층(PHY) 인터페이스의 단독으로 어드레스가능한 인스턴스인 논리적 엔티티이다.
스윕: 짧은 빔형성 프레임 간 공간(SBIFS; short beamforming interframe space) 간격에 의해 분리되는 송신들의 시퀀스이며, 여기서, 송신기 또는 수신기에서의 안테나 구성이 송신들 사이에 변경된다.
SSW: 구획 스윕은, 송신들이 상이한 구획들(방향들)에서 수행되는 동작이며, 수신 신호들, 강도들 등에 대해 정보가 수집된다.
송신 구획 스윕(TXSS; transmit sector sweep): 상이한 구획들을 통한 다수의 구획 스윕(SSW) 또는 방향성 멀티-기가비트(DMG) 비컨 프레임들의 송신으로, 여기서, 연속적인 송신들 사이에 스윕이 수행된다.
본원에 설명된 기술의 추가적인 양상들이 본 명세서의 다음 부분들에서 도출될 것이며, 상세한 설명은, 그에 제한을 두지 않으면서 본 기술의 바람직한 실시예들을 완전히 개시하는 목적을 위한 것이다.
본원에 설명된 기술은 단지 예시적인 목적들을 위한 다음의 도면들을 참조하여 더 완전히 이해될 것이다.
도 1은 IEEE 802.11 무선 근거리 네트워크(WLAN)에서 수행되는 능동 스캐닝의 타이밍 다이어그램이다.
도 2는 메쉬 및 비-메쉬 스테이션들의 조합을 도시하는 메쉬 네트워크에 대한 노드 다이어그램이다.
도 3은 IEEE 802.11 WLAN에 대한 메쉬 식별 요소를 도시하는 데이터 필드 다이어그램이다.
도 4는 IEEE 802.11 WLAN에 대한 메쉬 구성 요소를 도시하는 데이터 필드 다이어그램이다.
도 5는 IEEE 802.11ad 프로토콜에서의 안테나 구획 스위핑(SSW)의 개략도이다.
도 6은 IEEE 802.11ad 프로토콜에서의 구획 수준 스위핑(SLS)의 시그널링을 도시하는 시그널링 다이어그램이다.
도 7은 IEEE 802.11ad에 대한 구획 스윕(SSW) 프레임 요소를 도시하는 데이터 필드 다이어그램이다.
도 8은 IEEE 802.11ad에 대한 SSW 프레임 요소 내의 SSW 필드를 도시하는 데이터 필드 다이어그램이다.
도 9a 및 도 9b는, IEEE 802.11ad에 활용되는 바와 같은, 도 9a에서는 ISS의 일부로서 송신될 때 그리고 도 9b에서는 ISS의 일부로서 송신되지 않을 때에 도시된 SSW 피드백 필드들을 도시하는 데이터 필드 다이어그램들이다.
도 10은 본 개시내용의 실시예에 따라 활용되는 바와 같은 무선 네트워크에서의 예시적인 무선 mm파 노드들의 무선 노드 토폴로지이다.
도 11은 본 개시내용의 실시예에 따라 활용되는 바와 같은, 스테이션 하드웨어의 블록도이다.
도 12는 본 개시내용의 실시예에 따라 활용되는 바와 같은, 도 11의 스테이션 하드웨어에 대한 빔 패턴 다이어그램이다.
도 13a 내지 도 13c는 본 개시내용의 실시예에 따른 무선 노드 토폴로지 및 연관된 발견 비컨 스위핑이다.
도 14는 본 개시내용의 실시예에 따른 메쉬 노드에서의 송신 및 수신을 도시하는 통신 기간 다이어그램이다.
도 15a 내지 도 15d는 본 개시내용의 실시예에 따른 비컨 마스터 방법이 설명되는 무선 노드 토폴로지이다.
도 16은 본 개시내용의 실시예에 따른 노드들 사이의 조정의 결과들을 도시하는 통달범위(coverage) 영역의 안테나 패턴 맵이다.
도 17은 본 개시내용의 실시예에 따른 메쉬 네트워크 발견 프레임들에 사용되는 구획 스윕 다이어그램이다.
도 18a 및 도 18b는 본 개시내용의 실시예에 따라 최상의 구획 통신 방향들의 브래키팅(bracketing)이 수행되는 무선 노드 토폴로지이다.
도 19는 본 개시내용의 실시예에 따라 피어 비컨들을 송신하는 흐름도이다.
도 20은 본 개시내용의 실시예에 따른 트레이닝 데이터베이스 생성 및 업데이트들의 흐름도이다.
도 21은 본 개시내용의 실시예에 따른, 모든 방향들로 발견 비컨들을 송신하는 비컨 마스터를 도시하는 통신 기간 다이어그램이다.
도 22는 본 개시내용의 실시예에 따른 피어 비컨 슈퍼프레임 포맷을 도시하는 통신 기간 다이어그램이다.
도 23a 내지 도 23c는 본 개시내용의 실시예에 따라 수행되는 마스터 비컨 전달 및 고지들의 무선 노드 다이어그램들이다.
도 24a 내지 도 24c는 본 개시내용의 실시예에 따라 비컨 마스터 역할을 맡는 상이한 노드들의 무선 노드 다이어그램들이다.
도 25a 내지 도 25e는 본 개시내용의 실시예에 따른 마스터 비컨 불능(outage) 처리의 무선 노드 다이어그램들이다.
도 26a 및 도 26b는 본 개시내용의 실시예에 따른 랜덤 마스터 비컨 선택의 흐름도이다.
도 27a 및 도 27b는 본 개시내용의 실시예에 따른 시퀀스 기반 마스터 비컨 선택의 흐름도이다.
도 28은 본 개시내용의 실시예에 따른 노드들 사이의 협력에 대한 응답으로의 통달범위 영역의 통달범위 영역을 도시하는 안테나 패턴 맵이다.
도 29a 내지 도 29c는 본 개시내용의 실시예에 따라 활용되는 노드 구획 통달범위 다이어그램들이다.
도 30은 본 개시내용의 실시예에 따른, 메쉬 네트워크에 입장될 수동 스캐닝을 수행하는 새로운 노드에 대한 메시지 전달 다이어그램이다.
도 31은 본 개시내용의 실시예에 따른, 메쉬 네트워크로의 입장을 위해 능동 스캐닝을 수행하는 새로운 노드에 대한 메시지 전달 다이어그램이다.
도 32는 본 개시내용의 실시예에 따라 활용되는 노드들 사이의 구획 통달범위를 도시하는 노드 구획 통달범위 다이어그램이다.
도 33은 본 개시내용의 실시예 따라 응답되는 바와 같은 통달범위 영역을 통한 새로운 노드의 이동의 효과들을 갖는 노드들 사이의 구획 통달범위를 도시하는 노드 구획 통달범위 다이어그램이다.
도 34a 및 도 34b는 본 개시내용의 실시예에 따라 메쉬 네트워크를 발견하고 그에 참여하는 새로운 노드의 흐름도이다.
도 35는 본 개시내용의 실시예에 따른, 비컨 마스터가 새로운 노드 입장을 처리하는 흐름도이다.
도 36a 및 도 36b는 본 개시내용의 실시예에 따라 수행되는 바와 같은, 새로운 노드의 범위 밖에 있는 중앙 제어기 엔티티에 의해 조율되는 바로써 새로운 노드를 메쉬 네트워크에 입장시키는 메시지 전달 다이어그램이다.
도 37은 본 개시내용의 실시예에 따라 수행되는 바와 같은, 새로운 노드의 범위 내에 있는 중앙 제어기 엔티티에 의해 조율되는 바로써 새로운 노드를 메쉬 네트워크에 입장시키는 메시지 전달 다이어그램이다.
도 38a 및 도 38b는 본 개시내용의 실시예에 따라 발견 지원 프로세스를 수행하는 통신 기간 다이어그램들이다.
1. 기존 방향성 무선 네트워크 기술
1.1. WLAN 시스템들
WLAN 시스템들에서, 802.11은, 수동 및 능동 스캐닝의 2개의 스캐닝 모드를 정의한다. 다음은 수동 스캐닝의 특성들이다. (a) 네트워크에 참여하려 시도하는 새로운 스테이션(STA)은 각각의 채널을 검사하고, 최대로 MaxChannelTime 동안 비컨 프레임들을 대기한다. (b) 어떠한 비컨도 수신되지 않은 경우, 새로운 STA는 다른 채널로 이동하고, 그에 따라, 새로운 STA가 스캐닝 모드에서 어떠한 신호도 송신하지 않으므로 배터리 전력이 절약된다. STA는, 비컨들을 놓치지 않도록 각각의 채널에서 충분한 시간을 대기해야 한다. 비컨이 손실되는 경우, STA는 다른 비컨 송신 간격(BTI)을 대기해야 한다.
다음은 능동 스캐닝의 특성들이다. (a) 로컬 네트워크에 참여하기를 원하는 새로운 STA는, 다음에 따라 각각의 채널 상에서 프로브 요청 프레임들을 전송한다. (a)(1) STA는 채널로 이동하고, 착신 프레임들을 대기하거나 프로브 지연 타이머가 만료되기를 대기한다. (a)(2) 타이머가 만료된 후에 어떠한 프레임도 검출되지 않은 경우, 채널은 사용 중이 아닌 것으로 간주된다. (a)(3) 채널이 사용 중이 아닌 경우, STA는 새로운 채널로 이동한다. (a)(4) 채널이 사용 중인 경우, STA는 정규 DCF를 사용하여 매체에 대한 액세스를 획득하고, 프로브 요청 프레임을 전송한다. (a)(5) STA는, 채널이 전혀 혼잡하지 않았던 경우, 프로브 요청에 대한 응답을 수신하기 위해 원하는 시간 기간(예컨대, 최소 채널 시간)을 대기한다. STA는, 채널이 혼잡했었고 프로브 응답이 수신된 경우, 더 많은 시간(예컨대, 최대 채널 시간)을 대기한다.
(b) 프로브 요청은, 고유 서비스 세트 식별자(SSID), SSID들의 목록 또는 브로드캐스트 SSID를 사용할 수 있다. (c) 능동 스캐닝은 일부 주파수 대역들에서 금지된다. (d) 능동 스캐닝은, 특히, 많은 새로운 STA들이 동시에 도달하고 네트워크에 액세스하려 시도하는 경우, 간섭 및 충돌의 원인일 수 있다. (e) 능동 스캐닝은, STA들이 비컨들을 대기할 필요가 없으므로, 수동 스캐닝의 사용과 비교하여, STA들이 네트워크에 대한 액세스를 획득하기 위한 더 빠른(더 신속한) 방식이다. (f) 기반구조 기본 서비스 세트(BSS) 및 IBSS에서, 적어도 하나의 STA가 프로브들을 수신하고 그에 응답하기 위해 깨어 있다. (g) 메쉬 기본 서비스 세트(MBSS)에서의 STA들은 임의의 시점에 응답하도록 깨어 있지 않을 수 있다. (h) 무선 측정 캠페인들이 활성일 때, 노드들은 프로브 요청들에 응답하지 않을 수 있다. (i) 프로브 응답들의 충돌이 발생할 수 있다. STA들은 마지막 비컨을 송신한 STA가 첫 번째 프로브 응답을 송신할 수 있게 함으로써 프로브 응답들의 송신을 조정할 수 있다. 다른 노드들은, 충돌을 피하기 위해 백오프 시간들 및 정규 분산 조정 기능(DCF; distributed coordination function) 채널 액세스를 따르고 사용할 수 있다.
도 1은 IEEE 802.11 WLAN에서의 능동 스캐닝의 사용을 도시하며, 프로브를 전송하는 스캐닝 스테이션, 및 프로브를 수신하고 그에 응답하는 2개의 응답 스테이션이 도시된다. 도면은 또한, 최소 및 최대 프로브 응답 타이밍을 도시한다. 값 G1은 확인응답의 송신 전의 프레임 간 간격인 SIFS로 설정된 것으로 도시되는 한편, G3은 DCF 프레임 간 간격인 DIFS이며, 이는, RTS 패키지를 전송하기 전에 백오프 기간을 완료한 후 전송자가 대기하는 시간 지연을 표현한다.
1.2. IEEE 802.11s 메쉬 WLAN
IEEE 802.11s(이후, 802.11s)는, 802.11 표준에 무선 메쉬 네트워킹 능력들을 부가하는 표준이다. 802.11s는, 메쉬 네트워크 발견, 피어-투-피어 연결 설정, 및 메쉬 네트워크를 통한 데이터의 라우팅을 가능하게 하는 새로운 유형들의 무선 스테이션들뿐만 아니라 새로운 시그널링을 정의한다.
도 2는 메쉬 네트워크의 일 예를 예시하며, 여기서, 메쉬-STA/AP에 연결(실선들)되는 비-메쉬 STA와 메쉬 포탈을 포함하는 다른 메쉬 STA에 연결(점선들)되는 메쉬 STA들이 혼합되어 있다. 메쉬 네트워크들에서의 노드들은, 이웃들을 발견하기 위해, 802.11 표준에 정의된 것과 동일한 스캐닝 기법들을 사용한다. 메쉬 네트워크의 식별은, 비컨 및 프로브 응답 프레임들에 포함된 메쉬 ID 요소에 의해 주어진다. 하나의 메쉬 네트워크에서, 모든 메쉬 STA들은 동일한 메쉬 프로파일을 사용한다. 메쉬 프로파일들은, 메쉬 프로파일들에서의 모든 파라미터들이 매칭할 경우 동일한 것으로 간주된다. 메쉬 프로파일은, 메쉬 프로파일이 스캔을 통해 그의 이웃 메쉬 STA들에 의해 획득될 수 있도록, 비컨 및 프로브 응답 프레임들에 포함된다.
메쉬 STA가 스캐닝 프로세스를 통해 이웃 메쉬 STA를 발견할 때, 발견된 메쉬 STA는 후보 피어 메쉬 STA인 것으로 간주된다. 그것은, 발견된 메쉬 STA가 구성원인 메쉬 네트워크의 구성원이 될 수 있고, 이웃 메쉬 STA와 메쉬 피어링을 설정할 수 있다. 발견된 이웃 메쉬 STA는, 메쉬 STA가, 이웃 메쉬 STA에 대해 수신된 비컨 또는 프로브 응답 프레임이 표시한 것과 동일한 메쉬 프로파일을 사용할 때, 후보 피어 메쉬 STA인 것으로 간주될 수 있다.
메쉬 STA는 발견된 이웃의 정보를 메쉬 이웃 테이블에 유지하려 시도하며, 메쉬 이웃 테이블은, (a) 이웃 MAC 어드레스, (b) 동작 채널 번호, 및 (c) 가장 최근에 관측된 링크 상태 및 품질 정보를 포함한다. 어떠한 이웃들도 검출되지 않은 경우, 메쉬 STA는 그의 가장 높은 우선순위 프로파일에 대한 메쉬 ID를 채택하여 활성으로 유지한다. 이웃 메쉬 STA들을 발견하기 위한 모든 이전 시그널링이 브로드캐스트 모드에서 수행된다. 802.11s는 방향성 무선 통신들을 이용하는 네트워크들을 목표로 하지 않는다는 것이 인식되어야 한다.
도 3은, 메쉬 네트워크의 식별을 통고(advertise)하는 데 사용되는 메쉬 식별 요소(메쉬 ID 요소)를 도시한다. 메쉬 ID는, 메쉬 네트워크에 참여하고자 하는 새로운 STA에 의해 프로브 요청에서 그리고 기존 메쉬 네트워크 STA들에 의한 비컨 및 신호들에서 송신된다. 길이 0의 메쉬 ID 필드는 와일드카드 메쉬 ID를 표시하며, 이는, 프로브 요청 프레임 내에서 사용된다. 와일드카드 메쉬 ID는, 비-메쉬 STA가 메쉬 네트워크에 참여하는 것을 방지하는 특정 ID이다. 메쉬 스테이션은, 메쉬 기능성을 서빙하기 위해 일부 다른 모듈들에 부가적인 모듈로서 STA가 실행되게 하는 것과 같이, 비-메쉬 스테이션보다 더 많은 특징들을 갖는 STA라는 것이 인지되어야 한다. STA가 이러한 메쉬 모듈을 갖지 않는 경우, STA는 메쉬 네트워크에 연결하는 것이 허용되지 않아야 한다.
도 4는, 메쉬 STA들에 의해 송신되는 비컨 프레임들 및 프로브 응답 프레임들에 포함된 메쉬 구성 요소를 도시하며, 이는, 메쉬 서비스들을 통고하는 데 사용된다. 메쉬 구성 요소들의 주 내용들은: (a) 경로 선택 프로토콜 식별자; (b) 경로 선택 메트릭 식별자; (c) 혼잡 제어 모드 식별자; (d) 동기화 방법 식별자; 및 (e) 인증 프로토콜 식별자이다. 메쉬 구성 요소의 내용들은 메쉬 ID와 함께 메쉬 프로파일을 형성한다.
표준 802.11a는, 메쉬 발견, 메쉬 피어링 관리, 메쉬 보안, 메쉬 비커닝(beaconing) 및 동기화, 메쉬 조정 기능, 메쉬 전력 관리, 메쉬 채널 전환, 3개 어드레스, 4개 어드레스, 및 확장된 어드레스 프레임 포맷들, 메쉬 경로 선택 및 전달, 외부 네트워크들과의 상호연동, 메쉬 내 혼잡 제어, 및 메쉬 BSS에서의 응급 서비스 지원을 포함하는 많은 절차들 및 메쉬 기능성들을 정의한다.
1.3. WLAN에서의 밀리미터파
밀리미터파 대역들에서의 WLAN들은 일반적으로, 높은 경로 손실을 처리하고 통신에 대해 충분한 SNR을 제공하기 위해, 송신, 수신, 또는 둘 모두에 대해 방향성 안테나의 사용을 요구한다. 송신 또는 수신에서 방향성 안테나들을 사용하는 것은, 스캐닝 프로세스가 또한 방향성이 되게 한다. IEEE 802.11ad 및 새로운 표준 802.11ay는, 밀리미터파 대역을 통한 방향성 송신 및 수신을 위한 스캐닝 및 빔형성에 대한 절차들을 정의한다.
1.4. IEEE 802.11ad 스캐닝 및 BF 트레이닝
mm파 WLAN 최신 기술 시스템의 예는 802.11ad 표준이다.
1.4.1. 스캐닝
새로운 STA는 수동 또는 능동 스캐닝 모드들에서 동작하여 특정 SSID, SSID들의 목록, 또는 모든 발견된 SSID들을 스캐닝한다. 수동적으로 스캐닝하기 위해, STA는 SSID를 포함하는 DMG 비컨 프레임들을 스캐닝한다. 능동적으로 스캐닝하기 위해, DMG STA는 원하는 SSID 또는 하나 이상의 SSID 목록 요소를 포함하는 프로브 요청 프레임들을 송신한다. DMG STA는 또한, 프로브 요청 프레임들의 송신 전에 DMG 비컨 프레임들을 송신하거나 빔형성 트레이닝을 수행해야 했을 수 있다.
1.4.2. BF 트레이닝
BF 트레이닝은, 구획 스윕을 사용하고 필요한 시그널링을 제공하여 각각의 STA가 송신 및 수신 둘 모두에 대한 적절한 안테나 시스템 설정들을 결정할 수 있게 하는 BF 트레이닝 프레임 송신들의 양방향 시퀀스이다.
802.11ad BF 트레이닝 프로세스는 3개의 단계로 수행될 수 있다. (1) 구획 수준 스윕 단계가 수행되며, 이로써, 링크 획득을 위한 낮은 이득(준-옴니)을 갖는 방향성 송신의 수신이 수행된다. (2) 수신 이득 및 결합된 송신과 수신에 대한 최종 조정을 부가하는 정밀화 스테이지가 수행된다. (3) 이어서, 채널 변경들을 조정하기 위해 데이터 송신 동안 추적이 수행된다.
1.4.3. 802.11ad SLS BF 트레이닝 단계
이는, 802.11ad 표준의 구획 수준 스윕(SLS)의 필수적 단계에 집중한다. SLS 동안, 한 쌍의 STA들은, 가장 높은 신호 품질을 제공하는 것을 찾기 위해 상이한 안테나 구획들을 통해 일련의 구획 스윕(SSW) 프레임들(또는 PCP/AP에서의 송신 구획 트레이닝의 경우에는 비컨들)을 교환한다. 첫 번째로 송신하는 스테이션은 개시자로 지칭되고, 두 번째는 응답자이다.
송신 구획 스윕(TXSS) 동안, SSW 프레임들이 상이한 구획들 상에서 송신되는 한편, 페어링 노드(응답자)는 준-전방향성 패턴을 활용하여 수신한다. 응답자는, 최상의 링크 품질(예컨대, SNR)을 제공한 개시자로부터 안테나 어레이 구획을 결정한다.
도 5는, 802.11ad에서의 구획 스윕(SSW)의 개념을 도시한다. 이 도면에서, STA 1은 SLS의 개시자이고 STA 2는 응답자인 예가 주어진다. STA 1은 송신 안테나 패턴의 정밀 구획들 전부에 걸쳐 스위핑하는 한편, STA 2는 준-옴니 패턴으로 수신한다. STA 2는 자신이 STA 1로부터 수신한 최상의 구획을 STA 2로 피드백한다.
도 6은, 802.11ad 규격들에서 구현되는 바와 같은 구획 수준 스윕(SLS) 프로토콜의 시그널링을 예시한다. 송신 구획 스윕에서의 각각의 프레임은, 구획 카운트다운 표시(CDOWN), 구획 ID, 및 안테나 ID에 대한 정보를 포함한다. 최상의 구획 ID 및 안테나 ID 정보가 구획 스윕 피드백 및 구획 스윕 ACK 프레임들과 함께 피드백된다.
도 7은 802.11ad 표준에서 활용되는 바와 같은 구획 스윕 프레임(SSW 프레임)에 대한 필드들을 도시하며, 필드들은 아래에서 약술된다. 지속기간 필드는, SSW 프레임 송신의 종료까지의 시간으로 설정된다. RA 필드는 구획 스윕의 의도된 수신기인 STA의 MAC 어드레스를 포함한다. TA 필드는 구획 스윕 프레임의 송신기 STA의 MAC 어드레스를 포함한다.
도 8은, SSW 필드 내의 데이터 요소들을 예시한다. SSW 필드에서 전달되는 원리 정보는 다음과 같다. 방향 필드는, 0으로 설정되어 프레임이 빔형성 개시자에 의해 송신된다는 것을 표시하고, 1로 설정되어 프레임이 빔형성 응답자에 의해 송신된다는 것을 표시한다. CDOWN 필드는 TXSS의 종료까지 남아 있는 DMG 비컨 프레임 송신들의 수를 표시하는 감산 계수기(down-counter)이다. 구획 ID 필드는, 이러한 SSW 필드를 포함하는 프레임이 송신되는 구획 번호를 표시하도록 설정된다. DMG 안테나 ID 필드는, 이러한 송신에 대해 송신기가 현재 어느 DMG 안테나를 사용하고 있는지를 표시한다. RXSS 길이 필드는, CBAP에서 송신될 때만 유효하고, 그렇지 않으면 예비된다. 이러한 RXSS 길이 필드는 송신하는 STA에 의해 요구되는 바와 같은 수신 구획 스윕의 길이를 특정하고, SSW 프레임들의 유닛들에서 정의된다. SSW 피드백 필드는 아래에서 정의된다.
도 9a 및 도 9b는 SSW 피드백 필드들을 도시한다. 도 9a에 도시된 포맷은 내부 서브계층 서비스(ISS)의 일부로서 송신될 때 활용되는 한편, 도 9b의 포맷은 ISS의 일부로서 송신되지 않을 때 사용된다. ISS에서의 총 구획 필드는, ISS에서 개시자가 사용하는 총 구획 수를 표시한다. RX DMG 안테나 수 서브필드는, 후속 수신 구획 스윕(RSS) 동안 개시자가 사용하는 수신 DMG 안테나 수를 표시한다. 구획 선택 필드는, 직전 구획 스윕에서 최상의 품질로 수신된 프레임 내의 SSW 필드의 구획 ID 서브필드의 값을 포함한다. DMG 안테나 선택 필드는, 직전 구획 스윕에서 최상의 품질로 수신된 프레임 내의 SSW 필드의 DMG 안테나 ID 서브필드의 값을 표시한다. SNR 보고 필드는, 직전 구획 스윕 동안 최상의 품질로 수신되었고 구획 선택 필드에 표시되는 프레임으로부터의 SNR의 값으로 설정된다. 폴 요구 필드는, PCP/AP에 비-PCP/비-AP와의 통신을 개시할 것을 요구한다는 것을 표시하기 위해, 비-PCP/비-AP STA에 의해 1로 설정된다. 폴 요구 필드는, 비-PCP/비-AP가, PCP/AP가 통신을 개시하는지 여부에 관해 어떠한 선호도도 갖지 않는다는 것을 표시하기 위해, 0으로 설정된다.
2. 문제 설명
이전 부분에서 설명된 바와 같은 현재 밀리미터파(mm파) 통신 시스템들은 전형적으로, 송신기와 수신기 사이의 충분한 링크 예산을 획득하기 위해 방향성 통신에 과중하게 의존할 필요가 있다. 현재 시스템들에서, 사용할 적절한 빔을 결정하는 이러한 프로세스는 상당한 시그널링 오버헤드를 요구한다. 예컨대, AP는, 송신 빔형성으로 다수의 비컨 프레임들을 송신한다.
비컨 프레임들은, 네트워크 발견 목적들, 즉, 수동 스캐닝에 사용된다. 이러한 이유로, 비컨 프레임들이 주기적으로 송신되므로, 새로운 STA는, 특정 시간 기간에 수동 스캐닝을 수행함으로써 네트워크의 존재를 인지할 수 있다.
상황을 더 복잡하게 하도록, 현재 기술은 더 정밀한 빔형성을 사용하는 경향이 있으며, 이는, 더 양호한 링크 예산을 확보하기 위한 더 높은 안테나 이득을 허용한다. 그러나, STA가 더 정밀한 빔들을 이용할 때 오버헤드 문제가 더 악화되는데, 그 이유는, STA가 충분한 송신 각을 감당(cover)하기 위해 더 많은 수의 비컨 프레임들을 송신할 것이기 때문이다.
위의 관점에서, 비커닝 오버헤드와 네트워크 발견 지연 사이에 중요한 절충이 존재한다. 비컨들이 빈번하게 송신되는 경우, 비커닝 오버헤드는 증가하지만 새로운 STA가 기존 네트워크를 신속하게 찾을 수 있게 한다. 비컨들이 덜 빈번하게 송신되는 경우, 비커닝 오버헤드는 감소할 수 있지만, 새로운 STA가 신속한 방식으로 기존 네트워크를 찾는 것을 어렵게 할 것이다.
mm파 PHY 기술을 활용하여 메쉬 네트워크를 형성하는 작업을 고려할 때, 이러한 오버헤드 딜레마는 훨씬 더 악화된다. 메쉬 네트워크에 연결되는 STA는, 모든 이웃하는 STA들을 발견하여 게이트웨이/포탈 메쉬 STA들에 도달하는 최상의 방식 및 이러한 이웃하는 STA들 각각의 능력들을 결정할 필요가 있다. 이는, 메쉬 네트워크에 참여하는 모든 STA들이 비커닝 능력을 가져야 한다는 것을 의미하며, 이는 상당한 시그널링 오버헤드를 유발한다.
따라서, 본 개시내용은, 이러한 현재의 그리고 향후의 비컨 오버헤드 난제들을 해결하도록 구성된다.
3. 개시된 효율적인 비커닝의 이점들
제안된 기술들을 활용함으로써, mm파 통신 노드들은, 상당한 시그널링 오버헤드 또는 네트워크 발견 지연을 야기함이 없이 메쉬 토폴로지 네트워크를 형성할 수 있다. 개시된 기술들은, 비커닝을 2개의 상이한 유형의 비컨 신호: (1) 통신 비컨(피어 비컨) 및 (2) 발견 비컨으로 분할한다. 이러한 별개의 비컨들을 생성하는 것은 발견 기능과 네트워크 유지보수 기능의 분리를 허용하므로, STA는 각각의 비컨의 기능에 필요한 정보만을 포함시킬 수 있다. 설명된 방식으로 비컨들의 이러한 분리를 사용하는 것은 시그널링 오버헤드를 감소시킨다.
개시된 효율적인 비컨 기술은, 네트워크 발견의 목적을 위한 불필요한 비컨 송신들을 감소시키기 위해, 네트워크 내의 STA들 간의 발견 비컨 송신들의 조정을 사용한다. 이러한 기술은, 통신 송수신기들이 어떻게 효율적인 방식으로 이러한 조정을 수행할 수 있는지에 대한 규칙들의 세트를 정의한다. 제안된 기술은 통신(피어) 비컨 송신을 위한 구획들의 수를 감소시키며, 이는, 송신 비컨 프레임들의 감소를 허용한다. 이러한 기술은, 감소된 비커닝 오버헤드로 수동 스캐닝 및 능동 스캐닝 둘 모두를 허용하는 규칙들의 세트를 정의한다. 이러한 규칙들에 기반하여, 새로운 STA들은 제한된 네트워크 지연으로 기존 네트워크를 발견할 수 있다.
4. 효율적인 비커닝 실시예들
4.1. 고려 중인 토폴로지
도 10은 mmW 무선 노드들의 네트워크의 예시적인 실시예(10)를 예시하며, 여기서, 메쉬 STA(MSTA) 노드들(12, 14, 16, 및 18)이 서로 메쉬 토폴로지로 연결된다. 새로운 STA(20)는, 잠재적인 이웃하는 MSTA 및 쌍 노드들에 대한 통신 매체를 스캐닝(24)하고 있으며, 방향들(22a-22n)로 도시되어 있다.
양측들에서 방향성 송신 또는 수신이 항상 요구되는 것은 아니라는 것이 유의될 것이다. 예컨대, 일 측은 방향성 송신 또는 수신을 수행하고 있었을 수 있고, 다른 하나는 그렇지 않다. 이는, 디바이스들의 제한된 능력들, 또는 양측으로부터의 방향성 송신에 대한 필요성이 존재하지 않는 애플리케이션 요건(제한된 간섭/작은 거리)에 기인할 수 있다.
새로운 노드는, 송신 및 수신에 대해 준-전방향성 또는 방향성 안테나들을 이용하도록 구성될 수있다. MSTA들은 유사하게, 송신 및 수신에 대해 전방향성 또는 준-전방향성 또는 방향성 안테나들을 사용하도록 설정될 수 있다. 적어도 하나의 노드 MSTA 또는 새로운 STA는, 경로 손실을 처리하기 위한 충분한 이득을 제공하고 링크에 대해 충분한 SNR을 제공하기 위해, 방향성 안테나들을 이용하도록 구성되어야 한다.
새로운 STA는, 수동 또는 능동 스캐닝을 사용하여 이웃들을 스캐닝한다. 새로운 STA는, 모든 이웃하는 노드들을 찾을 때까지 스캐닝하는 것을 계속하도록 구성된다. 이용가능한 MSTA 이웃들의 목록이 구성된 후에, 어느 이웃과 연결할 것인지에 관한 결정이 이루어진다. 이러한 결정은, 애플리케이션 요구들, 네트워크에서의 트래픽 부하, 및 무선 채널 상태를 고려한다.
4.2. STA 하드웨어 구성
도 11은 노드 하드웨어 구성의 예시적인 실시예(30)를 도시한다. 이러한 예에서, 컴퓨터 프로세서(CPU)(36) 및 메모리(RAM)(38)는 버스(34)에 결합되고, 버스(34)는, 노드 외부 I/O를 제공하는, 이를테면 센서들, 액추에이터들 등에 대한 I/O 경로(32)에 결합된다. 메모리로부터의 명령어들은 프로세서 상에서 실행되어 통신 프로토콜들을 구현하는 프로그램을 실행한다. 이러한 호스트 기계는, 복수의 안테나들(44a-44n, 46a, 46n, 48a-48n)에 대한 무선-주파수(RF) 회로(42a, 42b, 42c)에 모뎀(40)이 결합되어 이웃하는 노드들과 프레임들을 송신 및 수신하도록 구성되는 것으로 도시된다.
이러한 예에서 3개의 RF 회로가 도시되지만, 본 개시내용의 실시예들은, 임의의 임의적 수의 RF 회로들에 모뎀(40)이 결합된 것으로 구성될 수 있다. 일반적으로, 더 많은 수의 RF 회로들을 사용하는 것은, 더 넓은 통달범위의 안테나 빔 방향을 초래할 것이다. 활용되는 RF 회로들의 수와 안테나들의 수는 특정 디바이스의 하드웨어 제약들에 의해 결정된다는 것이 인식되어야 한다. RF 회로 및 안테나들 중 일부는, 이웃 STA들과 통신하는데 그 일부가 불필요하다고 STA가 결정할 때 디스에이블링될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, RF 회로는 주파수 변환기, 어레이 안테나 제어기 등을 포함하고, 송신 및 수신을 위한 빔형성을 수행하도록 제어되는 다수의 안테나들에 연결된다. 이러한 방식으로, STA는 다수의 세트들의 빔 패턴들을 사용하여 신호들을 송신할 수 있으며, 각각의 빔 패턴 방향은 안테나 구획으로서 간주된다.
안테나 구획은, RF 회로의 선택, 및 어레이 안테나 제어기에 의해 명령된 빔형성에 의해 결정된다. STA 하드웨어 구성요소들이 위에 설명된 것과 상이한 기능적 파티션들을 갖는 것이 가능하지만, 그러한 구성들은 설명된 구성의 변형인 것으로 간주될 수 있다. RF 회로 및 안테나들 중 일부는, 이웃 노드들과 통신하는데 그 일부가 불필요하다고 노드가 결정할 때 디스에이블링될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, RF 회로는 주파수 변환기, 어레이 안테나 제어기 등을 포함하고, 송신 및 수신을 위한 빔형성을 수행하도록 제어되는 다수의 안테나들에 연결된다. 이러한 방식으로, 노드는 다수의 세트들의 빔 패턴들을 사용하여 신호들을 송신할 수 있으며, 각각의 빔 패턴 방향은 안테나 구획으로서 간주된다.
도 12는, 복수(예컨대, 36개)의 안테나 구획 패턴들을 생성하기 위해 노드에 의해 활용될 수 있는 안테나 방향들의 예시적인 실시예(50)를 예시한다. 이러한 예에서, 노드는 3개의 RF 회로(52a, 52b, 52c) 및 연결된 안테나들을 구현하며, 각각의 RF 회로 및 연결된 안테나는 12개의 빔형성 패턴(56a, 56b, 56c 내지 56n)뿐만 아니라 빔형성 패턴들(58 및 60)을 생성하며, 이로써, 노드가 36개의 안테나 구획을 갖는다고 일컬어진다. 그러나, 설명의 명확화 및 용이성을 위해, 다음의 부분들은 더 적은 수의 안테나 구획들을 갖는 노드들을 설명한다. 임의의 임의적 빔 패턴이 안테나 구획에 맵핑될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 전형적으로, 빔 패턴은 예리한 빔을 생성하도록 형성되지만, 다수의 각도들에서 신호들을 송신 또는 수신하도록 빔 패턴이 생성되는 것이 가능하다.
4.3. 메쉬 네트워크 아키텍처
4.3.1. 비컨 기능들
mm파 메쉬 네트워크에서의 비컨의 기능들은: (a) 새로운 메쉬 노드들에 대한 네트워크 발견 및 연관; (b) 동기화; (c) 스펙트럼 액세스 및 리소스 관리를 포함할 수 있다. 본원에 설명된 실시예들에서, 위의 기능성에 사용되는 임의의 신호는 비컨으로 지칭되며, 따라서, 그 목적들에 사용되는 임의의 신호는 비컨 신호로서 해석되어야 한다. 다음 부분에서, 이러한 기능성을 감당하기 위해 802.11 비컨이 예로서 사용되지만, 다른 프레임들이 사용되어 동일한 기능성을 충족시킬 수 있다.
4.3.2. 비컨들의 유형들
네트워크에서의 비컨들의 상이한 기능성에 기반하여, 2개의 유형의 비컨들이 다음의 실시예들에서 제안되며, 이들은 통신 비컨들(또는 피어 비컨들) 및 발견 비컨들이다.
통신 또는 피어 비컨들은, 이미(이전에) 설정된 연결들을 갖는 피어들 사이의 통신에 활용된다. 이러한 비컨은, 네트워크 내의 메쉬 노드들 사이에서의 동기화 유지, 빔 추적, 및 채널 액세스와 리소스들의 관리와 관련된 기능들을 수행하는 데 사용될 수 있다. 각각의 메쉬 노드는 이웃 노드들의 방향들에 대응하는 구획들에서만 비컨들을 스위핑하며, 그에 따라, 그의 이웃들에만 비컨들을 송신한다.
발견 비컨들은, 네트워크 고지 및 노드 발견에 활용된다. 발견 비컨들은, 새로운 노드들이 메쉬 네트워크를 찾고 참여하는 것을 돕기 위해 사용된다. 기존 메쉬 노드는, 공간적으로 감당하기로 의도된 모든 방향들로 발견 비컨들을 스위핑한다. 발견 비컨들은 일반적으로, 상이한 메쉬 네트워크들에 속하는 상이한 노드들로부터의 조정되지 않은 비컨 송신들을 피하고 간섭을 제한하기 위해 피어 비컨들보다 덜 빈번하게 송신될 수 있다.
도 13a 내지 도 13c는, 제한이 아닌 예로서 고려되는 간단한 네트워크의 양상들을 예시한다. 도 13a에서, 3개의 노드(72, 74, 및 76)를 갖는 예시적인 실시예(70)가 도시된다. 도 13b에서, STA 노드(72)로부터 송신되는 비컨들이 도시되며, 피어 비컨들이 노드들(74 및 76)을 향한 최상의 구획들에 대응하는 방향들로 스위핑(76a, 76b)되는 것으로 도시된다. 도 13c에서, STA 노드(72)는 특정 공간적 영역(78a로부터, 78b, 78c, 78d, 및 78e)을 감당하도록 발견 비컨들을 스위핑(80)한다.
도 14는, 시간 범위(time span)(100)에 걸친 메쉬 노드의 상이한 송신 및 수신 기간들(98)의 예시적인 실시예(90)를 예시한다. 이러한 예에서, 노드는 본 개시내용에 따라 적어도 3개의 기간으로 동작한다. (1) 비컨 간격(96)은 802.11에 정의된 정규 비컨 송신 간격이다. 통신 또는 피어 비컨들은 매 비컨 간격마다 노드 이웃 피어들에 송신된다. (2) 발견 기간(94)은, 노드가 피어 비컨들 외에도 발견 비컨들을 송신하는 시간 기간(비컨 간격들의 수)이다. 발견 기간 외에는, 피어 비컨들만이 송신된다. 비컨 마스터 간격(92)은, 노드가 자신의 발견 기간을 반복하고 발견 비컨들을 재송신하는 기간이다. 발견 기간이 비컨 마스터 간격과 동일한 경우, 노드는 항상 비컨들을 송신하고 정규 802.11 노드로서 동작한다. 본원에 설명된 위의 그리고 다른 실시예들에서, 발견 비컨들은 정규 비컨들의 형태를 취할 필요가 없다는 것이 인식되어야 한다. 발견 비컨들은, 메쉬 네트워크에 고지하고 새로운 노드들을 발견하기 위해 일부 또는 모든 빔 방향들에 걸쳐 스위핑되는 임의의 프레임들일 수 있다. 그 경우에서, 이러한 프레임들을 전송하는 주기성 또는 분리된 동작은 피어 비컨 주기성과 독립적으로 정의될 수 있다.
4.3.3. 비컨 마스터 및 비컨 마스터 기능성
비컨 마스터(BM)는, 발견 비컨들을 송신하기 위해 어떤 시간 기간에 선택된 노드이다. 어느 시점에서든, 비컨 마스터는 발견 비컨을 송신하는 노드이다. 많은 노드들이 발견 비컨들을 동시에 송신하도록 선택 및 스케줄링될 수 있지만, 간섭을 제거하기 위해 네트워크에 걸쳐 한 번에 하나의 비컨 마스터가 허용되는 경우가 본원에서 제시된다.
비컨 마스터의 기능들은, 다음의 것들: (a) 발견 비컨들의 스위핑; (b) 새로운 BM 요청들의 수신 및 처리; (c) 수신된 BM 요청들에 기반한 새로운 BM 스케줄의 스케줄링; (d) 정상 상태 BM 시퀀스의 업데이트; (e) 메쉬 네트워크에 참여하는 새로운 노드에 대한 수신 방향들의 스캐닝의 정의; (f) 메쉬 네트워크에 참여하는 새로운 노드의 피어 노드들에 대한 발견 비컨 스캐닝 방향들의 업데이트를 절충할 수 있다.
4.3.4. 시스템 아키텍처
4.3.4.1. 비컨 마스터 시퀀스
메쉬 네트워크 내의 모든 각각의 활성 노드는 선택된 시퀀스에 따라 비컨 마스터(BM)가 된다. 이러한 시퀀스는, 새로운 노드가 기존 메쉬 노드에 의해 발견가능해질 때까지 유효하게 유지된다. BM 시퀀스는, 새로운 노드의 효율적인 발견을 가능하게 하도록 수정된다. 새로운 노드가 네트워크에 참여하는 경우, 정상 상태 BM 시퀀스는 새로운 노드가 BM으로서 동작하는 차례를 포함할 것이다.
도 15a 내지 도 15d는 비컨 마스터 개념을 예시한다. 도 15a에서, 메쉬 노드들 A(112), B(114), C(116), D(118)가 새로운 노드 E(120)와 함께 도시된다. 도 15b에서, 노드 C는, 네트워크에 참여하기 위한 노드 E로부터의 요청을 자신이 수신했음(상단의 화살표로 표시됨)을 통신하는 노드 B로부터의 메시지를 수신하는 것으로 도시된다. 다음 비컨 마스터(BM)들은, 도 15c에 도시된 음영으로 도시된 바와 같이, 일시적으로 노드 B 및 노드 A가 되도록 선택될 수 있다. 그 때, 노드 E가 네트워크에 참여하는 경우, BM의 정상 상태 시퀀스는 노드 E를 포함할 것이다.
4.3.4.2. 새로운 노드들에 대한 메쉬 노드 방향성 수동 스캐닝 맵
다음은, 메쉬 노드들이 유휴 수신 상태에 있는 상황, 예컨대, 메쉬 노드들이 송신하고 있지 않고 피어 노드들로부터 데이터를 수신하도록 스케줄링되어 있지도 않은 상황을 고려한다. 이러한 실시예는, 노드들이 네트워크에 참여하고자 하는 새로운 노드들로부터의 프로브 요청들을 방향성으로 청취하는, 메쉬 노드에 대한 조정된 수동 스캐닝 모드를 제안한다.
도 16은, 점선이 있는 원뿔들로 도시된 바와 같은, 노드들이 청취하는 방향들(130)을 도시한다. 특히, 이러한 로컬 메쉬에 존재하는 만큼의 노드들에 대해, 노드(132a)는 구역(134a)에서 청취하는 것으로 도시되고, 노드(132b)는 구역(134b)에서 청취하는 것으로 도시되고, 노드(132c)는 구역(134c)에서 청취하는 것으로 도시되고, 노드(132d)는 구역(134d)에서 청취하는 것으로 도시되고, 노드(132e)는 구역(134e)에서 청취하는 것으로 도시된다. 이러한 청취 구역들은 영역(136)에 걸쳐 충분한 수신 통달범위를 제공하도록 배열되므로, 요청들은 그 구역 내의 임의의 새로운 노드들로부터 적절히 수신되는 것으로 보인다.
이러한 방향들은 중앙 엔티티에 의해 또는 로컬로 조정될 수 있으며, 각각의 노드는 그들의 수신기 안테나 패턴 구획들 전부 상에서 또는 그 서브세트 상에서 청취할 수 있다. 방향들은, 현재 네트워크 스케줄링에 기반하여 동적으로 업데이트될 수 있거나, 평균 링크 사용에 기반하여 준-정적 배정으로 있을 수 있다. 도면에서, 주어진 수신 영역에 대한 신호 수신을 감당하기 위해 몇몇 메쉬 노드들의 협력이 인지될 수 있다.
4.3.4.3. 새로운 노드의 능동 스캐닝 모드
적어도 하나의 실시예에서, 메쉬 네트워크에 참여하고자 하는 노드는, 주변 메쉬 노드들의 능동 스캐닝을 수행할 수 있다. 능동 스캐닝은, 이러한 노드의 안테나 패턴에 의해 지원되는 상이한 구획들에 걸쳐 프로브 요청을 스위핑하는 것을 통해 수행될 수 있다.
도 17은, 준-전방향성 송신으로의 메쉬 네트워크 발견 프레임의 스위핑(156) 동안, 방향들(154a 내지 154n)로 송신하는 노드(152)의 실시예(150)를 예시한다.
4.4. 피어 및 발견 비컨들을 통한 효율적인 BF 트레이닝
4.4.1. 피어 비컨 업데이트들
방향성 통신들, 예컨대 60 GHz WLAN에서, 비컨 송신들은, 피어들 사이에 강건한 통신들을 설정하는 데 요구되는 BF 트레이닝의 일부로서 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에서 활용될 수 있다. 본원에 설명된 발견 비컨들은, 예컨대 SLS 단계를 사용하는 것과 같이 BF 트레이닝을 개시할 수 있다.
메쉬 노드는, 발견 비컨들을 송신하는 동안에 그리고 송신한 직후에 발생하는 BF 트레이닝으로부터 최상의 구획 정보를 기록한다. 피어 비컨들의 경우, 메쉬 노드는, 피어 메쉬 노드들을 향해 최상의 구획들에 대응하는 구획들에서만 비컨들을 송신한다.
도 18a 및 도 18b는, 결정된 최상의 구획 주위의(그를 브래키팅하는) 하나 이상의 구획 상에서 송신들을 수행함으로써 부가적인 강건성을 제공하는 예시적인 실시예를 예시한다. 도 18a에서, 노드 A(172)는 노드 B(174)와 관련되어 도시되며, 최상의 구획(경로)은 방향(176)이다. 도 18b에서, 노드 B와 통신하는 노드 A는 최상의 구획(178b)를 갖지만, 특히, 노드 B가 노드 A와 관련하여 이동 중일 수 있다는 사실의 관점에서, 통신 강건성을 개선하기 위해, 이러한 최상의 구획의 각각의 측 상에서 하나 이상의 부가적인 구획(178a, 178c)을 또한 선택한다.
도 19는, 메쉬 노드에 의해 피어 비컨들의 송신의 예시적인 실시예(190)를 예시한다. 루틴이 시작(192)되고, 비컨 간격(BI) 타이머가 만료되었는지의 확인이 수행(194)된다. BI 타이머가 만료되지 않은 경우, 다른 확인이 수행되기 전에 타이머가 감량(196)된다. 타이밍 "루프"의 사용이 예시를 위해 도시되지만, 지연들(동기화)을 제공하는 것은 임의의 원하는 운영 시스템 프리미티브(primitive)들, 이를테면, 스레드형 또는 다중-작업 환경 내에서 활용되는 동기화 및 타이밍 메커니즘들에 의해 수행될 수 있다는 것이 유의될 것이다.
BI 타이머가 만료된 후에, 블록(198)은 노드 계수(n)를 초기화하고, 이어서, 최상의 구획들의 기록(208)으로부터 노드 n을 향한 최상의 구획 정보 S(n)을 검색(200)한다. 통신 비컨들의 스윕이 구획들(S(n) ± q)상에서 노드 n에 대해 수행(202)된다. 이어서, 임의의 노드들이 여전히 확인될 필요가 있는지(n < N인지)의 확인(204)이 이루어진다. 남아있는 노드들이 존재하는 경우, 노드 값은 다음 노드로 업데이트(206)(예컨대, 이러한 예에서는, n = n + 1)되고, 처리는 최상의 구획 정보를 검색하는 단계(200)로 다시 돌아간다. 일단 모든 노드들이 확인되면, 피어 메쉬 노드와 데이터 교환이 수행(210)되고, 프로세스는 종료(212)된다.
도 20은 트레이닝 데이터베이스 생성 및 업데이트들의 실시예(230)를 예시한다. 몇 번의 비컨 간격(BI)들 후에, BF 트레이닝은 업데이트될 필요가 있을 수 있다. 발견 비컨들은 BF 트레이닝의 리프레시 사이클 또는 새로운 피어 노드와의 BF 트레이닝을 제공한다.
프로세스는, STA n으로부터 발견 비컨들이 수신(234)된 이후 최상의 구획들의 기록(238)으로부터 최상의 구획들의 기록에서의 STA n의 엔트리를 검색(236)하는 것이 후속되는 것으로 시작(232)된다. STA n이 최상의 구획들의 기록에서 엔트리를 갖는지를 결정하기 위한 확인(240)이 이루어진다. 어떠한 그러한 엔트리도 존재하지 않는 경우, 최상의 구획들의 기록(238)에 엔트리가 만들어진다(242). 그렇지 않고, 기존 엔트리가 존재하는 경우, 기존 및 현재 데이터가 비교(244)되고, 처리가 종료(248)되기 전에 STA n에 대한 BF 트레이닝 정보가 업데이트(246)된다.
4.5. 정상 상태 BM 처리 프로토콜
4.5.1. 마스터 비컨 전환
정상 상태의 네트워크는, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 따른 특정 순서에 따라 네트워크 노드들 간에 비컨 마스터들을 이동(교대)시킨다.
도 21은 송신들(252)의 예시적인 실시예(250)를 예시하며, 비컨 마스터가 모든 방향들(254)로 발견 비컨들을 송신할 뿐만 아니라 방향들(260a 및 260b)로 피어 비컨을 송신하는 것이 도시된다. 게다가, 연관-빔형성 트레이닝 기간(A-BFT)(256) 및 데이터 전송 간격(DTI)(258)의 송신이 도시된다.
도 22는 피어 비컨 슈퍼프레임 포맷의 예시적인 실시예(270)를 예시하며, 송신들의 세트(272)가 도시된다. 피어 연결성을 갖는 노드들은 여전히 피어 비컨들을 서로에게 계속 송신한다. 이러한 예에서, 피어 1로 피어 비컨이 전송(274a)되고, 피어 2로 피어 비컨이 전송(274b)된다. 피어 1에 대해 A-BFT 송신(274c)이 전송될 뿐만 아니라 피어 2에 대해 A-BFT 송신(274d)이 전송된다. DTI 송신(276)은 A-BFT 송신들 후에 전송되는 것으로 도시된다. 각각의 피어 링크에 대한 방향 및 타이밍이 알려져 있으므로 피어 비컨들은 용이하게 조정된다는 것이 인지되어야 한다.
시스템은, 적어도 하나의 실시예에서, 피어 비컨들을 전환하는 순서가, 모든 노드들이 언젠가 비컨 마스터로서 동작하는 것을 제공하도록 구성된다. 그러나, 선택 기준에 기반하여 비컨 마스터 선택을 추가로 제어하거나 비컨 마스터들로서 참여하는 것들에 보상들(예컨대, 네트워크 메시지 우선순위)을 적용하는 실시예들이 또한 고려된다는 것이 인식되어야 한다.
피어 비컨들뿐만 아니라 발견 비컨들은 현재 비컨 마스터 노드에 관한 정보를 반송한다. 피어 비컨들뿐만 아니라 발견 비컨들은 향후의 비컨 마스터 노드(들)에 관한 정보를 반송한다. 이러한 정보는, 비컨 마스터가 될 다음 노드의 ID 또는 도래하는 비컨 마스터 배정을 결정하는 시퀀스 ID일 수 있다. 피어 비컨들은, 송신의 스케줄링, 및 이러한 피어 연결성에 대한 동기화들 및 데이터 송신에 필요한 다른 요소들에 관련된 정보를 반송한다. 발견 비컨들은 더 단순하며, 바람직하게는 (예컨대, 하나 이상의 실시예에서) 네트워크 고지 및 발견 목적들을 위해서만 사용된다. 피어 비컨들에 대한 A-BFT 기간은, 도 22에 도시된 바와 같이 활성 피어 링크들의 수와 동일한 수의 A-BFT 슬롯들을 반송할 것이다. 발견 비컨들의 A-BFT 기간은 더 많은 수의 A-BFT 슬롯들을 반송하며, 피어 노드들 및 새로운 노드들이 이러한 슬롯들에 랜덤 액세스한다.
4.5.2. 마스터 비컨 전환을 관리하기 위한 피어 비컨들
도 23a 내지 도 23c는, 피어 비컨들에 의해 네트워크를 통해 마스터 비컨 고지를 전달하는 프로세스에서 상호작용하는 노드들을 도시한다. MSTA A(292), MSTA B(294), MSTA C(296), MSTA D(298), MSTA E(300)를 포함하는 노드들이 도면들에 도시된다. 각각의 도면에서, MSTA A(292)는 모든 방향들의 스윕(304)으로 발견 비컨들(302)을 송신하는 비컨 마스터로서 도시된다.
일단 메쉬 노드가 마스터 비컨 규칙을 인계받으면, 메쉬 노드는, 현재 비컨 마스터로서의 자신의 ID, 및 다음 비컨 마스터에 관한 정보, 즉, 시퀀스 ID 또는 다음 비컨 마스터를 갖는 발견 비컨들 및 피어 비컨들을 송신하기 시작한다. 피어 비컨들은, 마스터 비컨이 활성이고 자신의 규칙을 시작한다는 표시로서 마스터 비컨에 연결된 노드들에 의해 수신될 것이다. 마스터 비컨의 피어들은, 네트워크 내의 새로운 마스터 비컨을 고지하는 피어 비컨들을 네트워크 내의 다른 메쉬 노드들에 송신하기 시작한다. 도 23a에서, 피어 비컨들(306a, 306b)은, 새로운 비컨 마스터가 현재 활성이라는 것 및 타이머 설정을 MSTA B(294) 및 MSTA B(296)에 각각 고지한다. 새로운 마스터 비컨 고지를 갖는 피어 비컨들을 수신하는 각각의 노드는 그것을 자신의 피어들에 전달한다. 도 23a에서, 이전 MB 고지가 MSTA B(294)로부터 MSTA E(300)로 통신(308)되었다. 특정 수의 홉들 후에, 클러스터는 자신의 규칙을 취하는 새로운 비컨 마스터를 통지받아야 한다. 메쉬 노드가 자신의 피어들 중 하나를 통해 또는 마스터 비컨 그 자체를 통해 새로운 마스터 비컨 활성화의 고지를 수신할 때까지, 메쉬 노드는 이전 마스터 비컨 ID 및 영(zero)과 동일한 타이머를 송신하는 것을 계속할 것이다. 이는, 네트워크가 전환 상태에 있음을 표시하기 위한 것이다. 도 23b는 새로운 MB 고지가 MSTA B(294)로부터 MSTA E(300)로 통신되는 것을 도시하는 한편, 이전 MB 고지(312)가 MSTA E(300)와 MSTA D(298) 사이에 통신(310)되는 것이 도시된다. 도 23c에서, 새로운 MB 고지가 MSTA B(294)로부터 MSTA E(300)로 통신(314)되는 것이 도시되며, 시간, 즉, BM 시간 값은 두 번 감량되었다.
4.5.3. 새로운 마스터 비컨 선택 기준
이러한 실시예에서, 네트워크의 노드들은 각각의 마스터 비컨 간격마다 하나의 노드가 비컨 마스터의 역할을 이행하는 것을 교번한다. 각각의 마스터 비컨 간격에서, 하나의 노드는 비컨 마스터의 역할을 맡고, 모든 방향들로 발견 비컨들을 송신한다.
도 24a 내지 도 24c는, 상이한 노드들이 마스터 비컨의 역할을 맡는 예시적인 실시예(330)를 예시한다. MSTA A(332), MSTA B(334), MSTA C(336), MSTA D(338), MSTA E(340)를 포함하는 노드들이 도면들에 도시된다. 도 24a에서, MSTA A(332)는 모든 방향들의 스윕(344)으로 발견 비컨들(342)을 송신하는 비컨 마스터이다. 다른 노드들 B, C, D, 및 E는 피어 노드들 사이에서만 피어 비컨들을 송신하는 것으로 도시된다. 도 24b에서, MSTA C(336)가 비컨 마스터가 되었고, 모든 방향들의 스윕(344)으로 발견 비컨들(342)을 송신하고 있으며, 유사하게, 도 24c에서, MSTA B(334)가 비컨 마스터 역할을 맡는다. 마스터 비컨은 피어 비컨들 및 발견 비컨을 통해 현재 및 향후의 비컨 마스터에 관한 정보뿐만 아니라 송신에 대한 타이밍을 고지한다. 마스터 비컨이 변경되는 순서는 임의의 원하는 방식으로 결정될 수 있는데, 이를테면, 랜덤으로, 특정 시퀀스에 따라, 이용가능성에 따라, 또는 각각의 주어진 노드에 대한 다른 기준에 따라 결정될 수 있다. 그러나, 노드들이 어떠한 방식으로든 항상 "기피"할 수 있는 경우, 공유가 불공평하거나 악화되고 어떠한 비컨 마스터도 이용가능하지 않을 수 있는 것으로 간주되어야 한다. 이로써, 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에서, 노드들이 비컨 마스터 역할을 이행하는 것을 "기피"하는 것을 메커니즘들이 허용하는 경우, 참여하는 노드들에 보상들이 제공되는데, 이를테면, 참여하지 않는 노드들에 비해 상응하는 통신 우선순위가 그들에게 주어진다.
도 25a 내지 도 25e는 마스터 비컨 불능 처리의 예시적인 실시예(350)를 예시하며, 이는 다음 부분의 끝에서 상세히 설명될 것이다.
4.5.3.1. 랜덤 마스터 비컨 배정
도 26a 및 도 26b는, 랜덤 마스터 비컨 선택을 배치하기 위한 프로토콜의 예시적인 실시예(390)를 예시한다. 도 26a에서, 루틴은, 피어 비컨들을 수신하기를 대기(392)하는 것으로 시작되고, 이어서, 마스터 비컨 선택 변수를 수정하며, 이는 여기서, 마스터 비컨 카운트다운 값을 감량(394)시키는 것으로 도시되고, 그 후, 값이 영에 도달했는지를 확인하는 것이 후속되며, 이는, 새로운 마스터 비컨이 활성이 되어야 한다는 것이 확인됨을 표시한다. 현재 마스터 비컨이 여전히 활성인 경우, 실행은 블록(392)으로 돌아간다. 그렇지 않으면, 마지막 비컨 마스터가 다음(후임) 비컨 마스터인 것으로 이전에 통신한 노드가 어떤 노드인지를 확인하는 것에 기반하여, 노드가 새로운 마스터 비컨인지를 결정하기 위한 확인(398)이 이루어진다. 노드가 새로운 마스터 비컨이 아닌 경우, 실행은 블록(392)으로 돌아가 피어 비컨들을 수신하는 것을 대기한다. 그렇지 않고, 노드가 새로운 마스터 비컨일 경우, 노드는 자신을 마스터 비컨으로서 선언하고, 다음 마스터 비컨을 선택하며, 이는 여기서, 랜덤 선택(400)을 사용하고 카운트다운 타이머를 설정하는 것으로 예시된다. 적어도 하나의 실시예에서, 다음 마스터 비컨은 랜덤 선택 이외의 다른 메커니즘들을 사용하여 선택될 수 있다는 것이 인식될 것이다.
계속해서 도 26b에서, 마스터 비컨은, 발견 비컨들을 송신하는 것, 및 피어 비컨들을 송신하고 다른 피어 비컨들을 수신하는 것을 포함하는 피어 활동들을 포함하는 자신의 의무들(402)을 수행하며, 그 후, 마스터 비컨 카운트다운을, 이를테면 이러한 예에 따라서는 감량시킴으로써, 업데이트(404)하는 것이 후속된다. 마스터 비컨 서빙 기간이 끝난지(마스터 비컨 계수기 = 0인지) 확인(406)이 이루어지며, 그렇지 않은 경우, 실행은, 현재 마스터 비컨은 여전히 자신의 의무들을 수행하고 있는 블록(402)으로 돌아간다. 그렇지 않으면, 블록(408)은, 하나의 피어 비컨이 새로운 마스터 비컨을 보고하는지의 확인을 수행한다. 하나의 피어 비컨이 새로운 마스터 비컨을 보고하는 경우, 실행은 도 26a의 블록(392)에서의 루틴의 시작으로 돌아가고, 그렇지 않으면, 결정 블록(410)에 도달하여 새로운 마스터 비컨 타이머가 만료되었는지를 확인한다. 시간이 만료된 경우, 실행은 도 26a의 블록(400)으로 돌아가고, 여기서, 노드는 자신을 다시 비컨 마스터로 선언하고 후임 마스터 비컨을 선택한다. 그렇지 않고, 타이머가 만료되지 않은 경우, 실행은 결정 블록(408)으로 돌아가 다시 확인한다.
따라서, 위의 흐름도는, 어느 노드가 다음 마스터 비컨이 될 것인지를 현재 마스터 비컨이 결정하는 프로세스를 도시한다. 각각의 메쉬 노드는, 하나 이상의 홉을 통해 자신이 연락을 취할 수 있는 다른 메쉬 노드들의 목록을 갖는다. 이러한 예에서, 다음 마스터 비컨의 선택은 도달가능한 노드들의 목록으로부터 랜덤으로 발생한다. 현재 마스터 비컨은, 피어 비컨들 및 발견 비컨들을 통해 현재 및 향후의 마스터 비컨에 관한 정보를 네트워크 내의 모든 메쉬 노드들에 전달한다. 현재 마스터 비컨들은, 자신이 발견 비컨들을 송신하는 것을 언제 중단할 것인지 그리고 새로운 마스터 비컨이 언제 시작되어야 하는지를 표시하기 위한 카운트다운 필드를 갖는다. 마스터 비컨으로부터 피어 비컨을 수신하는 각각의 노드는 카운트다운 타이머를 감량시키고, 업데이트된 카운트다운 값을 자신의 피어들에 전달할 것인데, 현재 비컨 마스터 ID 및 다음 비컨 마스터 정보를 자신의 피어 비컨들을 통해 자신의 피어들에 전달할 것이다. 이는, 정보가 전체 네트워크를 통해 전파되는 것을 보장할 것이다.
카운트다운 타이머는 전체 네트워크에 걸쳐 동기화되어야 한다. 모든 각각의 노드는, 그 시간이 지나면 계수기가 감량되어야 하는 고정된 시간에 대하여 카운트다운을 적응시켜야 한다. 이는, 메쉬 네트워크에 걸쳐 하나 초과의 BI가 사용될 때의 문제를 해결하도록 구성된다. 모든 메쉬 노드들이 동일한 BI를 갖는 경우, 각각의 노드는 각각의 비컨 송신마다 엄밀히 자신의 카운트다운 타이머를 감량시켜야 한다. 계수기가 영에 도달할 때, 현재 마스터 비컨은 발견 비컨들을 송신하는 것을 중단하고, 새로운 마스터 비컨이 인계받을 것으로 가정한다.
4.5.3.1.1. 새로운 마스터 비컨 불능 관리
새로운 마스터 비컨은 발견 비컨들을 송신하고 전송된 비컨들에서 마스터 비컨의 규칙을 적시하는 피어 비컨들을 전송하는 것을 시작해야 한다. 네트워크 내의 다른 노드들은 자신의 작업을 종결한 마스터 비컨의 마스터 비컨 ID를 갖는 피어 비컨들을 송신하는 것을 계속할 것이며, 새로운 타이머 고지를 갖는 새로운 마스터 비컨이 새로운 마스터 비컨 또는 하나의 피어 노드를 통해 수신될 때까지 카운트다운 타이머는 영과 동일하다.
자신의 작업을 종결한 마스터 비컨은 새로운 비컨 마스터 인계의 표시를 수신하는 것을 대기할 것이다. 이는, 자신의 작업을 종결한 마스터 비컨에 의해 이전에 선택된 것과 같은 현재 마스터 비컨을 적시하는 피어 비컨을 그의 피어 노드들 중 하나로부터 수신하는 것을 통해 이루어져야 한다.
도 25a 내지 도 25e에서, 자신의 작업을 종결한 마스터 비컨이, 새로운 마스터 비컨이 자신의 작업을 시작한다는 어떠한 표시도 수신하지 못하는 경우에 대한 프로세스(350)가 약술된다. 따라서, 원래의 마스터 비컨은 다른 마스터 비컨 사이클에 대한 마스터 비컨 역할을 다시 청구하고, 다음 마스터 비컨이 될 새로운 노드를 선택할 것이다.
도면들에서, 서로 연결된 노드들 MSTA A(352), MSTA B(354), MSTA C(356), MSTA D(358) 및 MSTA E(360)가 도시되며, 도 25a에서, MSTA A(352)가 스윕(364)에서 모든 관련 방향들(362)로 발견 비컨들을 송신하는 비컨 마스터이다. 피어 비컨들(366)은 MSTA A인 현재 비컨 마스터(BM), MSTA C(356)인 것으로 예시되는 다음 비컨 마스터 A, 및 BM 계수기 = x에 대한 정보를 제공한다. 도 25b에서, 피어 비컨들(368)은, BM 계수기가 0에 도달했고 MSTA A(352)는 MSTA C(356)가 비컨 마스터로서 동작하기 시작하기를 대기(370)하고 있다고 표시한다. 그러나, 이러한 예시에서, MSTA C에 대한 통신 링크들이 끊어졌거나, 또는 MSTA C가 활성이 아니거나 BM 역할을 이행하고자 하지 않는다. 도 25c에서, 노드들 MSTA B, MSTA C, MSTA D, 및 MSTA E는, MSTA C가 BM 역할을 이행하는 것에 대해 BM 계수기가 0임을 표시하는 피어 비컨들(368)을 여전히 전송하고 있다. 그 때, MSTA C가 BM 역할을 맡기를 대기하는 것이 타임 아웃될 시, 현재 BM은 단계(372)에서 BM 역할을 계속 이행하고, 다음 BM이 MSTA E가 될 것임을 표시하는 피어 비컨들을 전송하고, 계수기 = x를 전송한다. 도 25d에서, 멀리 떨어진 피어 비컨들(376)은 여전히, MSTA C를 BM으로서 대기하는, BM 계수기 = 0임을 표시하지만, MSTA A가 BM 역할(374)을 맡았고, 다음 BM을 MSTA E로 표시하는 피어 비컨을 전송하고 BM 계수기를 감량시키고 있다. 도 25e에서, 피어 비컨들은 네트워크 전체에 걸쳐 전파되었고, 현재, MSTA A(352)로부터의 피어 비컨들(378)은 다음 BM을 MSTA E로 그리고 x-2로 업데이트된 BM 계수기를 표시한다.
4.5.3.1.2. 비컨 마스터 선택 업데이트 요소
새로운 노드를 네트워크에 부가할 시, 각각의 메쉬 노드에서의 선택 목록이 업데이트되어, 이러한 노드가 어떤 시점에 비컨 마스터의 역할을 하도록 선택되는 것을 허용한다. 마스터 비컨은, 메쉬 노드 목록에 대한 업데이트를 적시하는 네트워크에 플러딩되는 메시지에 의해 노드를 목록에 부가할 수 있다. 노드 소프트웨어(프로토콜)는 또한, 새로운 노드를 돕는 가장 최근의 마스터 비컨이, 새로운 노드가 네트워크에 입장한 직후에 마스터 비컨의 역할을 새로운 노드를 선택하는 것을 강제함으로써 이를 수행할 수 있다. 노드들은 새로운 노드가 비컨 마스터의 역할을 하는 것을 통지할 것이고, 그들의 메쉬 노드 목록을 업데이트해야 한다.
노드가 네트워크를 떠날 때, 각각의 메쉬 노드의 선택 목록은, 이러한 새로운 노드를 목록으로부터 제거하고 그에 따라 어떤 시점에도 비컨 마스터의 역할을 하게 선택되지 않도록 업데이트된다. 이러한 노드 제거는, 네트워크에 플러딩되는 메쉬 노드 목록에 대한 업데이트를 적시하는 메시지 또는 네트워크 내의 노드들의 거동을 모니터링함으로써 배포되는 메시지를 사용하여 수행될 수 있다. 노드가 다수의 발견 서비스 기간들 동안 동안 비컨 마스터의 역할을 할 수 없는 겨우, 노드는 목록으로부터 제거될 수 있다.
4.5.3.2. 시퀀스 기반 마스터 비컨 배정
도 27a 및 도 27b는, 시퀀스 기반 마스터 비컨 선택을 배치하기 위한 프로토콜(프로세스)의 예시적인 실시예(430)를 예시한다. 노드들이 비컨 마스터의 역할을 전환하는 순서를 결정하는 시퀀스가 구축되고 새로운 메쉬 노드가 참여할 때마다 업데이트된다. 루틴은, 피어 비컨들을 수신하는 것을 대기하는 것으로 시작(432)되며, 그 후, 마스터 비컨 계수기가 업데이트(도시된 예로서, 감량됨)(434)되고, 계수기가 종결 값, 이러한 경우에서는 영에 도달했는지를 결정하기 위해 계수기 임계치 확인(436)이 수행된다. 종결 계수에 도달되지 않은 경우, 실행은 블록(432)에서 대기하는 것으로 돌아간다. 그렇지 않고, 계수가 만료된 경우, 노드가 새로운 마스터 비컨인지의 확인(438)이 이루어진다. 노드가 마스터 비컨이 아닌 경우, 실행은 도 27b의 블록(448)으로 이동한다. 노드가 마스터 비컨인 경우, 노드는 마스터 비컨으로서 선언(440)되고, 계수기는 그의 마스터로서의 지속기간을 설정하고, 그 후, 마스터 비컨 의무들을 수행(442)하는 것이 후속되는데, 피어 비컨들을 송신하는 것에서의 그의 피어 의무들과 함께 발견 비컨들을 송신하는 것, 및 피어 비컨들을 수신하는 것으로 예시된다. 이어서, 마스터 비컨 계수기가 업데이트(444)되는데, 이러한 예에서는 카운트다운되며, 계수의 끝에 도달했는지의 확인(446)이 이루어지며, 이러한 예에서는 영과 동일할 때이다. 계수의 끝에 도달한 경우, 실행으로 블록(432)으로 다시 이동하며, 그렇지 않으면, 실행은 마스터 비컨 의무들(442)의 다른 라운드를 수행하는 것으로 돌아간다. 도 27b의 블록(448)으로부터, 피어 비컨이 새로운 MB 태그와 함께 수신되었는지를 결정하기 위한 확인이 이루어지는 것이 도시된다. 새로운 MB 태그가 수신된 경우, 실행은 도 27a의 블록(432)에서 대기하는 것으로 돌아가고, 그렇지 않으면, 새로운 마스터 비컨 태그 및 비-종결(이러한 예에서는, 영이 아닌) 계수기를 갖는 피어 비컨들을 수신하기 위한 대기가 수행(450)된다. 이어서, 새로운 마스터 비컨 타이머 상에서의 시간 만료에 대한 확인(452)이 이루어진다. 새로운 마스터 비컨 타이머가 만료되지 않은 경우, 실행은 새로운 MB 태그를 갖는 피어 비컨을 확인하는 블록(448)으로 돌아가고, 그렇지 않으면, 노드가 실패한 것 이후의 다음 마스터 비컨인지를 확인(454)하는 것으로 이동한다. 노드가 새로운 마스터 비컨이 아닌 경우, 실행은 새로운 MB 태그를 갖는 피어 비컨을 확인하는 블록(448)으로 돌아간다. 그렇지 않으면, 모드는 새로운 비컨 마스터이고, 실행은 블록(440)으로 돌아가며, 여기서, 노드는 자신을 새로운 마스터 비컨으로서 선언하고, 새로운 비컨 마스터로서 처리를 시작한다.
새로운 노드가 네트워크에 참여할 때마다, 현재 마스터 비컨은 시퀀스를 업데이트하고 그 업데이트에 관해 네트워크 메쉬 노드들에 통지하는 것을 담당한다는 것이 유의될 것이다. 일단 각각의 노드가 시퀀스 및 현재 활성 비컨 마스터를 인지하면, 다음 비컨 마스터 및 그의 차례가 발생할 때를 알 수 있을 것이다. BM 계수는 비컨 마스터 발견 기간의 처음 및 시작을 마킹하기 위해 메쉬 노드들에 의해 전달된다.
이러한 예에서는 카운트다운 타이머인 BM 계수기는, 적어도 하나의 실시예에서, 전체 네트워크에 걸쳐 동기화된다. 모든 각각의 노드는, 그 시간이 지나면 계수기가 감량되어야 하는 고정된 시간에 대하여 카운트다운을 적응시켜야 한다. 이는, 메쉬 네트워크에 걸쳐 하나 초과의 BI가 사용될 때의 문제를 해결해야 한다. 모든 메쉬 노드들이 동일한 BI를 갖는 경우, 각각의 노드는 각각의 비컨 송신마다 엄밀히 자신의 카운트다운 타이머를 감량시켜야 한다.
일단 타이머가 자신의 종결 조건, 이를테면, 도시된 예에서는 영에 도달하면, 메쉬 노드들은, 새로운 비컨 마스터가 인계받고 있음을 알게 된다. 메쉬 노드가 새로운 비컨 마스터인 경우, 메쉬 노드는 발견 비컨들을 송신하는 것을 시작하고 BM 계수기 값을 설정한다. 현재 마스터 비컨은, 피어 비컨들 및 발견 비컨들을 통해 현재 및 향후의 마스터 비컨에 관한 정보를 네트워크 내의 모든 메쉬 노드들에 전달한다. 현재 마스터 비컨에 의해 전송된 비컨은, 자신이 발견 비컨들을 송신하는 것을 언제 중단할 것인지 그리고 새로운 마스터 비컨이 언제 시작되어야 하는지를 표시하기 위한 계수기 필드를 갖는다.
마스터 비컨으로부터 피어 비컨을 수신하는 각각의 노드는, 카운트다운 타이머를 감량시키는 것과 같이 종결 값을 향해 BM 계수기를 수정하고, 업데이트된 BM 계수기 값을, 자신의 피어 비컨들을 통해 현재 비컨 마스터 ID 및 시퀀스 ID와 함께 자신의 피어들에 전달하여, 이러한 필요한 정보가 전체 네트워크를 통해 전파되는 것을 보장한다. 새로운 마스터 비컨은 발견 비컨들을 송신하고 전송된 비컨들에서 마스터 비컨의 규칙을 적시하는 피어 비컨들을 전송하는 것을 시작한다.
4.5.3.2.1. 새로운 마스터 비컨 불능 관리
약간의 대기 시간 후에, 새로운 마스터 비컨이 자신의 역할을 시작하지 않은 경우, 시퀀스에서의 다음 마스터 비컨이 마스터 비컨 규칙을 인계받아 청구하고, 계수기를 설정하고, 메쉬 노드들에 통지하는 것을 시작해야 한다.
4.5.3.2.2. 비컨 관리 호핑 시퀀스 업데이트 요소
비컨 마스터는 비컨 마스터 노드들의 시퀀스를 업데이트하는 것을 담당한다. 업데이트는, 새로운 노드가 네트워크에 참여하거나 노드가 네트워크를 떠난 결과일 것이다. 배포된 정보는 시퀀스와 연관된 시퀀스 ID의 형태일 수 있다. 각각의 노드는 그 시퀀스 내에서의 자신의 위치를 알 수 있어야 한다.
4.5.4. 발견 비컨 송신 촉발
발견 비컨을 구현하는 하나의 방식은, 네트워크에 새로운 이벤트가 존재할 때마다 발견 비컨을 촉발하는 것이다. 이는, 발견 비컨들의 송신이 주기적일 필요가 없음을 의미한다. 이러한 이벤트는, 새로운 노드가 하나의 메쉬 노드에 의해 수신된 프로브 요청을 전송하는 것, 메쉬 노드가 연결을 잃는 것, 또는 발견 및 빔형성 이유들로 모든 방향들로의 비컨 또는 유사한 프레임의 전체 스윕을 요구하는 임의의 다른 이벤트일 수 있다. 이러한 이벤트는, 하나 이상의 메쉬 노드가 발견 비컨들을 송신하는 것을 촉발할 수 있다.
4.6. 발견 메쉬 맵
메쉬 노드들은 활동이 없는(송신 또는 수신이 없는) 기간들 동안 청취하고, 네트워크에 참여하려 시도하는 새로운 노드들을 스캐닝한다. 노드들은, 동시에 모든 방향을 스캐닝할 수 있을 준-전방향성 모드로 청취할 수 있지만, 범위가 제한된다. 메쉬 노드가 새로운 노드들을 스캐닝하는 범위를 증가시키기 위해, 그 때, 적어도 하나의 실시예에서, 방향성 안테나 동작들이 시스템에 의해 선택된다. 전형적으로, 방향성 안테나들을 사용하는 것은, 각각의 노드가 모든 방향들을 스캐닝하는 프로세스를 수반한다.
그러나, 노드 토폴로지가 조밀한 네트워크 배치를 포함하는 경우, 노드 통달범위들이 중첩될 가능성이 있을 것이고, 본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에서는, 각각의 노드가 새로운 노드들의 스캐닝을 수행할 영역들의 조정이 수행되며, 그에 따라, 지리학적 영역이 더 효율적으로 감당된다.
도 28은 하나 이상의 특정 방향(들)을 담당하는 각각의 노드가 주어지는 예시적인 실시예(470)를 예시하며, 각각의 노드는, 노드가 송신 또는 수신하고 있지 않을 때마다 그 특정 방향(들)을 지속적으로 그리고 단독으로 모니터링할 것이다. 이는, 노드를 모든 방향들로 분배하는 대신 노드가 하나의 방향에서 이용가능한 시간에 집중하는 데 도움이 될 것이다. 이러한 예에서, 발견 맵은 노드들에 의해 협력적으로 생성된다(여기서, 각각의 노드는 모니터링 및 스캐닝할 하나 이상의 특정 방향을 할당받음). 발견 맵은, 측정 캠페인 수집, 네트워크의 토폴로지 정보, 또는 일부 안테나 패턴 분석을 사용하여 생성될 수 있다.
도 28에 도시된 예에서, 예시적인 메쉬 노드 MSTA A(472)는 영역(474a 및 474b)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA B(476)는 영역(478a 및 478b)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA C(480)는 영역(482a 및 482b)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA D(484)는 영역(486)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA E(488)는 영역(490)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA F(492)는 영역(494)을 배정받는 것으로 도시되고, 메쉬 노드 MSTA G(496)는 영역(498)을 배정받는 것으로 도시된다. 따라서, 각각의 메쉬 노드는, 그의 네트워크 내의 다른 노드들과의 임의의 다른 송신 또는 수신에 관여될 때마다 특정 영역(방향)을 스캐닝하는 것을 담당한다.
본 개시내용의 적어도 하나의 실시예에서, 분석적 셀 계획은, 각각의 영역에서 이 영역을 감당하는 잠재적인 메쉬 노드들이 어떤 것인지를 추정하고 이 영역에 전용될 메쉬 노드를 선택하는 것에 기반한다. 구획들의 통달범위 영역을 결정하는 간단한 분산형 방식은, 가시선에 있고 서로의 송신들을 청취할 수 있는 구획들이, 그들 중 하나를 동작정지시키고 다른 하나가 그의 모든 통달범위 영역에 연락을 취할 수 있는 것으로 간주할 수 있게 함으로써 이루어진다.
도 29a 내지 도 29c는, 새로운 노드 통달범위 영역들을 결정하는 예시적인 실시예(510)를 예시한다. 각각의 도면에서, MSTA A(512) 및 MSTA B(514)는, 방향성 안테나 구획들(S1(516a) 내지 S4(516d), 및 S1(518a) 내지 S4(518d))을 각각 갖는 것으로 도시된다.
도 29a에서, MSTA A(512) 및 MSTA B(514)는 가시선에 있으며, MSTA A(512)의 방향(S1(516a))이 MSTA B(514)의 방향 구획(S3(518c))과 통신할 수 있으므로, 이러한 노드들 사이의 임의의 노드는 2개의 방향 구획 중 하나에 의해 도달될 수 있는 것으로 가정된다. 따라서, 이러한 구획들 각각이 이 통달범위를 자신의 발견 영역으로서 청구할 수 있다.
도 29b 및 도 29c에서, 예상되는 통달범위 영역들(520 및 522)이 MSTA A 및 MSTA B에 대해 각각 도시된다. 이러한 실시예에서, 본 개시내용은, 측정들을 수집하는 것에 기반하여 영역들을 결정한다. 이러한 예에서, 메쉬 네트워크에 연결된 이동식 스테이션 및 다른 스테이션들은, 그들의 위치 및 어떤 노드들을 볼 수 있는지에 관한 정보를 수집하고 있다. 이러한 목록들은 집합적으로 처리되어 그들 사이의 관계들을 형성한다. 그 결과, 각각의 구획에 대한 잠재적인 통달범위 영역의 추정들이 생성된다. 네트워크 내에 있는 스테이션들이 많을수록, 이러한 노드 구획들의 통달범위 영역의 추정이 더 정확하다. 또한, 노드들이 이동하고 새로운 노드들을 발견함에 따라, 발견될 수 있는 노드들/구획들의 새로운 세트들을 갖는 업데이트가 전송된다. 이동식 노드들은 다른 노드들을 발견하고 보지 못하게 되면서, 동시에 볼 수 있는 이웃들의 새로운 목록들을 형성한다. 이러한 목록들은 저장되고 주기적으로 처리된다.
적어도 하나의 실시예에서, 노드들이 위치 및 발견된 구획들의 목록의 보고를 중앙 엔티티에 전송하는 중앙집중형 절차가 채택된다. 중앙 엔티티는, 모든 네트워크 노드들로부터 모든 목록들을 수집하고 발견 맵을 형성한다. 중앙 엔티티는, 수집된 목록들을 처리한 후에 스캐닝 맵을 각각의 노드에 전송하고 그의 발견 영역에 관해 통지한다. 노드들은, 일단 노드 위치 또는 발견된 구획들이 네트워크 정보를 업데이트하도록 변경되면, 일정 시간 기간에 걸쳐 수집된 모든 목록들의 보고를 주기적으로 또는 순간적으로 전송할 수 있다.
4.7. 새로운 노드 발견
시스템은, 새로운 노드가 노드들을 탐색하고 네트워크 내의 이웃들을 발견하기 위해 수동 또는 능동 스캐닝을 사용할 수 있도록 구성된다. 이웃들을 수동적으로 스캐닝하는 새로운 노드는, 비컨 마스터 비컨들을 탐색하고 있다. 네트워크 내의 노드들은 비컨들을 동시에 함께 전송하지 않으며, 네트워크 내의 모든 각각의 노드는 비컨 마스터의 역할을 할 기회를 얻는다. 새로운 노드는, 일단 비컨 마스터의 역할을 하고 있으면, 인근 노드로부터 비컨을 청취해야 한다.
4.7.1. 완전 수동 새로운 노드 스캐닝
적어도 하나의 실시예에서, 새로운 노드는 메쉬 네트워크에 연결하기 위해 수동 스캐닝만을 사용할 수 있다. 이러한 접근법은, 네트워크에 연결하거나 모든 이웃들을 발견하는 데 있어 시간 요건들을 갖지 않는 노드들에 적합하다. 이는, 적어도 2개의 상이한 실시예에 따라 수행된다.
4.7.1.1. 비컨 마스터 비컨들의 대기
새로운 노드는, 모든 이웃하는 노드들이 마스터 비컨들의 역할을 하는 것을 대기하고 그 비컨들을 수신한다. 제1 마스터 비컨이 수신된 후, 노드들의 총 수와 발견 기간(마스터 비컨 서빙 기간)을 곱한 것과 동일한 시간 기간 후에, 새로운 노드는 스캐닝 기간을 완료했어야 한다. 노드가 수동 스캐닝으로만 조정되는 경우, 시퀀스 기반 비컨 마스터 전환에서, 새로운 노드가 동일한 비컨을 다시 수신할 때, 새로운 노드는 스캐닝 기간이 종결됐음을 알게 된다. 이러한 실시예에 따르면, 그 때, 새로운 노드는, 마스터 비컨 간격에 포함되기 위해 현재 마스터 비컨과 연락하도록 구성된다. 현재 마스터 비컨은 비컨 마스터 시퀀스 또는 각각의 메쉬 노드에서의 메쉬 노드들의 목록을 업데이트해야 한다. 발견 기간은, 새로운 노드가 참여하는 데 연결성 지연이 허용되도록 조정될 수 있다. 새로운 노드는, 스캐닝에 대해 준-옴니 또는 방향성 안테나들을 활용할 수 있다.
4.7.1.2. 새로운 노드 입장 촉발
이러한 실시예에서, 새로운 노드 입장은, 비컨 마스터로부터 비컨을 수신하는 것에 대한 응답으로 촉발된다. 새로운 노드는, 현재 마스터 비컨으로부터의 비컨을 대기하고 있다. 일단 비컨이 수신되면, 이는 새로운 노드 입장 프로토콜을 촉발한다. 새로운 노드는, 마스터 비컨들을 청취하는 것을 계속한다. 노드가 수동 스캐닝으로만 조정되는 경우, 시퀀스 기반 비컨 마스터 전환에서, 새로운 노드가 동일한 비컨을 다시 수신할 때, 새로운 노드는 스캐닝 기간이 종결됐음을 알게 된다. 이러한 실시예에서, 새로운 노드는, 노드 입장 시퀀스를 시작하기 위해 현재 마스터 비컨과 연락하도록 구성된다. 현재 마스터 비컨은 비컨 마스터 시퀀스 또는 각각의 메쉬 노드에서의 메쉬 노드들의 목록을 업데이트해야 한다. 새로운 노드에 대한 이웃하는 노드들은 비컨들을 송신하는 것을 순차적으로 시작하고 임시 비컨 마스터 역할을 청구할 것이다. 발견 기간은, 새로운 노드가 참여하는 데 연결성 지연이 허용되도록 조정될 수 있다. 새로운 노드는, 스캐닝에 대해 준-옴니 또는 방향성 안테나들을 활용할 수 있다.
4.7.2. 수동/능동 새로운 노드 스캐닝
새로운 노드는, 현재 비컨 마스터로부터의 비컨들을 탐색하는 수동 스캐닝으로 시작할 수 있다. 노드가 현재 비컨 마스터로부터 비컨을 수신하는 것이 발생하는 경우, 노드는 자신의 존재를 비컨 마스터에 통지할 것이고, 현재 비컨 마스터는 새로운 노드 입장 프로토콜을 촉발한다. 새로운 노드가 어떠한 비컨도 수신하지 못하는 경우, 새로운 노드는 준-옴니 안테나로부터 프로브 요청을 전송하거나 모든 방향들로 다수의 프로브 요청들을 전송할 것이다. 일단 메쉬 노드가 프로브 요청을 수신하면, 메쉬 노드는 프로브 응답으로 응답하고 새로운 노드의 존재에 관해 현재 비컨 마스터에 통지할 것이다. 현재 비컨 마스터는 새로운 노드 입장 프로토콜을 촉발할 것이다. 새로운 노드는, 연결성 시간을 감소시키기 위해, 비컨 마스터들을 탐색함이 없이 프로브 요청을 직접 전송하기로 결정했을 수 있다.
4.7.3. 새로운 노드 입장 프로토콜
일단 비컨 마스터가 새로운 노드들의 존재를 통지받으면, 비컨 마스터는 새로운 노드 입장 프로토콜을 촉발할 것이다. 새로운 노드는, 비컨 마스터로부터 발견 비컨을 수신한 경우 현재 비컨 마스터 그 자체에 통지할 수 있으며, 비컨 마스터와 직접 통신할 수 있다. 다른 메쉬 노드들은, 그들이 비컨 마스터로부터 프로브 요청을 수신할 때, 새로운 노드의 존재에 관해 현재 비컨 마스터에 통지할 수 있다. 비컨 마스터는, 새로운 노드가 네트워크에 참여하는 것을 돕기 위해 캠페인을 스케줄링한다. 이는, 현재 스케줄링된 비컨 마스터 시퀀스 또는 향후의 배정을 중단하고, 발견 기간 이하의 시간 기간 동안 새로운 노드 주위의 노드들이 비컨 마스터의 역할을 하도록 스케줄링함으로써 수행된다. 모든 각각의 노드는 자신의 지리학적 발견 맵 내의 노드들의 목록을 저장한다. 이러한 목록은, 임의의 새로운 노드에 대한 잠재적인 이웃들인 노드들을 포함하며, 이러한 이웃 또는 노드에 의해 임의의 새로운 노드가 발견된다. 새로운 노드를 발견하는 메쉬 노드의 지리학적 발견 맵 내의 노드들은 비컨 마스터들의 역할을 하고 순차적 순서로 모든 방향으로 발견 비컨들을 송신한다. 새로운 노드는, 제1 메쉬 노드를 발견한 후에, 선택된 시간 기간 동안 더 많은 발견 노드들을 청취한다. 예컨대, 새로운 노드는, 비컨 마스터들의 역할을 하도록 스케줄링되고 먼저 새로운 노드를 발견한 메쉬 노드의 지리학적 발견 구역에 있는 노드들 중 하나 이상을 발견했을 수 있다. 새로운 노드 발견 타이머가 만료된 후에, 새로운 노드는 자신의 이웃 발견 및 스캐닝 프로세스를 종결한다. 새로운 노드는, 연결할 이웃들을 선택하고 메쉬 네트워크에 대한 연결을 설정한다. 이어서, 비컨 마스터 선택 프로세스는 정상 동작으로 돌아가고, 새로운 노드 입장 프로토콜 전에 향후의 선택의 시퀀스를 계속한다. 새로운 노드는 피어 비컨들을 청취하고, 그로부터, 현재 마스터 비컨을 결정한다. 새로운 노드는, 발견 비컨들을 송신하도록 요구되는 경우, 향후의 마스터 비컨의 역할을 하기 위한 요청을 마스터 비컨에 전송한다. 마스터 비컨은, 요청을 처리하고 새로운 노드를 현재 시퀀스에 부가하거나 각각의 메쉬 노드에서의 MB 노드들의 목록을 업데이트한다. 마스터 비컨은, 사용될 발견 빔들뿐만 아니라 그들이 요구되는지를 결정한다. 새로운 노드를 돕도록 새로운 마스터 비컨들을 스케줄링하고, 새로운 노드를 시퀀스 또는 노드들에서의 향후의 가능한 마스터 비컨들의 목록에 부가하고, 노드들에 대한 발견 방향을 결정하는 프로세스는, 적어도 하나의 실시예에서, 임의의 노드에 의해 도달될 수 있는 마스터 비컨 외부의 중앙집중형 엔티티를 활용하여 수행될 수 있다.
새로운 노드는, 모든 인근 노드들이 비컨 마스터들의 역할을 할 기회를 갖는 것을 보장할 만큼 충분히 긴 시간 기간 동안 청취하는 것을 계속할 수 있고, 그러므로, 모든 이웃들이 발견되었거나 새로운 노드 입장 프로토콜을 촉발함으로써 발견 프로세스를 촉진시킬 것을 메쉬 노드에 요청했을 수 있다. 그러나, 인근 노드들 중 하나가 비컨 마스터의 역할을 하는 것을 대기하는 프로세스는, 네트워크가 많은 노드들을 갖거나 마스터 비컨 서빙 간격이 긴 경우 시간 소모적일 수 있다.
도 30은, BM 통달범위 영역 내에서의 수동 스캐닝에 대한 응답으로의 새로운 노드 입장의 예시적인 실시예(530)이다. 도면은, 새로운 노드(432), 이웃 1 노드(534), 이웃 2 노드(536), 이웃 3 노드(538), 비컨 마스터(540), 및 메쉬 노드(542) 사이의 통신들을 도시한다. 비컨 마스터(BM)는, 새로운 노드가 네트워크에 신속하게 참여하는 것을 지원하기 위해 BM들을 변경하기 위한 시퀀스를 촉발한다. BM은, 새로운 노드 주위의 다른 노드들이 발견 비컨들을 전송하는 것을 강제하기 위해 BM 스케줄 업데이트를 전송한다. 새로운 노드(532)는, 비컨 마스터(540)가 모든 방향들(544, 548, 및 546)로 발견 비컨들을 전송함에 따라 그로부터 전송되는 발견 비컨들을 청취한다. 이러한 예에서, 새로운 노드는, 발견 비컨(544)을 수신할 때 비컨 마스터(540)의 범위 내에 있고, 그에 대해, 응답(550)을 전송한다. 현재 비컨 마스터(540)는 비컨(554, 556, 558, 560, 561)을 고지(552)한다. 일부 예시들에서, 비컨 마스터는, 스케줄 및 새로운 노드가 이웃들을 찾는 것을 또한 돕기 위한 일부 정보(561)를 전송한다. 새로운 노드는 새로운 비컨 마스터 이웃 3 노드(538)로부터 발견 비컨들(568)을 수신하며, 새로운 비컨 마스터 이웃 3 노드(538)는 모든 방향들(562, 564, 566)로 그러한 발견 비컨들을 전송한다. 새로운 노드는 비컨 응답으로 응답(570)한다. 유사하게, 발견 비컨들은, 후속 비컨 마스터 이웃 2 노드(536)에 의해, 방향들(574, 576, 및 578)을 포함하는 모든 방향들(572)로 전송된다. 이어서, 발견 비컨들은, 후속 비컨 마스터 이웃 1 노드(534)에 의해, 방향들(582, 584, 및 586)을 포함하는 모든 방향들(580)로 전송되고, 그에 대해, 새로운 노드가 비컨 응답(588)을 전송한 후, 네트워크에 참여하기 위한 등록 요청(590)이 후속된다. 이어서, 비컨 마스터는 비컨 마스터 스케줄을 업데이트하고 모든 노드들에 전송(594, 596, 598, 600 및 602)한다.
도 31은, BM 통달범위 영역 내에서 능동 스캐닝하는 것에 대한 응답으로의 새로운 노드 입장의 예시적인 실시예(610)를 예시한다. 도면은, 새로운 노드(612), 이웃 1 노드(614), 이웃 2 노드(616), 이웃 3 노드(618), 비컨 마스터(620), 및 메쉬 노드(622) 사이의 통신들을 도시한다. 하나의 BM이 활성이지만 새로운 노드가 검출될 때, BM 시퀀스는, 이웃하는 노드들을 새로운 노드에 부가하여 발견 프로세스를 촉진시키도록 변경된다.
노드는, 본 개시내용의 실시예에 따르면, 모든 방향들로 프로브 요청을 전송하거나 준-옴니 안테나를 사용하여 프로브 요청을 전송함으로써 능동적으로 이웃들을 탐색하는 것을 선택할 수 있다는 것이 위에 나타난다. 자신의 프로브 요청에 대한 응답으로 메쉬 노드들 중 하나로부터 프로브 응답을 수신하는 새로운 노드는, 새로운 노드 입장 프로토콜이 시작되도록 촉발한다. 새로운 노드 입장 프로토콜은 현재 시퀀스 또는 현재 마스터 비컨에 의해 선택된 다음 마스터 비컨을 중단시키고, 인근 이웃들을 신속하게 발견할 기회를 새로운 노드에 제공하기 위해 시퀀스에서 마스터 비컨의 역할을 하도록 새로운 노드 입장 프로토콜에 대한 이웃하는 노드들을 강제한다. 가능한 이웃한 메쉬 노드들의 결정은, 각각의 노드 또는 구획에 대한 지리학적 발견 맵을 정의함으로써 수행될 수 있다. 각각의 노드 또는 구획에 대한 지리학적 발견 맵은, 새로운 노드가 잠재적인 이웃하는 노드들/구획들에 의해 발견되는 경우에 그 노드 또는 구획을 정의하는 목록을 표현한다. 새로운 노드가 자신의 모든 이웃들을 발견하고 메쉬 네트워크에 연결된 후, 현재 마스터 비컨은, 메쉬에서 사용되는 마스터 비컨 선택 방법에 따라, 새로운 노드를 각각의 노드에서의 이용가능한 노드들의 목록 또는 마스터 비컨 시퀀스 목록에 부가하는 것을 담당한다.
4.7.4. 지리학적 발견 구역
각각의 MSTA 또는 MSTA 구획에 대해 노드들의 지리학적 클러스터가 생성된다. 각각의 노드 구획에 대해, 이 구획이 감당하는 영역은 이 구획의 풋 프린트를 표현한다. 이 구획의 풋 프린트에서 발견될 수 있는 가능한 이웃하는 노드들 또는 노드 구획들의 세트는, 지리학적 발견 노드 또는 구획 세트를 포함한다. 이러한 세트는, 이 구획에 의해 또는 이 구획에서 발견되는 임의의 새로운 노드가 봤을 수 있는 노드들 또는 구획들을 포함한다. 이러한 세트의 구성원들 모두가 새로운 노드에 의해 발견되어야 하는 것은 아니지만, 그것은 모든 가능한 잠재적인 이웃들을 표현한다. 적어도 하나의 실시예에서, 이러한 세트는, 새로운 MSTA들이 참여하는 것을 포함하여 새로운 노드가 네트워크에 참여할 때는 언제나 업데이트된다. 이러한 세트는, 측정 캠페인 수집, 네트워크의 토폴로지 정보, 또는 일부 안테나 패턴 분석 형태를 사용하여 구성될 수 있다.
도 32는, 노드 또는 구획 지리학적 발견 세트(구획 통달범위 영역)의 예시적인 실시예(710)를 예시한다. 도면은, 구획들(718a 내지 718d)을 갖는 MSTA A(712), 구획들(720a 내지 720d)을 갖는 MSTA B(714), 및 구획들(722a 내지 722d)을 갖는 MSTA C(716) 노드를 도시하며, 그들의 중첩되는 안테나 방향 구획들이 도시된다. 도면으로부터, MSTA A(712) 구획 3(S3)(718c)에 의해 발견되는 임의의 노드는 이웃들로서 MSTA C(716) S1(722a) 및 S2(722b), 및/또는 MSTA B(714) S4(720d)를 또한 가질 수 있다는 것을 알 수 있다. MSTA B(714) S1(720a)에 의해 발견되는 임의의 노드는 잠재적인 이웃으로서 MSTA A(712) S2(718b)만을 가질 것이다. 지리학적 발견 구역들의 형성은, 분석적 셀 계획 프로세스를 활용함으로써 또는 네트워크에서의 측정 보고를 통해 시스템에 의해 수행될 수 있다.
적어도 하나의 실시예에서, 분석적 셀 계획은, 노드의 구획의 각각의 통달범위 영역에 있는 잠재적인 이웃들을 추정하고 노드 구획에서의 목록을 로딩하는 것에 기반한다. 측정 보고를 통해 이러한 목록을 생성하기 위해, 중앙집중형 또는 분산형 절차가 사용될 수 있다. 각각의 노드/구획은, 이 노드/구획에 의해 발견될 수 있는 이웃하는 노드들/구획들의 목록을 유지한다. 이러한 목록들은 집합적으로 처리되어 그들 사이의 관계들을 형성하고, 그 구획이 발견되는 경우에 각각의 구획에 대한 잠재적인 이웃들을 추정하는 결과를 생성한다. 로컬 네트워크에 존재하는 노드들이 많을수록, 발견 구역들의 결과적인 추정이 더 정확할 것이다. 게다가, 노드들이 이동하고 새로운 노드들을 발견함에 따라, 발견될 수 있는 노드들/구획들의 새로운 세트들을 갖는 업데이트들이 전송된다. 이동식 노드들이 발견되는 한편 다른 노드들이 보이지 않게 되며, 다른 노드들은 동시에 보일 수 있는 이웃들의 새로운 목록들을 형성한다. 이러한 목록들은 저장되고 주기적으로 처리된다.
중앙집중형 절차에서, 노드들은 각각의 구획에 대한 이웃하는 목록들을 중앙 엔티티에 전송한다. 중앙 엔티티는, 모든 네트워크 노드들로부터 모든 목록들을 수집하고 지리학적 발견 구역을 형성한다. 중앙 엔티티는, 수집된 목록들을 처리한 후에, 지리학적 발견 구역 세트를 각각의 노드에 전송한다. 적어도 하나의 실시예에서, 노드들은, 일단 이웃하는 목록이 네트워크 정보를 업데이트하기 위해 변경되면, 일정 시간 기간에 걸쳐 수집된 모든 목록들의 보고를 (주기적으로 또는 순간적으로) 전송한다.
분산형 절차에서, 노드들은 이러한 목록들 각각을 이러한 목록들의 모든 구성원들에 전송한다. 이러한 경우의 적어도 하나의 실시예에서, 목록이 업데이트되는 순간, 목록은, 노드가 목록 구성원들 중 임의의 구성원을 볼 수 없게 되기 전에 목록의 모든 구성원들에 전송된다. 일단 노드가 다른 노드로부터 목록을 수신하면, 노드는 목록의 모든 구성원들을 수신된 구획의 발견 구역에 부가한다.
도 33은, 도 32에 도시된 경우의 변형으로서 예시적인 실시예(730)를 예시하며, 노드가 이동하고 새로운 목록들이 형성되는 경우를 도시한다. 이러한 목록들은, 표에 도시된 바와 같은 이러한 이웃들에 대한 지리학적 발견 구역 세트를 업데이트하는 데 사용된다. 도면은, 구획들(718a 내지 718d)을 갖는 MSTA A(712), 구획들(720a 내지 720d)을 갖는 MSTA B(714), 및 구획들(722a 내지 722d)을 갖는 MSTA C(716) 노드를 도시하며, 그들의 중첩되는 안테나 방향 구획들이 도시된다. 이동식 노드는 3개의 고정식 노드와 연관된 안테나 구획들을 통해 이동하는 것으로 도시되며, 이동식 노드들의 중간 위치들이 740a 내지 740f로 도시되고, 이웃 연관들이 L1(740a)에서 단독 이웃으로서 MSTA A(712)(S4)로부터, L2(740b)에서 이웃들 MSTA A(712)(S4) 및 MSTA C(716)(S1)로, L3(740c)에서 단독 이웃으로서 MSTA C(716)(S1)로, L4(740d)에서 MSTA A(712)(S3) 및 MSTA C(716)(S1)로, L5(740e)에서 MSTA A(712)(S3), MSTA C(716)(S1), 및 MSTA B(714)(S4)로, 그리고 마지막으로 L6(740f)에서 MSTA A(712)(S3) 및 MSTA B(714)(S4)로 변경될 때 새로운 목록들이 생성된다.
표 1은, 이동하는 노드 위치들(L1 내지 L6) 각각에 대한 도 33의 예에 대한 이웃 목록 및 발견 구역 업데이트들을 상세히 나타낸다.
4.7.5. 새로운 노드 발견 프로토콜
도 34a 및 도 34b는, 새로운 노드가 메쉬 네트워크를 발견하고 참여하기 위한 절차의 예시적인 실시예(750)를 예시한다. 프로세스가 시작(752)되고, 새로운 노드는, 이를테면 X와 동일한 특정 시간 기간 동안, 발견 비컨들을 대기(754)하며 탐색한다. 이러한 타이머는, 다수의 동작 모드들을 정의하기 위해 많은 값들을 취할 수 있다. 블록(756)에서, 마스터 비컨으로부터 수신되는 발견 비컨들에 대한 확인이 이루어진다. 발견 비컨이 수신된 경우, 실행은 블록(764)으로 앞당겨 이동되고, 그렇지 않으면, 초기 발견 MB 타이머(X)가 만료되었는지를 확인하는 결정 블록(758)에 도달한다. 시간 기간이 아직 완료되지 않은 경우, 실행은 다시 블록(754)으로 진행하고, 그렇지 않으면, 블록(760)으로 이동하여 프로브 요청을 전송하고, 이어서, 프로브 응답이 수신되었는지를 확인(762)한다. 어떠한 프로브 요청도 수신되지 않은 경우, 실행은 다시 블록(760)으로 진행되어 다른 프로브 요청을 전송한다. 그렇지 않고, 응답이 수신된 경우, 실행은 블록(764)으로 이동되어 발견 비컨들을 수신하고, 제2 발견 MB 타이머가 만료되었는지를 확인하는 도 34b의 확인(766)으로 이동한다. 만료되지 않은 경우, 실행은 도 34a의 블록(764)으로 다시 이동하고, 그렇지 않고, 제2 발견 MB 타이머가 만료된 경우, 블록(768)에서, 새로운 노드로부터 그의 이웃들로의 연결이 설정되고, 이어서, 새로운 노드가 향후의 MB로서 MB에 등록(770)되고, 프로세스는 종료(772)된다.
이러한 실시예에서, 다음은, BM 타이밍 계수기(X)가 처리되는 바람직한 메커니즘들이다. X가 그의 최대 값과 동일한 경우, 이는, 노드가 완전한 수동 모드에 있고, 네트워크 비컨 마스터들로부터의 발견 비컨을 대기하기만 할 것임을 의미한다. X과 영과 동일한 경우, 노드는 발견 비컨들을 대기하지 않을 것이고, 직접 능동 스캐닝으로 진행한다. X가 (0과 "무한대" 사이의) 중간 값과 동일한 경우, 이는, 노드가 그 근방에 있었던 경우에는 발견 비컨들을 수신할 기회가 노드에 제공될 것이고, 그렇지 않은 경우, 노드는 능동 스캐닝으로 전환할 것이다.
발견 비컨들이 발견되는 경우, 새로운 노드는 인근 메쉬 노드들로부터의 더 많은 발견 비컨들을 예상하여 수동 스캐닝을 유지한다. 어떠한 발견 비컨도 발견되지 않은 경우, 새로운 노드는 능동 스캐닝으로 전환하고, 준-옴니 안테나로부터 또는 모든 방향들로 순차적으로 프로브 요청을 송신한다. 새로운 노드가 프로브 응답을 수신할 때, 새로운 노드는 수동 모드로 전환하고, 발견 비컨들의 스캐닝을 시작한다. 발견 비컨들의 탐색은, 일부 특정 타이머 값 동안 계속되고, 이후, 새로운 노드는 스캐닝하는 것을 종결하고 네트워크와 연결을 설정한다. 새로운 노드는, 비컨 마스터의 향후의 스케줄에 포함되기 위해 비컨 마스터 또는 중앙 제어기에 등록 요청을 전송한다.
4.7.6. 새로운 노드를 처리하기 위한 현재 BM 프로토콜
도 35는, 비컨 마스터가 새로운 노드 입장 절차를 처리하는 예시적인 실시예(790)를 예시한다. 새로운 노드가 모든 방향들로 송신되는 발견 비컨들 중 하나에 대해 응답하는 것에 의해 또는 메쉬 네트워크를 통해 MB에 전달되는 고지 프레임을 통해, 현재 BM이 새로운 노드에 관해 통지받는다. 비컨 마스터는 비컨 마스터 노드들의 향후의 스케줄을 업데이트하고 네트워크 메쉬 노드들에 통지한다. 비컨 마스터는 피어 비컨들을 통해 전체 메쉬 네트워크에 스케줄링되도록 새로운 시퀀스 또는 노드들의 목록을 전파한다. 몇 번의 비컨 간격들 후에, 새로운 비컨 마스터 스케줄이 전체 메쉬 네트워크에 알려져야 한다. 현재 마스터 비컨은 마스터 비컨을 송신하는 것을 중단하고, 새로운 배정된 노드들이 발생한다.
루틴이 시작(792)되고, 새로운 노드 고지들을 대기(794)한다. 새로운 노드 고지를 수신할 시, 새로운 노드가 발견 비컨에 응답하고 있는지의 확인(796)이 이루어진다. 새로운 노드가 발견 비컨에 응답하고 있지 않은 경우, 메쉬 노드가 새로운 노드를 고지하고 있는지의 확인이 이루어지는 블록(798)에 도달한다. 발견 비컨 또는 메쉬 노드 고지로부터 새로운 노드 고지가 발생하지 않은 경우, 실행은 블록(794)으로 돌아가 새로운 노드 고지를 대기한다. 그렇지 않고, 발견 비컨 또는 메쉬 노드 고지로부터 새로운 노드 고지가 발생하는 경우, 실행은, 지리학적 발견 구역에 따라 향후의 비컨 마스터들에 대한 업데이트가 수행되는 블록(800)에 도달하고, 프로세스가 종료(804)되기 전에 발견 비컨들을 송신하는 것을 중단하는 블록(802)에 도달된다.
4.8. 중앙집중형 발견 비컨 관리
이러한 실시예에서, 중앙집중형 엔티티는 비컨 마스터에 배정되는 하나 이상의 역할을 이행한다. 이러한 중앙집중형 제어는, 새로운 노드를 입장시키거나 네트워크의 스케줄링 및 스캔 방향성을 업데이트하기 위해 네트워크의 제어기에 연락을 취하는 프로세스를 용이하게 할 수 있다. 이러한 실시예에서, 노드들은 현재 비컨 마스터를 인지할 필요는 없지만 중앙 제어기와 통신할 수 있어야 한다. 중앙 제어기는, 향후의 비컨 마스터들을 선택하거나 시퀀스를 업데이트하고, 새로운 노드 비컨 마스터 스케줄링을 조율하고, 노드가 꺼져 있거나 장애 문제를 갖는 경우를 처리하고, 네트워크의 발견 맵을 처리하는 것을 담당한다. 어떠한 활성 비컨 마스터도 존재하지 않고 어떠한 주기적 발견 비컨 송신도 존재하지 않는 경우에, 중앙 제어기는, 새로운 노드가 참여하거나 연결을 잃는 것과 같은 일부 이벤트들을 검출한 후에 발견 비컨들의 송신을 촉발하는 것을 담당한다. 이는, 하나 이상의 메쉬 노드 발견 비컨 송신을 촉발하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 이러한 프로세스는, 그 메쉬 노드들 간의 이러한 비컨들의 송신을 조정하는 것을 포함할 수 있다.
도 36a, 도 36b, 및 도 37은 중앙 제어기 엔티티에 의해 조율되는 바와 같은, 새로운 노드를 입장시키기 위한 네트워크 절차의 예시적인 실시예들(810, 910)을 예시한다. 도 36a 및 도 36b에서, 새로운 노드는 비컨 마스터의 통달범위 거리 밖에 있는 한편, 도 37에서, 새로운 노드는 비컨 마스터 통달범위 거리 내에 있다.
새로운 노드가 비컨 마스터로부터 비컨을 수신하는 경우, 새로운 노드는 비컨 마스터에 통지할 것이고, 비컨 마스터는, 새로운 노드를 돕도록 이웃하는 노드를 스케줄링하기 위해 중앙 제어기와 통신한다.
도 36a 및 도 36b에서, 네트워크에 참여하려 시도하는 새로운 노드(812), 이웃 1 노드(814), 이웃 2 노드(816), 이웃 3 노드(818), 비컨 마스터(820), 중앙 엔티티(822) 및 메쉬 노드(824)와 같은 다수의 네트워크 엔티티들이 도시된다. 도 36a를 참조하면, 비컨 마스터(820)로부터 새로운 노드(812)를 향해(828), 중앙 엔티티(822)를 향해(830), 그리고 이웃(816)을 향해(832) 모든 방향들로 발견 비컨들이 생성(826)된다. 이러한 발견 비컨들은 새로운 노드에 도달하지 않는다는 것이 유의될 것이다.
새로운 노드가 발견 비컨들을 수신하고 있지 않으므로, 새로운 노드는, 이웃 2 노드(816)를 향하고(836), 이웃 1 노드(814)를 향하고(838), 이웃 3 노드(818)를 향하는(840) 것으로 도시된 모든 방향들로의 프로브 요청들을 생성(834)한다. 이에 대한 응답으로, 이웃 1 노드(814)는 프로브 응답(842)을 새로운 이웃에 전송하고, 중앙 엔티티(822)에 새로운 노드를 고지(844)한다. 이어서, 비컨 마스터 스케줄 업데이트 고지(846)가 중앙 엔티티(822)에 의해 생성되며, 고지들(848, 850, 852, 854, 및 856)은 새로운 노드를 제외한 노드들로 보내진다. 도움이 될 때, 새로운 노드를 발견한 이웃은, 새로운 스케줄에 관해 노드에 통지하고 다른 이웃들과의 빔형성을 보조하는 일부 부가적인 정보를 제공하기 위한 프레임을 새로운 노드에 전송한다.
이웃 3 노드(818)는 새로운 일시적 비컨 마스터로서 스케줄링되고, 모든 방향들(860, 862, 864)로 발견 비컨들을 생성(858)한다.
도 36b에서, 새로운 노드(812)는 이웃 3 노드(818)에 대한 비컨 응답(866)을 생성한다. 이어서, 이웃 2 노드(816)가 모든 방향들(870, 872, 및 874)로 발견 비컨들을 생성(868)한다. 이어서, 이웃 1 노드(814)가 모든 방향들(878, 880, 및 882)로 발견 비컨들을 생성(876)한다. 잠재적인 이웃들은 새로운 노드와의 빔형성을 위해 모든 방향들로 비컨들을 전송해야 한다. 각각의 이웃의 최상의 비컨에 대해 새로운 노드로부터 응답(884)이 생성된다. 새로운 노드는 모든 방향들로 전송된 비컨들 중 하나 또는 아마도 몇 개만을 수신했을 수 있다. 새로운 노드 응답에, 새로운 노드가 BM 등록 요청(886)을 중앙 엔티티(822)에 전송하는 것이 후속된다. 중앙 엔티티(822)는, 모든 당사자들에 비컨 마스터 스케줄 업데이트(888)를 전송(890, 892, 894, 896, 898, 900)한다.
도 37의 실시예(910)에서, 네트워크에 참여하려 시도하는 새로운 노드(912), 이웃 1 노드(914), 이웃 2 노드(916), 이웃 3 노드(918), 비컨 마스터(920), 중앙 엔티티(922) 및 메쉬 노드(924)와 같은 다수의 네트워크 엔티티들이 도시된다. 비컨 마스터(920)는 모든 방향들(928, 930, 및 932)로 발견 비컨들을 전송(926)하며, 이러한 경우에서, 이러한 비컨들은 새로운 노드에 도달한다. 새로운 노드(912)는 비컨 응답(934)으로 비컨 마스터(920)에 응답하며, 비컨 마스터(920)는 새로운 노드를 중앙 엔티티(922)에 고지(936)한다. 이어서, 중앙 엔티티는, 비컨 마스터 스케줄을 새로운 노드(912)를 제외한 모든 노드들(940, 942, 944, 946, 948)에 고지(938)한다. 도움이 될 때, 새로운 노드를 발견한 이웃은, 새로운 스케줄 및 다른 이웃과의 빔형성을 보조하는 일부 정보에 관해 새로운 노드에 알리기 위한 프레임을 그 노드에 전송한다. 이웃 3 노드(918)는 모든 방향들(952, 954, 956)로 발견 비컨들을 생성(950)한다. 새로운 노드(912)는 비컨 응답(958)으로 이웃 3 노드(918)에 응답한다. 이웃 2 노드(916)는 모든 방향들(962, 964, 966)로 발견 비컨들을 생성(960)한다. 새로운 노드는 이에 응답하지 않으며, 새로운 노드가 범위 밖에 있을 가능성이 있다는 것이 유의될 것이다. 이웃 1 노드(914)는 모든 방향들(970, 972, 974)로 발견 비컨들을 생성(968)한다. 새로운 노드(912)는 비컨 응답(976)으로 이웃 1 노드(914)에 응답한다. 새로운 노드(912)는 등록 요청(978)을 중앙 엔티티(922)에 전송한다. 이어서, 중앙 엔티티(922)는 비컨 마스터 스케줄을 모든 노드들(982, 984, 986, 988, 990, 992)(새로운 노드가 이제 비컨 마스터로서 스케줄링되기 때문에, 새로운 노드를 포함함)에 고지(980)한다.
따라서, 위의 관점에서, 새로운 노드가 프로브 요청을 전송하고 프로브 응답을 수신하여 이웃 노드를 발견한 경우, 그 이웃 노드는 새로운 노드를 돕도록 이웃하는 노드를 스케줄링하기 위해 중앙 제어기와 통신할 것으로 보인다. 중앙 제어기는, 새로운 노드를 지원하고 새로운 노드 입장 프로토콜이 완료될 때 이전 스케줄로 되돌아가는 것을 관리하기 위해 비컨 마스터 스케줄을 업데이트한다. 새로운 노드가 네트워크에 연결될 시, 새로운 노드는, 향후의 비컨 마스터 스케줄에 포함되고 자신의 발견 스캐닝 맵을 조정하기 위해 등록 요청을 중앙 제어기에 전송할 수 있다. 중앙 제어부는 전체 네트워크에 걸쳐 네트워크 비컨 마스터 스케줄 및 발견 스캐닝 맵을 업데이트함으로써 응답한다.
4.9. 새로운 노드 이웃 발견을 위한 효율적인 메쉬 협력
일단 메쉬 노드가 수동 또는 능동 스캐닝을 통해 새로운 노드의 존재를 통지받으면, 메쉬는 메쉬 노드들 간의 발견 프로세스를 조정한다. 노드들은, 발견 비컨과 동일한 기능을 서빙하지만 데이터 전송 간격(DTI) 기간에 송신될 수 있는 그들의 네트워크 고지 프레임들을 DTI 기간 동안 모든 방향들로 송신하도록 스케줄링한다. 각각의 메쉬 노드는, 새로운 노드의 능력들에 따라 많은 사이클들 동안 비컨들의 송신을 반복한다. 메쉬 노드가 완료된 후, 새로운 메쉬 노드는 자신의 고지 프레임들을 송신하는 것을 시작한다. 각각의 고지 프레임에 대한 송신 사이클들의 끝에서는, 안테나 구획들 각각에서, SSW 프레임 교환들을 위한 슬롯이 배정된다. 적어도 하나의 실시예에서, 모든 사이클들의 송신 및 SSW 슬롯들의 끝에서 피어 링크 설정을 위한 시간 기간이 예비된다. 정규 프레임에서의 비컨 송신 시, 새로운 노드가 메쉬 노드에 연결되는 경우, 피어 비컨 및 배정된 SSW 슬롯이 부가되고 MSTA B를 통해 새로운 노드에 전용된다.
도 38a 및 도 38b는, MSTA A(1012), MSTA B(1014), MSTA C(1016) 사이에서의 위의 프로세스의 예시적인 실시예(1010)를 도시한다. 도 38a에서, 발견 지원 기간(1018)에 선행하여 ABFT 및 DTI 기간들을 갖는 비컨들(1030, 1032, 1034)이 도시된다. 여기서, 사이에 SSW 프레임 교환(1020)이 있는 발견 지원 기간 고지 프레임들(1022, 1024, 1026)이 도시되며, 그 후에, 가능한 링크 설정 슬롯(1028)이 후속된다. 도 38b에서, 비컨들이 전송(1036, 1038, 1040)되고, 그 후에, ABFT 및 DTI 통신들이 후속된다.
이러한 기법은, 메쉬 네트워크에서 사용되는 비컨 마스터 전환 프로토콜에 대한 임의의 중단을 피할 것이며, 여기서, 프로토콜에서 새로운 노드를 지원하기 위해 비컨 마스터를 전환할 필요가 없다.
4.10. 단순화된 효율적인 비커닝 모드
이 부분에서는, 간단한 동작 모드가 설명된다. 메쉬 노드들은 주기적 시퀀스로 마스터 비컨 역할을 배정받는다. 각각의 메쉬 노드는, 발견 비컨들을 전송하는 것을 시작하는 시간, 비컨 마스터의 역할을 하는 비컨들의 수(발견 기간), 및 그 역할을 반복하는 기간(마스터 비컨 간격)을 배정받는다. 중앙 엔티티 또는 메쉬 노드가 이러한 동작을 관리하는 것을 담당했을 수 있다. 중앙 엔티티 없이, 이러한 정보 중 일부(발견 기간 및 마스터 비컨 기간)가 메쉬 프로파일에서 또한 정의될 수 있다. 메쉬 노드들은 자신의 발견 기간을 시작하는 시간을 미리 정의된 슬롯으로부터 랜덤으로 또는 채널 감지에 의해 선택할 수 있다.
새로운 노드가 메쉬 네트워크에 참여하려 시도할 때, 새로운 노드는, 마스터 비컨 간격 동안 수동적으로 청취하여, 상이한 발견 기간들로 송신되는 모든 비컨들을 수신할 수 있다. 메쉬 지원의 형태는, 하나의 메쉬 노드가 새로운 노드를 발견한 후에 메쉬 노드들 사이의 조정에 의해 적용될 수 있다. 이는, 도 38a 및 도 38b에 도시된 바와 같이 DTI 기간에 비컨들을 전송하도록 노드들을 스케줄링함으로써 이루어진다. 다른 지원 형태는, 새로운 노드가 모든 방향들로 프로브 요청들을 송신하도록 강제하고 메쉬 노드들이 새로운 노드로부터의 프로브 요청들을 청취하도록 강제함으로써 이루어진다.
4.11 새로운 프레임 포맷
4.11.1. 비컨 응답
이러한 프레임은, 새로운 노드(STA)가 수동 스캐닝을 사용하고 있고 비컨을 발견할 때 필요하다. 새로운 STA는, 발견된 STA에 자신의 존재에 관해 통지하기 위해 비컨 응답을 전송한다. 이러한 프레임은, 필요한 경우 빔형성 트레이닝을 촉발하는 데 또한 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 요청 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 지원될 새로운 STA를 표시하는, NSID; (b) 새로운 STA가 연결하려 시도하는 SSID들의 목록을 제공하는, SSID/SSID 목록; (c) 새로운 STA가 지원하는 능력들을 표시하는, DMG 능력들; (d) 메쉬 식별 요소인, 메쉬 ID; (e) 새로운 STA가 메쉬 발견 지원을 요청하는지를 표시하는, 지원 요청 플래그; (f) 새로운 STA가 빔형성 트레이닝을 요청하는지 여부를 표시하는, 빔형성 트레이닝 요청; (g) MSTA 발견 비컨 ID인, 비컨 ID; (h) 비컨 응답 메시지의 방향 송신의 경우에서의 송신 빔 ID인, 빔 ID; (i) 프레임이 옴니/준-옴니 안테나로부터 다수 회 송신되는 경우의 메시지 계수기인, 메시지 계수기를 포함한다.
4.11.2. 비컨 응답 ACK
이러한 메시지 프레임은, 비컨 응답 메시지의 수신을 확인하고 메쉬 발견 지원 단계를 설정하기 위해, 수동 스캐닝의 경우들에서, 발견된 MSTA로부터 새로운 STA로 전송된다. 적어도 하나의 실시예에서, 비컨 응답 ACK 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 메쉬 지원 확인을 제공하는, 지원 확인; (b) 새로운 STA가 비컨 응답을 방향성으로 송신한 경우의 새로운 STA에 대한 최상의 송신 빔을 표시하는, 새로운 STA의 최상의 송신 빔; (c) 지원 조정 정보인, 지원 정보를 포함한다.
4.11.3. 발견 비컨
이는, 정규 802.11 DMG 비컨들의 프레임들과 유사하지만 부가적인 특징들을 허용하는 일부 요소들을 갖는 프레임이다. 이러한 프레임들은, 발견을 돕고 네트워크에 고지하기 위해 비컨 마스터에 의해 모든 방향들로 송신된다. 이러한 프레임은, 새로운 노드들이 네트워크를 발견하기 위한 특정 세부사항들을 포함하며, 메쉬 피어들 및 연결된 STA들을 동기화하고 관리하도록 의도되는 피어 비컨들과는 상이하다. 802.11 DMG 비컨의 많은 요소들은, 그러한 요소들이 새로운 노드 발견에 필요하지 않은 경우 제거되거나 임의적인 것으로 고려될 수 있다. 일단 노드가 메쉬 네트워크에 연결되면, 노드는 피어 비컨들을 통해 모든 생략된 정보를 수신할 수 있다. 이는, 매우 가벼운(낮은 오버헤드) 비컨이고, 노드가 메쉬 노드를 발견하고 연결을 형성하여 피어 비컨들을 수신하는 것을 시작하기 위한 기본 정보를 갖는다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 응답 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 발견 또는 피어 비컨인, 비컨 유형; (b) 다음 BM 사이클에 대한 카운트다운 타이머인, 현재 BM 카운트다운 타이머를 포함한다.
4.11.4. 피어 비컨
이는, 정규 802.11 DMG 비컨들의 프레임들과 유사하지만 부가적인 특징들을 제공하는 일부 요소들을 갖는 프레임이다. 이러한 프레임들은, 모든 노드들에 의해 그들 개개의 방향들로 또는 그들의 방향들 주위로만 그들의 피어 STA들에 송신된다. 이러한 비컨은, 동기화, 스펙트럼 및 채널 관리와 같은 비컨 기능들에 사용된다. 이러한 정보는, 네트워크 내의 노드들이 네트워크를 관리하고 비컨 마스터 정보를 전파할 수 있게 한다. 802.11 DMG 비컨의 많은 요소들은, 그러한 요소들이 현재 메쉬 STA에 의해 필요하지 않고 단지 새로운 노드 발견 및 메쉬 형성에 의도된 경우 제거되거나 임의적인 것으로 고려될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 응답 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 발견 또는 피어 비컨인, 비컨 유형; (b) 현재 비컨 마스터의 노드 ID인, 현재 BM ID; (c) 랜덤 또는 시퀀스 기반인, BM 선택 기준; (d) 다음 BM ID 또는 BM 시퀀스 번호를 특정하는, 향후의 BM ID 또는 BM 시퀀스; (e) 다음 BM 사이클의 시작에 대한 카운트다운 타이머인, 현재 BM 카운트다운 타이머; (f) 값을 갖는 경우, BM 업데이트들을 보조하기 위한 더 많은 정보가 피어 비컨에 부착됨을 표시하는, 확장된 비컨 마스터 정보; (g) 발견 기간을 형성하는 BI들의 수인, 발견 기간; (h) 비컨 마스터 간격을 형성하는 BI들의 수인, 비컨 마스터 간격을 포함한다. 확장된 비컨 마스터 정보가 정의되는 경우, 비컨은, 일부 동작을 형성하는 데 요구되는 일부 정보 요소를 포함한다.
4.11.4.1. 새로운 노드 고지 메시지
이러한 정보 요소는, 네트워크 내의 일부 메쉬 노드에 의해 발견된 새로운 노드의 존재를 현재 비컨 마스터에 통지하는 데 사용된다. 새로운 노드를 발견한 노드는 이러한 요소를 형성하고, 다른 노드들은 그 요소를 현재 BM에 전달한다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 응답 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 발견 또는 피어 비컨인, 새로운 노드 ID; (b) 현재 비컨 마스터의 노드 ID인, 발견 노드 ID; (c) 새로운 노드를 발견한 노드의 구획인, 발견 노드 구획 ID; 및 (d) 새로운 노드가 보고한 능력들인, 새로운 노드 능력들을 포함한다.
4.11.4.2. 비컨 마스터 임시 스케줄 업데이트
이러한 정보 요소는, 비컨 마스터의 스케줄을 중단 및 업데이트하는 데 사용된다. 이는, 새로운 노드가 네트워크에 참여하고 발견 캠페인이 그에 대해 스케줄링되는 경우 시스템에 의해 사용될 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 응답 메시지의 프레임은, 다음의 정보: (a) 새로운 노드를 돕도록 긴급하게 스케줄링된 비컨 마스터들의 수인, 스케줄링된 비컨 마스터들의 수 (b) 지원될 새로운 노드의 노드 ID인, 새로운 노드 ID; (c) 비컨 마스터들의 역할을 하는 스케줄링된 노드들의 노드 ID들의 목록인, BM 1, BM 2, BM 3 등을 포함한다.
4.11.4.3. 등록 요청
이는, 새로운 노드가 향후의 비컨 마스터로서 등록을 요청한다는 것을 현재 비컨 마스터에 통지하기 위한 것이다. 노드는 또한, 일정 시간 동안 비컨 마스터의 역할을 하지 않기로 결정하고, 그런 다음, 비컨 마스터 옵션을 가능하게 하도록 전환했을 수 있다. 이러한 요청 플래그는, 다른 노드들이 향후의 발견 사이클들 동안 이 노드를 스케줄링할 수 있게 한다. 적어도 하나의 실시예에서, 지원 응답 메시지의 프레임은, 다음의 정보: 향후의 BM으로서 등록하는 데 필요한 노드의 ID인, 노드 ID를 포함한다.
4.11.4.4. 비컨 마스터 스케줄 업데이트
이는, 정상 상태 비컨 마스터 전환 업데이트들에서 새로운 업데이트에 관해 네트워크 내의 노드들에 통지하기 위한 것이다. 이는, 현재 노드 목록 또는 현재 시퀀스에 새로운 노드를 부가하거나 그로부터 노드를 제거하는 형태일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 비컨 마스터 스케줄 업데이트는, 다음의 필드들: (a) 목록 또는 시퀀스에 부가되거나 그로부터 제거되는 비컨 마스터들의 수인, 업데이트할 노드들의 수; (b) 노드 목록 또는 시퀀스에 부가되거나 그로부터 제거될 노드들에 대한 노드 ID들인, 새로운 노드들의 ID들; (c) 노드들을 부가하거나 제거하는 것인, 동작; 및 (d) 새로운 노드들을 부하거나 제거한 후의 목록에 대한 새로운 업데이트된 시퀀스인, 새로운 시퀀스를 포함한다.
5. 요약
메쉬 네트워크 발견을 위한 스캐닝 및 메쉬 네트워크 내의 피어 STA들 간의 링크들의 유지보수를 보조하는 신호들의 송신을 수행하는 방향성 송신을 이용한 무선 통신 시스템/장치/방법은 다음을 포함한다: (a) STA는 하나 이상의 이웃하는 피어 STA(들) 간의 기존 링크들을 유지하기 위해 제1 유형의 비컨들을 송신하고, 여기서, (a)(i) 제1 유형의 비컨들은, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하고, (a)(ii) STA는 감소된 수의 안테나 구획들로 제1 유형의 비컨들을 송신하고; (b) STA는 새롭게 참여하는 STA들에 대한 네트워크 발견을 보조하기 위해 제2 유형의 비컨들을 송신하고, 여기서, (b)(i) 제2 유형의 비컨들은, 동작 네트워크의 식별에 사용되는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하고, (b)(ii) STA는 네트워크 내의 다른 STA들 간의 조정을 통해 제2 유형의 비컨들을 송신한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, 인근의 이용가능한 네트워크를 탐색하는 STA는 능동 스캐닝 또는 수동 스캐닝을 수행하고 STA는 네트워크 발견의 의도를 통지하기 위한 신호를 송신한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, 네트워크 발견의 의도를 통지하는 신호의 수신 시, 기존 네트워크 내의 하나의 STA 또는 더 많은 STA는, 이용가능한 네트워크를 탐색하는 STA를 향한 발견 비컨들의 송신을 스케줄링한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, 네트워크 발견의 의도를 통지하는 상기 신호를 수신한 STA는, 수신된 정보의 서브세트를 네트워크의 스케줄링 엔티티에 송신하고, 네트워크의 스케줄링 엔티티는, 네트워크 내의 STA들로부터 정보를 수집하고, 발견 비컨의 송신 시간 및 송신 STA(들)를 결정하고, 발견 비컨의 송신 시간을 송신 STA(들)에 통지한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, 발견의 상기 송신 시간을 수신한 STA는, 수신된 정보에 의해 지시되는 바와 같이 발견 비컨들을 송신한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, STA는, 새롭게 참여하는 STA에 관한 정보를 그의 이웃하는 피어 STA들로부터 수집하고, 발견 비컨들의 송신의 타이밍을 결정하고, 결정된 바와 같이 발견 비컨들을 송신한다.
상기된 것들 외에도, 적어도 하나의 실시예에서, 메쉬 STA들은, 신속한 이웃 발견을 지원하기 위해, 데이터 송신 기간 동안, 새로운 노드에 대한 모든 방향들로의 네트워크 고지 프레임들의 송신을 조정할 수 있다.
제시된 기술에서 설명된 향상들은 다양한 mm파 송신기들, 수신기들, 및 송수신기들 내에서 용이하게 구현될 수 있다. 현대의 송신기들, 수신기들, 및 송수신기들은 바람직하게는 하나 이상의 컴퓨터 프로세서 디바이스(예컨대, CPU, 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 컴퓨터 가능 ASIC 등), 및 명령어들을 저장하는 연관된 메모리(예컨대, RAM, DRAM, NVRAM, FLASH, 컴퓨터 판독가능 매체 등)를 포함하도록 구현되며, 이로써, 메모리에 저장된 프로그래밍(명령어들)이 본원에서 설명되는 다양한 프로세스 방법들의 단계들을 수행하도록 프로세서 상에서 실행된다는 것이 또한 인식되어야 한다.
관련 기술분야의 통상의 기술자는 다양한 현대의 통신 디바이스들에 수반되는 단계들을 수행하기 위한 컴퓨팅 디바이스들의 사용을 인지하므로, 컴퓨터 및 메모리 디바이스들은 예시의 단순화를 위해 도면들에 도시되지 않았다. 제시된 기술은, 메모리 및 컴퓨터 판독가능 매체가 비-일시적이고 그에 따라 일시적인 전자 신호를 구성하지 않는 한, 이들에 관하여 비-제한적이다.
이러한 계산적 시스템들에서의 컴퓨터 판독가능 매체(명령어들을 저장하는 메모리)는 "비-일시적"이며, 이는, 임의의 그리고 모든 형태들의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하고, 유일한 예외는 일시적인 전파 신호라는 것이 또한 인식될 것이다. 따라서, 개시된 기술은 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있으며, 랜덤 액세스인 것(예컨대, RAM), 주기적 리프레시를 요구하는 것(예컨대, DRAM), 시간 경과에 따라 열화되는 것(예컨대, EEPROMS, 디스크 매체), 또는 짧은 시간 기간들 동안에만 그리고/또는 전력의 존재 시에만 데이터를 저장하는 것을 포함하지만, 유일한 제한은, "컴퓨터 판독가능 매체"라는 용어가 일시적인 전자 신호에는 적용가능하지 않다는 것이다.
본 기술의 실시예들은 컴퓨터 프로그램 제품들로서 또한 구현될 수 있는 기술, 및/또는 절차들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들, 또는 다른 계산적인 묘사들의 실시예들에 따른 방법들 및 시스템들의 흐름도 예시들을 참조하여 본원에서 설명될 수 있다. 이와 관련하여, 흐름도의 각각의 블록 또는 단계, 및 흐름도에서의 블록들(및/또는 단계들)의 조합들뿐만 아니라 임의의 절차, 알고리즘, 단계, 동작, 공식, 또는 계산적인 묘사가 하드웨어, 펌웨어, 및/또는 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 구현된 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 명령어를 포함하는 소프트웨어와 같은 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 인식될 바와 같이, 임의의 그러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있으며, 이러한 컴퓨터 프로세서는, 컴퓨터 프로세서(들) 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치 상에서 실행되는 컴퓨터 프로그램 명령어들이 명시된 기능(들)을 구현하기 위한 수단을 생성하도록 기계를 생성하기 위한 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치를 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
따라서, 본원에서 설명된 흐름도들의 블록들, 및 절차들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들, 또는 계산적인 묘사들은 특정된 기능(들)을 수행하기 위한 수단의 조합들, 특정된 기능(들)을 수행하기 위한 단계들의 조합들, 및 특정된 기능(들)을 수행하기 위해 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드 논리 수단으로 구현된 것과 같은 컴퓨터 프로그램 명령어들을 지원한다. 흐름도 예시의 각각의 블록뿐만 아니라 본원에서 설명된 임의의 절차들, 알고리즘들, 단계들, 동작들, 공식들, 또는 계산적인 묘사들 및 그들의 조합들은 특정된 기능(들) 또는 단계(들)를 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 컴퓨터 시스템들, 또는 특수 목적 하드웨어와 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드의 조합들에 의해 구현될 수 있다는 것이 또한 이해될 것이다.
또한, 이를테면 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드로 구현된 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들이 또한 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치에 특정 방식으로 기능할 것을 지시할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 판독가능 메모리 또는 메모리 디바이스에 저장될 수 있고, 따라서, 컴퓨터 판독가능 메모리 또는 메모리 디바이스에 저장된 명령어들은 흐름도(들)의 블록(들)에서 특정된 기능을 구현하는 명령 수단들을 포함하는 제조 물품을 생성한다. 컴퓨터 프로그램 명령어들은 또한, 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치에 의해 실행되어, 일련의 동작 단계들이 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치 상에서 수행되게 컴퓨터 구현 프로세스를 생성할 수 있어서, 컴퓨터 프로세서 또는 다른 프로그래밍가능 처리 장치 상에서 실행되는 명령어들은 흐름도(들)의 블록(들), 절차(들), 알고리즘(들), 단계(들), 동작(들), 공식(들) 또는 계산적인 묘사(들)에서 특정되는 기능들을 구현하기 위한 단계들을 제공한다.
본원에서 사용되는 바와 같은 "프로그래밍" 또는 "프로그램 실행가능"이라는 용어들은, 본원에서 설명되는 바와 같은 하나 이상의 기능을 수행하도록 하나 이상의 컴퓨터 프로세서에 의해 실행될 수 있는 하나 이상의 명령어를 지칭한다는 것이 추가로 인식될 것이다. 명령어들은, 소프트웨어로, 펌웨어로, 또는 소프트웨어와 펌웨어의 조합으로 구현될 수 있다. 명령어들은, 비-일시적 매체에 디바이스에 대해 로컬로 저장될 수 있거나, 이를테면 서버 상에 원격으로 저장될 수 있거나, 또는 명령어들 전부 또는 일부분이 로컬 및 원격으로 저장될 수 있다. 원격으로 저장된 명령어들은 사용자 개시에 의해, 또는 하나 이상의 요인에 기반하여 자동적으로 디바이스에 다운로드(푸시)될 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 프로세서, 하드웨어 프로세서, 컴퓨터 프로세서, 중앙 처리 장치(CPU), 및 컴퓨터라는 용어들은 명령어들을 실행하고 입력/출력 인터페이스들 및/또는 주변 디바이스들과 통신할 수 있는 디바이스를 나타내도록 동의어로 사용되고, 프로세서, 하드웨어 프로세서, 컴퓨터 프로세서, CPU, 및 컴퓨터라는 용어들은 단일 또는 다수의 디바이스, 단일 코어 및 다중코어 디바이스들, 및 이들의 변형들을 포괄하도록 의도된다는 것이 추가로 인식될 것이다.
본원에서의 설명으로부터, 본 개시내용은 다음을 포함하지만 그에 제한되지 않는 다수의 실시예들을 포괄한다는 것이 인식될 것이다.
1. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치로서, 장치는: (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하여 다른 무선 통신 스테이션들과 무선으로 통신하도록 구성되는 무선 통신 회로 ― 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 가짐 ―; (b) 상기 무선 통신 회로에 결합되는 프로세서; 및 (c) 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 비-일시적인 메모리를 포함하며, (d) 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, (d)(i) 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 것, 및 (d)(ii) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 수행한다.
2. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치로서, 장치는: (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하여 다른 무선 통신 스테이션들과 무선으로 통신하도록 구성되는 무선 통신 회로 ― 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 갖고, (b) 상기 방향성 송신은, 메쉬 메트워크 발견을 위한 스캐닝 및 상기 메쉬 네트워크 내의 피어 스테이션들 간의 링크들의 유지보수를 보조함 ―; (c) 상기 무선 통신 회로에 결합되는 프로세서; 및 (d) 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 비-일시적인 메모리를 포함하며, (e) 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, (e)(i) 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 것 ― 상기 제1 유형의 비컨은, 피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 송신됨 ―, 및 (e)(ii) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 것 ― 상기 제2 유형의 비컨은, 모든 스테이션들이 상기 제2 유형의 비컨을 전송하는 것이 요구되지는 않도록, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정 후에 송신됨 ― 을 포함하는 단계들을 수행한다.
3. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신의 방법으로서, 방법은: (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하는 무선 통신 스테이션들의 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 단계 ― 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 가짐 ―; 및 (b) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 단계를 포함한다.
4. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 방향성 송신은, 메쉬 네트워크 발견을 위한 스캐닝 및 상기 메쉬 네트워크 내의 피어 스테이션들 간의 링크들의 유지보수를 보조한다.
5. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 상기 제1 유형의 비컨을 송신하는 것을 수행한다.
6. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정을 활용하여 상기 제2 유형의 비컨을 송신하는 것을 수행하고, 이로써, 모든 스테이션들이 상기 제2 유형의 비컨을 전송하도록 요구되지는 않는다.
7. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 능동 스캐닝 또는 수동 스캐닝을 활용하여 인근의 이용가능한 네트워크를 탐색하는 것, 및 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하기 위한 신호를 송신함으로써 상기 네트워크 발견 비컨을 수신하는 것에 응답하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행한다.
8. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 신호를 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 수신하는 상기 메쉬 네트워크 내의 적어도 하나의 스테이션은, 메쉬 네트워크에 참여하려 탐색하는 스테이션을 향한 발견 비컨들의 송신을 스케줄링한다.
9. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 전송하는 스테이션으로부터 수신된 정보의 서브세트를 메쉬 네트워크의 스케줄링 엔티티에 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티는, 네트워크 내의 스테이션들로부터 정보를 수집하고, 송신 시간 및 상기 발견 비컨을 생성하기 위한 적어도 하나의 송신 스테이션을 결정하고, 상기 발견 비컨에 대한 송신 시간의 이러한 스테이션들에 대한 통지들을 송신한다.
10. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티로부터 수신되는 바와 같은 상기 송신 시간에 발견 비컨들을 송신하기 위한 명령어들에 대한 응답으로 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행한다.
11. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 메쉬 네트워크에 새롭게 참여하는 스테이션에 관한 정보를 그의 이웃하는 피어 스테이션들로부터 수집하는 것, 발견 비컨들의 송신의 타이밍을 결정하는 것, 및 결정된 타이밍에 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행한다.
12. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법에서, 상기 명령어들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 사이에서 네트워크 고지 프레임들의 송신을 조정하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 조정에 대한 응답으로, 메쉬 네트워크 내의 상기 스테이션들 중 적어도 하나는, 이웃 발견을 지원하기 위해, 데이터 송신 기간 동안, 새로운 노드로 모든 방향들로 상기 네트워크 고지 프레임들을 송신한다.
13. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법은, 피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 상기 피어 비컨을 송신하는 것을 더 포함한다.
14. 임의의 선행하는 실시예의 장치 또는 방법는, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정을 활용하여 상기 발견 비컨을 송신하는 것을 더 포함하며, 이로써, 모든 스테이션들이 상기 발견 비컨을 전송하도록 요구되지는 않는다.
본원에서 사용되는 바와 같이, 맥락이 명확히 달리 지시하지 않는 한, 단수 용어들은 복수의 지시대상들을 포함할 수 있다. 단수의 대상에 대한 참조는 명시적으로 언급되지 않는 한 "하나 및 오직 하나"를 의미하도록 의도되는 것이 아니라 "하나 이상"을 의미하도록 의도된다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "세트"라는 용어는 하나 이상의 대상의 집합을 지칭한다. 따라서, 예컨대, 대상들의 세트는 단일 대상 또는 다수의 대상들을 포함할 수 있다.
본원에서 사용되는 바와 같이, "실질적으로" 및 "약"이라는 용어들은 작은 변동들을 설명하고 고려하기 위해 사용된다. 이벤트 또는 상황과 함께 사용될 때, 용어들은, 그 이벤트 또는 상황이 정확하게 발생하는 경우뿐만 아니라 그 이벤트 또는 상황이 가까운 근사치로 발생하는 경우를 지칭할 수 있다. 수치 값과 함께 사용될 때, 용어들은, 그 수치 값의 ±10 % 이하, 이를테면, ±5 % 이하, ±4 % 이하, ±3 % 이하, ±2 % 이하, ±1 % 이하, ±0.5 % 이하, ±0.1 % 이하, 또는 ±0.05 % 이하의 변동 범위를 지칭할 수 있다. 예컨대, "실질적으로" 정렬됨은, ±10° 이하, 이를테면, ±5° 이하, ±4° 이하, ±3° 이하, ±2° 이하, ±1° 이하, ±0.5° 이하, ±0.1° 이하, 또는 ±0.05° 이하의 각도 변동 범위를 지칭할 수 있다.
부가적으로, 양들, 비율들, 및 다른 수치 값들은 때때로 범위 형태로 본원에서 제시될 수 있다. 그러한 범위 형태는 편의성 및 간략성을 위해 사용되는 것으로 이해되어야 하며, 범위의 제한들로서 명시적으로 특정된 수치 값들을 포함할 뿐만 아니라, 각각의 수치 값 및 하위 범위가 명시적으로 특정되는 것처럼 그 범위 내에 포함된 모든 개별 수치 값들 또는 하위 범위들을 포함하는 것으로 유연하게 이해되어야 한다. 예컨대, 약 1 내지 약 200의 범위 내의 비율은, 명시적으로 언급된 약 1 및 약 200의 제한들을 포함할 뿐만 아니라 개별 비율들, 이를테면, 약 2, 약 3, 및 약 4, 및 하위 범위들, 이를테면, 약 10 내지 약 50, 약 20 내지 약 100 등을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본원에서의 설명이 많은 세부사항들을 포함하고 있지만, 이들은 본 개시내용의 범위를 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 되며, 단지 현재 바람직한 실시예들 중 일부의 예시들을 제공하는 것으로서 해석되어야 한다. 따라서, 본 개시내용의 범위는 관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 자명해질 수 있는 다른 실시예들을 완전히 포괄하는 것으로 인식될 것이다.
관련 기술분야의 통상의 기술자들에게 공지된 개시된 실시예들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 등가물은 참조에 의해 본원에 명백히 포함되며, 본원의 청구항들에 의해 포괄되도록 의도된다. 또한, 본 개시내용에서의 어떠한 요소, 구성요소 또는 방법 단계도 그 요소, 구성요소, 또는 방법 단계가 청구항들에 명시적으로 언급되는지 여부와 관계없이 공중에 전용되도록 의도되지 않는다. 본원에서의 어떠한 청구항 요소도, 그 요소가 어구 "~하기 위한 수단"이라는 어구를 사용하여 명백히 언급되지 않는 한, "수단 + 기능" 요소로서 해석되지 않아야 한다. 본원에서의 어떠한 청구항 요소도, 그 요소가 "~하기 위한 단계"라는 어구를 사용하여 명백히 언급되지 않는 한, "단계 + 기능" 요소로서 해석되지 않아야 한다.
Figure pct00001

Claims (20)

  1. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치로서,
    (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하여 다른 무선 통신 스테이션들과 무선으로 통신하도록 구성되는 무선 통신 회로 ― 상기 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 가짐 ―;
    (b) 상기 무선 통신 회로에 결합되는 프로세서; 및
    (c) 상기 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 비-일시적인 메모리를 포함하며,
    (d) 상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    (i) 상기 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 것, 및
    (ii) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방향성 송신은, 메쉬 네트워크 발견을 위한 스캐닝 및 상기 메쉬 네트워크 내의 피어 스테이션들 간의 링크들의 유지보수를 보조하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 상기 제1 유형의 비컨을 송신하는 것을 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정을 활용하여 상기 제2 유형의 비컨을 송신하는 것을 수행하며, 이로써, 모든 스테이션들이 상기 제2 유형의 비컨을 전송하도록 요구되지는 않는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 능동 스캐닝 또는 수동 스캐닝을 활용하여 인근의 이용가능한 네트워크를 탐색하는 것, 및 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하기 위한 신호를 송신함으로써 상기 네트워크 발견 비컨을 수신하는 것에 응답하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 신호를 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 수신하는 상기 메쉬 네트워크 내의 적어도 하나의 스테이션은, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려 탐색하는 스테이션을 향한 발견 비컨들의 송신을 스케줄링하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 전송하는 스테이션으로부터 수신된 정보의 서브세트를 상기 메쉬 네트워크의 스케줄링 엔티티에 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티는, 상기 네트워크 내의 스테이션들로부터 정보를 수집하고, 송신 시간 및 상기 발견 비컨을 생성하기 위한 적어도 하나의 송신 스테이션을 결정하고, 상기 발견 비컨에 대한 상기 송신 시간의 상기 스테이션들에 대한 통지들을 송신하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티로부터 수신되는 바와 같은 상기 송신 시간에 상기 발견 비컨들을 송신하기 위한 명령어들에 대한 응답으로 상기 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 새롭게 참여하는 스테이션에 관한 정보를 상기 스테이션의 이웃하는 피어 스테이션들로부터 수집하는 것, 발견 비컨들의 송신의 타이밍을 결정하는 것, 및 결정된 타이밍에 상기 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 사이에서 네트워크 고지 프레임들의 송신을 조정하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 조정에 대한 응답으로, 상기 메쉬 네트워크 내의 상기 스테이션들 중 적어도 하나는, 이웃 발견을 지원하기 위해, 데이터 송신 기간 동안, 새로운 노드로 모든 방향들로 상기 네트워크 고지 프레임들을 송신하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  11. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치로서,
    (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하여 다른 무선 통신 스테이션들과 무선으로 통신하도록 구성되는 무선 통신 회로 ― 상기 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 갖고, (b) 상기 방향성 송신은, 메쉬 네트워크 발견을 위한 스캐닝 및 상기 메쉬 네트워크 내의 피어 스테이션들 간의 링크들의 유지보수를 보조함 ―;
    (c) 상기 무선 통신 회로에 결합되는 프로세서; 및
    (d) 상기 프로세서에 의해 실행가능한 명령어들을 저장하는 비-일시적인 메모리를 포함하며,
    (e) 상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때,
    (i) 상기 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 것 ― 상기 제1 유형의 비컨은, 피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 송신됨 ―, 및
    (ii) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 것 ― 상기 제2 유형의 비컨은, 모든 스테이션들이 상기 제2 유형의 비컨을 전송하는 것이 요구되지는 않도록, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정 후에 송신됨 ― 을 포함하는 단계들을 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 능동 스캐닝 또는 수동 스캐닝을 활용하여 인근의 이용가능한 네트워크를 탐색하는 것, 및 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하기 위한 신호를 송신함으로써 상기 네트워크 발견 비컨을 수신하는 것에 응답하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 신호를 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 수신하는 상기 메쉬 네트워크 내의 적어도 하나의 스테이션은, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려 탐색하는 스테이션을 향한 발견 비컨들의 송신을 스케줄링하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 참여하려는 의도를 통지하는 상기 신호를 전송하는 스테이션으로부터 수신된 정보의 서브세트를 상기 메쉬 네트워크의 스케줄링 엔티티에 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티는, 상기 네트워크 내의 스테이션들로부터 정보를 수집하고, 송신 시간 및 상기 발견 비컨을 생성하기 위한 적어도 하나의 송신 스테이션을 결정하고, 상기 발견 비컨에 대한 상기 송신 시간의 상기 스테이션들에 대한 통지들을 송신하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크의 상기 스케줄링 엔티티로부터 수신되는 바와 같은 상기 송신 시간에 상기 발견 비컨들을 송신하기 위한 명령어들에 대한 응답으로 상기 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크에 새롭게 참여하는 스테이션에 관한 정보를 상기 스테이션의 이웃하는 피어 스테이션들로부터 수집하는 것, 발견 비컨들의 송신의 타이밍을 결정하는 것, 및 결정된 타이밍에 상기 발견 비컨들을 송신하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 명령어들은, 상기 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 사이에서 네트워크 고지 프레임들의 송신을 조정하는 것을 포함하는 단계들을 추가로 수행하며, 상기 조정에 대한 응답으로, 상기 메쉬 네트워크 내의 상기 스테이션들 중 적어도 하나는, 이웃 발견을 지원하기 위해, 데이터 송신 기간 동안, 새로운 노드로 모든 방향들로 상기 네트워크 고지 프레임들을 송신하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신을 위한 장치.
  18. 메쉬 네트워크에서의 무선 통신의 방법으로서,
    (a) 복수의 안테나 패턴 구획들을 갖는 방향성 송신을 활용하는 무선 통신 스테이션들의 상기 메쉬 네트워크 내의 하나 이상의 이웃하는 피어 스테이션 간의 기존 링크들을 유지하기 위해, 시간 동기화 및 리소스 관리 정보를 포함하는 제1 유형의 비컨인 피어 비컨을 송신하는 단계 ― 상기 복수의 안테나 패턴 구획들 각각은 상이한 송신 방향들을 가짐 ―; 및
    (b) 무선 통신 스테이션들이 상기 메쉬 네트워크에 참여하기 위한 네트워크 발견을 보조하기 위해, 상기 메쉬 네트워크를 식별하는 메쉬 네트워크 프로파일 정보를 포함하는 제2 유형의 비컨인 네트워크 발견 비컨을 송신하는 단계를 포함하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신의 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    피어 위치들에 기반하여, 상기 복수의 안테나 패턴 구획들로부터, 감소된 수의 안테나 구획 방향들로 상기 피어 비컨을 송신하는 단계를 더 포함하는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신의 방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 메쉬 네트워크 내의 스테이션들 간의 조정을 활용하여 상기 발견 비컨을 송신하는 단계를 더 포함하며, 이로써, 모든 스테이션들이 상기 발견 비컨을 전송하도록 요구되지는 않는, 메쉬 네트워크에서의 무선 통신의 방법.
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