KR980013171A - 예인수조모니터링시스템 - Google Patents

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Abstract

RTS/CTS를 사용하는 분산 매체 액세스 제어 프로토콜의 성능(예를 들어 처리량으로 측정됨)을 개선하는 방법 및 장치가 개시된다. 매체 예약은 계층적인 방식으로 이루어지는데 공유 매체가 참가자라 불리는 두 개의 기지국을 위해 먼저 예약된다. 관찰자라 불리는 다른 모든 기지국들은 참가자들을 위해 예약된 시간동안 그대로 대기한다. 이러한 방식으로 공유 매체는 다수의 장치의 서브셋을 위해 예약될 수 있다. 예약된 기간이라 불리는 이러한 기간동안에 마스터(주) 및 슬레이브(보조) 기지국 속성이 참가 장치들에 제공될 수 있으며 매체는 또 다른 매체 조정 알고리즘을 사용하여 공유될 수 있는데 이 알고리즘은 첫 번째 장소에서 예약된 기간동안 매체를 예약하는데 사용된 것과 동일하지 않아도 된다. 매체가 예약된 후 참가 장치들은 예약된 기간내에 소정의 시간동안 그들사이에 통상의 포인트 대 포인트 접속을 설정할 수 있다. 특히, 주 속성은 보조 속성과 교환될 수 있으며 이것을 통해 실제로 예약된 기간동안에 처음에 주 속성이 할당된 기지국과 상이한 또 다른 기지국에 대해 공유 매체의 제어권을 줄 수 있다. 예약된 시간동안에 보조 기지국은 주 기지국으로 전송할 데이터가 있음을 주 기지국에 알릴 수 있으며, 주 기지국 및 보조 기지국의 역할 또는 속성교환을 요구할 수 있다. 역할 교환이 일어날 경우 매체 제어권은 한 기지국에서 다른 기지국으로 전달되고, 다른 예약시도를 필요로 하지 않고 반대 방향으로 데이터가 전송될 수 있다. 이것은 본질적으로 경쟁모드에서 부가적인 시간을 줄여준다. 더욱이, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 기존의 임의의 다른 예약들을 방해하지 않는 한도내에서 예약에 참가하지 않는 관찰자 기지국들을 처음의 예약에 보조 기지국으로서 참가하도록 초청할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 데이터 패킷의 특정 신호를 피기백하고 정체된 수신 기지국에 응답하여 흐름을 제어하는 기법에 사용되는 송신보류(HTS) 및 송신 자유(FTS)와 같은 새로운 응답 프레임들을 규정하므로써 매체 예약 효율을 향상시키도록 RTS/CTS 교환에서 다수의 부가적인 것들을 규정한다.
※ 대표도 : 도 1

Description

예인수조모니터링시스템
본 발명은 무선 통신(wireless communication) 분야에 관한 것으로서, 매체 액세스 제어(Media Access Control : MAC)를 위한 방법 및 장치와, 이들 방법 및 장치를 회피 랜덤 액세스 프로토콜(random access protocols)에 확장하는것에 관한 것이다.
충돌 회피 시스템을 구비한 분산 매체 액세스 프로토콜(distributed media access protocols)들이 제안되고 연구되고 있다(참고 [1]-[3]). 히든 노드들(hidden nodes)로 인한 충돌의 영향을 제거하는데 사용되는 주요한 솔루션중의 한 부류는 각각의 전송의 시작시 매체를 예약하도록 송신 요청(Request-to Send)(RTS) 및 송신 클리어(Clear-to-Send)(CTS)프레임 교환을 사용하는 방법이다. 이러한 솔루션에서 기지국(A)은 또 다른 기지국(B)으로 (B)를 목적지로 하는 RTS 패킷을 먼저 전송하여 하나 이상의 데이터 패킷을 전송한다. 만약 (B)가 상기 RTS 패킷을 수신하면 (A)를 목적지로 하는 CTS 패킷을 전송하여 응답하며, 이 방식으로 (B)는 (A)에서 (B)로의 전송이 곧 일어날것이며 이러한 전송을 방해하고 (B)에서 충돌을 일으킬 수 있는 모든 기지국들은 공유 매체로부터 물러나 있어야 함을 알려준다. 본질적으로 RTS/CTS 교환은 매체를 예약할 수있기 전에 여러번 시도될 수 있는데 이것은 분산 매체 액세스 제어 프로토콜에서 전형적인 방식이다. 각각의 데이터 전송 이전에 기지국이 매체를 예약하기 위해 경쟁하는데 소비되는 평균시간을 경쟁시간(contention time)(TC)이라 한다. 각 기지국이 예약한 후 상위 계층 데이터 패킷들(higer layer data packets)을 전송하는데 소비되는 평균시간을 전송 시간(TT)이라 한다. 일반적으로 TT/(TT+TC) 비율은 예약의 효율 지표(U)로 사용될 수 있으며 U가 증가하면 처리량(throughput)도 증가한다. 시스템 로드(system load)또는 예약의 충돌 윈도우(collision window)와 같은 U에 영향을 주는 많은 파라미터가 있다. U를 증가시키는 한가지 방법은 각 예약후에 다수의 데이터 패킷(multiple data packets)을 전송하는 것인데 이것을 버스터 예약(burst reservation)이라 한다.
본 발명의 방법 및 장치는 RTS/CTS를 사용하는 분산 매체 액세스 제어 프로토콜의 성능(예를 들어 처리량으로 측정됨)을 향상시킨다. 매체 예약은 계층적인 방식으로 이루어지며, 공유 매체가 참가자(participants)라 불리는 두 개의 기지국을 위해 먼저 예약된다. 관찰자라 불리는 다른 모든 기지국들은 참가자들을 위해 예약된 시간동안 그대로 대기한다. 이러한 방식으로 공유 매체는 다수의 장치의 서브셋을 위해 예약될 수 있다. 예약된 기간이라 불리는 이러한 기간동안에 마스터(주(primary)) 및 슬레이브(보조(secondary)) 기지국 속성(attributes)이 참가 장치들에 제공될 수 있으며 매체는 또 다른 매체 조정 알고리즘(mediun coordination algorithm)을 사용하여 공유될 수 있는데, 이 알고리즘은 첫 번째 장소에서 예약된 기간동안 매체를 예약하는데 사용된 것과 동일하지 않아도 된다. 매체가 예약된 후 참가 장치들은 예약된 기간내에 소정의 시간동안 그들사이에 통상의 포인트 대 포인트(point-to- point) 접속을 설정할 수 있다. 특히, 주 속성은 보조 속성과 교환될 수 있으며 이것을 통해 실제로 예약된 기간동안에 처음에 주 속성이 할당된 기지국과 상이한 또 다른 기지국에 대해 공유 매체의 제어권(control)을 줄 수 있다. 예약된 시간동안에 보조 기지국은 주 기지국으로 전송할 데이터가 있음을 주 기지국에 알릴 수 있으며, 주 기지국 및 보조 기지국의 역할(role) 또는 속성 교환을 요구할 수 있다. 역할 교환이 일어날 경우 매체 제어권은 한 기지국에서 다른 기지국으로 전달되고, 다른 예약시도를 필요로 하지 않고 반대 방향으로 데이터가 전송될 수 있다. 이것은 본질적으로 경쟁모드에서 부가적인 시간을 줄여준다. 더욱이, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 기존의 임의의 다른 예약들을 방해하지 않는 한도내에서 예약에 참가하지 않는 관찰자 기지국들을 처음의 예약에 보조 기지국으로서 참가하도록 초청할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 데이터 패킷의 특정 신호를 피기백(pggy-backing)하고 정체된 수신 기지국에 응답하여 흐름을 제어하는 기법에 사용되는 송신보류(HTS) 및 송신 자유(FTS)와 같은 새로운 응답 프레임들을 규정하므로써 매체 예약 효율을 향상시키도록 RTS/CTS 교환에서 다수의 부가적인 것들을 규정한다.
도 1은 두 기지국사이의 전송을 도시한 도면.
근원적인 전송 및 매체 액세스 기법(Underlying Transmission and Meia Access Scheme) 이 섹션에서는 바람직한 실시예를 상세히 기술하기 위해 다음의 특성들을 가지는 무선 시스템(wireless system)을 고려한다. 공유 무선 매체(shared wireless medium)를 액세스하기 위해 RTS/CTS 교환에 입각한 충돌 회피 랜덤 액세스 기법(random access scheme)이 사용되며 RTS/CTS 프레임들을 교환하여 매체를 예약한다.
근원지 기지국(source station)(A)에서 목적지 기지국(destination station)(B)으로 데이터가 전송된 후 (B)에서 (A)로 ACK 프레임이 송신된다. 매체는 (A)와 (B)사이의 예약 교환(reservation exchange)(예를들어, RTS-CTS 교환)에 의해 예약될 수 있으며, 그 다음에 하나 이상의 패킷(packets)들이 (A)와 (B) 사이에서 교환될 수 있다.
매체가 예약될 수 있는 시간은 예약 신호 변경(reservation handshake)시 (A)와 (B)에 의해 선언(announced)될 수 있으며, 예약 기간의 종료는 전송 기간의 끝에서 접속 해제(disconnect) 메시지들을 교환하므로써 선언될 수있다. 여기서 (A)는 버스트 종료(End-of-Burst)(EOB) 프레임을 송신하고 (B)는 버스트 종료 확인(End-of-Burst-Confirm)(EOBC) 프레임으로 응답한다.
예약에서 주/보조 역할 교환
예약에서 주 및 보조 속성(attribute)을 규정한다. 처음에 주 기지국(A)은 예약 시도때 RTS 패킷을 송신하므로써 예약을 시작하며 보조 기지국(B)은 RTS의 수신자로서 CTS로 응답한다. 예약이 성공적으로 이루어진 후 주 기지국(A)은 예약된 매체의 소유자이며 데이터를 송신학나 보조 기지국(B)에 대한 프레임을 제어한다. C 혹은 D와 같은 다른 모든 기지국들은 이 예약의 관찰자(observers)로서 정의된다. 여기서 주 기지국은 마스터(master)로서 동작하고 보조 기지국은 슬레이브(slave)로서 동작하며 이것은 능동적인 예약의 참가자 사이의 매체 조정(media coordianation)을 규정한다. 이제 주 기지국(A)은 주 보조 역할 교환(Primry Secondary Role Exchange)(PSRE)이라 불리는 메시지를 보조 기지국(B)으로 전송하므로써 기지국간의 역할 교환을 개시한다. 결과적으로, 매체의 제어는 예약된 한 기지국(A)으로부터 또 다른 기지국(B)으로 전달될 것이며 데이터의 흐름이 반대 방향으로 변경될 수 있어 데이터 프레임들이 (B)에서 (A)로 전송되고 (A)가 승인(acknowledge)한다. 이러한 것이 예약시간내에 이루어지면 이러한 예약의 관찰자인 다른 모든 기지국들은 침묵상태(quiet)로 있고 RTS/CTS 교환이 필요하지 않으며, 그 결과 PSRE 이후에 예약 사이클(reservation cycle) 혹은 경쟁 기간(contention period)를 거치지 않고 데이터가 전송되므로 시스템의 처리량(throughput)이 증가될 수 있다.
도 1은 두 기지국 사이의 전송을 도시하며, PSRE 프레임은 후술되는 다수의 조건에 따라 전송될 수 있다.
주 기지국(A)이 논리적 링크 계층(logical link layer)(LLC)과 같은 상위 계층 프로토콜(higer layer protocol)로부터 이용 가능한 모든 데이터 패킷을 보조 기지국(B)으로 전송한 후 (A)는 MAC 프로토콜의 규정에 따라 (A)에 의해 예약된 시간이 여전히 남아 있는 경우 PSRE 프레임을 (B)로 전송한다. 이러한 경우, 만약 (B)가 (A)로 송신할 임의의 이러한 데이터 프레임을 가지고 있으며 전송을 계속할 수 있는 예약 시간이 남아 있으면 (B)는 예약 기간의 주(primary) 기지국이 되고 (A)로 데이터 프레임들을 전송하기 시작한다. 만약 (B)가 종료하라는 신호를 보내며 예약은 예약시간을 추적하는 기지국을 관찰하거나 EOB/EOBC 프레임들을 교환하므로써 만료된다. 우선순위 전송 큐(priority transmission queue)는 각 기지국에 의해 설정될 수 있으며, 각 기지국에서는 상위 계층(예를들어 LLC)으로부터 승인 패킷들(acknowledgment packets)이 우선순위 큐(priority queue)(QP)에 들어가고 PSRE 이후에 이러한 프레임들은 다시 (A)로 전송된다. 수신 기지국측의 상위 계층 승인이 전송 기지국의 전송 윈도우를 해제하므로 이것을 통해 효율(U) 및 MAC의 처리량을 상당히 개선할 수 있으며, 또한 상술한 바와 같이 신속하고 효과적인 방식으로 수행될 수있다.
이와 달리, (B)가 데이터 ACK 패킷들을 (A)로 전송할 때 PSRE가 발생될 수 있으며, 이러한 ACK 패킷들은 (B)가 (A)로 전송할 데이터를가지고 있음을 (A)로 통지하는 PSRE 요청을 나타낼 수 있다. 이러한 경우 (A)는 자신의 데이터를 전송한 후에 여전히 채널에 예약된 시간이 남아 있으면 PSRE를 개시할 수 잇다. 이때 PSRE 정보를 가지는 ACK 프레임이 규정되는 것이 필요하다. 예약에서 다중 PSRE 프레임들이 발생될 수있음을 주목하는 것이 중요하다.
주 기지국(A)은 (B)로 전송된 데이터 프레임내의 이런 정보를 피기백(piggubacking)하고 (B)에 PSRE 요청 기회를 제공하여 전송해야 하는 마지막 프레임을 식별한다.
예약참가
RTS/CTS를 사용한 분산 예약 기법의 성능 향상을 위한 또 다른 방법은 예약이 이루어지고 난 후 참가 기지국들에 참여하도록 관찰자 기지국들을 초청하는 것이다. 참가 기지국으로서 RTS/CTS 교환으로 예약을 초기에 설정하는 두 개의 기지국을 주 기지국(A) 및 보조 기지국(B)이라고 규정한다. 이러한 예약의 관찰자들인 다른 모든 기지국들은 예약 기간 동안에 관찰자 기지국으로서 침묵(QOIET) 상태를 유지한다. 본 발명의 실시예에서 관찰자 기지국은 예약에 참여할 수 있다. 주 기지국은 관찰자 기지국(C)을 "초청(invite)" 하도록 결정하여 RTS를 관찰자 기지국(C)으로 전송하므로써 특정 예약 시간동안에 규정된 다른 모든 보조 기지국들에 더하여 보조 기지국이 될 수 있다. (C)가 방해할 수 있는 장치의 설정 상태에 따라 두가지 경우가 존재한다. 만약 (C)가 (A)에 의해 시작된 예약을 오버랩(overlaps)하는 임의의 다른 예약 시도에 관한 어떠한 정보도 가지고 있지 않으면 (C)는 CRS로 응답할 수있으며, 결과적으로 (C)는 (A)로부터 데이터를 지금 막 수신하려 하며 (A) 이외에 (C)와 충돌할 수 있는 모든 기지국들이 어떤 시간 T 동안 침묵상태로 있어야 함을 선언할 것이다. 이러한 시간 T는 (C)로 전송된 RTS 패킷에 선언될 수 있거나 (B)에 대하여 (A)에 의해 처음에 이루어진 예약에 입각한 남아있는 예약 시간일 수 있다.
만약 (C)가 (A)에 의해(예를들어, 전부 또는 일부 RTS/CTS 교환 혹은 A 또는 B와 다른 임의의 기지국에 의해 시작된 프레임 전송을 관찰함으로써)이루어진 것 이외에 임의의 다른 예약 시도를 알고 있으면 (C)는 (A)의 RTS 전송에 응답하지 않을것이며, 결과적으로 (A)는 사전에 규정된 시간내에 (C)에서 (A)로 전송되는 CTS를 수신하지 않고 그 후에 (C)가 예약에 참여할 수 없음을 알게될 것이다.
송신 보류(Hold-to-Send)(HTS) 및 송신 자유(Free-to-Send)(FTS)를 갖는 흐름 제어 메카니즘
흐름 제어 메카니즘은 수신 기지국이 정체되어 있어 새로운 요청을 처리할 수 없음을 다른 기지국으로 알리는 수단을 제공하도록 설계된다. 이것은 다른 기지국들이 정체된 기지국의 상태를 정확하게 알게할 것이다. 흐름제어(HTS/FTS) 형태 메카니즘은 전송 기지국이 정체되어 있어 프레임들을 버리게 될 수신 기지국으로의 데이터 프레임 전송을 시작하지 못하게 하므로 RTS/CTS를 사용하는 MAC 프로토콜의 효율을 향상시킨다.
HTS 흐름제어 메카니즘은 주 기지국 요청 제어 프레임에 대한 응답 프레임으로서 개시되거나 존재하는 응답 프레임에 피기백될 수 있다.
1. HTS 표시기(Indicatiors)
송신 보류(HTS)는 목적지가 데이터를 받아들일 준비가 되어 있지 않을 때 송신 요청(RTS)에 응답하도록 구성된 제어 프레임이다. HTS가 RTS에 대한 응답으로 전송되는 이러한 시나리오(scenario)에서 전송 기지국 및 다른 모든 기지국들은 정체되지 않은 다른 기지국들로 또 다른 예약을 자유롭게 시도한다. HTS는 또한 제어 프레임의 특정 제어 비트를 사용하여 존재하는 응답 프레임에 피기백될 수 있다. 피기백은 예약 시간 동안에 임의의 제어 프레임에서 이루어질 수 있다. 정체된 기지국으로 향하는 모든 전송은 다른 기지국들이 FTS 프레임을 수신할 때가지 보류될 것이다.
2. FTS 표시기
FTS 표시기는 정체된 조건이 해결되고 지금 다시 예약을 시도할 수 있음을 청취 기지국(listening station)에 알려주기 위해 전송되어야 한다. FTS 표시기는 하나의 기지국을 이용할 수 있으면 수신된 RTS 프레임에 응답하여 통지될 수있으며 전송을 위해 대기하고 있는 다음 이용가능 프레임내의 제어 비트를 통해 송신될 수 있다.
흐름 제어(HTS/FTS) 메카니즘은 모든 기지국에 걸쳐 받아들여질 수 있으며, 또는 단지 참가 기지국에 의해서만 받아들여질 수 있다. 각 방법은 그것이 가지는 각각의 상이한 장점에 따라 선택될 수 있다.
극소의(Atomic) RTS/CTS 교환
극소의 교환은 히든 노드들과 경쟁해야 하는 매체의 충돌 윈도우를 줄이는데 사용된다. 이러한 기법은 오버래핑(overlapping) 또는 모호한 예약 시나리오를 생성하는 시나리오를 최소화할 것이다.
규칙들은 2개의 다중 포인트로 나누어질 수 있다.
경쟁 기간 동안에 모두 기지국(B)으로 향하는 다중 RTS 프레임들을 수신하는 기지국(B)은 LAST IN WIN 규칙을 사용할 것이다. 예를 들면, 만약 기지국(B)이 자신이 CTS로 응답하기 이전에 상이한 기지국들로부터 시작되어 자신으로 전송되는 다수의 RTS 패킷을 수신하면 수신된 마지막 RTS에 응답한다.
경쟁 기간 동안에 상이한 기지국으로 향하는 다수의 RTS 프레임들을 수신하는 기지국(B)은 FIRST IN RULE을 따를 것이다. 예를 들면, 만약 기지국(B)이 기지국(A)으로 향하는 RTS 다음에 자신으로 향하는 RTS를 수신하면 기지국(B)과 다른 목적지 어드레스를 가지고 첫 번째 RTS 프레임을 수신하며 예약의 손실(loss)을 받아들일 것이다.
기지국(B)으로 향하는 두 번째 RTS 프레임은 두 번째 RTS의 발신자(originator)가 첫 번째 RTS의 발신자로부터 정보를 얻을 수 없었음을 나타내면 결국 히든 노드 문제 때문에 충돌이 일어날 것이다. 이러한 상황에서 추천되는 동작은 두 RTS 프레임을 무시하고 다음 경쟁 기간을 준비하도록 백오프(BACKOFF) 상태로 되돌아 가는 것이다. 이것은 히든 노드 문제를 해결하기 위한 종래의 백오프 기법이다.
극소의 RTS/CRS 교환은 성공적인 것으로서 수용하기 전에 이 둘을 예약에 참여시킴으로써 비대칭 예약 시나리오(asymmetric reservation scenarios)를 해결하려 하는데 사용된다. 극소의 RTS/CTS를 사용하는 것은 또한 RTS/CTS/DATA 극소 교환의 요건을 강화할 것이다. 이것은 기지국이 CTS가 아니라 RTS로 부터 정보를 얻을 수 있는 상황을 해결하는데 사용될 것이다. DATA는 시도된 예약의 성공을 확인할 것이다.
극소 교환은 참고 [1]-[3]에 규정된 RTS/CTS 프로토콜에 대한 부가적인 규칙이다. 이러한 특징은 매체에서의 충돌 확룰을 감소시킬 수 있으므로 프로토콜의 성능을 향상시킬 수 있다.
결합된 DATA-EOB/ACK EOBC 프레임들
패킷들의 EOB/EOBC 쌍을 전송하여 버스트 예약 기간의 끝을 선언하는 버스트 예약에 있어서 EOB 정보는 마지막 데이터 프레임에 의해 피기백되며 EOBC는 ACK 프래임에 의해 피기백될 수 있는데 이것은 차례로 프로토콜의 효율을 증가시킨다.
포기빙 채널(Forgiving Channel)
극소 예약 트랜잭션(atomic reservation transaction)의 완료는 예약의 참가자가 예약 시간 동안에 참가하지않은 노드들로 부터의 인정되지 않은 패킷들을 수신하고 처리하게 된다. 예약 사이클의 상태를 인식하지 않은 기지국들로부터의 인정되지 않은 패킷들을 허용하는 동작을 FORGIVING이라 한다.
포기빙 채널은 DATA/ACK 프레임 교환 동안에 예약 참가자들이 채널 간섭(channel interference)을 계속하게 하며 간섭받고 있는 주 및 보조 참가 기지국들이 예약 전송을 계속하게 한다. 예약중에 주 혹은 보조 기지국이 참가하지 않은 기지국이 전송한 제어 또는 데이터 프레임을 수신하면 (즉, 근원지 어드레스가 주 또는 보조 기지국과 동일하지 않으면) 프레임은 무시될 것이고 예약 상태는 영향을 받지 않을 것이다.
RTS/CTS를 사용하는 분산 매체 액세스 제어 프로토콜의 성능(예를 들어 처리량으로 측정됨)을 개선하는 방법 및 장치가 개시된다. 매체 예약은 계층적인 방식으로 이루어지는데 공유 매체가 참가자라 불리는 두 개의 기지국을 위해 먼저 예약된다. 관찰자라 불리는 다른 모든 기지국들은 참가자들을 위해 예약된 시간동안 그대로 대기한다. 이러한 방식으로 공유 매체는 다수의 장치의 서브셋을 위해 예약될 수 있다. 예약된 기간이라 불리는 이러한 기간 동안에 마스터(주) 및 슬레이브(보조) 기지국 속성이 참가 장치들에 제공될 수 있으며 매체는 또 다른 매체 조정 알고리즘을 사용하여 공유될 수 있는데 이 알고리즘은 첫 번째 장소에서 예약된 기간동안 매체를 예약하는데 사용된 것과 동일하지 않아도 된다. 매체가 예약된 후 참가 장치들은 예약된 기간내에 소정의 시간 동안 그들 사이에 통상의 포인트 대 포인트 접속을 설정할 수 있다. 특히, 주 속성은 보조 속성과 교환될 수 있으며 이것을 통해 실제로 예약된 기간 동안에 처음에 주 속성이 할당된 기지국과 상이한 또 다른 기지국에 대해 공유 매체의 제어권을 줄 수 있다. 예약된 시간 동안에 보조 기지국은 주 기지국으로 전송할 데이터가 있음을 주 기지국에 알릴 수 있으며, 주 기지국 및 보조 기지국의 역할 또는 속성 교환을 요구할 수 있다. 역할 교환이 일어날 경우 매체 제어권은 한 기지국에서 다른 기지국으로 전달되고, 다른 예약시도를 필요로 하지 않고 반대 방향으로 데이터가 전송될 수 있다. 이것은 본질적으로 경쟁모드에서 부가적인 시간을 줄여준다. 더욱이, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 기존의 임의의 다른 예약들을 방해하지 않는 한도내에서 예약에 참가하지 않는 관찰자 기지국들을 처음의 예약에 보조 기지국으로서 참가하도록 초청할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 데이터 패킷의 특정 신호를 피기백하고 정체된 수신 기지국에 응답하여 흐름을 제어하는 기법에 사용되는 송신보류(HTS) 및 송신 자유(FTS)와 같은 새로운 응답 프레임들을 규정하므로써 매체 예약 효율을 향상시키도록 RTS/CTS 교환에서 다수의 부가적인 것들을 규정한다.
참고 문헌(References)
[1] V.Bhargavan, A.Demers,S.Shenker, L.Zhang, "MACAW:A Media Access Protocol for Wireless LANs" Processing of SIGCOMM 94, London, England, 8/94
[2] K.C.Dhen, "Medium Access Control of Wireless LANs for Mobile Computing", IEEE Network, Vol 8, No.5, 1994
[3]Wireless LAN Medium Access Control(MAC) and Physical Layer(PHY) specifications, Draft Standard IEEE 802.11, May 1995.
[4]MAC Protocol for Wireless Communications, Patent CA9-93-019, 1993.

Claims (45)

  1. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜(collision avoidance media access protocols)을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 요청 기지국은 주 기지국을 포함하고 상기 목적 기지국은 보조 기지국을 포함하며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 통신을 조정하는 통신 네트워크에 있어서,
    통신을 위해 상기 주 기지국은 보조 기지국이 되고 상기 보조 기지국은 주 기지국이 되는 상기 예약된 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환을 포함하는 통신 네트워크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 주 기지국에 의해 개시되는 통신 네트워크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 보조 기지국에 의해 개시되는 통신 네트워크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 주 및 보조 기지국 사이의 주-보조 역할 교환(primary-secondary-role-exchange)(PSRE)제어프레임의 전송에 의해 개시되는 통신 네트워크.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임은 상기 주기지국에서 상기 보조 기지국으로 전송되는 통신 네트워크.
  6. 제 4 또는 5 항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임을 수신하는 상기 기지국은 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환이 이루어지기 전에 확인 제어 프레임(confirmation control frame)을 전송하는 통신 네트워크.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임을 또 다른 기지국으로 전송하는 상기 기지국은 역할 교환이 일어나기 전에 역할 교환 대기 상태로 들어가는 통신 네트워크.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 전송 기지국이 소정의 기간내에 확인 제어 프레임을 수신하지 않으면 상기 역할 교환 대기 상태는 종료되고 상기 전송 기지국은 이전 상태로 되돌아가는 통신 네트워크.
  9. 상기 제 7항에 있어서, 상기 전송 기지국의 감시 타이머(watchdog timer)가 상기 소정의 기간을 결정하는 통신 네트워크.
  10. 제 4 또는 5 항에 있어서, 상기 PSRE 제어프레임을 수신하는 상기 기지국은 DECLINE 확인 제어 프레임(confirmation control frame)을 전송하여 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환이 이루어지지 않게 하는 통신 네트워크.
  11. 제 2 또는 3 항에 있어서, 상기 역할 교환 방법은 상기 기지국들간의 데이터 전송 제어 헤더(control header)에 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환 요청을 전송하는 프레임 피기백(frame piggybacking)을 사용하는 통신 네트워크.
  12. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 요청 기지국은 주 기지국을 포함하고 상기 목적 기지국은 보조 기지국을 포함하며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 통신을 조정하고 상기 주 기지국 범위내의 다른 기지국들은 관찰자 기지국들(observing stations)을 포함하는 통신 네트워크에 있어서, 상기 주 기지국이 통신에 참여시키기 위해 선택된 관찰자 기지국을 초청하며 상기 선택된 관찰자 기지국에 그것에응답하는 예약에 참가하는 방법에 있어서, 상기 주 기지국은 상기 선택된 관찰자 기지국에 상기 예약된 이전의 보조 기지국 대신에 상기 예약된 이전의 보조 기지국 대신에 상기 예약의 보조 기지국으로서 참가하며 그 다음에 상기 대체 보조 기지국으로 데이터를 전송하는 예약 참가 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 주 기지국은 송신 요청(Request-to-Send) 제어 프레임을 상기 선택된 관찰자 기지국으로 전송하고 상기 관찰자 기지국은 송신 클리어(Clear-to-Send) 제어 프레임으로 응답하는 예약 참가방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 주 기지국은 소정의 시간내에 응답이 수신되지 않으면 상기 선택된 관찰자 기지국에 참가하지 않는 예약 참가방법.
  15. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 매체 액세스는 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 승인되며,상기 한쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 통신 매체는 RTS 제어 프레임의 요청 송 및 목적 기지국이 데이터를 수신할 준비가 되어 있을 때 목적 기지국이 CRS 제어 프레임으로 응답함에 따라 예약되는 통신네트워크에서, 만약 상기 목적 기지국이 상기 요청 기지국으로부터 데이터를 수신할 준비가 되어 있지 않으면 상기 목적 기지국은 상기 요청 기지국으로 송신 보류(Hold-to-Send)(HTS) 제어 프레임을 전송하고 상기 요청 기지국의 식별자(identification)를 기록하며 상기 요청 기지국은 상기 목적 기지국을 금지되어 있는 것으로 기록하는 것을 포함하는 전송 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 HTS 제어 프레임은 CTS 제어 프레임을 포함하며 상기 CTS는 상기 목적 노드가 수신할 준비가 되어 있지 않음을 가리키는 프래그를 가지고 피기백되는 전송 제어 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 가장 광범위한 HTS 제어 프레임을 수신하는 각 노드는 상기 목적 기지국을 금지된 것으로 기록하는 전송 제어 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 목적 기지국이, 상기 HTS 프레임에 이어 송신 자유(Free-to-Send)(FTS) 제어 프레임을 전송하는 단계와, 상기 요청 기지국이 상기 목적 기지국을 금지되지 않은것으로서 기록하는 단계를 더 포함하는 전송 제어 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 모든 기지국들이 금지되지 않은것으로서 기록된 상기 전송 목적 기지국으로부터 상기 FTS 제어를 수신하는 단계를 더 포함하는 전송 제어 방법.
  20. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 매체 액세스는 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며, 복수의 기지국들이 데이터를 전송하기 위해 매체에 대한 액세스를 요구할 수 있는 통신 네트워크에서, 기지국들 사이의 예약을 설정하는 방법에 있어서,
    ①상기 요청 기지국들은 RTS 제어 프레임들을 전송하고 상기 수신 기지국들은 CTS 제어 프레임들로서 적절히 응답하는 단계-만약 상기 매체가 그것의 RTS 전송과 목적 기지국의 대응하는 CTS 응답사이에서 동작하게 되면 요청 노드는 상기 예약을 중지함-와,
    ②상기 RTS 전송을 수신하는 기지국이 중재하는 단계를 포함하며, 상기 중재 단계는, 만약에 수신 기지국이 경쟁 기간(contention period) 동안에 자신으로 향하는 다수의 RTS 제어 프레임을 수신하면 CTS 제어프레임을 전송하여 수신한 마지막 RTS 제어 프레임에 응답하고, 만약에 상기 수신 기지국이 경쟁 기간 동안에 상이한 수신 기지국들로 향하는 다수의 RTS 제어 프레임들을 수신하면 수신된 첫 번째 RTS 제어 프레임에 응답하는 예약 설정 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 요청 노드는 상기 매체가 상기 목적 기지국의 상기 대응하는 CTS 응답과 상기 CTS 응답이 수신된 후 상기 요청 기지국이 전송한 데이터 사이에서 동작하게 되면 상기 예약을 중지하는 예약 설정 방법.
  22. 다수의 노드를 가지며 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜 및 공유된 공통 채널 매체를 사용하며, 채널 액세스로 인해 성공적으로 예약되고, 예약 요청기는 주 기지국이고 종속 타겟(subject target)은 보조 기지국이며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 채널 데이터와 통신을 조정하며, 상기 보조 기지국은 승인(Acknowledgement)(ACT) 제어 프레임으로 상기 데이터를 승인하며, 상기 주 기지국은 버스트 종료(End-of-Burst)(EOB) 제어 프레임의 전송에 따라 상기 예약 종료를 제어하며, 상기 보조 기지국은 버스트 종료 확인(End-of-Burst-Confirm)(EOBC) 제어신호로서 응답하는 통신 네트워크에서, 상기 데이터를 상기 EOB 제어 프레임과 결합하여 함께 전송하며 상기 ACK 제어 프레임을 상기 EOBC 프레임과 결합하여 함께 전송하는 것을 포함하는 방법.
  23. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 요청 기지국은 주 기지국을 포함하고 상기 목적 기지국은 보조 기지국을 포함하며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 통신을 조정하는 통신 네트워크에서, 상기 예약에 참여하지 않는 제 3 기지국으로부터 데이터 프레임이 수신되는 경우 상기 예약을 유지하는 방법에 있어서,
    ①상기 예약에 참여하는 각 기지국이 송신기 어드레스를 결정하기 위해 수신된 모든 프레임을 조사하는 단계와,
    ②상기 예약에 계속 참여하지 않는 기지국으로부터 전송된 프레임들을 무시하는 단계를 포함하는 예약 유지 방법.
  24. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 요청 기지국은 주 기지국을 포함하고 상기 목적 기지국은 보조 기지국을 포함하며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과 대등하게 통신하는 통신 네트워크에 대해, 통신을 위해 상기 주 기지국은 보조 기지국이 되고 상기 보조 기지국은 주 기지국이 되는 상기 예약된 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환을 포함하는 방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 주 기지국에 의해 개시되는 방법.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 보조 기지국에 의해 개시되는 방법.
  27. 제 24항에 있어서, 상기 역할 교환은 상기 주 및 보조 기지국 사이의 PSRE 제어 프레임의 전송에 의해 개시되는 방법.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임은 상기 주 기지국에서 상기 보조 기지국으로 전송되는 방법.
  29. 제 27 또는 28항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임을 수신하는 상기 기지국은 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환이 이루어지기 전에 확인 제어 프레임을 전송하는 방법
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임을 또 다른 기지국으로 전송하는 상기 기지국은 역할 교환이 일어나기 전에 역할 교환 대기 상태로 들어가는 방법.
  31. 제 30 항에 있어서, 상기 전송 기지국이 소정의 기간내에 확인 제어 프레임을 수신하지 않으면 상기 역할 교환 대기 상태는 종료되고 상기 전송 기지국은 이전 상태로 되돌아가는 방법.
  32. 상기 제 30 항에 있어서, 상기 전송 기지국의 감시 타이머가 상기 소정의 기간을 결정하는 방법.
  33. 제 27 또는 28항에 있어서, 상기 PSRE 제어 프레임을 수신하는 상기 기지국은 DECLINE 확인 제어 프레임을 전송하여 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환이 이루어지지 않게 하는 방법.
  34. 제 25 또는 26항에 있어서, 상기 역할 교환 방법은 상기 기지국들간의 데이터 전송 제어 헤더에 상기 주 및 보조 기지국의 역할 교환 요청을 전송하는 프레임 피기백(frame piggybacking)을 사용하는 방법.
  35. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 요청 기지국은 주 기지국을 포함하고 상기 목적 기지국은 보조 기지국을 포함하며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 통신을 조정하고 상기 주 기지국 범위내의 다른 기지국들은 관찰자 기지국들을 포함하는 통신 네트워크에 대해, 상기 주 기지국이 통신에 참여시키기 위해 선택된 관찰자 기지국을 초청하며 상기 선택된 관찰자 기지국은 그것에 응답하는 예약에 참가하는 방법에 있어서, 상기 주 기지국은 상기 선택된 관찰자 기지국에 상기 예약된 이전의 보조 기지국 대신에 상기 예약의 보조 기지국으로서 참가하며 그 다음에 상기 대체 보조 기지국으로 데이터를 전송하는 예약 참가 방법.
  36. 제 35 항에 있어서, 상기 주 기지국은 송신 요청 제어 프레임을 상기 선택된 관찰자 기지국으로 전송하고 상기 관찰자 기지국은 송신 클리어 제어 프레임으로 응답하는 예약 참가 방법.
  37. 제 35 항에 있어서, 상기 주 기지국은 소정의 시간내에 응답이 수신되지 않으면 상기 선택된 관찰자 기지국에 참가하지 않는 예약 참가 방법.
  38. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체 액세스는 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며 상기 통신 매체는 RTS 제어 프레임의 요청 전송 및 목적 기지국이 데이터를 수신할 준비가 되어 있을 때 목적 기지국이 CTS 제어 프레임으로 응답함에 따라 예약되는 통신 네트워크에 대해, 만약 상기 목적 기지국이 상기 요청 기지국으로부터 데이터를 수신할 준비가 되어 있지 않으면 상기 목적 기지국은 상기 요청 기지국으로 HTS 제어 프레임을 전송하고 상기 요청 기지국의 식별자를 기록하며 상기 요청 기지국은 상기 목적 기지국을 금지되어 있는 것으로 기록하는 것을 포함하는 전송 제어 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 상기 HTS 제어 프레임은 CTS 제어 프레임을 포함하며 상기 CTS는 상기 목적 노드가 수신할 준비가 되어 있지 않음을 가리키는 프래그를 가지고 피기백되는 전송 제어 방법.
  40. 제 38 항에 있어서, 상기 가장 광범위한 HTS 제어 프레임을 수신하는 각 노드는 상기 목적 기지국을 금지된 것으로 기록하는 전송 제어 방법.
  41. 제 38 항에 있어서, 상기 목적 기지국은, 상기 HTS 프레임에 이어 FTS 제어 프레임을 전송하는 단계와, 상기 요청 기지국이 상기 목적 기지국을 금지되지 않은것으로서 기록하는 단계를 더 포함하는 전송 제어 방법.
  42. 제 41항에 있어서, 모든 기지국들이 금지되지 않은것으로서 기록된 상기 전송 목적 기지국으로부터 상기 FTS 제어를 수신하는 단계를 더 포함하는 전송 제어 방법.
  43. 다수의 기지국과 상기 기지국들 사이의 통신을 위해 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜을 사용하는 공유된 공통 통신 매체를 가지며, 상기 매체를 성공적으로 예약하는 한 쌍의 기지국에 매체 액세스가 승인되며, 상기 한 쌍의 기지국은 요청 기지국 및 목적 기지국을 포함하며, 복수의 기지국들이 데이터를 전송하기 위해 매체에 대한 액세스를 요구할 수 있는 통신 네트워크에서, 기지국들 사이의 예약을 설정하는 방법에 있어서,
    ①상기 요청 기지국들은 RTS 제어 프레임들을 전송하고 상기 수신 기지국들은 CTS 제어 프레임들로서 적절히 응답하는 단계와,
    ②만약 상기 매체가 그것의 RTS 전송과 목적 기지국의 대응하는 CTS 응답사이에서 동작하게 되면 요청 노드는 상기 예약을 중지하는 단계와,
    ③상기 RTS 전송을 수신하는 기지국이 중재하는 단계를 포함하며, 상기 중재 단계는, ㉠ 만약에 상기 수신 기지국이 경쟁기간(contention period) 동안에 자신으로 향하는 다수의 RTS 제어 프레임을 수신하면 CTS 제어프레임을 전송하여 수신한 마지막 RTS 제어 프레임에 응답하고 ㉡ 만약에 상기 수신 기지국이 경쟁 기간 동안에 상이한 수신 기지국들로 향하는 다수의 RTS 제어 프레임들을 수신하면 수신된 첫 번째 RTS 제어 프레임에 응답하는 예약 설정 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 요청 노드는 상기 매체가 상기 목적 기지국의 상기 대응하는 CTS 응답과 상기 CTS 응답이 수신된 후 상기 요청 기지국이 전송한 데이터 사이에서 동작하게 되면 상기 예약을 중지하는 예약 설정 방법.
  45. 다수의 노드를 가지며 충돌 회피 매체 액세스 프로토콜 및 공유된 공통 채널 매체를 사용하며, 채널 액세스로 인해 성공적으로 예약되고, 예약 요청기는 주 기지국이고, 종속 타겟은 보조 기지국이며, 상기 주 기지국은 상기 보조 기지국과의 채널 데이터와 통신을 조정하며, 상기 보조 기지국은 ACT 제어 프레임으로 상기 데이터를 승인하며, 상기 주 기지국은 EOB 제어 프레임의 전송에 따라 상기 예약 종료를 제어하며, 상기 보조 기지국은 EOBC 제어신호로서 응답하는 통신 네트워크에서, 상기 데이터를 상기 EOB 제어 프레임과 결합하여 함께 전송하며 상기 ACK 제어 프레임을 상기 EOBC 프레임과 결합하여 함께 전송하는 것을 포함하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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