KR20000029996A

KR20000029996A - 매체접근제어프로토콜을최적화하는방법및그장치

Info

Publication number: KR20000029996A
Application number: KR1019997001266A
Authority: KR
Inventors: 홍힐튼케이.; 그라우쥬안주니어; 콜맨아더비.
Original assignee: 글로버 케이스 이.; 프록심, 인코포레이티드
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2000-05-25
Also published as: EP0909493A1; CA2265478A1; BR9711531A; CN1232587A; AU733369B2; US5844900A; JP2001501053A; WO1998012829A1; AU4583797A

Abstract

본 발명은 노드들(102, 104, 106, 108, 110, 112, 114, 116)이 통신 시스템(100)에 참가 또는 탈퇴할 때 통신 시스템이 동적으로 변화함에 따라 처리량이 최적화될 수 있는 무선 매체 접근 제어 프로토콜(wireless medium access control protocol)을 제공한다.

Description

매체 접근 제어 프로토콜을 최적화하는 방법 및 그 장치 {Method and apparatus for optimizing a medium access control protocol}

정보의 교환을 위하여 근거리 통신망(LAN)과 같은 통신 시스템들이 널리 사용되고 있다. 이 시스템들은 노드들을 상호연결하는 통신 매체에 접근하기 위하여 경쟁하는 복수 개의 데이터 처리 노드, 즉 에이전트(agents)를 포함한다.

예를 들어, 참조에 의하여 전체 내용이 본 문서에 통합되어 개시되어 있는, 미국 특허 번호 5,231,634 (Giles 등)는 통신 시스템에 관한 것으로, 여기서는 소정 갯수의 지연 및 페어니스 슬롯을 사용한다. Giles 특허의 통신시스템에서는 복수 개의 노드들이 사용되는데, 이들 각각에는 라디오 송수신기가 장착되어 있다. '634 특허는 모든 에이전트에게 분산되고, 피어투피어(peer-to-peer) 접근을 제공하기 위한 무선 근거리 통신망의 매체 접근 제어 방식을 기술하고 있다. 피어투피어 통신 시스템이란 어떤 에이전트가 다른 에이전트보다 유리한 지위를 가지지 않고, 모든 에이전트가 자유롭게 통신할 수 있는 시스템을 말한다.

무선 통신 시스템은 유선(hardwired) 시스템에는 존재하지 않는 잠재적인 문제점을 고려하여야 한다. 예를 들어, 무선 통신 시스템에서는 노드들이 이동성이 있고, 시스템 내의 다른 노드들과의 범위에 들어오고 나갈 수 있다. '634 특허는 모든 에이전트가 통신 시스템에 공평한 접근을 할 수 있도록 계속적으로 보장하는 것에 관한 것이다. 즉, 예를 들어 일정 목적지에 물리적으로 더 가까운 에이전트가 물리적으로 그 목적지에서 더 멀리 떨어진 에이전트보다도 신호 강도에서 더 강하기 때문에 불공평한 잇점을 가지는 것을 방지하기 위한 것이다.

'634 특허에서 기술되어 있는 것과 같은 무선 매체 접근 프로토콜을 사용할 때에는, 지연 및 페어니스 슬롯의 갯수가 시스템에서의 처리량에 중요한 영향을 미칠 수 있다. 많은 무선 노드들이 동시에 매체 접근을 하기 위하여 경쟁하는 시스템에서는, 더 많은 페어니스 및 지연 슬롯이 바람직하다. 이와는 반대로, 단지 한두 개의 무선 노드들이 매체 접근을 하기 위하여 경쟁하는 경우에는, 더 적은 슬롯이 바람직하다. 그러므로, 어떤 시스템이 소정 갯수의 슬롯으로 구성되어 있을 경우에, 그 시스템은 일정 갯수의 활동 노드에서의 동작을 최적화할 수는 있겠지만, 노드의 갯수가 변경될 경우에는 비효율적일 수 있다.

따라서, 통신 시스템에서 현재 활동중인 어떠한 노드의 갯수에서도 최적화될 수 있는, 무선 매체 접근 제어 프로토콜을 제공하는 것이 바람직할 것이다.

본 발명은 일반적으로 복수의 노드들 사이의 통신에 관한 것으로, 특히 지연 및 페어니스(fairness) 슬롯의 갯수를 조정함에 의한 무선 통신(wireless communications)의 제어에 관한 것이다.

본 발명은 아래의 설명과 첨부된 도면을 참조함으로써 더욱 잘 이해될 수 있을 것이며, 여기서 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호가 사용되고 있다. 도면들 중에서:

도 1은 본 발명에 따른 전형적인 통신 시스템을 위한 복수의 주 노드(master-node) 구성을 설명하고 있다;

도 2는 본 발명의 전형적인 실시예에 따른 주파수 도약 주기(frequency hop period)를 보여준다;

도 3은 페어니스와 함께 경쟁 주기에서의 다양한 갯수의 슬롯의 배열을 보여준다; 그리고

도 4는 본 발명의 전형적인 실시예에 따른 동작의 흐름도를 보여준다.

본 발명은 노드들이 통신 시스템에 참가 또는 탈퇴할 때 통신 시스템이 동적으로 변화함에 따라 처리량이 최적화될 수 있는 무선 매체 접근 제어 프로토콜을 제공한다.

일반적으로 말하면, 본 발명의 전형적인 실시예들은 통신 시스템에서 복수 개의 노드들 사이의 무선 통신을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 통신 시스템 내에서 발생하는 전송 횟수를 감시하는 수단; 및 통신 시스템의 노드들이 통신 시스템의 무선 통신 매체에 접근하기 위하여 경쟁하는 슬롯의 갯수를 동적으로 변화시키는 수단을 포함하고, 상기 동적으로 변화시키는 단계는 상기 감시된 전송 횟수의 함수로써 수행된다.

1. 개요

도 1은 복수 개의 노드들 (102-116) (예를 들어, 통신국들) 사이의 주파수 도약된 신호의 통신을 제어하기 위한 통신 시스템 (100)의 전형적인 실시예를 보여준다. 상호 동기화된 노드들만이 상호 통신가능하다는 것을 이해할 필요가 있다. 주파수 도약 매체 접근 프로토콜은 서버에 기초한 통신망, 피어투피어 통신망, 임시적인(ad hoc) 통신망 등에서 노드들 사이의 통신을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.

도 1에서, 상호 동기화된 노드들만이 상호 통신할 수 있다. 전술한 동시 계류중인 출원들에 따른 주파수 도약 매체 접근 프로토콜은 서버에 기초한 통신망, 피어투피어 통신망, 임시적인 통신망 등에서 노드들 사이의 통신을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.

통신 시스템 내의 주파수 도약은 임의의 N 개의 서로 다른 주파수들(예를 들어, 79, 83과 같은 소수의 서로 다른 주파수들)을 사용하여 정보를 송신/수신함으로써 이루어진다. 통신 시스템은 도약 순서에 따라 모든 N 개의 주파수를 순차적으로 거치면서, 통신중에 반복적으로 주파수를 전환한다. 주파수는 랜덤(random) 순서 또는 소정의 순서(예를 들어, 도약 순서)로 전환된다. 랜덤 순서는 만약 송신 노드와 수신 노드 모두가 동일한 랜덤 생성 기술(random generation technique)을 사용하는 메카니즘이 존재하거나, 또는 송신측에서 수신측에게 랜덤 순서를 전달하는 경우에 사용될 수 있다.

시스템은 본 문서에서 도약 주기라고 참조되는, 지정 시간 주기 동안의 도약 순서에서 각각 서로 다른 주파수 상태를 유지한다. 전형적인 실시예에 따라, 도약 주기는 복수 개의 다른 시간 범위들 중의 어느 하나로 고정될 수 있다. 예를 들면, 전형적인 실시예에서 도약 주기는 100 밀리초(ms), 200ms, 또는 400ms로 선택될 수 있다. 도약 주기는 일정 시간에 통신 시스템의 동기화에 대한 제어권을 가지고 있는 주 노드에 의하여 선택된다. 일단 도약 주기가 주 노드에 의하여 설정되고 나면, 그것은 만약 주 노드가 도약 주기를 변경하거나, 통신 시스템이 다른 도약 주기를 갖는 새로운 주 노드로 재동기화되지 않는 한 계속 유지된다. 특정 주 노드에 동기화된 모든 노드는 주 노드에 의하여 정의된 도약 주기를 인식한다.

통신 시스템의 다양한 노드 간의 통신은 이들 노드를 도약 순서내에서 동일 주파수로 동기화함으로써 이루어질 수 있으며, 또한 도약 주기를 정렬하여 상호 통신하는 모든 노드들이 함께 주파수를 전환함으로써도 이루어질 수 있다. 전형적인 실시예에 따라, 동기화는 계속적으로 유지되며, 단지 노드가 통신의 초기화나 수신을 시도할 경우에만 유지되는 것은 아니다. 그러므로 데이터나 다른 정보는 동기화 주기의 경과를 기다릴 필요없이, 통신 시스템이 오픈 상태(즉, 경쟁이 없는 경우)일 때에는 언제나 전송될 수 있다.

복수개의 노드중 임의의 노드가 시스템의 동기화 및 통신을 제어할 수 있는 집중화되지 않고 분산된 동기화 방식이 사용될 수 있다. 따라서 도 1의 각 노드 (102-116)에는 통신 시스템의 동기화를 제어하기 위한 노드의 우선권을 나타내는 계층적인 명칭이 할당된다. 일정 시간에 동기화를 제어하고 있는 노드를 이후에는 "주 노드 (master node)"라고 참조할 것이다. 주 노드의 통신 범위내에 존재하는 나머지 노드들은 주 노드와 동기화될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 노드 102를 통신 시스템의 동기화를 제어하기 위한 주 노드라고 생각할 수 있다. 그러나, 만약 노드 102 가 연결해제가 되면(예를 들어, 빌딩을 떠나는 이동중인 통신국), 나머지 노드들 간에 어떤 노드가 새로운 주 노드가 될 것인지를 결정한다.

도 1에서 각 노드에는 주 노드가 되기 위한 경쟁에서의 노드의 우선권을 나타내는 계층적인 명칭이 할당된다. 전형적인 실시예에서, 계층적인 명칭에는 3가지 유형이 있다. (1) 본 문서에서 주 통신국 우선권(master station priority)이라고 참조되는 최상위 우선권의 명칭; (2) 주 통신국 우선권보다는 낮은 우선 순위인 본 문서에서 대체 주 통신국 우선권(alternate master station priority)이라고 참조되는 중간 우선권의 명칭; (3) 결코 동기화를 제어할 수 없는 최하위 우선권의 명칭.

위의 예에서, "주 노드"는 주 통신국 우선권 노드 또는 대체 주 통신국 우선권 노드일 수 있다. 우선권 (3)의 노드들은 주 노드가 그들의 통신 범위 내에 위치하여 동기화를 제어할 수 있는 경우가 아니라면, 통신 시스템 내에서 통신할 수 없다. 통신 시스템의 노드들은 어떤 노드가 일정 시간에 시스템 내의 동기화를 제어하기 위한 주 노드가 될 것인가를 결정한다.

본 문서에서 참조된 "통신 시스템(communication system)"이란 상호 통신할 수 있는 하나 또는 복수의 노드들을 칭한다. 노드들은 이동성이 있기 때문에, 하나 또는 복수의 동적으로 재구성되는 부시스템(sub-system)이 통신 시스템 내에 존재할 수 있다. 예를 들어, 첫 번째 복수 개의 노드들이 상호 통신 범위 내에 존재하여 첫 번째 주 노드에 의하여 제어될 수 있다. 통신 시스템 내에 두 번째 복수개의 노드들이 상호 통신하면서 두 번째 주 노드에 의하여 제어될 수 있다. 각 노드에 할당된 우선권 여하에 따라, 첫 번째 복수개의 노드 중의 몇 개 그리고 두 번째 복수 개의 노드 중의 몇 개와 통신할 수 있는 하나의 노드가 주 노드가 되기 위해 시도하게 되는 것도 가능하다. 그 하나의 노드가 성공하게 될 것인가의 여부는 주 노드 결정에 달려 있다.

2. 통신 포맷 ( Communication Format )

a. 도약 주기

도 2는 전형적인 도약 주기(200)와 주 노드로부터의 동기화 메시지(204) (즉, Sync MSG)에 표시된 도약 주기를 위하여 선택된 총시간지속과의 시간을 중심으로 한 관계를 설명하고 있다. "도약 주기"라는 말은 "도약"이라는 말로 간략히 표현될 수 있다.

주 노드는 동기화 메시지의 전송에 의하여 통신 시스템 내의 노드들의 동기화를 제어한다. 표지 주기(beacon period)는 동기화를 용이하게 하는 것을 돕기 위하여 도약 주기에 포함된다. 표지 주기는 어떤 노드가 주 노드에의 빠른 동기화를 가능하게 한다. 표지를 수신한 노드는 동기화 메시지를 받기에 앞서 주 노드를 표시하는 주파수에 동기될 수 있다. 이제 전형적인 도 2의 도약에 나타나 있는 각 부분들이 설명될 것이다.

(1) 표지 주기(Beacon Period) - 표지 주기는 현 주파수(즉, 표지 주파수)에 나타나 있는 에너지가 모든 수신 노드들이 도약 순서에 있는 모든 가능한 주파수를 스캔하기에 충분하게 존재하는 것을 보장한다. 게다가, 일단 수신측이 특정 주파수에서의 에너지를 탐지했을 경우에, 수신측에서 이 표지가 적절한 채널/부채널 정보를 포함하는지의 여부를 결정할 수 있는 정보를 표지내에 포함하고 있다. 표지를 탐지하기 위하여, 노드들은 주파수 도약 순서의 모든 N 주파수들을 순차적으로 계속 경유하여 주 노드에서 전송된 표지를 찾으려고 한다. 주 노드는 충분한 시간 동안 표지를 전송하여 노드가 스캔 주기 동안에 모든 N 주파수를 스캔할 수 있도록 한다. 주 노드가 다른 노드들이 모든 N 주파수를 스캔할 기회를 가질 수 있도록 보장하기 위하여 표지를 전송하는 시간이 표지 주기(202)이다.

표지 주기(202)는 고정된 길이로, 경쟁이 없는 시간 주기이며, 이 기간 동안 표지 메시지가 주 노드에 의하여 방송된다. 이러한 성질에 의하여 주 통신국 우선권의 노드가 통신 시스템의 다른 노드와의 통신을 설정하기 위한 정보를 즉각적으로 전송하는 것이 보장되며, 이러한 정보를 전송하기 전에 먼저 통신 매체를 감시하는 것이 불필요하게 된다. 이에 의하여 예를 들어, 서버에 기초한 통신 시스템에서 노드가 그러한 정보를 전송하기 위해 일반적으로 요구되는 지연이 방지된다. 주 노드는 지정 설치에서의 동기화 시간 대 오버헤드를 최적화하기 위한 목적으로 표지를 예를 들어, 1에서 8의 모든 도약으로 구성할 수 있다.

표지의 한가지 예는 다음의 순서를 포함하는 신호이다: 첫 번째 지연 주기(즉, 지연 1); 전문; 두 번째 지연 주기(지연 2); 그리고 표지 메시지. 이 순서의 4개의 구성 요소는 표지 주기(202)의 전체 길이 동안 몇 번이고, 단대단(end-to-end)으로 반복될 수 있다. 각각의 4가지 구성요소는 아래와 같이 설명될 수 있다.

지연 1: 이 지연은 표지 메시지(Beacon Message)를 전송하기 위한 전환에서부터 전문 메시지를 전송하는데 걸리는 시간까지 변환하기 위하여 소요되는 시간이다.

전문: 전문을 포함하면 노드가 특정 주 노드에 동기되는 것이 쉬워진다(예를 들어, 데이터 패킷의 앞부분에 부착된 것으로, 록(lock)을 하기 쉽게 만들어진 파형)

지연 2: 이 지연은 전문부의 전송에서 표지 메시지의 전송으로 전이하기 위해 소요되는 시간이다.

표지 메시지: 표지 메시지는 다른 노드들에게 아래 내용을 알리기 위한 짧은 데이터 패킷에 해당한다. (a) 주 노드가 동작하고 있는 채널; (b) 주노드가 동작하고 있는 부채널; 그리고 (c) 주 노드가 동작하고 있는 주파수(즉, N 주파수들 중의 특정 주파수). 표지 메시지는 다른 노드들이 효율적으로 발견할 수 있도록 최적화된다. 표지 메시지는 예를 들어, 5 데이터 바이트, 2 플래그(flag) 바이트, 그리고 2 순환 중복 확인(CRC; cyclic redundancy check) 또는 체크섬(checksum) 바이트를 포함할 수 있다. 플래그 바이트는 데이터가 전송될 수 있는 범위 사이의 프레임 바이트를 표현한다.

전술한 표지의 순서는 단지 예시적인 방법에 의한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 어떠한 신호나 신호의 순서가 표지로 사용될 수 있을 것인지를 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 위의 표지는 전문부 그리고/또는 지연부를 제외하도록 변형될 수 있을 것이다. 표지는 단지 수신측에게 동기화 메시지가 후속될 것이라는 것을 알려주기 위한 신호를 포함하는 에너지일 수 있다.

적절한 표지 주기는 수신 노드가 주파수 도약 순서의 각 주파수의 수신 준비를 위하여 요구되는 시간(즉, 무선 주기 혹은 키업(key-up) 시간)과 수신측이 표지 메시지를 탐지하기 위해 주파수 도약 주기의 주파수에 귀기울여야만 하는 시간(즉, 표지 경청 시간)을 보상할 수 있도록 선택되어야 한다.

전형적인 실시예에서 무선 키업 시간은 표지 주기내에 전문부를 수신하기 위하여 요구되는 시간을 포함할 수 있다. 최악의 경우에 수신 노드가 전문부의 수신에 실패하였을 때 그 노드가 전송될 다음 전문부를 대기하여야만 하는 상황이 일어날 수 있다. 그래서, 최소 무선 키업 시간은 두 개의 전문부, 지연 2, 표지 메시지 그리고 지연 1의 합계에 해당하여야만 한다.

표지 경청 시간은 노드가 모든 N 주파수들을 스캔하는 동안 전문부가 탐지될 수 있는 주파수의 경청을 위하여 요구되는 시간 양에 해당한다. 표지 경청 시간은 그 주파수에서 전송된 표지 메시지가 탐지되는 것을 보장할 수 있도록 충분한 길이이어야 한다. 노드가 표지 메시지를 탐지하는 것을 실패하여 그 노드의 수신측이 다음의 표지 메시지를 기다려야만 하는 때에 최악의 경우가 발생한다. 그러므로, 전형적인 실시예에서, 표지 경청 시간은 두 개의 표지 메시지, 지연 1, 지연 2 그리고 1 전문부의 합계에 해당한다.

표지 주기는 주파수 도약 주기에서 사용가능한 주파수의 갯수 N을 무선 주기로 곱하고, 표지 경청 시간을 합함으로써 계산될 수 있다. 그래서, 표지 주기는 각 N 주파수의 전환, 무선의 준비, 그리고 표지 메시지를 탐지하기에 충분한 길이의 표지 주파수 경청을 위하여 요구되는 시간을 나타낸다.

요약하면, 경쟁이 없는 표지 주기 동안에 방송되는 표지 메시지는 통신 시스템 내의 다른 노드들이 주 노드가 방송하고 있는 채널과 부채널 뿐만 아니라 도약 주기의 정확한 주파수를 확인하였다는 것의 결정을 가능하게 한다. 그러나, 주 노드에 의하여 제어되는 모든 노드들은 또한 언제 주파수를 전환(즉, 그들의 도약 주기의 동기화)할 것인지를 결정할 필요가 있는데, 그것은 주파수의 전환이 통신 시스템내의 모든 통신국에서 반드시 동시에 이루어져야만 하기 때문이다. 주 노드의 도약 주기에의 동기화를 위한 동기화 정보는 표지 메시지에 포함되지 않는다. 대신, 동기화에 관계된 정보는 동기화 메시지(즉, Sync MSG)에 포함된다.

(2) 동기화 메시지(Sync MSG) - 동기화 메시지(204)는 통신 시스템에 빠르게 동기화하는 노드의 능력을 향상시킨다. 표지 주기는 단지 표지를 포함하도록 지정된 도약 주기(예, 8 도약마다 한번)에만 포함되지만, 동기화 메시지는 표지 메시지가 도약 주기 내에 방송되었는지의 여부에 관계없이 모든 도약 주기의 시작부에 포함된다. 주 노드는 단지 자신의 경쟁이 없는 표지를 x(예, 8) 도약 주기마다 한번씩 방송하여 자신의 경쟁이 없는 통신 매체의 제어를 최소화할 수 있다. 하지만, 동기화 메시지(204)는 노드들이 주 노드에 동기화하도록 허용하는 관련 정보를 포함하며, 이러한 정보는 노드들이 그들의 도약 간격 시간을 갱신하고 추세(drift)에의 적응을 할 수 있도록 하기 위하여 모든 도약마다 방송될 수 있다. 동기화 메시지는 또한 주노드가 경쟁없이 통신 시스템의 모든 노드에게 정보를 방송할 수 있는 기간인 경쟁이 없는 아웃바운드(outbound) 주기에 대한 관련 정보를 포함할 수 있다.

표지 메시지의 위치를 확인했을 경우, 노드들은 주 노드가 현재 동기화 과정에서 돕기 위하여 어느 채널과 주파수(즉, 도약 숫자)에 있는지를 확인할 수 있다. 동기화 메시지는 동기화 메시지를 구축할 때 주 노드의 도약 타이머에 남아있는 계수에 영향을 미치는 도약 타이머 계수(hop timer count)를 전송하는데 사용된다. 도약 타이머는 도약 주기의 시간 경과를 추적한다. 주 노드에 의하여 전송되는 동기화 메시지에 있는 남은 계수에 기초하여, 노드는 처리 및 전송 지연을 위한 적정 계수를 뺄 수 있고, 그런 후 그 나머지를 도약 타이머 레지스터에 기록하여 주 노드에서 도약 타이머 인터럽트가 발생하는 시간과 거의 동일한 시각에 자신의 도약 타이머 인터럽트가 발생하도록 한다. 이에 의하여 노드가 자신의 도약 주기를 주 노드의 도약 주기에 동기화할 수 있게 된다.

(3) 아웃바운드(OutBound) - 주 노드는 경쟁이 없는 아웃바운드 주기(206) 동안에 통신 시스템 내의 자신과 동기화된 모든 노드에게 메시지를 전송할 수 있다. 아웃바운드 주기(206)는 주 노드에 의하여 경쟁없이 적체된 데이터의 부담을 줄이기 위하여 사용될 수 있다. 이것은 주 노드를 위하여 최적의 데이터 전송을 가능하게 하고, 예를 들어 주 노드가 또한 근거리 통신망 내의 서버인 구성을 위하여 사용될 수 있다. 아웃바운드 주기는 필요에 따라 가변 길이이다. 예를 들어 이 주기는 표지 주기를 포함하지 않는 도약에서 확장가능하다. 주 노드는 이 기간 동안 전송될 수 있는 최대 메시지 갯수, 다시 말하면 최소값이 0과 같고, 최대값보다는 적은 어떤 메시지의 갯수를 전송하도록 구성될 수 있다.

(4) 경계 시간(Time Bounded) - 선택적이며, 경쟁이 없는, 경계 시간 주기(208)는 시간적 제한이 있는 서비스를 지원할 수 있다.

표지 주기에 표현되어 있는 시간 주기, 동기화 메시지 주기, 아웃바운드 주기 그리고 선택적인 경계 시간 주기는 집합적으로, 본 문서에서 경쟁이 없는 "A" 주기(contention-free "A" period)라고 참조되는, 첫 번째 시간 주기를 표현한다. 도약 주기의 나머지 부분은 통신 시스템 내의 상호 동기화된 노드들이 통신 메체에 접근하기 위하여 다투는 경쟁 주기이다. 경쟁 주기는 본 문서에서 "B" 주기라고 참조되며, 이 주기는 본 문서에서 "B의 시작(Start of B)"이라고 참조되는 것에 의하여 개시된다. 경쟁 주기 동안, 노드들은 참조에 의하여 전체 내용이 본 문서에 통합되어 개시되어 있는, 미국 특허 번호 5,231,634에 설명되어 있는 것과 같은 경쟁 프로토콜을 사용하여 통신 매체에 접근하기 위하여 경쟁한다.

(5) B의 시작(Start of B) - B의 시작 메시지(210)는 주 노드가 "B 주기"의 시작을 모든 노드에게 선언하기 위하여 방송된다.

(6) B 주기(B Period) - "B" 주기 (212)는 주 노드와 모든 다른 모드들이 상호 통신하는 기간인 랜덤 접근 경쟁 주기이다.

본 발명의 전형적인 실시예와 같이, 노드들이 통신하기 위해 사용되는 도약 주기의 내용을 논의하였으며, 이제 관심은 스캐닝 주기에 집중될 것이다. 스캐닝 주기는 노드가 주 노드와 동기화하기 위한 표지를 스캔하는 주기에 해당한다. 스캐닝 주기는 또한 표지를 전송하는 다른 노드(즉, 주 통신국 우선권 또는 대체 주 통신국 우선권)의 존재를 탐지하기 위한 표지를 찾기 위하여 사용된다.

b. 스캐닝 주기(Scanning Period)

스캐닝 주기는 주 노드가 아닌 노드가 주 노드가 존재하지 않는다는 결정을 하기 전에 탐색하는 시간에 해당한다. 예를 들어, 주 노드가 적어도 매 8 도약 마다 한번씩 표지를 전송할 때, 노드들은 그 주기 내에 표지를 찾아내야 한다. 정상적인 도약 순서에서, 전형적인 실시예와 같이, 한 주파수에서 다음 주파수로의 전이는 소정의 비순차적인 순서로 이루어진다. 그러나, 노드가 표지를 찾을 때, 노드는 자신이 사용하고 있는 현재의 주파수에서 스캐닝을 시작하여, N번째 주파수가 스캔될 때까지 순차적인 순서로 주파수를 높여간다. 그리고 나서 도약 순서는 다시 처음의 주파수로 되돌아 와서 다시 모든 주파수 순서를 통하여 계속 스캔한다.

c. 주파수 표류(Frequency Drifting)

노드에 포함되어 있는 도약 타이머는 각 노드를 위한 타이밍 참조의 허용 한계와 관련된 오류를 정정하기 위하여 모든 도약 주기마다 재동기화된다. 각 도약 주기에서, 동기화된 계수기들은 몇 번 동안 동작하지 않을 수 있고, 만약 노드들이 종종 재동기화되지 않는다면, 그들은 표류할 가능성이 있다. 노드들이 매 도약 주기마다 재동기화되기 때문에, 주파수 표류는 매 도약 주기에서 정정된다.

그러나 전형적인 실시예들은 또한 각 도약 주기의 시작부에서 주파수 표류를 보상할 수 있다. 예를 들어, 주 노드는 본 문서에서 표류 주기(drift period)라고 참조되는 소정의 시간 주기 동안 동기화 메시지의 전송을 지연할 수 있다. 주 노드는 표지 주기를 포함하는 도약 동안에 표지의 전달을 지연할 필요가 없는데, 왜냐하면 동기화된 노드가 표지 메시지를 수신하는 것은 중요하지 않기 때문이다. 표지를 제외하고는, 표류 주기 내의 도약 주기의 시작과 끝에서는 데이터가 전송되지 않는다.

표류 주기는 도약 주기의 길이에 따라 차이가 있다. 전형적인 실시예에서는, 동기화가 깨졌다는 결정을 하기 전에, 동기화 메시지를 최대 4번의 도약 주기동안 수신하지 못할 수 있다. 이 경우에 오류율은 4배로 계산되어야 한다. 그 노드가 100 PPM(parts per million)의 손실 동안 동작하지 않은 반면, 주 노드는 100 PPM의 이득 동안 동작하지 않았다는 것을 설명하기 위하여 그 결과는 2배로 계산되어, 오류율은 결과적으로 약 0.08%가 된다.

d. 메시지 포맷(Message Format)

주파수 도약 및 동기화를 사용하여 노드들 간의 통신을 제공하기 위하여, 전술한 미국 특허 번호 5,231,634에 따라 데아타나 다른 정보를 전달하기 위한 프로토콜이 구축될 수 있다. 전형적인 실시예와 같이, 데이터는 필요에 따라 채택되는 다른 프레임(frame) 유형을 사용하여, 프레임으로 전송될 수 있다. 각 트레임은 프레임 헤더(frame header)와 추가의 나머지 사용되지 않은 비트를 포함할 수 있으며, 이들 비트는 예약되어 있는 것으로 다르게 명시되지 않는 한 0으로 설정된다.

전형적인 실시예와 같이, 표지 메시지를 제외하고는, 표준 프레임 헤더가 모든 프레임에 사용될 수 있다. 표준 프레임 헤더는 프레임의 시작을 표시하는 플래그(flag), 전송 노드의 식별 코드(예를 들어, 노드가 주 노드, 대체 주 통신국인지 혹은 낮은 우선권 통신국인지의 여부), 제어 정보(예를 들어, 전송 전력 수준, 데이터 압축 기술, 무선 속도 등), 매체 접근 제어부 길이(예를 들어, 노드/프레임에서 CRC까지의 프레임 길이), 보안 정보, 그리고 채널/부채널을 포함한다. 표준 헤더의 노드/프레임 유형 부분은 안테나 차이(antenna diversity) (즉, 어떤 안테나가 전송 노드에서 사용될 것인를 표시하는 부분), 노드 유형(즉, 주 노드, 대체 통신국, 혹은 통신국), 그리고 프레임 유형을 명시할 수 있다. 다른 프레임의 유형은 표지 프레임, 재동기화 프레임, 재동기화 수신 확인 프레임(resync acknowledgement frame), 동기화 프레임, 전송 요청 프레임(RTS; request-to-send frame), 전송 대기 프레임(CTS; clear-to-send frame), 매체 접근 요구 프레임(RMA; request media access frame), 매체 접근 제어 수신 확인 프레임(MACK; medium access control acknowledgement frame), 논리 링크 제어 수신 확인 프레임(LACK; logical link control acknowledgement frame), 데이터 메시지 프레임, 기상 메시지 프레임(wake-up message frame) 등을 포함한다.

프레임 내에 포함된 정보를 위한 출발지와 목적지 주소가 사용자에 의해 명시된 확장 헤더 정의에 포함될 수 있다. 표준 프레임 헤더는 목적지와 출발지 주소 앞의 헤더를 포함할 수 있다.

B의 시작 메시지는 경쟁 주기의 시작을 알리기 위하여 현재의 주 노드에 의하여 전송될 수 있다. 노드들은 경쟁 주기에 참가하기 위하여 그 메시지를 경청하여야 하며, 이 메시지를 수신하였을 때, 노드는 슬롯 정의를 사용하여 현재의 도약에 그것을 지원하게 된다. B의 시작 메시지는 그것없이 경쟁을 시작하기 전에 연속적인 도약에서 연속의 B의 시작 메시지를 대기하는 최대 시간을 정의하는 부분(field)을 가지고 있다.

표지 메시지는 주 노드에 의하여 몇몇 도약의 시작부에서 전송된 에너지(예를 들어, 메시지)일 수 있다. 전형적인 실시예에서, 표지 메시지는 여러번 반복되는 비교적 짧은 메시지일 수 있다. 표지 메시지는 표지 메시지의 시작을 나타내는 플래그, 표지 메시지가 전송되었음을 확인하는 프레임 유형 지시자(frame type indicator), 표지 메시지를 전송하는 주 노드의 보안 식별자(security identification), 주 노드의 채널 및 부채널, CRC 부분, 그리고 종료 플래그(ending flag)를 포함할 수 있다.

전형적인 실시예와 같이, 재동기화 메시지는 두 개의 버전중의 하나를 가질 수 있다. 첫 번째 버전은 아웃바운드 주기에서 주 노드에 동기화된 모든 노드에게 모든 다른 노드들이 동기화되어야 하는 두 번째 주 노드가 위치지워졌음을 알리기 위하여 주 노드에 의해 전송되는 방송 메시지이다. 이 첫 번째 버전은 수신 확인이 요구되지 않는다. 재동기화 메시지의 두 번째 버전은 경쟁 주기 동안에 첫 번째 주 통신국에게 두 번째 주 통신국 노드가 존재함을 알리기 위하여 대체 주 노드로 임명된 노드로부터 첫 번째 주 통신국 노드에게 지시된 메시지일 수 있다. 대체 주 통신국 노드는 두 번째 주 통신국에 대한 정보를 첫 번째 주 통신국 노드에게 전송한다. 이 정보를 수신하면, 첫 번째 주 통신국은 재동기화 수신 확인 메시지를 전송하여 모든 노드에게 새로운 주 통신국의 신분(즉, 주 노드 결정 프로토콜에 따른 첫 번째 주 노드 혹은 두 번째 주 노드의 신분)을 알린다. 이 메시지는 매체 접근 제어의 확장된 정보, 새로운 주 노드의 채널/부채널, 동기화 메시지를 찾기 위한 채널 주파수 테이블의 색인 역할을 하는 도약 번호, 도약 기간, CRC 정보, 그리고 종료 플래그를 포함한다. 재동기화 수신 확인 메시지는 주 노드로부터 전송되어 모든 통신국에 방송된다. 이 수신 확인 메시지는 주 노드에게 재동기화 메시지를 전송하는 노드에 대한 응답으로 전송될 수 있으며, 그것은 주 노드에 동기화된 모든 노드에게 메시지에 명시된 주파수로 새로운 주 노드에게 재동기화할 것을 알린다. 그래서 재동기화 수신 확인 메시지는 확장된 매체 접근 제어, 새로운 주 노드의 채널/부채널, 동기화 메시지의 위치를 나타내기 위해 사용되는 동기화 도약 번호, 도약 기간, 모든 통신이 동기화되어야 하는 주 노드의 식별자, CRC 부분, 그리고 종료 플래그를 포함한다.

각 도약 주기의 시작 시점에서 주 노드에 의하여 전송된 동기화 메시지는 노드들이 도약에서 도약으로의 동기화를 유지하기 위하여 그들의 도약 타이머 계수기를 조정하기 위한 정보를 포함한다. 동기화 메시지는 확장된 매체 접근 제어 부분, 주 노드의 노드 이름(예, ASCII), 도약을 정의하기 위한 제어 부분(즉, 다음 도약이 표지를 포함할 것인지의 여부, 도약이 탐색전용인지의 여부, 정규 도약인지의 여부), 도약 번호, 도약 기간, CRC 부분, 그리고 종료 플래그를 포함한다.

3. 통신 시스템의 동작

a. 초기화

본 발명에 따라, 전형적인 실시예는 노드들을 첫 번째 노드로 동기화함으로써 통신 시스템을 초기화하는 단계를 포함한다. 주 통신국 우선권으로 임명된 노드의 초기화는 비교적 간단하다. 주 통신국 우선권으로 임명된 노드가 초기화 요구를 받았을 경우, 그 노드는 즉각적으로 자신의 도약 타이머를 설정하고, 동기화 메시지의 표지를 만들어 전송을 시작한다. 그 노드가 최상위 우선권을 가지고 있기 때문에, 그 노드는 주 노드 자체로서의 역할을 수행하는 시도를 하기 전에 주 통신국 우선권의 다른 노드를 탐색하지 않는다. 주 노드가 아닌 노드들(예를 들어, 낮은 우선권 노드 혹은 현재 주 노드로서 동작하고 있지 않은 대체 주 통신권 우선권 노드)은 스캐닝 주기 동안에 표지의 첫 번째 스캔으로 초기화한다. 통신 시스템의 구성에 따라, 노드는 (보안 식별 정보 뿐만아니라) 자신의 채널과 부채널의 부분집합에 부합하는 표지를 스캔할 것이다.

통신 시스템에서 동기화의 초기화에 대한 자세한 내용, 복수개의 주 통신국의 탐색 과정, 복수의 노드(대체 통신국)의 탐색 과정, 그리고 새롭게 탐지된 주 통신국으로의 동기화 과정은 그 자체로써 본 발명의 일부분을 구성하지 않기 때문에, 또한 그러한 특징은 전술한 동시계류중인 출원에 설명되어 있기 때문에, 이러한 특징에 대한 더 이상의 논의는 불필요하다고 본다.

b. 매체 접근 제어의 최적화

'634특허에서 설명되어 있는 매체 접근 제어 프로토콜에서, 복수 개의 노드에 의하여 공유되고 있는 통신 매체에 대한 접근은 통신 매체의 감지에 의하여 첫 번째 노드가 통신 매체가 사용중인지의 여부를 결정함으로써 제어된다. 그렇지 않을 경우에는 첫 번째 노드가 예약 기간 정보를 포함하는 전송 요청 메시지를 전송한다. 전송 요청 메시지는 정보의 수신측인 두 번째 노드에 의하여 수신된다. 전송 요청 메시지를 받았을 때, 두 번째 노드는 첫 번째 노드를 위한 예약 기간 정보를 포함하는 전송 대기 메시지를 전송하고, 그후에 첫 번째 노드는 두 번째 노드에 정보를 전송한다.

데이터를 전송할 노드는 우선 총 전송 과정에 소요될 시간(즉, 예약 시간)을 계산하고, 그리고 나서 전송을 시작할 랜덤 "슬롯" 시간을 선택한다. 만약 통신 매체가 사용중이 아니라면, 송신 노드는 전송 요청 메시지를 전송할 것이고, 그런 다음에 수신 노드로부터의 전송 대기 메시지를 기다린다. 전송 요청 메시지나 전송 대기 메시지를 수신한 모든 노드는 일반적인 동작동안 각 프레임(즉, 전송 요청 메시지와 전송 대기 메시지 모두에 예약 시간이 포함되어 있음)에 명시되어 있는 시간동안 경쟁을 미룰 것이다.

'634 특허에서 설명된 바와 같이, 통신망에 대한 공평한 접근을 유지하기 위해서, 경쟁 시간은 노드들이 무선 통신 매체에 대한 접근권을 획득하기 위해 경쟁하는 고정된 숫자의 슬롯으로 분할된다. 예를 들어, 본 출원의 도 3을 참조하면, 경쟁 시간은 두 개의 고정된 주기로 분할되며, 이는 페어니스 주기(302)와 지연 주기(304)이며, 이들 모두는 고정된 숫자의 슬롯으로 나누어진다. 페어니스 상태에 있는 노드들은 페어니스 주기에서 전송을 위한 랜덤 슬롯 시간을 선택하고, 지연 상태에 있는 노드들은 지연 주기에서 랜덤 슬롯 시간을 선택한다. 페어니스 상태에 있는 동안 경쟁에서 이긴 노드는 지연 상태로 전환하게 된다. 경쟁에서 이기지 못한 지연 상태에 있는 노드는 페어니스 상태에 들어가게 된다.

'634 특허에서 설명되어 있는 것과 같은 통신 시스템에서, 지연 및 페어니스 슬롯의 수는 시스템의 처리량에 중요한 영향을 끼친다. 앞에서 언급한 바와 같이, 매체 접근을 위하여 동시에 경쟁하는 많은 수의 무선 노드가 있는 시스템에서는, 더 많은 수의 페어니스 및 지연 슬롯이 바람직하고, 반면 단지 한두 개의 무선 노드가 매체 접근을 위하여 경쟁하는 경우에는 더 적은 슬롯이 바람직하다.

예를 들어, 도 1의 노드 102가 지정 시간에 데이터를 전송하기를 원하는 단 하나의 노드이면, 노드 102는 최소한 페어니스 주기보다는 긴 지연 주기 내의 슬롯을 선택해야 할 것이다. 그래서, 만약 페어니스 주기가 하나의 슬롯이라면, 노드 102는 최소한 하나의 슬롯 시간 동안 전송할 수 있을 것이다. 만약 페어니스 주기가 4 슬롯이라면, 노드 102는 최소한 4 슬롯 시간 주기를 기다려야만 할 것이다. 그러나 하나의 페어니스 슬롯을 가지고 있는 경우에는 더 큰 시스템에서는 동작하지 못할 것이다. 예를 들어, 만약 4개의 노드가 동시에 매체 접근을 원했고, 모두 페어니스 주기에 귀착되어 있다면, 모든 4개 노드는 동일 슬롯안에서 경쟁을 하게 될 것이고 4개의 노드중 어느 노드도 경쟁에서 이기지 못할 것이다. 결과적으로 4개의 노드 모두가 데이터를 전송하지 못할 것이다.

따라서, 본 발명은 지정 시간에 통신 시스템 내의 무선 노드의 수를 감시하여, 슬롯의 수를 적절히 조정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 시스템 내의 모든 노드들이 데이터를 보내기 위한 하나의 접근점으로 구성되어 있는 통신 시스템에서는, 그 접근점은 위에서 설명한 바와 같이 구성되어 있는 주 통신국을 포함할 것이다. 그 접근점은 지정 시간 주기 동안의 데이터의 전송 횟수를 감시할 것이다. 이 정보에 기초하여, 주 통신국은 예를 들어, B의 시작 메시지를 통하여 지연 슬롯의 갯수(도 3에서 "M")와/또는 페어니스 슬롯의 갯수(도 3에서 "N")를 구성할 수 있을 것이다.

모든 노드들이 접근점(AP; access point)을 통하여 통신하는 접근점 통신 시스템에서, 통신 시스템을 통하여 데이터를 전송하기를 원하는 노드는 접근점으로 자신의 "출발지" 주소를 포함하는 패킷을 전송하게 된다. 접근점은 패킷을 수신한 바 있는 다른 "출발지" 노드의 연결된 목록을 만든다. 이 목록은 예를 들어, 패킷을 수신한 시간과 연관된 타임스탬프(timestamp)에 따라 정렬된다. 그러므로 지난 2초 내에 전송하고 있는 노드가 하나 이상인지를 찾아내기 위하여, 점근점은 연결된 목록의 두 번째 항목의 타임스탬프를 검사하여 지난 2초 내에 있었는지의 여부를 알게 된다. 게다가, 목록상에 8개의 항목이 있다고 할 경우에, 접근점은 마지막 항목이 지난 5초 내에 발생하였는지를 확인하기 위해 마지막 항목의 타임스탬프를 검사함으로써 지난 5 초내에 통신했던 적어도 8개의 노드들이 있었는지의 여부를 결정할 수 있다. 이 정보는 페어니스와/또는 지연 슬롯의 수를 자동적으로 조정하는데 사용될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 현재 통신 시스템에서 활동중인 노드의 수(즉, 소정 시간 주기 동안)는 슬롯의 갯수를 재계산하기 위한 어떠한 알려진 방식으로도 계산될 수 있다는 것은 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 최적 처리량을 가져다주는 슬롯의 갯수는 통신 시스템에서 노드의 서로 다른 갯수 각각의 경우에 결정될 수 있다. 이 정보는 접근점에 저장될 수 있다. 이어서, 접근점은 현 소정 시간 주기 동안에 통신 시스템 내에서 활동중인 노드의 갯수를 결정할 수 있고, 접근점에 저장되어 있는 정보를 사용하여 현 소정 시간 주기에서의 조건을 기초로 하여 다음 소정 시간 주기를 위한 슬롯의 갯수를 재설정할 수 있다. 데이터 전송을 감시하기 위한 시간 주기는 사용자에 의하여 설정될 수 있다.

도 4는 전형적인 실시예에 따른 동작을 설명한다. 단계 402에서 소정 갯수의 항목(예, 전형적인 구현예에서는 8개의 항목)을 가진 연결 목록 구조가 초기화된다. 이 목록은 소정 시간 내에 활동중인 소정 갯수의 출발지 노드와 연관된 타임스탬프의 저장을 위하여 사용된다. 추후의 논의를 위하여, 5초의 기간 동안 통신 시스템 내에서 최소한 8개의 출발지 노드가 활동중일 경우에는 슬롯의 최대 갯수가 사용될 것이다.

단계 404에서, 슬롯의 최대 갯수(예, 8)가 정상 설정으로 초기화된다. 이 정상 설정은 예를 들어, 4개의 지연 슬롯과 4개의 페어니스 슬롯이 될 수 있다.

단계 406에서, 소정의 시간 주기의 만료를 감시하기 위하여 사용되는 타이머가 설정된다. 소정의 시간 주기는 예를 들어, 현재의 활동성에 기초하여 설정되는 가변 주기일 수 있다. 예를 들어, 만약 최초로 설정된 5초의 주기 동안에 연결 목록에 포함되어 있는 타임스탬프의 수에 의하여 결정된 통신 시스템 내의 활동성이 비교적 낮을 경우에, 소정의 시간 주기는 1초로 줄어들 수 있다. 대신, 통신 시스템 내의 활동성이 계속적으로 높다고 (예를 들어, 마지막 5초 내에 발생하였는지를 결정하기 위하여 목록의 마지막 항목의 타임스탬프를 검사하여 반영된 결과) 결정될 경우에는, 타이머 주기가 초기값(즉, 5초)으로 복구될 수 있다. 물론, 소정의 시간 주기가 통신 시스템 내의 현재의 활동성에 기초하여 선택되었다면, 어떠한 수의 다른 소정 시간 주기를 사용할 수 있다.

단계 408에서, (접근점 내의 프로세서로 구성될 수 있는) 사건 관리자(event manager)는 소정 시간 주기내의 출발지 노드의 활동성을 감시한다. 단계 410에서, 사건 관리자는 현재 수신된 정보 패킷이 이미 연결 목록에 포함되어 있는 출발지 노드에 해당하는지 여부를 결정한다. 만약 그렇다면, 사건 관리자는 출발지 노드를 블록 412에 있는 연결 목록의 처음 부분으로 옮기고, 데이터 패킷의 수신과 연관된 타임스탬프를 갱신한다. 대신, 만약 출발지 노드가 연결 목록에 아직 존재하지 않는다면, 그것은 예를 들어, 출발지 노드의 주소와 블록 414의 패킷의 수신과 연관된 타임스탬프를 복사하는 방식으로 연결 목록의 마지막 항목에 저장된다. 그리고, 사건 관리자는 마지막 항목을 블록 412의 연결 목록의 처음으로 옮긴다. 예를 들어, 만약 9 번째 패킷이 탐지되었을 경우에, 그것은 블록 414의 마지막 항목을 대체하고, 그리고 마지막 항목은 블록 412의 처음 부분으로 옮겨진다. 왜냐하면, 그것이 가장 최근에 수신된 데이터를 구성하기 때문이다.

통신 시스템에 의하여 사용되는 슬롯의 갯수를 설정하기 위하여, 사건 관리자는 각 소정 시간 주기가 만료하는 동안에 일련의 단계들을 수행한다. 좀더 상세히 설명하면, 결정 블록 416에서, 사건 관리자는 연결 목록의 두 번째 항목이 마지막 5초 내에 연결 목록 구조에 소개되었는지 여부를 결정한다. 만약 그렇지 않다면, 사건 관리자는 통신 시스템이 매우 낮은 작동 수준에서 동작하고 있다고 결정할 수 있고, 그리고 단계 418을 통하여 슬롯의 수를 최소로 감축할 수 있다. 전형적인 실시예에서, 소정 시간 주기 동안에 통신 시스템 내에 활동 출발지 노드가 2개보다 적게 존재할 경우에는, 최소의 슬롯의 갯수가 사용된다(예를 들어 1개의 페어니스 슬롯과 1개의 지연 슬롯).

만약 5초의 제2 소정 시간 주기 내에 두 번째 출발지 노드의 항목이 활동 상태가 되면, 결정 블록 416의 대체 가지가 수행된다. 이 경우에, 결정 블록 420은 연결 목록의 마지막 항목이 마지막 5초 내에 발생하였는지 여부를 결정한다. 만약 그렇지 않다면, 동작은 블록 422로 진행하여, 여기서 가벼운 동작 모드가 존재함을 결정하고, 그래서 통신 시스템 내에서 사용을 위하여 중간의 슬롯의 갯수가 선택된다. 전형적인 실시예에서, 3개의 그러한 슬롯이 사용되었다(예, 2 페어니스 슬롯과 1 지연 슬롯).

만약 연결 목록의 마지막 항목이 마지막 5초 내에 발생하였다면, 결정 블록 420으로부터의 대체 가지가 수행된다. 이 경우에는, 슬롯의 최대 수가 정상 동작 모드를 초기화하기 위하여 설정된다(예를 들어, 8 슬롯, 그중 4 개는 페어니스 슬롯이고, 4 개는 지연 슬롯).

그래서, 슬롯의 수는 아래와 같이 구성된다: (1) 만약 접근점이 소정 시간 주기 동안에 단지 2 개의 활동 노드만을 탐지한 경우에는, 2 개의 슬롯(즉, 1 페어니스 슬롯과 1 지연 슬롯)이 사용될 수 있다; (2) 만약 접근점이 8 개 또는 이보다 적은 수의 활동 노드를 발견한 경우에는, 3 개의 슬롯이 사용될 수 있다(즉, 2 페어니스 슬롯과 1 지연 슬롯); 그리고 (3) 만약 접근 점에서 8 개 또는 이 보다 많은 수의 활동 노드를 관찰한 경우에는 8 개의 슬롯이 사용된다(즉, 4 페어니스 슬롯과 4 지연 슬롯). 물론, 본 발명의 전형적인 실시예들과 결합하여 어떠한 수의 슬롯이라도 사용될 수 있다. 게다가, 통신 시스템 내의 지정 활동 수준과 연관된 슬롯의 갯수를 설정하는데 어떠한 표준이라도 사용될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 슬롯의 갯수를 정의하기 위해서 사용된 활동성의 카테고리는 필연적으로 통신 시스템의 활동성이 감시되는 소정의 시간의 함수가 됨을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 활동성을 감시하여, 사용된 슬롯의 다른 카테고리가 시스템의 처리량에 의미있는 영향을 주는 적정한 시간 주기를 결정하기 위하여 경험적인 접근이 사용될 수 있을 것이다.

전술한 논의는 소정의 시간 주기 동안에 실제적 데이터 전송을 감시하여 통신 시스템의 활동성을 측정하고 사용될 슬롯의 갯수를 동적으로 설정하는 것에 중점을 두고 있지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 다양한 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 통신 시스템의 중앙점을 통하여 데이터 전송을 감시하는 대신에, 통신 매체(예, 무선 매체나 유선 매체)의 서로 다른 두 유형을 가교하는 접근점과 같은, 통신 시스템의 활동성의 지시자로서 역할하는 어떠한 정보라도 사용가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실제 데이터 전송을 감시하는 대신에, 전송 요청 메시지가 감시되고 슬롯의 갯수를 조절하는데 사용될 수 있을 것이다. 전송 요청 메시지의 감시는 통시 시스템에서 발생하는 모든 데이터 전송이 일어나는 접근점을 포함하여야 할 필요를 제거한다.

게다가, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 사용될 슬롯의 갯수를 사용자가 요구하는 대로 설정될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 게다가, '634 특허에서 설명된 바와 같은 페어니스 및 지연 슬롯 모두가 본 발명의 전형적인 실시예의 설명에 포함되어 있음에도 불구하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 페이스 슬롯과 지연 슬롯 사이의 차이가 불필요함을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 사용될 슬롯의 갯수는, 페어니스 혹은 지연 슬롯인가의 여부에 무관하게 동적으로 조정될 수 있다. 게다가, '634 특허에서 설명된 바와 같은 페어니스 및 지연 슬롯이 사용되는 경우에는, 이들 다른 카테고리 슬롯이 1:1의 비율로 유지될 필요가 없다. 대신에 페이니스 슬롯과 지연 슬롯의 비율은 하나의 동적인 조정 또는 총 슬롯의 갯수의 조정에 의하여 동적으로 조정될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 정신이나 본질적인 특성에서 벗어나지 않는다면 다른 특정 형식(specific form)으로도 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 첨부된 청구범위에 나타나 있으며, 의미 및 범위와 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 의도된다.

Claims

주파수 도약 통신 시스템(frequency hopping communication system)에서 복수 개의 노드들 사이의 무선 통신을 제어하기 위한 장치에 있어서,

통신 시스템 내에서 발생하는 전송 횟수를 감시하는 수단; 및

통신 시스템의 노드들이 통신 시스템의 무선 통신 매체에 접근하기 위하여 경쟁하는 슬롯의 갯수를 동적으로 변화시키는 수단을 포함하고, 상기 동적인 변화시킴은 상기 감시된 전송 횟수의 함수로써 수행됨을 특징으로 하는 무선 통신 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은 소정 시간 주기 내에 전송된 데이터 패킷의 전송 횟수를 탐지함을 특징으로 하는 무선 통신 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은 소정 시간 주기 내에 전송된 전송 요청 메시지(request-to-send message)의 갯수를 탐지함을 특징으로 하는 무선 통신 제어 장치.
제 1항에 있어서, 상기 감시 수단은 소정 시간 주기 내에 정보를 전송했던 노드들의 연결 목록을 유지하는 수단을 더 포함함을 특징으로 하는 무선 통신 제어 장치.
제 4항에 있어서, 상기 연결 목록은 상기 노드들 각각이 정보를 전송했던 시간에 대한 타임스탬프 정보를 포함하고, 상기 연결 목록은 상기 타임스탬프에 따라 분류됨을 특징으로 하는 장치.
제 1항에 있어서, 상기 동적으로 변화시키는 수단은 소정 시간 주기에 수신된 상기 감시된 전송 횟수의 함수로써 수행되고, 상기 소정 시간 주기는 통신 시스템의 활동성(activity)에 기초하여 변동함(variable)을 특징으로 하는 장치.
통신 시스템에서 복수 개의 노드들 사이의 무선 통신을 제어하기 위한 방법에 있어서,

통신 시스템 내에서 발생하는 전송 횟수를 감시하는 단계; 및

통신 시스템의 노드들이 통신 시스템의 무선 통신 매체에 접근하기 위하여 경쟁하는 슬롯의 갯수를 동적으로 변화시키는 단계를 포함하고, 상기 동적으로 변화시키는 단계는 상기 감시된 전송 횟수의 함수로써 수행됨을 특징으로 하는 무선 통신 제어 방법.