KR100815073B1

KR100815073B1 - 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한타이밍 동기화 및 비컨 생성

Info

Publication number: KR100815073B1
Application number: KR1020060080441A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 피. 에메오트; 흐리쉬케쉬 고쌩
Original assignee: 모토로라 인코포레이티드
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2006-08-24
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20070023597A

Abstract

본 발명은 메시 포인트(115)에 의하여 사용되는 방법으로서, 다른 메시 포인트로부터 비컨 및 프로브 응답 중 하나를 수신하는 단계(310, 410); 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되었는지의 여부에 관한 상태를 참으로 설정하고(325), 상기 메시 포인트가 비동기 상태에 있고 상기 다른 메시 포인트가 피어 시 포인트로부터 동기를 요구할 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계(335); 상기 메시 포인트에 의하여 유지되는 비컨 송신자들의 데이터베이스에 상기 다른 메시 포인트의 아이덴티티를 추가하고(450), 상기 메시 포인트와 상기 다른 메시 포인트가 둘 다 동기될 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계(460); 및 상기 메시 포인트가 동기화를 지원하고, 피어 메시 포인트로부터 동기를 요구하며 하나 이상의 피어와 이미 동기화되었는지에 관한 지시들을 제공하는 단계(235)를 포함하는 메시 포인트(115)에 의하여 사용되는 방법에 관한 것이다.

메시 포인트, 비컨 및 프로브 응답, 데이터베이스

Description

무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성{Timing synchronization and beacon generation for mesh points operating in a wireless mesh network}

도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 메시 클러스터 및 인프라스트럭처 네트워크에서 동작하는 전자 장치를 도시한 시스템도.

도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 비-AP MP 비컨 생성 절차를 기술한 흐름도.

도 3는 본 발명의 일부 실시예에 따라 비동기 상태에 있는 동안 비컨 또는 프로브 응답의 수신후에 비-AP MP의 동작을 기술한 흐름도.

도 4는 동기상태에 있는 동안 비컨 또는 프로브 응답의 수신후에 비-AP MP의 동작을 기술한 흐름도.

본 발명의 출원시 IEEE 802.11 표준은 국들에 타이밍 동기화를 제공하기 위한 두가지 메커니즘들을 규정하고 있다. 인프라스트럭처 동작 모드에서, 액세스 포인트(AP)는 기본 서비스 세트(BSS)의 타이밍 마스터이며, 국들은 AP에 의하여 전 송된 비컨의 타이밍 동기화 정보를 항상 수용한다. 그러나, 독립적 기본 서비스 세트(IBSS) 동작 모드에서, 타이밍 동기화 기능(ISF)은 분산형 방식으로 모든 국들에 의하여 수행되며, IBSS의 국들은 그 자체의 TSF 타이머보다 늦은 TSF를 가진 어떤 비컨 또는 프로브 응답으로부터 수신된 타이밍을 적응시킨다.

메시에서 이용가능한 장치들의 다양성은 어떤 메시 장치들의 정밀한 분류를 수행하는 것이 곤란하기 때문에 동기화 및 비컨 생성에 있어서 중요한 도전을 유발한다. 무선 근거리 통신망(WLAN) 메시가 AP 비커닝 및 IBSS 국 비커닝에 기초하여 BSS로부터의 개념들을 재사용하는 것으로 예상되는 반면에, 메시 서비스들을 제공하는 무선 매체에 대한 802.11-부합 MAC 및 PHY 인터페이스를 포함하는 무선 장치일 수 있는 메시 포인트(MP), 및 액세스 포인트인 MP이고 BSS 및 메시 인터페이스 기능들을 지원하는 메시 액세스 포인트(MAP)와 같은 장치에 대하여 특별한 주의가 제공될 필요가 있다. 전력 절약(PS) MP들의 존재시 전송하는 다중 MAP의 패킷간의 비컨 충돌은 어드레싱될 필요가 있는 소수 영역들사이에서 일어난다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 발명으로서 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성을 효율적으로 수행하는데 있다.

메시 네트워킹에 대하여 제안된 비콘 생성 알고리즘은 IEEE 802.11 표준의 엘리먼트들을 포함한다. 예컨대, MAP는 인프라스트럭처 모드 비컨 생성 알고리즘 에 따른다. 이는 MAP 자체의 BSS 파라미터들을 선택하고 MAP이 각각의 비컨 간격으로 비컨을 전송하도록 하며 다른 MP들과 MAP의 빈번한 동기화를 방지하도록 충분한 융통성을 MAP에 제공한다. 다른 한편으로, 비-AP 메시 장치들은 다른 MP와 동기되는 비콘 생성을 위하여 IBSS 동작 모드를 따른다.

도 1에는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 메시 클러스터(110) 및 인프라스트럭처 네트워크(105)에서 동작하는 전자 장치를 도시한 시스템도가 도시되어 있다. MAP(130), 및 레가시 국들(legacy stations)(레가시 국은 STA로서 여기에서 언급될 수 있음)일 수 있는 다수의 기본 서비스 세트 국들(s1,...s4)(여기서 s4는 125로 표시됨)은 인프라스트럭처 네트워크(105)내에서의 동작한다. MP1(115), MP2(135) 및 MP3(140)을 포함하는 다수의 메시 장치들은 메시 클러스터(110)내에서 동작한다. 메시 클러스터(110) 및 인프라스트럭처 네트워크(105)는 도 1에 도시된 것보다 실질적으로 더 많이 접속된 장치들을 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 개념적으로, MAP(130)와 같은 MAP는 나무의 뿌리로서 고려될 수 있으며, 여기서 STA(125)와 같은 연관된 국들은 가지들로서 고려될 수 있다. 비-AP MP 메시 장치들(115, 135, 140)(액세스 포인트가 아닌 메시 포인트들)은 메시 클러스터(110)내의 피어 투 피어(peer to peer) MP들의 그들 자체의 클러스터를 형성한다. 비-AP MP는 하나 이상의 MAP 장치들과 연관될 수 있다. 이는 MP1(115)와 같은 게이트웨이 MP를 통해 피어 투 피어 클러스터에 접속한 나무로서 보여질 수 있다.

본 발명의 실시예들은 WLAN 메시 네트워크를 예로서 기술된, 무선 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법을 제공한 다. 본 발명에 따라 구현되는 비-AP 메시 포인트는 이하의 부필드들, 즉 그것이 동기화를 지원하는지의 여부를 지시하는 부필드, 그것이 피어 MP들로부터 동기를 요구하는지의 여부를 지시하는 부필드, 및 그것이 하나 이상의 피어 MP들과 이미 동기되었다는 것을 지시하는 부필드 중 하나 이상을 포함하는 비컨으로 메시 포인트(MP) 동기화 능력 필드를 전송할 수 있다. 비-AP MP는 그것이 동기화를 지원하는지의 여부를 지시하는 MP 동기화 능력 필드에 비트들을 설정함으로써 그것이 피어들과 동기될 수 있다는 것을 지시하며, 또한 그것이 피어들로부터 동기를 요구한다는 것을 지시한다. 동기화를 지원하며 이들 MP 중 하나 이상이 동기를 요구하는 두개 이상의 비-AP MP가 그것의 피어와 연관되면, 이들 MP는 IEEE 802.11 표준에서 IBSS 동기화 및 비컨 생성 특징들을 사용하여 비컨들을 동기화하여 생성할 것이다. 만일 MP들이 피어들로부터의 동기화를 지원한다는 것을 MP 모두가 공고하지 않은 경우에, MP들은 서로와 무관하게 TSF를 구현할 수 있으며 인프라스트럭처 모드동안 IEEE 802.11 표준에서 규정된 비컨 생성 기능을 사용하여 비컨들을 생성할 수 있다. PS 서비스들에 대한 지원을 요구하는 피어들이 연관되도록 하는 MP는 동기화를 지원할 수 있으며, MP는 MP가 동기화 서비스들을 지원한다는 것을 MP가 지시하지 않는 경우에 PS 모드에서 동작하는 피어와의 연관을 거부할 수 있다.

MAP 특징들

MAP는 결코 PS 모드로 전환되지 않으며 다른 MP와 동기되지 않아야 한다. MAP는 그것의 BSS 필요성들에 따라 비컨 간격(BI) 및 전송 트래픽 지시 맵(DTIM) 주기들을 독립적으로 선택하며, 어떤 동시에 시작된 MAP와 무관하게 TSF를 시작한 다. MAP는 레가시 국들(STA)과 동일한 PS 모드에서 동작하는 어떤 연관된 MP를 처리할 것이며, 이는 MP가 PS 동작들(직접 및 방송 트래픽의 전송이 적시에 이루어지도록 하는 동작들)에서 MAP의 DTIM 비컨을 웨이크-업한다는 것을 MAP가 가정한다는 것을 의미한다.

비-AP MP 특징들

동기화가 인에이블될 때, 비-AP MP들은 추가된 메시 서비스들과 함께 IBSS 모드에서 동작하는 단순한 STA들로서 보여질 수 있다. 다시 말해서, 비-AP MP는 그것의 BI를 독립적으로 선택하며, 어떤 동시 시작된 MP와 무관하게 TSF를 시작할 수 있다.

MP가 전력 절약 및 동기화를 지원하는 것은 선택적이다. 만일 MP가 동기화를 지원하고 피어들과의 동기를 요구한다는 것을 MP가 공고하면, MP는 비컨들을 생성하고 이하에 기술된 바와같이 마치 IBSS 모드에서 동작하는 것과 같은 다른 비-AP MP와 동기된다. 다시 말해서, 동기화에 대한 지원을 공고하나 동기를 요구하는 피어들과 연관되지 않는 MP는 그것의 BI를 독립적으로 선택하며 어떤 동시 시작된 MP와 무관하게 TSF를 시작할 수 있다.

MAP와 연관되고 PS 모드로 전환되는 어떤 MP는 MP가 MAP와 교섭되는 시스템 간격에 기초하여 수신할 필요가 있는 부가 비컨들 및 MAP의 DTIM 비컨을 웨이크-업해야 한다. 만일 MP가 하나 이상의 MAP와 연관되면, MP는 동기화된 MP 이웃들에 대하여 스케줄링될 수 있는 어떤 메시 TBTT외에 각각의 MAP에 대한 DTIM 비컨들을 웨이크-업해야 한다. PS 서비스들에 대한 지원을 요구하는 피어들이 연관되도록 하는 MP는 동기화를 지원할 것이며, MP는 그것이 동기화 서비스들을 제공할 수 없는 경우에 PS 모드에서 동작하도록 한 피어와의 연관을 거부할 수 있다.

경량 MP 특징들

메시 네트워크들에 대하여 제안으로 현재 규정된 한 타입의 메시 포인트는 경량 MP(LW-MP)이다. LW-MP에 대한 비컨 생성 및 동기화 절차는 비컨 생성 및 타이밍 동기화의 IBSS 모드를 따른다. 만일 LW-MP가 MAP와 연관되고 PS 모드로 전환되면, LW-MP는 IBSS 동작을 위한 어떤 메시 TBTT외에 MAP의 적어도 DTIM 비콘을 웨이크-업해야 한다. 선택적으로, 경량 MP는 그것이 PS 모드로 전환되는 경우에 단순한 STA로서 MAP와 연관될 수 있다. 본 문헌의 대부분 목적들을 위하여, 경량 메시 포인트는 비-AP 메시 포인트로 고려될 수 있다. 경량 MP는 그것이 동기화를 지원하고 또한 그것의 피어들의 동기를 요구한다는 것을 지시하는 비컨으로 동기화 능력 필드를 전송해야 한다.

비-AP MP들은 그것이 동기화를 지원할 수 있는 경우를 지시하는 모든 전송된 비컨 및 프로브 응답 프레임들의 WLAN 메시 능력 엘리먼트의 MP 동기화 능력 필드를 포함할 수 있다. WLAN 메시 능력 엘리먼트내의 새로운 "MP 동기화 능력" 필드, 즉 테이블 1은 비-AP MP가 동기화를 지원할 수 있는 경우, 타이밍 동기화가 피어 MP에게 요구되는 경우 그리고 MP가 다른 피어 MP와 이미 동기된 경우를 공고하기 위하여 사용된다. 이는 또한 비-AP MP들에 의하여 전송된 비컨들에 포함될 수 있으며 프로브 응답 메시지들에 포함될 수 있다.

필드	값/설명
ID	T.B.D
길이	가변
버전	1
액티브 프로토콜 ID	사용중인 경로 선택 프로토콜
액티브 메트릭 ID	사용중인 경로 선택 메트릭
피어 용량	피어 용량 값
전력 절약 능력	전력 절약 동작 및 현재의 전력 절약 상태 지원
채널 우선순위	채널 절차 값
동기화 능력	동기화가 이러한 MP에 의하여 지원되는 경우

테이블 1: WLAN 메시 능력 엘리먼트 필드들

동기화 능력 필드의 포맷은 테이블 2에 기술된다.

비트:0	1	2	3-7
지원 동기화	피어로부터 동기화 요구	피어 MP와 동기됨	예약

테이블 2-동기화 능력 필드

"동기화 지원" 부필드는 비-AP 메시 포인트가 피어 MP들와의 타이밍 동기화를 지원하는 경우를 지시한다. "피어로부터 동기화 요구" 부필드는 이러한 메시 포인트가 타이밍 동기화 기능(TSF)과 동기시키기 위하여 그와의 연관을 시도하는 비-AP MP 피어들을 요구하는 경우를 지시한다. "피어 MP와의 동기화 됨" 부필드는 비-AP MP가 다른 MP와 현재 연관되는지의 여부 및 두개의 MP가 연관된 TSF들을 가지는지의 여부를 지시한다.

주어진 시간에, 비-AP MP는 다음과 같은 두가지 상태들 중 어느 한 상태에서 동작할 수 있다.

동기화된 상태(Synch): 이러한 Synch 상태는 MP가 적어도 하나의 피어 MP와 동기되는 상태이거나 또는 MP는 피어 MP들과의 동기를 요구하거나 또는 이들 둘다를 행한다.

비동기 상태(Unsynch): MP가 어떤 피어 MP와 동기되지 않고 MP가 피어 MP들과의 동기를 요구하지 않는 경우에, MP는 UnSynch 상태에 있다.

UnSynch 상태의 동작은 레가시 AP의 동작과 유사하다. 그러나, MP는 그것의 동기화 요건들에 따라 동기 상태로부터 비동기 상태로(역도 가능함) 스위칭할 수 있다. 예컨대, 만일 동기 상태의 MP가 연장된 기간동안 "피어로부터 동기화 요구" 세트를 가진 비컨을 수신하지 않은 경우에, MP는 그 자체를 다시 비동기 상태로 스위칭할 수 있으며, 피어 MP 지시자로의 동기됨을 거짓으로 설정한다. 여기서는 상기 기간을 "RETURN_TO_UNSYNCH_PERIOD"라 부른다. 이러한 기간의 값은 시스템 파라미터이며, 메시내에서 MP들의 수, 네트워크 동적 및 트래픽 조건들에 기초하여 선택된다.

타이밍 동기화 기능(TSF)은 다른 MP들과 동기된 비-AP MP의 클록들을 유지한다. 비-AP MP의 TSF는 분산형 알고리즘을 통해 구현될 수 있다. WLAN 메시내의 비-AP MP는 여기에 기술된 알고리즘에 따라 비컨들을 전송할 수 있다. WLAN 메시에서 동기된 비-AP MP는 동기화 능력 필드에서 피어로부터의 동기화 요구 또는 피어 MP 지시자와의 동기화됨이 참으로 설정될 때 그 자체의 TSF 타이머보다 늦은 TSF 값을 가진 어떤 비컨 또는 프로브 응답으로부터 수신된 타이밍을 적응시킬 수 있다.

MP들이 피어들과 연관되는 것이 선택적인 어떤 WLAN 메시에서, 비-AP MP는 타이밍을 적응시킬 수 있으며, 또한 연관된 MP로부터 전송되는 비컨 또는 프로브 응답들이 아니라 동일한 메시의 멤버들인 MP들에 의하여 전송된 비컨 또는 프로브 응답들로 전송된 어떤 다른 관련 정보를 적응시킬 수 있다.

MP들이 여기에 기술된 본 발명의 실시예들에 따라 구현될 때, MAP는 다른 MP와 동기되지 않아야 한다. 대신에, 이는 비컨 간격 및 전송 트래픽 정보 맵(DTIM) 주기들을 독립적으로 선택해야 하며 또한 어떤 동시 시작 MAP와 무관하게 그것의 TSF를 시작해야 한다. MAP들은 결코 전력 절약(PS) 모드로 전환되지 않으며, 이에 따라 다른 MP들과 동기될 필요가 없다. MAP가 피어들로부터 동기를 요구하는 MP들과 동기되지 않기 때문에, MAP는 레가시 국들(STA)과 동일한 PS 모드에서 동작하는 어떤 연관된 MP 동작을 처리할 것이며, 이는 MP가 PS 동작들(직접 및 방송 트래픽의 전송이 적시에 이루어지도록 하는 동작들)에서 MAP의 DTIM 비컨을 웨이크-업한다는 것을 MAP가 가정한다는 것을 의미한다.

동기화 유지 - 비컨 생성

도 2에는 본 발명의 일부 실시예들에 따라 비-AP MP 비컨 생성 절차를 기술한 흐름도가 기술되어 있다. 이러한 절차는 또한 경량 메시 포인트에 적용가능하다.

비-AP MP에 의하여 적응된 비컨(및 프로브 응답) 생성 절차는 단계(215)에서 결정된 상태 타입(동기화됨(Synch) 또는 비동기화됨(Unsynch))에 따른다. 이후에, 비컨에 대한 도면부호는 비컨 또는 프로브 응답에 대한 도면부호인 것으로 해석될 수 있다. 비컨 또는 프로브 응답의 전송을 시도하는 동기화된 MP(단계(215)에서 결정됨)는 802.11-1999 표준(섹션 11.1.2.2) 및 8.2.11e 드래프트에서 IBSS 동작을 위하여 기술된 액세스 절차와 유사한 비컨 백오프 기능을 사용한다(단계들(220) 및 (225). 특히, 다른 MP로부터의 목표 비컨 전송 시간(TBTT)(단계(210)에서 측정됨)후에 그리고 그 자체를 전송하기전에 비컨을 수신하는 MP는 MP가 피어들로부터의 동기를 요구하거나 또는 동기화 능력 필드내의 피어 MP 플래그와의 동기화됨이 참으로 설정되는 경우(표현 "IS(SYNCPEERS∥SYNCREG)"로부터 단계(225)에서 결정됨) 그리고 선택적으로 만일 비컨이 연관된 MP로부터 수신되는 경우("IS_ASSOCIATED_WITH(BEACON SENDER)"로부터 단계(225)에서 결정됨) 비컨 전송을 삭제한다(단계(230)). 특히, 이하의 규칙들은 비컨 전송을 위하여 적용한다.

a. 어떤 비-비컨 트래픽에 대한 백오프 타이머들의 감소를 일지 중지한다.

b. 제로 범위에 균일하게 분산된 랜덤 지연 및 aCWmin X aSlot time(aCWmin X aSlot time은 시스템 규정 기간이다)을 두번 계산한다.

c. 랜덤 지연 주기를 대기하며, 백오프에 대하여 동일한 알고리즘을 사용하여 랜덤 지연 타이머를 감소시킨다(단계(220)).

d. 만일 랜덤 지연 타이머가 종료하기전에 비컨이 도달하면, 피어들로부터의 동기화 요구 또는 비컨의 동기화 능력 필드의 피어 MP 플래그와의 동기화됨이 참으로 설정되는 경우에 그리고 선택적으로 수신된 비컨이 연관된 MP로부터 수신되는 경우에 나머지 랜덤 타이머 지연 및 계류 중인 비컨 전송을 삭제한다(단계 230).

e. 랜덤 지연이 종료되고, 비컨이 피어로부터의 동기화 요구 또는 동기화 능력 필드의 피어 MP 플래그와 연관됨이 참으로 설정되는 경우에 그리고 선택적으로 수신된 비컨이 연관된 MP로부터 수신되는 경우에 어떤 MP로부터 지연 주기동안 도달되지 않으면 비컨을 전송한다(단계(235)).

만일 비-AP MP가 동기화를 지원하거나 또는 피어들과의 동기를 요구하는 것을 공고하면, 비-AP MP는 비컨들을 발생시키며, 마치 앞서 기술된 바와같이 IBSS 모드에서 동작하는 것 처럼 비-AP MP와 동기될 수 있다. 다른 방식으로, 비-AP MP는 그것의 비콘 간격(BI)을 독립적으로 선택할 수 있으며, 다른 MP의 어떤 TSF와 무관하게 TSF를 시작할 수 있다. 이하의 경우에 있어서 비컨 생성 방법은 IEEE 802.11 인프라스트럭처 모드 동작에서 기술된 절차를 따른다. MP가 피어들과 연관되는 것이 선택적인 어떤 WLAN 메시에서, 비-AP MP는 비컨을 전송하는 MP가 동일한 메시의 멤버인 경우에 비컨이 비-AP MP와 연관되지 않는 동기화된 피어 MP로부터 수신될 때 비컨 전송을 삭제할 수 있다.

동기화 획득

비-AP MP는 매체 액세스 제어(MAC) 부계층 관리 엔티티(MLME)-SCAN. 요구 기본요소의 스캔모드 파라미터의 현재 값에 따라 액티브 스캐닝 모드 또는 패시브 스캐닝 모드에서 동작할 수 있다.

MLME-SCAN. 요구 기본요소의 수신시에, 비-AP MP는 스캐닝을 수행할 수 있다. 메시 아이덴티티(ID) 파라미터는 어느 것이 스캐닝하는지를 WLAN 메시에 지시한다. 패시브 스캐닝을 사용하는 특정 메시의 멤버가 되도록, 비-AP MP는 WLAN 메시 ID을 포함하는 비컨 프레임들을 스캐닝하여, 능력 정보 필드내에서 적절한 비트들을 가진 대응하는 MLME-SCAN.확인 기본요소의 메시설명세트 파라미터의 적정 메시 ID와 매칭되는 모든 비컨 프레임들을 리턴할 수 있다. 능동적으로 스캐닝하기 위하여, 비-AP MP는 적정 메시 ID를 포함하는 프로브 프레임들을 전송할 수 있다. 스캐닝의 완료시에, MLME-SCAN.확인은 전형적으로 수신된 WLAN 메시 정보의 모두를 지시하는 MLME에 의하여 송출된다.

초기에, 비-AP MP는 동기 또는 비동기 상태에서 동작할 것을 결정할 수 있다. 비동기 상태의 MP는 MLME-START.요구를 수신한후에 그 자체의 BSS 파라미터 세트를 선택한다. 그러나, 이는 다른 MP의 BI 및 DTIM 주기로부터 수신된 비컨들에 기초하여 비컨 충돌을 방지하고 그 자체의 BSS 파라미터들 및 TBTT 오프셋을 선택하는 추가 방법들을 선택할 수 있다. 도 3는 본 발명의 일부 실시예에 따라 비동기 상태에 있는 동안 비컨 또는 프로브 응답의 수신후에 비-AP MP의 동작을 기술한 흐름도를 기술한다. 절차는 또한 경량 메시 포인트들에 적용가능하다. 단계(310)에서, 비컨 또는 프로브 응답은 비-AP MP에 의하여 수신된다. 비-AP MP는 단계(335)에서 비컨 타이밍 파라미터들을 적응시키며, 비컨 시간스탬프가 단계(330)에서 비-AP MP의 클록보다 크고 SYNCHREQ 상태가 단계(320)에서 참이며 (선택적으로) 단계(315)에서 비컨 송신자와 연관된다는 것을 비-AP-MP가 결정할 때 단계(325)에서 값 SYNCHPEERS(비컨.송신자)을 저장한다. 선택 단계(315)가 사용되고 비-AP MP가 비컨 송신자와 연관되지 않는다는 것을 결정할 때, 이는 단계들(320, 325, 330, 335)을 수행하지 않는다. SYNCHREQ 상태가 참이 아니라고 비-AP MP가 결정할 때, 비-AP MP는 단계들(320, 325, 330)을 수행하지 않는다. 비컨 시간스탬프가 비-AP MP의 클록보다 길지 않다는 것을 비-AP MP가 결정하면(단계 330), 비-AP MP는 단계(335)를 수행하지 않는다.

만일 비동기 상태인 비-AP MP가 동기 상태에서 동작하는 것을 결정하면, 이 는 동기 및 선택적으로 연관된 MP로부터 수신된 IBSS 파라미터 세트를 적응시킨다. 후자의 경우에, 비-AP MP는 앞서 기술된 바와같이 비컨들을 생성할 수 있다.

만일 비-AP MP 스캐닝이 적정 메시 ID 및 적정 타입을 사용하여 메시를 검색할 때 발생하지 않거나 또는 어떤 메시를 검색할 때 발생하지 않으면, 비-AP MP는 MLME-START.요구의 수신시에 그 자체의 메시를 시작할 수 있다.

타이머들 조절

MLME-START.요구에 응답하여, 비-AP MP는 TSF 타이머를 0으로 초기화할 수 있으며, 그것이 매칭 메시 ID를 가진 WLAN 메시의 멤버로부터 비컨 또는 프로브 응답을 청취할 때까지 비컨 또는 프로브 응답을 전송하지 않아야 한다.

도 4는 동기상태에 있는 동안 비컨 또는 프로브 응답의 수신후에 비-AP MP의 동작을 기술한 흐름도이다. 모든 비컨 또는 프로브 응답 프레임들은 시간스탬프 필드들을 반송해야 한다. 동일한 ID를 가진 WLAN 메시의 다른 MP(단계 415)로부터 프레임을 수신하는(단계 410) 동기상태의 MP는 피어로부터 동기화 요구 또는 다른 MP의 동기화 능력 필드내의 피어 MP 플래그와 동기화가 참으로 설정될 때("IS(SYNCHREQ∥SYNCHPEER)? 표현됨(단계 420)) 단계(455)에서 그 자체의 TSF 시간과 시간스탬프를 비교할 수 있다. 선택적으로, 단계(415)에서, 다른 MP는 연관된 MP이어야 한다. 만일 수신된 프레임의 시간스탬프 필드가 그 자체의 TSF 시간보다 늦으면, MP는 단계(460)에서 비컨 프레임에서 포함된 모든 비컨 타이밍 파라미터들을 적응시킬 것이다. 더욱이, 만일 동기화된 MP가 단계(420)에서 거짓으로 설정된 "피어로부터 동기화 요구"를 가진 다른 MP로부터 비컨을 수신하고 단지 동 기를 요구하는 다른 MP이면, MP는 단계(425), 단계(430) 및 단계(435)를 통해 단계(440)에서 동기상태로부터 비동기 상태로 스위칭하는 옵션을 가진다. 선택적으로, 다른 MP는 연관된 MP이어야 한다(단계 415).

전력 절약시 MP 동작

PS 서비스들을 위한 지원을 요구하는 피어들이 연관되도록 하는 비-AP MP는 동기화를 지원할 수 있으며, 비-AP MP는 만일 그것이 동기화 서비스들을 제공할 수 없는 경우에 PS 모드에서 동작하도록 한 피어와의 연관을 거부할 수 있다.

MAP와 연관되고 PS 모드로 전환되는 비-AP MP는 MAP와 교섭되는 청취된 간격에 기초하여 수신될 필요가 있는 어떤 추가 비컨들 및 MAP의 DTIM 비컨을 웨이크-업해야 한다. 만일 MP가 하나 이상의 MAP와 연관되면, MP는 각각의 MAP에 대한 DTIM 및 청취 간격 비컨들을 웨이크-업해야 한다. 이는 동기화를 위하여 스케줄링될 수 있는 어떤 메시 TBTT 및 연관된 비-AP MP 이웃들에 부가한다. 따라서, 전력 절약 모드에서 동작하며 MAP와 연관된 어떤 MP는 그것이 MAP들의 DTIM 및 비컨 간격들과 함께 연관되는 어떤 MAP의 공고된 TSF 및 간격 TSF간의 오프셋을 추적해야 한다. 여기서, 오프셋 값은 그것과 연관되는 어떤 MAP의 공고된 TSF 및 내부 TSF간의 차이와 동일하다. 이는 인접 MAP의 모든 TBTT에서 인접 MAP에 대한 오프셋 값을 업데이트할 수 있다.

장점들

여기에 기술된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들에 따라 구현되는 MP가 비-AP 메시 포인트들의 하나 이상이 동기를 요구하는 경우에 비-AP 메시 포인 트들과 동기되기 때문에 종래의 기술과 구별된다. 본 발명은 전력 절약 모드에서 동작하는 다른 멤버들이 다른 MP와 동기하기 위하여 MPA를 요구하지 않고 직접 및 방송 트래픽을 수신하는 것을 알때 메시의 멤버들이 예측하도록 한다. 실시예들의 장점들 중 한 장점은 제안된 비컨 생성 및 동기화 방식이 단순하게 기존 메커니즘들을 구현하고 사용한다는 점이다. 실시예들은 MP에 의한 복잡한 계산 또는 처리를 필요로하지 않는다. 실시예들은 온도에 대한 불완전한 보상 또는 MP 수정 발진기의 에이징 또는 해로운 동작으로 인하여 바람직하지 않을 수 있는 MP로부터 MAP, 국들 및 MAP와 연관된 MP를 보호한다. 이들 바람직하지 않은 MP는 하나의 작은 세그먼트 대신에 전체 메시를 간섭할 수 있다. 제안된 실시예들은 비커닝 책임들을 공유하거나 또는 이들 기능들을 개별적으로 제어하기 위하여 융통성을 비-AP MP를 제공한다. 예컨대, 메시의 하나의 세그먼트들은 다른 세그먼트가 상기 동작들을 제한하도록 하면서 타이밍 동기화 및 전력 절약을 달성하는 것이 바람직하다.

실시예들의 일부 방법의 양상들

도 2 및 앞의 상세한 설명을 참조하면, 방법은 액세스 포인트 메시 포인트, 비-액세스 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나인 메시 포인트에 의하여 사용된다. 본 방법은 비컨 및 프로브 응답 중 하나의 동기화 능력 필드를 포맷팅하는 단계를 포함한다. 동기화 능력 필드는 메시 포인트가 동기화를 지원하는지에 관한 지시(SynchSupp); 메시 포인트가 피어 메시 포인트로부터 동기를 요구하는지에 관한 지시(SynchReq); 및 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되었는지에 관한 지시(SynchPeers)를 포함한다. 본 발명은 메시 포인트가 비 액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 액세스 포인트 중 하나일 때, 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers가 참일 때 목표 비컨 전송 타이머의 만료시에 비컨 백오프 기능을 개시하는 단계; 및 다른 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers의 적어도 하나가 참이라는 다른 메시 포인트로부터의 비컨 및 프로브 응답 중 하나가 수신될 때, 비컨 백오프 기능을 취소하는 단계를 포함한다.

도 3 및 앞의 상세한 설명을 참조할 때, 방법은 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나인 메시 포인트에 의하여 사용된다. 본 방법은 다른 메시 포인트로부터 비컨 및 프로브 응답 중 하나를 수신하는 단계; 메시 포인트가 비동기 상태에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 비컨 및 프로브 응답 중 하나 내의 지시자로부터 다른 메시 포인트가 피어 메시 포인트(SynchReq)로부터 동기를 요구하는지의 여부를 결정하는 단계; 및 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되는지의 여부에 관한 상태(SynchPeers)를 참으로 설정하고, 메시 포인트가 비동기 상태에 있고 다른 메시 포인트의 SynchReq 둘 다가 참일 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계를 포함한다.

도 4 및 앞의 상세한 설명을 참조하면, 방법은 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나인 메시 포인트에 의하여 사용된다. 본 방법은 다른 메시 포인트로부터 비컨 및 프로브 응답 중 하나를 수신하는 단계; 메시 포인트가 동기 상태에 있는지를 결정하는 단계; 비컨 및 프로브 응답 중 하나 내의 하나 이상의 지시자로부터 다른 메시 포인트가 동기되었는지를 결정하는 단계; 및 메시 포인트에 의하여 유도된 비컨 송신자들의 데이터베이스에 다른 메시 포인트의 아이 덴티티를 추가하고, 메시 포인트 및 다른 메시 포인트가 둘 다 동기될 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계를 포함한다.

여기에 기술된 본 발명의 실시예들은 여기에 기술된 타이밍 동기화 및 비컨 생성의 기능들 중 일부, 대부분 또는 모든 기능을 어떤 비-프로세서 회로들과 관련하여 구현하기 위하여 하나 이상의 프로세서들을 제어하는 하나 이상의 종래의 프로세서들 및 고유 저장 프로그램 명령들로 구성될 수 있다. 비-프로세서 회로들은 무선 수신기, 무선 송신기, 신호 구동기들, 클록 회로들, 전력 소스 회로 및 사용자 입력 장치들을 포함할 수 있다(그러나, 이에 제한되지 않는다). 마찬가지로, 이들 기능들은 타이밍 동기화 및 비컨 생성을 수행하는 방법의 단계들로서 해석될 수 있다. 선택적으로, 일부 또는 모든 기능들은 프로그램 명령들이 저장되지 않은 상태 머신, 또는 각각의 기능 또는 기능들 중 일부의 어떤 결합이 종래의 논리장치로서 구현되는 하나 이상의 주문형 집적회로(ASIC)에 의하여 구현될 수 있다. 물론, 두개의 방법들의 결합은 사용될 수 있다. 따라서, 이들 기능들을 위한 방법 및 수단이 여기에 기술되었다. 게다가, 당업자는 예컨대 이용가능한 시간, 현재의 기술 및 경계적인 조건들에 의하여 동기 부여된 상당한 노력 및 많은 설계 선택에도 불구하고 여기에 기술된 개념들 및 원리들에 의하여 안내될 때 상기 소프트웨어 명령들 및 프로그램들 및 IC들을 최소 실험으로 용이하게 생성할 수 있다는 것이 예측된다.

본 발명은 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성을 효율적으로 수행할 수 있는 효과를 가진다.

Claims

무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법에 있어서,

비컨 및 프로브 응답 중 하나의 동기화 능력 필드를 포맷팅하는 단계를 포함하며, 상기 동기화 능력 필드는,

상기 메시 포인트가 동기화를 지원하는지에 관한 지시(SynchSupp);

상기 메시 포인트가 피어 메시 포인트로부터 동기를 요구하는지에 관한 지시(SynchReq); 및

상기 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되었는지에 관한 지시(SynchPeers)를 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 메시 포인트는 액세스 포인트, 비-액세스 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나인, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 1항에 있어서,

상기 메시 포인트가 비 액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 액세스 포인트 중 하나일 때,

상기 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers 중 적어도 하나가 참일 때 목표 비컨 전송 타이머의 만료시에 비컨 백오프 기능을 개시하는 단계; 및

다른 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers 중 적어도 하나가 참이라는 상기 다른 메시 포인트로부터의 비컨 및 프로브 응답 중 하나가 수신될 때, 상기 비컨 백오프 기능을 취소하는 단계를 더 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 메시 포인트들에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법에 있어서,

다른 메시 포인트로부터 비컨 및 프로브 응답 중 하나를 수신하는 단계;

상기 메시 포인트가 비동기 상태에 있는지의 여부를 결정하는 단계; 및

상기 비컨 및 프로브 응답 중 하나 내의 지시자(SynchReq)로부터 상기 다른 메시 포인트가 피어 메시 포인트로부터의 동기를 요구하는지의 여부를 결정하는 단계; 및

상기 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되었는지의 여부에 관한 상태(SynchPeers)를 참으로 설정하고, 상기 메시 포인트의 비동기 상태 및 상기 다른 메시 포인트의 SynchReq가 둘 다 참일 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계를 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 4항에 있어서,

상기 SynchPeers의 상태를 참으로 설정하는 단계 또는 상기 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계는 상기 메시 포인트가 상기 다른 메시 포인트와 연관되지 않을 때 수행되지 않는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 4항에 있어서,

상기 메시 포인트는 상기 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers 둘 다가 거짓일 때 비동기 상태에 있는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 4항에 있어서,

상기 상태 설정 단계는, 상기 비-액세스 포인트 메시 포인트에 의하여 유지되는 비컨 송신자들인 메시 포인트들의 데이터베이스에 상기 다른 메시 포인트의 아이덴티티를 추가하는 단계를 더 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법에 있어서,

다른 메시 포인트로부터 비컨 및 프로브 응답 중 하나를 수신하는 단계;

상기 메시 포인트가 동기 상태에 있는지를 결정하는 단계;

상기 비컨 및 프로브 응답 중 하나 내의 하나 이상의 지시자들로부터 상기 다른 메시 포인트가 동기되는지를 결정하는 단계; 및

상기 메시 포인트에 의하여 유지되는 비컨 송신자들의 데이터베이스에 상기 다른 메시 포인트의 아이덴티티를 추가하고, 상기 메시 포인트 및 상기 다른 메시 포인트가 둘 다 동기될 때 비컨 타이밍 동기화 기능을 수행하는 단계를 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 8항에 있어서,

상기 비컨 및 프로브 응답 중 하나 내의 상기 하나 이상의 지시자들은,

상기 다른 메시 포인트가 피어 메시 포인트로부터 동기를 요구하는지에 관한 지시(SynchReq); 및

상기 다른 메시 포인트가 하나 이상의 피어들과 이미 동기되었는지에 관한 지시(SynchPeers)를 포함하고,

상기 다른 메시 포인트는 상기 다른 메시 포인트의 SynchReq 및 SynchPeers 중 적어도 하나가 참일 때 동기되는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 8항에 있어서,

상기 다른 메시 포인트의 아이덴티티의 추가 단계 및 상기 비컨 타이밍 기능의 수행 단계는 연관된 상기 메시 포인트와 상기 다른 메시 포인트에 또한 따르는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 8항에 있어서,

상기 다른 메시 포인트가 액세스 포인트인지를 결정하는 단계; 및

상기 다른 메시 포인트의 타이밍 동기화 기능과 상기 메시 포인트의 타이밍 동기화 기능간의 차이를 비컨 오프셋 값으로서 저장하고, 상기 다른 액세스 포인트가 액세스 포인트 메시 포인트이고 상기 다른 메시 포인트가 동기화된 상태에 있지 않을 때, 상기 전송 트래픽 지시 맵 및 비컨 간격들을 저장하는 단계를 더 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.
제 8항에 있어서,

상기 다른 메시 포인트가 액세스 포인트 메시 포인트인지의 여부를 결정하는 단계; 및

상기 다른 메시 포인트가 비-액세스 포인트 메시 포인트이고 상기 다른 메시 포인트가 동기화된 상태에 있지 않을 때, 상기 메시 포인트에 의하여 유지되는 비컨 송신자들의 데이터베이스로부터 상기 다른 메시 포인트의 아이덴티티를 삭제하는 단계를 더 포함하는, 무선 메시 네트워크에서 동작하는 비-액세스 포인트 메시 포인트 및 경량 메시 포인트 중 하나에 대한 타이밍 동기화 및 비컨 생성 방법.