KR101102719B1

KR101102719B1 - 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101102719B1
Application number: KR1020097014202A
Authority: KR
Inventors: 슈동 왕; 윤 유; 차오 구이; 시아오징 타오; 웨이린 왕; 마이클 노바
Original assignee: 미소니모 카이 액퀴지션 엘엘씨
Priority date: 2006-12-07
Filing date: 2007-12-07
Publication date: 2012-01-05
Also published as: CN101611571A; CN101611571B; JP4861484B2; KR20090106394A; US8040857B2; US20080137620A1; EP2092664A2; JP2010512695A; WO2008070871A3; WO2008070871A2; EP2092664A4

Abstract

무선 네트워크를 위한 분산형 다중 채널 TDMA MAC 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘이 제공된다. 타임 슬롯 및 채널 할당은 분산형 할당 단계와 할당 조정 단계를 포함한다. 각각의 단계는 첫번째 노드에서 할당을 시작하여 네트워크내의 최종 노드에 도달할 때 까지 노드마다 계속해서 할당을 해나간다. 경로내의 각각의 노드에서, 노드는 자신과 자신의 이웃 노드 사이에 자원 할당을 개시할 수 있다. 무선 네트워크의 범위내에 있지만 경로상에 있지 않는 노드들은 자원 할당을 개시할 수는 없지만 대신에 다른 노드들로부터 개시된 자원 할당에 참여할 수 있다.

무선, 네트워크, 다중 채널, TDMA, MAC, 타임 슬롯, 채널, 할당, 노드.

Description

타임슬롯 및 채널 할당을 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR TIMESLOT AND CHANNEL ALLOCATION}

본 출원은 2006년 12월 7일에 출원된 미국 가특허 출원 제60/869,002호의 우선권을 주장하며, 이 문헌은 그 전체가 본 명세서에 의해 참조로서 병합된다.

본 발명은 일반적으로 무선 통신에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 분산형 다중채널 시분할 다중 액세스("TDMA") 통신 방식의 매체 액세스 제어("MAC")층 모듈 구현 및 타임슬롯과 채널의 동적 할당에 관한 것이다.

통상적인 무선 통신은 높은 대역폭 응용들 및 세련된 소비자들에 의해 요구되는 서비스 품질("QoS") 레벨을 전해주기 위한 확장성(scalability)의 부족 및 무능력으로 인해 고통을 받고 있다. 필요한 것은 상술한 바와 같은 통상적인 시스템에서 발견되는 이러한 심각한 문제점을 극복하는 시스템과 방법이다.

본 명세서에서는 단일 트랜스시버 노드들을 갖춘 무선 네트워크에 지향된 분산형 다중채널 TDMA MAC ("DMT-MAC") 솔루션이다. 본 발명개시는 전파 전달 기반의 분산형 타임 슬롯 및 채널 할당("WAVE-DTCA")이라고 불리어지는 신규한 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘을 제공한다. WAVE-DTCA는 (1) 분산된 할당 단계("DAP"; distributed allocation phase); 및 (2) 할당 조정 단계("AAP"; allocation adjustment phase)의 두 개의 단계들을 포함한다. 이 단계들 모두는 전파 전달과 같이 동작하는데, 예를 들어, 할당이 첫번째 노드에서 시작하여 네트워크내의 최종 노드까지 노드 마다 계속 진행하고, 그런 후에 프로세스가 최종 노드로부터 첫번째 노드로 되돌아간다.

전파전달 경로는 노드들을 포함하며, 각각의 노드는 자신과 자신의 이웃 노드들 간의 자원 할당을 개시할 수 있다. 이 경로상에 위치하지 않는 노드들은 자원 할당을 개시하지는 않고, 이 대신에 다른 노드들로부터 개시된 자원 할당에 참여한다.

DAP에서, 전파 전달 경로가 설정될 때 타임 슬롯과 채널이 노드 마다 할당된다. 전파가 최종 노드에 도달하면, 전파는 전파 전달 경로를 선회함으로써 첫번째 노드로 되돌아간다. 전파가 첫번째 노드로 복귀하면, DAP는 종료되며 AAP가 시작된다. AAP에서, 남아 있는 타임 슬롯과 적절한 채널이 전파 전달 경로를 따라 노드들에 하나씩 차례로 할당된다. AAP 전파가 최종 노드에 도달하면, AAP 전파는 전파 전달 경로를 따라 개시 노드에 복귀한다. 네트워크 전체에서 모든 타임 슬롯들이 할당된 후, 타임 슬롯 및 채널 할당의 모든 프로세스는 완결된다. 본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하의 상세한 설명과 첨부된 도면을 검토한 후에 본 발명분야의 당업자에게 보다 쉽게 분명해질 것이다.

본 발명의 구조 및 동작 모두에 관한 본 발명의 구체적 내용은 첨부된 도면 들의 검토에 의해 일부분 파악될 수 있으며, 도면들에서 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지칭하고, 도면들의 간단한 설명은 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 두 개의 예시적인 무선 통신 네트워크들과 각각의 네트워크의 노드들간의 다양한 통신 링크들을 도시하는 네트워크도이다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따라 도 1에서 도시된 네트워크들을 위한 예시적인 타임 슬롯과 채널 할당을 도시하는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따라 무선 네트워크에서의 타임 슬롯 및 채널 할당을 위한 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 타임 슬롯과 채널 할당 동안의 무선 네트워크에서의 예시적인 노드들의 상태들을 도시하는 상태도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 WAVE-DTCA를 위한 예시적인 TDMA 프레임 구조를 도시하는 블럭도이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따라 현재의 전파 리더를 갖는 무선 네트워크에서의 독립적인 이웃 노드들의 세트를 도시하는 네트워크도이다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따라 다음 전파 리더에 대한 하나 보다 많은 후보자를 갖는 무선 네트워크에서의 독립적인 이웃 노드들의 세트를 도시하는 네트워크도이다.

도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시예들에 따라 다수의 다음 전파 리더들을 해결하기 위한 대안적인 방책들을 도시하는 네트워크도들이다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 다중 홉(multi-hop) 간섭 노드들을 도시하 는 네트워크도이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 동적 채널 할당을 위한 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도이다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따라 WAVE-DTCA에서 사용되는 시그널링 메세지의 예시적인 테이블 리스트를 도시하는 블럭도이다.

도 12는 본 발명의 실시예에 따라 국부적 정보와 이웃 노드들로부터의 정보를 포함하는 예시적인 채널 상태 테이블을 도시하는 블럭도이다.

도 13은 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들과 관련하여 사용될 수 있는 예시적인 무선 통신 장치를 도시하는 블럭도이다.

도 14는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들과 관련하여 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템을 도시하는 블럭도이다.

본 명세서에서 개시된 몇몇 실시예들은 무선 네트워크에 지향된 DMT-MAC 솔루션을 제공한다. 예를 들어, 본 명세서에서 개시된 하나의 방법은 첫번째 노드에서 타임 슬롯 및 채널을 할당하는 것을 시작으로 네트워크내의 최종 노드까지 노드 마다 할당을 계속 진행하고, 그런 후에 최종 노드로부터 첫번째 노드로 되돌아가도록 동작하는 분산된 할당 단계와 할당 조정 단계를 포함하는 타임 슬롯 및 채널 할당이 가능하게 해준다. 이 방법은 특히 단일 트랜스시버 노드에 대해 잘 적용된다.

본 설명을 읽은 후에는 본 발명을 다양한 대안적 실시예들 및 대안적 응용예들로 어떻게 구현하는지가 본 발명분야의 당업자에게 분명해질 것이다. 비록 본 발 명은 대안적인 네트워크 IEEE 802.11, 802.15, 802.16, WiMAX(worldwide interoperability for microwave access) 네트워크, WiFi(wireless fidelity) 네트워크, 무선 셀룰라 네트워크(예컨대, 무선 광역 네트워크("WAN"), ZigBee, 및/또는 임의의 다른 무선 통신 네트워크 토폴로지 또는 프로토콜에서 적용될 수 있지만, 본 발명의 직접적인 설명을 용이하게 하도록, 본 설명은 통상적인 무선 주파수("RF") 및 울트라 광대역("UWB")을 이용하여 통신이 수행되는 실시예들에 촛점이 맞춰질 것이다. 추가적으로, 비록 다중 무선 실시예들 및 기타 다중 입력 다중 출력 ("MIMO") 실시예들이 본 발명의 넓은 범위에 의해 확실하게 구상되겠지만, 설명된 실시예들은 또한 단일 무선기 실시예에 촛점이 맞춰질 것이다. 따라서, 본 명세서에서 설명된 단일 무선기 실시예는 단지 예시로서 주어진 것이지 이것으로 한정된다라는 것을 의미하지 않음을 이해해야 한다. 이와 같이, 본 상세한 설명은 첨부된 청구항들에서 진술된 본 발명의 범위 또는 폭을 제한시키는 것으로 해석되어서는 안된다.

도입부

무선 메시 네트워크(WMN)에서는, 두 개의 중대한 문제들, 즉 확장성(scalability) 및 서비스 품질(QoS) 문제가 존재한다.

만약 WMN이 확장성측면에서 만족할만한 성능을 갖지 않는다면, 그 성능(예컨대, 처리율)은 홉 또는 노드의 갯수가 증가할수록 급속하게 하락할 것이다. 메시 환경에서, 확장성은 사실상 노드들 간의 간섭에 그 근원을 두고 있다. 따라서, WMN이 만족할만한 확장성을 갖는지 또는 갖지 못하는지의 여부는 프로토콜, 특히 매체 액세스 제어(MAC)가 노드들 간의 간섭을 어떻게 효과적으로 해결하도록 설계되는지에 따라 달라진다. IEEE 802.11 기반 WMN에서, 충돌 회피(CA)를 갖는 캐리어 감지 다중 액세스(CSMA) 프로토콜은 캐리어 감지, 백오프 프로시저, 및 택일적 RTS/CTS를 채용함으로써 정확한 송신을 확보해준다. 이 프로토콜은 서로 다른 노드들의 송신들 간의 간섭을 방지해줄 수는 있지만, 너무 비효과적이여서 확장성 문제를 해결하지 못한다. 실제적으로, 수 많은 연구 결과들은 IEEE 802.11 WMN이 매우 불량한 확장성 성능을 갖고 있음을 보여줘 왔다. 수 많은 산업적 실시는 또한 IEEE 802.11 WMN의 성능이 네트워크 크기가 증가할수록 악화됨을 증명했다. IEEE 802.11 WMN의 낮은 성능에 대한 두 가지 주요 원인은 은닉 노드(hidden node) 문제와 노출 노드(exposed node) 문제임이 폭넓게 받아들여지고 있다. 하지만, 은닉 노드 문제 또는 노출 노드 문제 배후의 실질적인 원인은 노드들 간의 간섭을 방지하는 메카니즘이 효과적이지 않음에 따라 은닉 노드, 노출 노드, 및 느려진 충돌 해결 프로세스의 여러가지 문제점들을 야기시킨다는데 있다.

노드들 간의 간섭을 진짜 효과적으로 방지할 수 있는 방식을 개발하기 위해, 두 개의 방안들이 통합된다: 즉, (1) 분산형 시분할 다중 액세스(TDMA): 모든 노드들의 송신은 분산된 스케쥴링 방식에 의해 결정된 타임 슬롯에서 수행된다. 동일한 간섭 범위를 갖는 노드들은 서로 다른 타임 슬롯을 이용한다. WMN 환경에서는 중앙 제어기가 이용가능하지 않기 때문에, 분산된 TDMA의 도전과제는 분산된 타임 슬롯 할당 알고리즘의 개발이다; (2) 다중 채널 동작: 간섭 범위는 다중 채널들이 서로 다른 노드들에서 사용될 때에 보다 작게 감소된다. 만약 TDMA만이 사용되는 경우, 간섭 범위가 통신 범위보다 훨씬 크기 때문에 네트워크 처리율은 여전히 낮다. 비록 지향성 안테나가 지향성 송신을 이용함으로써 간섭을 줄여주는데 도움을 줄 수 있지만, 이 지향성 안테나는 또한 시스템 복잡도를 증가시키고, MAC 및 라우팅 프로토콜의 새로운 설계를 요구하며, 보다 많은 은닉 노드들을 야기시킨다. 따라서, 다중 채널 동작이 지향성 안테나 동작보다 바람직하다. 한편, 다중 채널 동작이 인에이블된 경우, 지향성 안테나가 또한 적절하다면 채용될 수 있다. WMN에서의 다중 채널 동작의 채널 할당은 분산형 채널 할당 알고리즘이다.

WMN을 위한 다중 채널 동작과 TDMA를 통합시키기 위해, 분산형 다중 채널 TDMA(DMT) MAC 프로토콜이 개발될 필요가 있다[1, 2]. DMT-MAC에서는, 두 개의 중요한 업무가 존재하는데, 그 하나는 TDMA 또는 다중채널 성능이 없는 상업적으로 이용가능한 칩셋에 기초된 DMT-MAC의 총체적 시스템 설계이며; 나머지 다른 하나는 메시 노드를 위한 타임 슬롯 및 채널을 결정하는 분산형 알고리즘이다. 첫번째 업무는 달성되었고 [1, 2]에서 설명된다. 이 명세서에서는, DMT-MAC를 위한 분산형 타임 슬롯 및 할당에 촛점을 맞춘다.

DMT-MAC는 WMN을 위한 확장성을 확보해주며, 또한 이것은 서로 다른 QoS 요건들을 갖는 응용에 대해 QoS 지원이 가능해지도록 해준다. TDMA없이는, 노드가 임의의 자원을 예약하는 방법은 없으며, 이에 따라 QoS는 보장받지 못한다. 비록 IEEE 802.11e가 적용될지라도, 동일한 문제가 여전히 존재한다. 따라서, DMT-MAC의 연장으로서, 메시 QoS 프로젝트[3]가 수행중이다. 타임 슬롯 및 채널 할당에 관한 QoS가 본 명세서의 섹션 9에서 설명될 것이다.

여러가지 도전과제들이 WMN을 위한 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘에서 해결된다: 즉, (1) 할당의 충돌이 방지된다. DMT-MAC를 위한 자원 할당은 두 개의 자원 차원, 즉 타임 슬롯과 채널을 포함한다. 자원 할당의 충돌을 방지하기 위해서는, 아래의 제약이 충족된다: 동일한 타임 슬롯에서, 동일한 간섭 범위내의 노드들은 서로 다른 채널들을 이용한다; (2) 네트워크 파티션 또는 접속 손실이 허용된다. 노드들은 간섭을 방지하기 위해 서로 다른 채널들을 이용하기 때문에, 임의의 두 개의 노드들 간의 통신이 항상 가능하도록 채널들이 각각의 타임 슬롯에서 적절하게 할당된다; 그렇지 않은 경우, WMN은 파티션화될 것이고 몇몇 노드들 사이의 접속성은 손실될 것이다; (3) 할당은 분산되는게 좋은데, 그 이유는 중앙집중식 방식은 많은 단점을 갖기 때문이다. 첫째로, 어느 노드가 중앙 제어기일 수 있는지를 판정하는 것이 어렵다. 둘째로, 중앙 제어기는 네트워크의 병목 요인일 수 있다. 서로 다른 노드들에 대해 타임 슬롯과 채널을 할당하기 위해 전체 네트워크의 정보를 수집할 필요가 있는데, 이것은 WMN에서보다 다소 비효율적이다. 셋째로, 중앙 제어기에 기초된 WMN은 노드 장애에 취약하다. 중앙 노드가 서비스불능일 때면 언제나 네트워크 전체는 다운된다; (4) 할당은 가변적인 트래픽 부하, 링크 활동성, 및 토폴로지에 기인된 네트워크 다이나믹스를 포착한다. 그렇지 않은 경우, 네트워크 자원은 효율적으로 활용되지 않을 것이거나 또는 몇몇 노드들은 공정한 자원 할당을 얻을 수 없다; (5) 자원 할당의 연쇄적 반응이 고려된다. 네트워크 다이나믹스로 인하여 노드들에 할당된 타임 슬롯 및 채널은 자주 업데이트될 필요가 있다. 하지만, 할당의 업데이트는 아래의 예시에서 설명되는 바와 같이 연쇄적 반응을 야 기시킬 수 있다. 도 1에서, 모든 노드들은 단일 트랜스시버를 갖춘 단일 무선기를 갖는 것으로 가정한다. 또한, 노드 A와 노드 G 사이에는 항상 트래픽을 갖는 것으로 가정한다. 초기에, 즉 도 1에서의 케이스 1에서, C-D와 D-E는 트래픽을 갖지 않는다. 따라서, 모든 노드들을 위한 최적의 타임 슬롯 및 채널 할당이 도 2a에서 도시되며, 각각의 프레임내의 타임 슬롯의 총 갯수는 두 개(2)이다. 현재, C-D가 활성화되면, 즉 도 1에서 케이스 2인 경우, 각각의 프레임내의 타임 슬롯의 갯수는 세 개(3)가 된다. 또한, 노드 C에서의 할당은 업데이트될 필요가 있으며, 노드 E에서도 마찬가지이며, 더 나아가 노드 F와 노드 B에서 할당 업데이트가 필요하고, 노드 A와 노드 G 까지도 할당 업데이트가 필요하다. 도 2b에서는 업데이트된 할당이 도시된다. 도 2a와 도 2b를 비교해 보면, 모든 노드들에서 할당이 변경된 것이 쉽게 파악될 수 있는데, 이것은 자원 할당 업데이트에서 연쇄적 반응을 나타낸다. 케이스 2에서의 할당이 유일한 것은 아니며, 따라서 도 2b는 오로지 하나의 할당 결과 세트만을 도시한 것이다.

도 2b에서, B-C, C-E, 및 E-F 링크에서의 할당은 변경되지 않은 것으로 보인다. 하지만, 이 링크들에서의 모든 할당들은 각각의 타임 슬롯의 길이가 변경되었기 때문에 실제로는 변경되었다.

단일 트랜스시버를 갖춘 단일 무선기가 고려되는 경우, 위의 도전과제들은 보다 분명해지고 엄격해진다. 예를 들어, 타임 슬롯과 채널이 적절하게 할당되지 않은 경우 노드들은 서로 다른 네트워크로 보다 쉽게 파티션화된다. 오직 하나의 트랜스시버만이 각각의 노드상에서 이용가능하기 때문에, 타임 슬롯은 정확하게 할 당되는데; 그렇지 않은 경우, 노드들 간의 접속성은 손쉽게 손실될 수 있다. 또한, 단일 트랜스시버는 고속 채널 전환(switching)을 필요로 한다.

WAVE-DTCA는 (무엇보다도) 아래와 같은 장점들을 제공한다: (1) 분산된 형태이되 조정이 되는 솔루션: 제안된 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘은 완전히 분산된다. 본 알고리즘에서는 어떠한 마스터 또는 헤더가 필요하지 않다. 이와 동시에, 할당은 조정된다. 따라서, 서로 다른 노드들에 대한 할당은 충돌을 일으키지 않는다. 또한, 네트워크 다이나믹스가 존재할지라도, 할당은 매우 빠르게 수렴된다; (2) 비간섭 채널 할당: 통상적인 방식에서는, 서로 다른 노드들에 할당된 채널들이 서로에 대해 간섭하지 않는다는 보장이 없다. WAVE-DTCA에서, 할당이 행해지면, 전체 네트워크내의 채널들은 충돌하지 않는다; 따라서, 이용가능한 채널이 충분하는 한, 간섭하는 채널 할당은 존재하지 않는다; (3) 네트워크 다이나믹스에 대한 적응성: 할당 알고리즘은 활성 링크 및 가변적 네트워크 토폴로지를 항상 포착한다. 각각의 링크상의 서로 다른 트래픽 부하가 WAVE-DTCA의 QoS 확장에서도 역시 포착될 수 있다. 가변적 네트워크 토폴로지의 경우, 이동 속도는 WAVE-DTCA의 수렴 시간보다 작은 것이 필요하다.

다중 채널 WMN에서의 타임 슬롯 및 채널 할당에서의 도전과제들을 해결하기 위하여, 새로운 분산형 타임 슬롯 및 채널 할당(DTCA) 알고리즘이 제안된다. 이것은 전파 전달과 같이 작동하며, 따라서 전파 전달 기반 DTCA(WAVE-DTCA)라고 불리어진다.

섹션 2.1에서 언급한 도전과제들을 해결하기 위해, 새로운 타임 슬롯 및 채 널 할당 방식이 제안된다. 기본적인 개념이 아래에서 요약된다: (1) 토폴로지 변경과 가변적 트래픽 부하로 인한 네트워크 다이나믹스를 포착하기 위해, 링크 활동성 탐지가 필요하다; (2) 네트워크 다이나믹스에 응답하여 최적의 할당을 갖기 위해, 할당 방식은 모든 노드들에 대한 자원(타임 슬롯/채널) 할당을 동적으로 업데이트한다. 자원 할당의 업데이트는 연쇄적 반응을 일으키기 때문에, 동적 업데이트는 요청방식으로 트리거되지 않는다. 대신에, 이것은 주기적으로 트리거되며, 자원 할당을 업데이트하는 빈도수는 조정가능 시스템 파라미터이다; (3) 중앙 제어기가 이용가능하지 않기 때문에, 자원 할당이 분산 방식으로 수행된다. 하지만, WMN에서 노드의 자원 할당은 두 개의 홉내의 모든 다른 노드들과 상호관련된다. 따라서, 타임 슬롯 및 채널의 국부적 할당은 전체 네트워크에 대해서 조정된다; 그렇지 않은 경우, 할당 충돌, 즉, 서로 다른 트래픽 흐름들 간의 충돌 또는 간섭이 발생할 것이다. 따라서, 타임 슬롯 및 채널 할당은 조정형 분산 방식이 될 필요가 있다; (4) 각각의 노드상의 타임 슬롯 및 채널 할당이 정확해지는 것을 확보하기 위해, 이 노드는 모든 원-홉(one-hop) 및 투-홉(two-hop) 이웃들의 할당 정보를 수집한다. 따라서, 노드가 자신의 국부적 타임 슬롯 및 채널 할당을 수행하면, 시그널링 프로토콜은 다른 노드들에게 이와 같은 정보를 배포시킬 필요가 있다. 이것은 서로 다른 노드들에서의 타임 슬롯 및 채널의 잠재적 충돌 정보를 방지하는 조정형 분산식 할당 프로세스임을 유념해야한다; (5) 분산형 자원 할당의 유지 및 자원 할당 정보의 배포는 신뢰적인 시그널링 프로세스의 전달에 의존하기 때문에, 신뢰적인 시그널링 방법이 필요하다.

기본적 개념에 기초하여, 조정형 분산식 할당 방식이 제안된다. 어떠한 할당 충돌을 일으키는 것 없이 각각의 노드에 대해 타임 슬롯 및 채널을 분산적으로 할당하기 위해, 국부적 타임 슬롯 및 채널 할당의 프로세스는 전체 네트워크에서의 하나의 노드에 의해서만 오로지 개시될 수 있다. 그런 후, 프로세스는 국부적 할당을 위해 다음 노드로 핸드오버된다. 섹션 6에서 설명된 조건이 충족되지 않는 한에서만, 프로세스는 다수의 프로세스들로 분할될 수 있다. 할당 프로세스가 네트워크내의 최종 노드에 도달하면, 최종 노드는 자신의 부모 노드에게 이러한 행위를 통지할 것이며, 이 프로세스는 할당을 개시했던 노드가 도달될 때까지 반복된다. 그런 후, 할당이 완료된다. 따라서, 전체 프로세스는 전파 전달 프로세스와 매우 유사하게 보인다. 이러한 점에서, 조정형 분산식 할당을 전파 전달 기반 타임 슬롯 및 채널 할당(WAVE-DTCA) 방식이라고 부른다.

WAVE-DTCA 방식을 보다 잘 설명하기 위해, WAVE-DTCA에 대한 여러가지 특정 용어들이 정의될 필요가 있다.

첫번째로, WMN에서의 노드들은 세 개의 유형들, 즉 프로세스 리더, 전파 리더, 및 참여 노드로 분류될 것이다. 프로세스 리더는 전체 WMN에 대한 타임 슬롯 및 채널 할당의 프로세스를 개시하는 노드이다. 보통 네트워크내에서는 오직 하나만의 프로세스 리더가 이용가능하다. 전파 리더는 타임 슬롯 및 채널의 국부적 할당을 수행하고, 또한 할당 프로세스를 적절한 다음 노드에게 핸드오버해주는 노드이다. 따라서, 전파 리더는 또한 할당 프로세스가 전파처럼 전달되도록 다음 전파 리더를 결정할 필요가 있다. 프로세스 리더는 할당 프로세스에서의 첫번째 전파 리 더이다. 할당 프로세스가 최종 노드에 도달하면, 전파 리더는 또한 프로세스를 첫번째 전파 리더, 즉 프로세스 리더로 되돌리는 것을 담당한다. 프로세스 리더도 아니고 전파 리더도 아닌 노드를 참여 노드라고 부르는데, 이것은 할당 프로세스의 전달에 관여하지는 않지만, 국부적 타임 슬롯 및 채널 할당에 참여함을 의미한다.

전파 리더를 포함하는 경로를 전파 전달 경로라고 부르는데, 이것은 할당 프로세스가 전체 네트워크를 어떻게 횡단하는지를 알려준다.

WMN에서, 노드는 많은 이웃 노드들을 가질 수 있다. 이웃 노드가 해당 노드의 송신 범위내에 있는 경우 해당 노드의 이웃 노드를 원 홉(one-hop) 이웃 노드라고 부르며, 이웃 노드가 해당 노드의 송신 범위 밖에 있지만 간섭 범위내에 있는 경우 그러한 이웃 노드를 투 홉(two-hop) 이웃 노드라고 부른다.

WAVE-DTCA는 주기적으로 동작하는데, 도 3에서는 할당의 일 순환이 도시된다.

따라서, 도 3으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 각각의 할당 순환은 두 개의 단계들, 즉 동적 할당 단계(DAP)와 할당 조정 단계(AAP)를 포함한다. DAP와 AAP의 세부사항은 섹션 6과 섹션 7에서 각각 설명될 것이다. DAP이후에 AAP를 갖는 이유가 또한 섹션 5에서 설명될 것이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, DAP와 AAP 모두는 두 개의 순차적 프로세스들, 즉 순방향 전달 프로세스와 되돌림(reflect) 프로세스를 포함한다.

각각의 할당 순환에서는, 오직 프로세스 리더만이 할당 프로세스를 시작할 수 있다. 노드는 도 4에서 도시된 바와 같이, 특정한 조건하에서 자신의 유형을 변 경할 수 있다.

참여 노드는 조건 1, 즉 참여 노드가 프로세스 리더로서 초기화되거나 또는 구(old) 프로세스 리더가 프로세스 리더가 되는 자신의 권리를 본 노드에게 핸드오버하는 조건하에서 프로세스 리더이다. 프로세스 리더는 조건 2, 즉 새로운 할당 순환이 시작되는 조건 하에서 자동적으로 전파 리더가 된다. 참여 노드는 조건 3, 즉 참여 노드가 자신의 부모 전파 리더에 의해 전파 리더가 되도록 선택되는 조건 하에서 전파 리더가 된다. 전파 리더는 조건 4, 즉 할당 순환이 완료되는 조건이 충족되면 참여 노드가 된다. 마찬가지로, 프로세스 리더는 조건 5, 즉 프로세스 리더가 프로세스 리더가 되는 자신의 권리를 다른 노드에게 핸드오버하는 조건 하에서 참여 노드가 될 것이다. 이와 다른 천이는 WAVE-DTCA에서 허용되지 않는다.

WAVE-DTCA에서, 프로세스 리더는 매 할당 순환에서 변경되는 것은 아니다. 새로운 프로세스 리더를 선택하는 것은 프로세스 리더의 장애에 대한 응답에 따른 요청방식을 통해서 또는 몇몇 할당 순환 이후에 단순히 다른 노드로 교체되는 것에 따른 요청방식을 통해서 가능할 수 있다. 실제적으로는, 요청방식 솔루션이 바람직하지만, 이것은 또한 구현하기가 보다 어렵다.

동작 프로시저에서 도시된 바와 같이, WAVE-DTCA는 다음과 같은 컴포넌트를 포함한다: (1) 링크 활동성 탐지: 이와 같은 정보는 서로 다른 이웃 노드들 사이에서 교환될 것이다; (2) MAC 시그널링의 신뢰적 전달: 링크 활동성, 타임 슬롯 및 채널 할당 등의 교환 정보가 시그널링을 촉진시키기 위해 신뢰적인 방식으로 보내진다; (3) 타임 슬롯 및 채널의 국부적 할당: 이것은 DAP와 AAP마다 다를 수 있다; (4) 전파 리더 결정: 이것은 오직 DAP에서만 존재한다. 다수의 전파 리더들이 발견될 수 있다; (5) 할당 정보의 배포: 할당 정보는 이웃 노드들에게 신뢰적으로 보내지며, 이웃 노드들은 자신의 할당을 업데이트하고 요청에 따라 어떤 정보를 배포해야하는지를 판단한다; (6) 타임 슬롯 및 채널의 글로벌 할당: 이것은 DAP의 전체 프로세스를 통해 행해진다; (7) 타임 슬롯 및 채널의 조정: 이것은 AAP의 전체 프로세스를 통해 행해진다.

WAVE-DTCA의 모든 컴포넌트들 또는 기능들을 다음 섹션에서 설명할 것이다. 다음 섹션에서부터 시작하는 모든 설명들은 다중 채널 MAC의 TDMA 프레임워크에 기초할 것이다. 명료성을 위해, 도 5에서 도시된 바와 같이, 프레임 구조가 다시 제시된다. 여러 유형의 타임 슬롯의 기능성이 이하의 섹션들에서 이용시에 설명될 것이다.

DMT-MAC 명시적 시그널링이 WAVE-DTCA를 위한 시그널링 메세지의 신뢰적인 전달에서 채택된다. 하지만, WAVE-DTCA의 동작을 지원하기 위해, 아래의 새로운 기능들이 추가될 필요가 있다: (a) 확장된 메세지 유형들: 분산식 할당 프로세스를 돕기위해 고유 ID를 갖는 메세지들이 필요하다. 내용들은 서로 다른 메세지 유형들마다 다르다; (b) 유니캐스트 기반 할당 정보 교환: 정보 교환은 브로드캐스트 보다는 유니캐스트 송신에 기초한다.

[1, 2]에서 제안된 신뢰적 전달 방식이 채택된다. 간단히 설명하면, 시그널링 메세지가 시그널링 슬롯내에서 보내지는 경우, 이것은 유니캐스팅에 의해 송신된다. 하드웨어 추상화 계층(HAL)내의 자동 수신확인이 이러한 업무를 완수하기 위 해 사용될 수 있기 때문에, 어떠한 명시적 수신확인도 필요하지 않는다. 따라서, 메세지가 보내진 후, 노드는 단지 HAL의 수신확인 상태만을 조사하여 메세지가 성공적으로 수신되었는지를 알아낼 수 있다. 송신이 실패하고, 현재의 시그널링 슬롯이 지나쳐지는 경우, 다음 TDMA 프레임내의 시그널링 슬롯 때 까지 모든 시그널링 메세지들은 유지되어야 한다. 따라서, 새로운 시그널링 슬롯이 시작할 때 마다, 시그널링 메세지 대기열(queue)이 조사된다. 만약 대기열이 비어있지 않으면, 유니캐스팅에 기초한 시그널링이 시작된다.

WAVE-DTCA에서는, 모든 시그널링 메세지들에 대해 오직 하나의 대기열만이 사용되는데, 이것은 시그널링의 대기열 관리가 보다 단순해지도록 해준다. 그 이유는 모든 원 홉 이웃 노드 및 투 홉 이웃 노드들 중에서 오직 하나의 노드만이 시그널링 메세지를 보내도록 할당 프로세스가 완전히 조정되기 때문에 하나의 대기열이면 충분하기 때문이다. 이러한 특징은 WAVE-DTCA의 장점을 예증해준다.

비신뢰적인 MAC 시그널링을 야기시킬 수 있는 임의의 하드웨어 에러를 방지하기 위해, MAC 층 에러 제어가 또한 MAC 시그널링 메세지에 대해서 구현된다. 이러한 에러 제어는 두 개의 메카니즘들에 의해서 행해지는데: 그 하나는 시퀀스 번호와 패킷 길이의 검증에 기초하는 것이고, 나머지 다른 하나는 MAC 시그널링 메세지에 지정된 특정 필드의 검증에 기초하는 것이다.

할당 프로세스를 지원하는 시그널링 메세지들은 메세지 ID: 시퀀스 번호: 내용물과 같은, 일반적 포맷을 따른다.

메세지 ID는 메세지의 유형을 확인시켜주며, 시퀀스 번호는 802.11 드라이버 에서 중복 패킷의 필터링이 실패하는 경우에 중복 메세지들을 제거하는데 사용된다. 내용물의 길이는 메세지의 기능성에 따라 달라진다. 하지만, 메세지 ID와 시퀀스 번호는 각각 단지 1 바이트만을 갖는다. 따라서, 총 256개의 시그널링 메세지들이 지원될 수 있다. 시퀀스 번호는 0에서 255까지일 수 있는데, 이것은 시그널링에 있어서 충분하고도 남는다.

하나의 시그널링 메세지는 정규 MAC 패킷의 데이터부이고, 따라서 시그널링 메세지를 위한 새로운 MAC 층 패킷을 규정할 필요가 없음을 유념해야한다.

WAVE-DTCA에서 사용되는 시그널링 메세지가 도 11에서 나열되고 있지만, 필요에 따라 보다 많은 메세지들이 확장될 수 있다. 각각의 메세지의 실제 내용은 기능성에 따라 달라진다. 또한, 각각의 유형의 메세지마다, 내용물이 필요에 따라 확장될 수 있다. 또한 메세지 ID는 조정가능 파라미터이지만, 보통 이것은 필요하지 않음을 유념해야한다.

링크 활동성 탐지 및 타임 슬롯의 갯수

어느 링크가 활성인지를 알아내기 위해 링크 활동성 탐지가 사용된다. 임의의 자원을 유휴(idle) 링크에 할당하는 것을 원하지 않기 때문에, 유휴 링크와 분주(busy) 링크를 구별시킨다.

링크 활동성은 두 가지 인자들, 즉 각각의 링크상의 프로토콜 유형과 패킷률을 고려하여 탐지된다. 패킷률은 특정 기간내의 패킷의 총 갯수에 의해 결정된다. 특정 포트 번호를 갖는 패킷은 패킷률을 추정할 때에 고려되지 않는다. 예를 들어, KMC와 WARP와 같은 관리 패킷들은 필터링되지 않는다.

링크 활동성 탐지의 응답 시간은 두 개의 파라미터들, 즉 관심 패킷을 수집하는 기간과 주어긴 기간내의 패킷의 갯수에 대한 임계치를 통해 미세 조정될 수 있다.

타임 슬롯의 갯수를 결정하는 것은 WAVE-DTCA에서의 주요 업무 중 하나이다. 타임 슬롯의 갯수는 네트워크내의 이웃 노드들의 갯수를 포착하고, 많은 활성 링크들이 존재한다는 등의 이유로 인하여, 타임 슬롯의 갯수는 고정될 수 없다. 또한, 타임 슬롯의 갯수는 너무 작거나 너무 클 수 없다. 만약 타임 슬롯의 갯수가 너무 작으면, TDMA 시스템의 오버헤드는 TDMA 시스템을 비효율적으로 만들 것이다. 반면에, 타임 슬롯의 갯수가 너무 크면, 임의의 종단간 통신의 왕복 지연(round trip delay)은 너무 커서 전송 프로토콜의 요건 및 많은 응용의 QoS 요건을 충족시키지 못할 것이다.

위의 문제점들을 방지하기 위해, 타임 슬롯의 총 갯수가 제어된다. 본 발명기술에서의 주어진 전류 채널 전환 속도와 TDMA 프레임 길이의 경우, 타임 슬롯의 총 갯수는 가능한 한 10개에 가까우며; 그렇지 않은 경우에는, 다중 홉 네트워크에서의 처리율은 훨씬 낮아질 것이다.

위 요건을 염두해두면, WAVE-DTCA는 각각의 링크에서 얼마나 많은 타임 슬롯들이 필요한지를 정확하게 파악할 필요가 있다. 여기에는 두 개의 시나리오들이 존재하는데, 하나는 링크에 할당된 타임 슬롯의 갯수가 오로지 활성 링크에 기초하여 결정되는 것이고, 나머지 다른 하나는 링크에 할당된 타임 슬롯의 갯수가 활성 링크와 이 링크상의 트래픽 부하 모두에 기초하여 결정되는 것이다. 본 명세서에서 는, 전자의 경우에 촛점을 맞추며, 후자의 경우는 QoS을 위한 WAVE-DTCA의 활장된 버젼[3]에서 설명될 것이다.

설명의 명료성을 위해, 두 가지 유형의 타임 슬롯들이 정의될 필요가 있다. DAP와 AAP 동안에, 각각의 링크에 할당된 타임 슬롯을 임시 타임 슬롯이라고 칭하는 반면에, 모든 링크들에 대한 자원 할당이 업데이트된 후의 각각의 링크에 실제적으로 할당된 타임 슬롯을 최종 타임 슬롯이라고 칭한다. 본 발명기술에서, 최종 타임 슬롯의 갯수는 가능한 한 10개에 가깝게 되도록 제어되고, 임시 타임 슬롯의 갯수는 본 알고리즘에 기초하여 결정된다.

네트워크내의 노드의 경우, 노드는 투 홉 이웃 노드들을 포함하여 자신의 이웃 노드들의 모든 활성 링크들을 알고 있지 않는다면 할당될 수 있는 임시 타임 슬롯들이 얼마나 많이 있는지 알지 못한다. 반면에, 모든 이웃 노드 정보가 입수가능할지라도, 본 발명의 시스템의 타임 슬롯의 한정된 갯수로 인하여 각각의 노드에 대해 임시 타임 슬롯의 갯수가 공정한 방식으로 분배되지 않을 수 있다. 이와 같은 복잡성을 방지하기 위하여, 본 발명의 타임 슬롯 할당은 모든 임시 타임 슬롯들이 모두 사용되어 없어질 때 까지 점진적으로 행해진다.

프로세스 리더로부터 시작하여, 각각의 노드는 자신의 활성 링크를 위한 하나의 임시 타임 슬롯을 얻는다. 노드가 이러한 프로세스를 행할 때, 노드는 이러한 프로세스를 계속이어갈 전파 리더를 선택한다. 프로세스가 최종 노드에 도달되면, 프로세스는 프로세스 리더로 복귀하여 유휴 타임 슬롯이 이용가능한지를 알아낸다. 이것이 DAP 프로세스이다. 만약 유휴 타임 슬롯이 이용가능하면, AAP가 시작된다. 어떠한 유휴 임시 타임 슬롯도 이용가능하지 않을 때 까지 유휴 타임 슬롯은 공정한 방식으로 활성 링크에 점진적으로 할당된다.

임시 타임 슬롯의 총 갯수는 각각의 노드에 대한 활성 링크의 최대 갯수에 의해 결정된다. 이러한 수치를 네트워크도(network degree)라고 부른다. 각각의 노드에 관한 이와 같은 정보는 전체 네트워크로 전파되며, 만약 다른 노드가 큰 네트워크도를 얻은 경우, 해당 노드는 자신의 네트워크도를 업데이트하고, 또한 이러한 정보를 전파시킨다. 따라서, 네트워크도는 전체 네트워크에서의 특정 노드의 활성 링크의 최대 갯수와 같다. 정보 전파는 비콘 송신/수신을 통한 암시적 시그널링을 통해 행해진다.

DAP 또는 AAP 동안에, 노드가 특정 활성 링크를 위한 타임 슬롯을 필요로 하지만, 임시 타임 슬롯의 총 갯수가 사용되어 없어졌을 가능성이 있다. 이 경우, 노드는 임시 타임 슬롯의 갯수를 증가시킬 필요가 있고 이와 같은 정보는 네트워크내의 모든 노드들에 전파된다. 즉, 전체 네트워크에 대해 네트워크도가 업데이트된다.

설명의 간단함을 위해, 타임 슬롯은 임시 타임 슬롯을 의미한다.

두 단계의 자원 할당을 필요로 하는 이유는 여러 개 있다: (1) 타임 슬롯(임시 타임 슬롯 또는 최종 타임 슬롯)의 갯수는 각각의 노드에 알려지지 않는다. 임시 타임 슬롯의 갯수가 네트워크도로서 각각의 노드에 대해 이용가능할지라도, 일부 노드들이 충분하게 타임 슬롯을 얻는 것이 가능하지 않을 수 있기 때문에 이 수치는 업데이트될 필요가 있다. 따라서, 실제적으로 할당 방식은 할당을 행하기 위 한 타임 슬롯의 총 갯수에 의존할 수 없다. 타임 슬롯의 총 갯수는 사실상 할당 알고리즘으로부터 구해질 필요가 있다. 타임 슬롯의 총 갯수가 없으면, 각각의 노드는 임시 타임 슬롯이 사용되어 없어질 때 까지 각 링크에 대한 타임 슬롯을 점진적으로 얻어야 한다. 임시 타임 슬롯이 이용가능하지 않지만 일부 링크들이 여전히 타임슬롯을 필요로 하는 경우, 네트워크도 또는 임시 타임 슬롯의 최대 갯수는 전체 네트워크에 대하여 업데이트될 필요가 있다; (2) 타임 슬롯이 한번 할당되면, 각각의 노드에 대한 할당이 수행되기 전에 모든 이웃 노드 정보가 수집된다. 이것은 알고리즘을 비효율적이면서 매우 복잡해지도록 만든다. 따라서, 본 발명기술에서는, 각각의 링크에 타임 슬롯을 점진적으로 할당한다; 이러한 방식으로, 할당 프로세스가 다른 노드들에게 전파될 때에 이웃 노드 정보가 수집된다. DAP에서, 타임 슬롯은 각각의 링크에 대해 하나씩 차례로 할당된다. AAP에서, 유휴 타임 슬롯은 유휴 타임 슬롯과 각각의 AAP 순환에서 분배되고, 타임 슬롯의 갯수가 각각의 링크에 의해 동등하게 분배되지 않을 수 있기 때문에 모든 타임 슬롯들이 완전히 할당될 필요가 있는 것을 보장할 필요는 없다; (3) DAP에서 타임 슬롯은 각각의 링크에 대해 하나씩 차례로 할당되기 때문에, DAP가 종료된 때에, 일부 유휴 슬롯들이 여전히 이용가능하게 될 가능성이 있을 수 있다. 따라서, AAP 단계를 가질 필요가 있는 것이며, 상술한 바와 같이 AAP 단계는 또한 여러 순환을 포함할 수 있다.

이와 동일한 메카니즘이 WAVE-DTCA의 QoS 확장에도 적용될 수 있는데, 즉 서로 다른 갯수의 타임 슬롯들이 이와 동일한 두 단계의 자원 할당 방식을 이용하여 각각의 링크에 할당될 수 있음을 유념해야 한다.

도 3에서는 DAP의 흐름도가 도시된다.

DAP의 일반적 프로시저는 다음과 같다: (1) 프로세스 리더상의 다중채널 TDMA 모드로 전환하고 프로세스 리더는 첫번째 전파 리더로서 행동한다; (2) 전파 리더는 이웃 노드들에게 macsig_이웃_요청 메세지를 하나씩 보냄으로써 DAP 프로세스를 계속한다; (3) 이와 같은 요청을 얻은 각각의 이웃 노드들은 할당 테이블과 같은 자신의 정보와 자신의 이웃 정보가 포함된 macsig_요청_응답 메세지를 되보낸다; (4) 전파 리더는 각각의 이웃 노드들에 대한 각각의 링크마다의 타임 슬롯 및 채널을 결정한다; (5) 전파 리더는 다음 전파 리더를 결정하고, 그런 후 할당 테이블과 같은 정보를 macsig_할당_통지 메세지를 통해 하나씩 모든 이웃 노드들에게 보낸다; (6) 이웃 노드들이 이와 같은 정보를 얻으면, 이웃 노드들은 자신의 할당 테이블을 업데이트한다; (7) 전파 리더는 macsig_다음dap전파_시작을 보냄으로써 다음 전파 리더에게 통지해준다; (8) 다음 전파 리더는 단계 2 내지 단계 7에서와 같은 전파 전달을 계속할 것이다; (9) 네트워크내의 최종 노드에 도달되면, macsig_dap_종료 메세지를 보냄으로써 이러한 사실을 자신의 부모 전파 리더에게 통지할 것이다. 이와 같은 메세지는 또한 이러한 노드에 의해 인지된 유휴 슬롯들이 여전히 이용가능한지를 표시할 필요가 있다; (10) 모든 전파 리더들은 결국에 첫번째 전파 리더로 전파를 되돌릴 것이다. 첫번째 전파 리더가 macsig_dap_종료 메세지를 얻으면, 첫번째 전파 리더는 AAP를 시작할 것이다.

상기 프로시저에서, 두 개 이상의 MAC 시그널링 메세지, 즉 macsig_프로세스리더_핸드오버 메세지 및 macsig_후보자_리보크 메세지를 언급하지 않았다. 전자는 자신의 이웃 노드 중 하나에게 프로세스 리더로서 역활을 할 것을 알릴 때에 프로세스 리더에 의해 사용된다. 이것은 메시 네트워크의 필요성에 따라 행해져야 한다. 예를 들어, 무선 메시 네트워크가 고정된 프로세스 리더와 잘 동작하면, 프로세스 리더의 핸드오버는 필요하지 않다. 하지만, 때때로 안정성 문제로 인하여 프로세스 리더를 변경하는 것이 합당할 수 있다. WAVE-DTCA에서, 전체 네트워크에서 동적 프로세스 리더를 갖는 것이 가능하다. 특정 갯수의 할당 기간내에 탐지되는 전파가 없는 경우, 새로운 프로세스 리더가 선택된다.

병행하는 전파들을 전달시킬 수 있는 다수의 경로들이 존재함을 현재의 전파 리더가 알아낸 경우 macsig_후보자_리보크가 사용된다. 이 경우, 여러 노드들은 다음 전파 리더가 될 수 있다. 전파가 이러한 모든 노드들에서 동시에 시작되면, 전파 루프를 가질 수 있는데, 이것은 메시 네트워크에서는 매우 흔한 일로서 WAVE-DTCA 알고리즘이 장애를 일으키도록 만들 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해, 오직 하나의 노드만이 다음 전파 리더로서 선택되며, 다음 전파 리더가 될 가능성이 있는 다른 노드들은 전파 리더 후보자들로서 취급된다. 전파 리더 후보자들이 실제로 전파 리더가 될 수 있는지의 여부는 전파 루프가 존재하는지에 달려있다; 만약 전파 루프가 존재하는 경우, 이와 같은 전파 리더 후보자들이 리보크되면, 이러한 사실은 macsig_후보자_리보크 메세지를 통해 통지된다.

DAP에서, 가장 중요한 알고리즘은 두 가지 요소들, 즉 (1) 각각의 링크에 비충돌 타임 슬롯 및 채널을 할당하는 방법; (2) 다음 전파 리더를 루프 없이 결정하는 방법을 포함한다.

국부적 타임 슬롯 및 채널 할당

타임 슬롯 및 채널 할당은 프로세스 리더와 비 프로세스 리더에 있어서 다를 것이다. 하지만, 어느 쪽의 경우라도, 오직 전파 리더인 노드만이 타임 슬롯 및 채널 할당을 행할 필요가 있으며; 참여 노드는 단지 어떠한 충돌없이 할당이 행해질 수 있도록 전파 리더가 네트워크 정보를 수집하는 것을 도와줄 뿐이다.

타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘에서는 두 가지 규칙들이 뒤따른다: (1) 두 개의 홉만큼 떨어진 서로 다른 링크들에 할당된 타임 슬롯은 재사용된다; (2) 어떠한 비중첩 채널도 이용가능하지 않는 것이 아니라면 어떠한 채널 할당의 충돌도 허용되지 않는다.

프로세스 리더이기도 한 전파 리더

프로세스 리더의 경우, 네트워크내에서 타임 슬롯 및 채널이 아직 할당되지 않았기 때문에 프로세스는 단순해질 수 있다. 따라서, 이 경우에서는 전파 리더에서부터 프로세스 리더의 원 홉 이웃들까지의 서로 다른 링크들에 타임 슬롯을 적절하게 할당하는 것에 촛점이 맞춰진다. 모든 링크들에 할당된 동일한 채널은 비중첩 채널 세트들로부터 무작위적으로 선택될 수 있다. 섹션 6.2.3에서는 비중첩 채널을 형성하는 방법이 설명될 것이다.

타임 슬롯은 각각의 링크에 대해 하나씩 무작위로 단순하게 할당될 수 있다. 하지만, 보다 작은 수의 투 홉 이웃들을 갖는 링크에게 우선순위를 부여하기 위해, 가장 작은 수의 투 홉 이웃들을 갖는 링크에 제일 먼저 타임 슬롯이 할당된다. 보다 작은 수의 투 홉 이웃들을 갖는 링크에게 이러한 우선순위를 부여하는 이유는 다중 홉 네트워크에서의 종단간 경로에서 타임 슬롯의 우수한 인터리빙을 제공하기 위해서다. 실제적으로, 인터리빙은 주어진 우선순위에 의해 제공된다. 따라서, 만약 이와 다른 방식으로 행하고자 한다면, 많은 수의 투 홉 이웃들을 갖는 링크에게 보다 높은 우선순위를 부여하는 것과 같이 행하는 것도 좋다. 중요한 점은 링크에게 그저 무작위적으로 타임 슬롯을 할당하기 보다는 타임 슬롯을 할당할 때에 링크에 우선순위를 부여하는 것이라는 점이다.

프로세스 리더가 아닌 전파 리더

비 프로세스 리더의 경우, 타임 슬롯 및 채널이 네트워크내의 일부 노드들에서 할당되었기 때문에, 중요 업무들 중 하나는 타임 슬롯 및 채널이 충돌하지 않도록 각각의 링크에 대한 타임 슬롯 및 채널을 알아내는 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 투 홉 정보는 타임 슬롯 및 채널을 결정하는데 매우 중요하다. 투 홉 정보는 전파 리더의 타임 슬롯 및 할당 정보와, 전파 리더의 원 홉 이웃들과 투 홉 이웃들의 타임 슬롯 및 할당 정보를 포함한다. 이와 같은 정보는 여러 단계들에서 수집된다. 첫번째 단계는 각각의 노드들이 자신의 타임 슬롯과 채널 할당을 저장하는 것이다. 만약 노드가 전파 리더이면, 이와 같은 모든 정보는 손쉽게 입수가능하다. 비 전파 리더 노드의 경우, 비 전파 리더 노드 자신의 할당 정보는 전파 리더로부터 보내지며, 비 전파 리더 노드 자신의 원 홉 이웃 정보는 여러 전파 리더들로부터 보내져서 그 자체적으로 융합된다. 각각의 노드가 자신의 타임 슬롯 및 채널 할당 정보와 자신의 원 홉 이웃의 타임 슬롯 및 채널 할당 정보를 구비한 후에는, 새로운 전파 리더는 단지 이웃 정보 요청 메세지를 보내고 이와 같은 모든 정 보를 자신의 이웃들로부터 수집할 필요만 있다. 이와 같은 정보에 기초하여, 투 홉 정보가 유도될 수 있다. 하지만, 이와 같은 투 홉 정보는 단지 전파 리더를 위한 것일 뿐이다. 할당 충돌을 완전히 해결하기 위해, 전파 리더는 또한 자신의 이웃의 투 홉 이웃 정보를 알아낼 필요가 있다. 이와 같은 정보를 얻기 위한 간단한 방법은 투 홉을 거쳐 할당 통지 메세지를 보내는 방법일 것이다. 이와 같은 방법은 MAC 층 시그널링이 동일한 전파 리더에 대해 두 개의 홉들을 이동할 것을 요구하고, 이로써 프로토콜을 훨씬 더 복잡해지도록 만들 것이기 때문에 바람직하지 않다. 다행히도, WAVE-DTCA는 이와 같은 방법에 의존하지 않는다. 무엇보다도, DAP에서의 전파 리더의 경우, 업스트림을 통한 자신의 투 홉 이웃들의 할당 정보가 자신의 이웃에게 보내졌으며, 다운스트림에서는 자신의 투 홉 이웃들에 대한 할당이 아직 없다. AAP에서의 시나리오의 경우, 투 홉 이웃 정보를 보내는 것이 또한 불필요한데, 이것은 섹션 7.3.2에서 설명될 것이다.

투 홉 정보가 입수가능한 경우, 타임 슬롯 및 채널 할당은 다음과 같이 수행된다: (1) 게이트웨이는 각각의 링크에 의해 인지된 이용가능한 타임 슬롯을 조사하고, 그런 후 이용가능한 타임 슬롯의 갯수의 관점에서 링크들을 등급화한다. 가장 작은 갯수의 타임 슬롯을 갖는 링크에 제일 먼저 타임 슬롯이 할당된다. 타임 슬롯이 하나도 남아 있지 않는 경우, 타임 슬롯의 갯수를 하나(1) 만큼 확장시킨다. 그런 후, 이 새로운 갯수는 네트워크내의 노드들에게 전달된다. 이 전달은 비콘을 통한 암시적 시그널링 프로시저를 통해 독립적으로 행해진다. 가장 작은 갯수의 타임 슬롯을 갖는 링크에 타임 슬롯을 할당하는 이유는 네트워크내에서 사용되 는 타임 슬롯의 갯수를 최소한도로 유지시킬 것이기 때문이다; (2) 타임 슬롯이 할당된 링크의 경우, 링크의 채널은 동일한 채널 슬롯에서 두 개의 홉내의 모든 이웃 노드들에서 사용되었던 채널들을 고려함으로써 선택된다. 이 링크의 목적지 및 발원지가 조사되어야 한다. 그런 후, 비 충돌 채널이 선택된다. 어떠한 비 충돌 채널도 선택되지 않는 경우에는, 충돌 채널이 선택되어야 하거나 또는 비 충돌 채널을 알아내기 위해 타임 슬롯의 갯수를 확장시켜야 한다. 하지만, 이전 솔루션이 단순하다는 이유로 인해 선호된다; (3) 링크가 선택된 경우, 모든 링크들이 할당될 때 까지 이전의 두 단계들이 반복된다.

비 중첩 채널 세트 결정

비 중첩 채널이 각각의 메시 노드에 앞서 구성될 수 있다. 하지만, 환경내에서의 간섭을 방지하기 위한 지능적 채널 선택을 위해, 비 중첩 채널이 런 타임 동안에 동적으로 탐지된다. 이것은 노드들이 부팅 업될 때의 초기 단계 스캐닝과 초기 스캐닝 프로세스 동안에 포착된 채널에 관한 채널 상태의 온라인 추정을 결합시킴으로써 행해질 수 있다. 채널이 분주한 것으로 탐지되면, 다른 최상의 채널이 선택되어야 한다. 채널 상태는 채널이 사용될 때의 시도 횟수의 제1 순서와 제2 순서에 기초하여 탐지될 수 있다.

간섭 방지를 위한 동적 채널 선택

각각의 채널 및 슬롯 할당 기간 동안에, 각각의 노드는 간섭 모니터링을 기초로 채널 상태를 고려할 필요가 있다. 지역적 이용가능 채널 정보를 획득하기 위해, 노드는 국부적으로 스캔된 채널 상태를 자신의 바로 옆의 이웃 노드 및 투 홉 떨어진 노드와 교환할 필요가 있다. 필요한 정보를 교환한 후, 노드는 자신과 자신의 이웃들 사이에 활성 링크가 존재하는 경우에 어느 채널이 교란없이 사용될 수 있는지를 국부적으로 알아낼 수 있다. 노드는 또한 투 홉 떨어진 노드들이 DMT-MAC를 기초로 슬롯과 채널을 할당할 때에 리스트상의 채널을 소진시키지 않도록 하기 위해 자신의 이용가능한 채널 리스트를 투 홉 떨어진 노드들에게 보낼 필요가 있다. 만약 투 홉 떨어진 노드들이 (DMT-MAC에서 조만간에 전파 리더가 되기 때문에) 리스트상의 모든 채널의 슬롯들을 차지한다면, 노드는 양호한 품질을 갖는 임의의 채널상의 슬롯을 발견하지 못할 것이고, 간섭이 있는 채널을 사용해야 한다.

채널 모니터링/평가 및 통지는 송신하기에 좋은 채널의 리스트를 가져다 주는 동시에 DMT-MAC는 이 리스트를 타임 슬롯과 채널을 할당할 때의 조건으로서 이용한다.

수동 채널 스캐닝

수동 스캐닝의 세부사항에 들어가기에 앞서, 왜 능동 스캐닝을 구현하는 방식을 사용할 수 없는지에 대한 문의에 답을 하고자 한다. 일반적으로, 능동 스케닝 시스템에서는, 근처 키욘(Kiyon) 노드들상의 간섭 및 활동성의 존재를 경청하기 위해 각각의 채널로 점프하고 일정한 양의 시간을 소비해야할 것이다. 이러한 접근방안은 능동 스캐닝 기간 동안에 라우터에 접속된 클라이언트들(또는 활성 이웃들)을 위한 처리율을 의미하지 않을 것이다. 수동 스캐닝을 구현함으로써, 본 발명의 네트워크는 다운 타임(down time)을 갖지 않을 것이며, 이웃 라우터(및 클라이언트 장치)와 활성 링크를 유지하는 것을 계속할 수 있다. 하지만, 흥미있게도, 부팅 업 시간에서, 라우터는 비 간섭 채널을 발견해내기 위해 능동 스캔을 수행할 것이다.

이전에 언급한 바와 같이, 채널 품질은 패킷 재송신율 또는 패킷 손상률을 통해 측정될 수 있다. 패킷 재송신율은 노드가 패킷을 보내고 있을 때의 채널 품질을 말하는 반면에 패킷 손상률은 노드가 패킷을 수신중이거나 또는 유입 트래픽을 위한 채널을 감지하는 중일 때의 채널 상태를 반영해준다. 이러한 두 개의 측정치를 결합시키는 것은 적당한 채널 묘사를 가져다 줄 것이다. 예를 들어, 패킷 재시도를 '분주' 채널의 측정치로서 사용할 수 있다. 단위 시간당 보내지는 패킷의 양은 다를 수 있기 때문에, 재시도 횟수를 직접적으로 사용할 수는 없다. 이 대신에, 재시도의 퍼센티지(즉, 주어진 샘플 시간 동안의 총_재시도/총_패킷)를 가질 필요가 있다. 설정 문턱값에 기초하여, 시스템은 채널이 사용하기에 '결점이 없는지'를 결정할 것이다. 재시도 퍼센티지에 더하여, 각각의 채널에 대해 취해진 샘플들의 갯수의 카운트를 유지할 필요가 또한 있다. 이 카운트는 시스템이 이 채널을 사용하기로 결정할 때 마다 증분된다. 이 카운트는 채널이 사용되지 않는 경우 샘플 기간 마다 감소된다. 만약 카운트가 0으로 떨어지면, 히스토리가 너무 오래된 것으로 간주되어 테이블로부터 삭제되도록 한다. 채널 선택에 있어서 고려해야할 다른 파라미터들이 몇 가지 있다. 이들은 본 명세서의 나머지부분에서 설명된다.

하지만, DMT-MAC내에서, 노드는 오로지 사용중인 채널만을 모니터링하는데, 이것은 노드에 의해 할당된 채널만이 스캐닝될 수 있음을 의미한다. 나머지 채널들에 대한 정보는 이용가능하지 않을 것이다. 한편, 노드는 임의의 프레임에서 채널을 전환시킬 수 있으므로, 채널은 연속적으로 스캔되지 않는다. 따라서, 패킷 재송 신율 또는 패킷 손상률을 통해 수집된 정보는 특정 기간에서의 진정한 채널 상태를 나타내주지 않는다. 이러한 이유로, 국부적으로 측정된 채널 상태는 편중될 수 있으며, 비할당된 채널에 대해서는 현재 정보가 수집되지 않는다. 따라서, 이웃 노드와의 채널 상태의 교환은 누락된 채널 정보를 보정하기 위해 필요하다.

하지만, 이웃 노드와의 채널 상태 정보의 교환을 통해서는, 노드에 의해 할당되거나 또는 할당되지 않은 채널에 관한 완전한 정보를 노드가 여전히 얻지못할 수 있다. 그리고 자신과 이웃 노드들간의 거리가 너무 멀리 떨어진 경우 노드의 국부적 정보는 이웃 노드들에게 유용하지 못할 수 있다. 현재 채널이 심각한 간섭을 갖고 있음을 노드가 알아내고, 나머지 채널들을 평가하는 효율적인 방법이 없는 경우에는(채널에 대하여 어떠한 기록도 없거나 또는 기록사항이 너무 오래되어 평가를 위해서 사용가능하지 않는 경우), DMT-MAC 알고리즘은 채널 모니터링/평가/통지 프로세스에 의해 제공된 리스트로부터 채널을 무작위적으로 선택할 것이다. 만약 새롭게 선택된 채널이 여전히 양호한 품질 상태가 아닌 경우, 채널 모니터링/평가/통지 프로세스는 후보자 채널 리스트를 업데이트할 것이고, 다음으로 DMT-MAC 알고리즘이 실행되는 때에 리스트로부터 다른 채널이 선택된다. 이러한 시나리오하에서는, 노드가 불량한 채널에 너무 오랫동안 머물지 않도록 채널 모니터링/평가/통지 프로세스는 고속 채널 조정을 필요로 한다. 만약 양호한 품질 상태의 채널이 존재하지 않는 경우, 채널 MEN 프로세스는 모든 채널의 평가를 표시해주는 리스트를 제공할 것이고, 그 후 DMT-MAC 알고리즘은 송신을 위한 "최상의" 채널을 선택할 수 있게 된다.

대부분의 경우, 노드는 수집된 정보에 기초하여 공정한 평가를 할 수 있다. 이웃들과 채널 선택 파라미터를 공동작업하고, 이들 사이에 채널 선택 파라미터를 분배함으로써, 노드는 자신의 채널 선택을 행하기 위해 보다 큰 데이터 샘플을 가질 것이다. 도 11은 국부적 정보와 이웃 노드들로부터의 정보를 포함하는 잠재적인 채널 상태 테이블을 제시해준다. 노드가 채널의 히스토리 기록내용에 기초하여 채널을 평가할 수 있고 사용중인 채널의 품질이 허용가능하지 않게 될 때에 어느 채널로 전환할지를 결정할수 있도록 이전에 사용된 채널의 상태가 또한 포함된다.

정보 루프를 방지하기 위해, 노드는 정보가 생성되어 나온 정보발원지쪽으로 해당 정보를 다시 보내서는 안된다. 간단한 솔루션에서, 노드는 자신의 국부적 채널 상태 리스트를 이웃 노드들에게 보낼 수만 있다. (투 홉 떨어진 노드들로부터의 정보와 같은) 추가적 사항이 더 필요한 경우, 채널 상태 리스트는 정보 루프의 가능성을 제거하기 위해 각 아이템에 대한 발원지를 포함해야 한다.

채널 평가

채널 상태 정보를 얻은 후, 알고리즘은 채널의 품질을 평가할 필요가 있다. 채널 전환이 발생할 때에 최상의 후보자 채널이 선택될 수 있도록 사용중인 채널뿐만이 아니라 비사용중인 채널이 평가하기 위해 필요하다. 채널 평가를 위한 알고리즘은 국부적 및 이웃 채널 상태와 히스토리 정보를 서로 다른 가중치를 두어서 결합시켜야 한다. 이전의 불량한 채널은 후보자 채널 리스트에 다시 놓여질 수 있도록 일정한 기간 후에 양호해질 수 있다. 몇몇 채널 정보는 상호보완적이지 않을 수 있으며 이로써 평가 알고리즘은 이것을 고려해야 한다. 예를 들어, 각각의 채널의 가능성이 측정 기간의 퍼센티지에 기초하여 설정될 수 있으며, 이 경우에서 채널 선택을 위해 이 채널 가능성이 사용될 수 있다.

채널 할당 통지

서로 다른 영역들에서 노드가 사용중인 서로 다른 채널 세트 또는 후보자 리스트내에서 서로 다른 채널 세트를 선택할 수 있도록 서로 다른 영역들은 채널 상태의 서로 다른 관점을 갖는다. 이러한 채널 선택 방식은 DMT-MAC 알고리즘에게 네트워크 상태를 제공하기 위한 것이기 때문에, DMT-MAC 알고리즘은 제공된 정보를 이용하여 타임 슬롯 및 채널을 효율적인 방식으로 할당한다. 몇몇의 경우에서, 몇몇의 노드들은 허용가능한 품질을 갖는 하나의 또는 두 개의 채널만을 가질 수 있다. 그러므로, DMT-MAC 할당 기간 동안의 고려를 위해 이러한 노드들은 자신의 채널 할당 리스트를 투 홉(간섭 범위는 투 홉을 넘는 것으로 가정한다) 내의 이웃하는 노드들에게 보낼 필요가 있다. 이렇게 함으로써, 근처의 노드들은 자신들이 DMT-MAC 알고리즘을 사용하여 타임 슬롯 및 사용중인 채널을 선택할 때의 조건으로서 이 채널 할당 통지를 이용할 것이다. 채널 할당 통지의 목적은 양호한 품질 상태에 있는 것으로 노드가 탐지하여 사용할 계획에 있는 채널의 모든 대역폭(타임 슬롯)을 할당하지 말 것을 (조만간에 전파 리더가 되는) 이웃 노드들에게 알리기 위함이다.

간섭을 방지하기 위해, 투 홉 떨어진 노드들은 해당 노드의 채널 할당 통지를 수신할 필요가 있다. 모든 이웃의 정보를 수신한 후, 노드는 사용될 수 있는 채널 리스트를 가질 것이며 (원 홉 떨어지고 투 홉 떨어진) 이웃 노드들과 경쟁을 야 기시키지 않을 것이다. 예를 들어, 채널 52, 56, 60, 64의 세트에서, 노드는 채널 56이 불량한 품질 상태에 있으며 나머지 채널들은 사용하기에 보다 적절하다는 것을 감지한다. 원 홉 떨어진 이웃 노드들 또는 투 홉 떨어진 이웃 노드들 모두로부터의 채널 할당 요청(또는 그저 채널 상태 정보만)을 수신한 후, 노드는 채널 52와 채널 60이 이웃 노드들에 대하여 직접적인 접속을 가질 수 있는 양호한 품질상태에 있지 않음을 알아낼 수 있다. 따라서, 채널 64는 임의의 교란 없이 사용하는 유일한 이용가능 채널이 된다. 따라서, 조만간에 DMT-MAC 알고리즘을 실행하여 노드의 간섭 범위내에 위치하는 노드들은 이것을 고려해야만 하며 채널 64를 소비해서는 안된다. 이 경우, 노드가 이웃들을 갖는 활성 링크를 갖는 경우, 채널 64상의 몇몇 타임 슬롯이 노드를 위해 이용가능하며, 송신은 최소한의 간섭을 가질 것이다.

전파 전달 경로에 대한 다음 전파 리더 결정

DAP의 가장 중요한 부분은 전파 리더가 타임 슬롯 및 채널 할당을 행한 경우에 다음 전파 리더를 결정하는 것이다. 전파 리더를 뒤따르는 경로는 AAP에서도 역시 사용될 것이다. 따라서, AAP에서는 다음 전파 리더를 결정할 필요가 없다. 또한, 이 알고리즘에서 발견된 경로는 다른 시그널링 메세지가 전체 네트워크를 통해 신속하게 여기저기로 보내지도록 하는 것을 도와줄 것이다. 즉, 전파 리더의 모든 경로들이 정확하게 형성되면, 모든 전파들은 자신의 트랙상에 위치하기 때문에 전파 전달은 매우 효율적이게 된다.

다음 전파 리더를 발견하는 도전과제는 두 개로 정리된다. 즉: 다음 전파 리더를 결정하는데 사용될 수 있는 기준을 발견하는 것과 다수의 다음 전파 리더들을 가질 수 있는 경우의 문제를 해결하는 것이다.

WAVE-DTCA에서, 두 개의 문제들은 다음의 방법으로 해결된다: (1) 현재 전파 리더의 경우, 할당을 아직 행하지 않은 이웃 노드들의 독립 세트의 갯수를 발견한다. 동일한 이웃 노드 세트에서, 모든 이웃 노드들은 직접적으로 또는 간접적으로 접속된다. 따라서, 도 6에서 도시된 바와 같이, 이웃 노드의 두 개의 독립 세트에서 위치한 노드들은 이러한 이웃 노드들을 통해 서로가 접속되는 경로를 갖지 않는다; (2) 이웃 노드의 독립 세트의 갯수는 (전파 리더 후보자로 불리어지는) 잠재적인 다음 전파 리더의 갯수와 동일하다; (3) 다수의 전파 리더 후보자들이 있는 경우, 도 7에서 도시된 바와 같이, 전파의 루프가 존재할 수 있고, 따라서 전파는 하나의 전파 리더 후보자에서 시작하여 다른 전파 리더 후보자에 도달할 수 있기 때문에, DAP는 동시에 시작될 수 없다. 이와 같은 루프는 방지되어야 한다; 그렇지 않으면, 오직 하나의 전파 리더만이 국부적 타임 슬롯 및 채널 할당을 하도록 허용되기 때문에, 할당 알고리즘은 실패할 것이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 도 8에서 도시된 바와 같이, 아래의 솔루션이 제안된다.

모든 전파 리더 후보자들 중에서, 오직 하나만이 첫번째 전파 리더로서 선택될 수 있으며, 그런 후에 전파 전달을 시작한다. 선택된 첫번째 전파 리더는 세트내에서 가장 많은 갯수의 노드들을 갖는 전파 리더이여야 한다.

만약 전파가 최종 노드에 도달하면, 전파는 이 전파 리더 후보자의 부모 전파 리더 지점까지 되돌아올 것이다. 그런 후, 다음 전파 리더가 선택되고, 도 8(a)에서 도시된 바와 같이, 단계 i와 단계 ii를 반복한다.

만약 전파가 다른 전파 리더 후보자에 도달하는 경우, 즉, 이 전파에 대한 다음 전파 리더로서 전파 리더 후보자가 선택되면, 전파 리더 후보자는 macsig_후보자_리보크 메세지를 자신의 부모 전파 리더에게 보내야한다. 메세지가 부모 전파 리더에 의해 수신되면, 전파 리더 후보자는 리스트에서 삭제될 것이다. 이와 병행하여, 다음 전파 리더가 된 후, 전파 리더 후보자는 전파를 전달하는 것을 계속할 것이다.

만약 최종 노드에 도달되면, 전파는 진행하는 것을 멈추고, 도 8(b)에서 도시된 바와 같이, 프로세스 리더로 되돌아간다.

하지만, 다음 전파 리더가 될 필요가 있는 다른 노드가 존재하는 경우, 도 8(c) 및 도 8(d)에서 도시된 바와 같이, 전파는 계속 전달된다. 그런 후, 단계 i와 단계 ii는 반복된다.

전파가 진행할 때에, 다른 전파 리더는 다수의 전파 리더 후보자들의 리스트를 갖는 경우도 가능하다. 이 경우, 단계 2와 단계 3에서와 동일한 프로시저가 적용될 수 있다.

전파가 프로세스 리더로 되돌아간 후, 모든 전파 리더 및 이 전파 리더를 횡단하는 전파 경로가 형성된다. 이 전파 경로는 트리로서 프로세스 리더로부터 시작하여 다른 노드에서 교차하지 않는다.

프로세스 리더가 변경되지 않는 한, 전파 경로는 변경될 필요가 없다. 하지만 이동성과 다른 네트워크 다이나믹스를 추적하기 위해, 위의 모든 프로시저들은 단지 단순하게 주기적으로 반복된다.

자원 정보의 교환 및 유지

이전 섹션에서 설명한 바와 같이, DAP에는 여러 개의 메세지들이 포함된다. 일단 할당이 하나의 전파 리더에 대하여 행해지면, 모든 이웃 노드들에게 이 전파 리더를 통지해야 한다. 노드에게 보내진 할당 정보는 모든 이웃 노드들에서 저장된다. 각각의 노드는 이웃 노드 정보를 보내줄 것을 요청받으면, 또한 자신의 할당 정보와 자신의 이웃 노드 할당 정보를 다시 보낼필요가 있다. 하지만, 현재는 투 홉 이웃 노드 정보가 전달될 필요가 있고 노드상에서 유지될 필요가 있다.

네트워크 내부 간섭 노드 및 솔루션

DMT-MAC와 WAVE-DTCA를 이용함으로써, 보통은 은닉 노드와 간섭 노드가 존재하지 않는데, 이것은 다중채널 TDMA MAC의 장점이다. 하지만, 네트워크가 적절하게 배치되지 않으면, 간섭 노드가 여전히 존재한다. 도 9(a)에서 도시된 바와 같이, 노드 S와 노드 D는 서로에 대해 통신 범위 밖에 위치하지만, 신호는 서로에게 간섭을 일으킬 만큼 강하다. 노드 S와 노드 D가 다수의 홉들을 통해 서로 통신을 할 수 있지만, 이들은 자신들이 서로에 대해 가까이 위치하고 있다는 것을 모르기 때문에, 자신들의 타임 슬롯 및 채널이 서로에 대해 충돌하지 않도록 보장할 방법은 이들에게는 없다. 이러한 노드들을 다중 홉 간섭 노드라 부를 수 있다. WAVE-DTCA 경우, 노드 S와 노드 D 사이에 오로지 두 개의 홉들만이 존재하는 경우, 타임 슬롯 및 채널은 충돌을 갖지 않도록 보장된다. 하지만, 홉의 갯수가 2보다 크게 되면, 노드 S와 노드 D는 자신의 타임 슬롯 및 채널 할당에 있어서 충돌을 가질 수 있다.

다중 홉 간섭 노드를 확인하는 것은 거의 불가능하기 때문에, 위치 기반 방 식이 병합되어져야 한다. 하지만, 이 솔루션은 WAVE-DTCA에서는 구현되지 않는다. 한편, 도 9에서의 노드 S와 노드 D가 타임 슬롯 및 채널 할당에서 충돌을 갖지 않도록 할 것을 확실히 할 수 있을지라도, 노드 S와 노드 D가 매우 가깝지만 아주 많은 홉들을 거쳐야만 하기 때문에 그러한 종류의 토폴로지를 갖는 것은 권장되지 않는다. 따라서, 도 9(b)에서 도시된 바와 같이 노드 S와 노드 D 사이에 다른 노드를 배치할 방법이 없지 않는 한, 메시 네트워크의 배치는 다중 홉 간섭 노드가 존재하지 않도록 할 것을 확실히 해야한다.

AAP

도 4에서는 DAP의 흐름도가 도시된다. DAP가 완료되면, AAP가 첫번째 전파 리더, 즉 프로세스 리더에 의해 개시된다. 전파 리더는 임의의 유휴 타임 슬롯이 이용가능한지를 조사한다. 만약 타임 슬롯이 존재하지 않으면, 이 전파 리더에서의 할당은 macsig_aap_핸드오버 메세지를 보냄으로써 건너뛸 수 있다. 다음 전파 리더가 이 메세지를 획득하면, 다음 전파 리더는 단계 2에서부터 AAP를 반복할 것이다. 만약 타임 슬롯이 존재하면, 전파 리더는 macsig_aap_이웃_요청 메세지를 모든 이웃 노드들에게 보낸다. 각각의 이웃 노드들은 macsig_aap_요청_응답 메세지를 반송시켜서 전파 리더에게 자신의 타임 슬롯 및 채널 할당 정보와 자신의 이웃 노드의 타임 슬롯 및 채널 할당 정보를 알려준다.

전파 리더는 섹션 7.2에서 설명된 방법을 이용하여 모든 링크에 대한 타임 슬롯 및 채널 할당을 결정한다. 할당이 완료되면, 전파 리더는 macsig_조정_통지 메세지를 보냄으로써 이웃 노드들에게 결과를 통지한다. 그런 후 전파 리더는 또한 macsig_다음aap전파_시작 메세지를 보냄으로써 다음 전파 리더에게 전파를 시작할 것을 통지한다.

최종 노드에 도달하면, 최종 전파 리더는 macsig_dap_종료 메세지를 반송해야 한다. 모든 부모 전파 리더들은 프로세스 리더에 도달할 때 까지 이와 동일한 것을 행한다. DAP에서 설명한 바와 같이, 몇몇 전파 리더들은 다수의 다음 전파 리더를 갖는 것이 가능하다. 이와 같은 전파 리더의 경우, 첫번째로 전파를 시작할 전파 리더를 선택할 필요가 있다. 그런 후, (macsig_dap_종료 메세지를 획득한 경우에) 전파가 되돌아 오면, 다음 전파 리더는 여전히 전파를 시작할 필요가 있는지를 안다. 모든 다음 전파 리더들이 완료되면, 현재의 전파 리더는 macsig_dap_종료 메세지를 자신의 부모 전파 리더에게 반송시킬 것이다.

프로세스 리더가 macsig_dap_종료 메세지를 획득하고, 어떠한 다른 다음 전파 리더도 전파를 시작할 필요가 없는 것을 확인하면, AAP의 일 순환은 종료된다. macsig_dap_종료 메세지는 또한 전체 네트워크내의 유휴 슬롯의 정보를 피기백킹(piggyback)함을 유념해야 한다.

타임 슬롯이 이용가능하지 않다면, AAP는 완료된다. 그렇지 않은 경우, 다른 AAP 순환이 시작되고, 단계 2에서의 모든 프로시저가 반복된다.

AAP 프로시저에서 볼 수 있는 바와 같이, AAP와 DAP는 다음과 같이 두 가지 점에서 차이가 있다: (1) AAP는 전파 리더 또는 전파 경로를 결정할 필요가 없다. 이러한 점에서, AAP가 보다 단순하다. 하지만, 이 단계에서는 보다 많은 노드들에 타임 슬롯과 채널이 할당되기 때문에, 비록 유사한 알고리즘이 사용된다 할지라도, 타임 슬롯 및 채널의 할당은 해결과제를 보다 많이 떠안게 있다. 예를 들어, 유휴 타임 슬롯은 모든 활성 링크들 사이에서 공정하게 분배된다; (2) DAP는 한번 수행되는 반면에, AAP는 여러번 수행될 필요가 있을 수 있다.

타임 슬롯 및 채널 할당의 국부적 조정

타임 슬롯 및 채널 할당은 원 홉 및 투 홉 이웃들에서의 타임 슬롯 및 채널 할당에 관한 수집된 정보에 따라 달라진다. 이와 같은 정보에 기초하여, 타임 슬롯 및 채널은 아래와 같이 할당된다:

전파 리더에서는 얼마나 많은 유휴 슬롯들이 각각의 링크에 대해 이용가능한지를 조사한다. 또한, 전파 리더는 이웃 노드들에서의 얼마나 많은 다른 링크들이 해당 링크와 경쟁하는지를 판단할 필요가 있다.

이용가능한 타임 슬롯 및 경쟁 링크의 갯수가 주어지면, 노드에 할당될 수 있는 타임 슬롯의 갯수는 이용가능한 타임 슬롯을 경쟁 링크의 갯수로 나눔으로써 결정된다. 이런 식으로, 다른 링크들은 또한 이용가능한 타임 슬롯의 공정한 분배를 얻는다.

타임 슬롯이 결정되면, 비충돌 채널이 DAP에서 설명된 바와 동일한 방식을 이용하여 결정된다.

전파 리더가 할당을 행한 경우, 다음 전파 리더가 AAP의 일 순환이 완료될 때 까지 인수받을 것이다. 하지만, 두 가지 이유로 인해 네트워크내에는 여전히 유휴 타임 슬롯이 존재할 가능성이 매우 높다:

각각의 링크에 의해 인지된 이용가능한 타임 슬롯은 서로 다를 수 있다. 따 라서, 각각의 링크가 타임 슬롯의 동등한 분배를 획득하면, 이러한 모든 링크들을 위한 총 타임 슬롯은 보통 이용가능한 타임 슬롯의 실제 갯수보다 작은데, 즉 유휴 타임 슬롯이 AAP의 일 순환이 행해진 후에도 여전히 이용가능하다.

모든 링크들이 이용가능한 타임 슬롯의 동일한 분할을 얻는다 할지라도, 타임 슬롯의 갯수는 경쟁 링크의 갯수에 의해 분할될 수는 없다. 따라서, 각각의 링크가 타임 슬롯의 동일한 분배를 얻은 후에도, 적어도 하나의 유휴 타임 슬롯이 여전히 존재한다.

자원 정보의 교환 및 유지

DAP에서와 마찬가지로, 노드는 오로지 원 홉 이웃의 할당 정보와 자신의 할당 정보만을 유지한다. 노드가 이웃 정보에 대한 요청을 받으면, 노드는 요청 노드에게 이와 같은 정보를 반송할 필요가 있다.

노드가 AAP에서의 새로운 할당 결과를 통지받으면, 노드는 새로운 할당 정보와 이전의 할당 정보를 결합시켜 자신과 원 홉 이웃 노드들 모두를 위해 동일한 할당 테이블로 만들필요가 있다.

전파 리더의 경우, 자신의 이웃 노드의 투 홉 이웃 정보는 원 홉 MAC 층 시그널링을 이용하여 수집될 수 있다. 업스트림에서의 노드의 경우에서는, 투 홉 이웃 노드 할당 정보가 전파 리더의 원 홉 이웃 노드에게 보내진다. 다운스트림에서의 노드의 경우에서, DAP 및 (만약 있는 경우) AAP의 이전 순환에서, 투 홉 이웃의 할당이 또한 전파 리더의 원 홉 이웃 노드에게 보내진다. 이러한 방식으로, 전파 리더는 자신의 투 홉 이웃 노드 할당 정보와 자신의 이웃 노드의 투 홉 이웃 할당 정보를 항상 얻을 수 있다.

주기적 타임 슬롯 및 채널 할당

DAP와 AAP가 모두 행해지면(이것은 신속히 행해질 수 있음), 타임 슬롯과 채널 할당은 즉시에 시작되지 않는다. 이것은 불필요한데, 그 이유는 링크 활동성 및 토폴로지 변경의 다이나믹스가 보통 DAP와 AAP의 속도보다 훨씬 느리기 때문이다. 불필요한 동작을 방지하기 위해, DAP와 AAP가 모두 행해지면, WAVE-DTCA가 일정한 기간(이것을 할당 기간이라 부른다)동안 일시중지된다. DAP는 새로운 할당 기간이 시작되면 시작될 것이다. 할당 기간 길이는 네트워크 다이나믹스에 의해 결정된다. 예를 들어, 보다 높은 이동성이 예상되면, 보다 작은 할당 기간이 채택될 필요가 있다.

DAP와 AAP가 모두 행해지면, 네트워크내의 노드들은 자신들의 이웃 노드들과의 통신을 위해 새로운 타임 슬롯 및 채널 할당을 이용하기 시작한다. 네트워크내의 서로 다른 노드들은 서로 다른 시간에서 DAP와 AAP를 종료하기 때문에, 이들은 새로운 타임 슬롯 및 채널 할당이 사용되어야할지를 결정할 공통 타이밍을 갖지 않는다. 동기화된 시작 시간이 없으면, 서로 다른 노드들에서 사용된 타임 슬롯과 채널은 할당의 충돌을 야기시키거나 또는 네트워크를 추가로 파티션화하는 서로 다른 채널들에서 작동할 것이다. 이러한 문제를 방지하기 위한 솔루션은 새로운 타임 슬롯 및 채널 할당을 이용하는 시작 시간을 동기화하는 것이다. 이러한 시작 시간은 할당이 시작된 후의 일정 기간이다. 이와 같은 기간을 할당 시작 시간이라고 부른다. 따라서, 프로세스 리더가 DAP를 시작하면, 프로세스 리더는 자신의 TSF 값을 자신의 macsig_이웃_요청 메세지내에 포함시킬 필요가 있다. DAP가 행해진 후, 네트워크내의 모든 노드들은 이러한 동일한 TSF 값을 가질 것이다. 그런 후, 각각의 노드는 단지 자신의 현재 TSF를 수신된 TSF + 할당 시작 시간과 비교할 것이다. 만약 (시간 천이의 보정을 고려하여) 두 개의 값들이 동일하면, 노드는 자원 할당의 최종 기간에서 할당된 타임 슬롯 및 채널을 이용하는 것을 시작한다.

노드가 새로운 타임 슬롯 및 채널 할당을 이용하는 것을 시작하는 경우, 노드는 다음 섹션에서 설명되는 바와 같이, 자신의 타임 슬롯 갯수를 가장 높은 전송층 처리율을 취득하기 위한 최상의 특정 갯수로 변환시킬 필요가 있다.

DAP와 AAP에서, 고려된 모든 타임 슬롯은 임시 타임 슬롯으로서 정의된다. 이전에 설명한 바와 같이, 다중 홉 통신을 위한 전송층에서 양호한 성능을 취득하기 위해, 임시 타임 슬롯을 최종 타임 슬롯으로 변환시킬 필요가 있다.

타임 슬롯의 갯수는 채널 전환 오버헤드에 의해 결정되는 타임 슬롯의 길이에 따른다. 본 시스템에서, 이 수치는 대략 10이 되는 것으로 알려져 있으며, 채널 전환이 보다 빨라지면 이 수치는 보다 커질 수 있다. 따라서, 임시 타임 슬롯은 가능한 한 이 수치에 가깝도록 변환된다. 상세한 프로시저는 [15]에서 설명된다. 핵심적 개념은 임시 타임 슬롯에서의 할당이 타임 슬롯의 총 갯수가 최종 타임 슬롯의 갯수에 충분히 가까워질 때 까지 여러번 반복된다는 것이다. 이 개념을 요약하면 아래와 같다.

임시 타임 슬롯과 최종 타임 슬롯의 갯수를 각각 N_t과 N_f인 것으로 가정한 다. 타임 슬롯의 목표 갯수는 N₀이며, 본 시스템에서 이것은 10이다. 따라서, n으로 표시되는 타임 슬롯 및 채널 할당의 최대 반복 횟수 n = 플로링(N₀/N_t)이며, 여기서 플로링(x)는 x보다 작은 최대 정수를 얻기 위한 플로링 함수이다. 따라서, 최종 타임 슬롯의 실제 갯수는 N_f = n x N_t = N_t x 플로링(N₀/N_t)이다.

TDMA 프레임 길이를 T라고 하면, 타임 슬롯 길이 T_S는 다음과 같다.

상호 계층 설계

안정적이고 일관된 네트워크 토폴로지

DMT-MAC와 WAVE-DTCA가 적용될 때에 MAC/라우팅 상호 계층 설계가 수행될 수 있다. WAVE-DTCA에서는, 라우팅 프로토콜의 성능을 향상시키기 위해 두 개의 특징적 구성들이 채택될 수 있다:

TDMA 프레임 구조물이 상위 프로토콜 층들, 특히 라우팅 프로토콜로부터의 여러 시그널링 메세지들에게 전용 타임 슬롯을 부여하도록 활용될 수 있다. 이와 같은 특징적 구성으로 인해, 이 프로토콜에서의 시그널링 메세지들은 보다 신속하고 안정적으로 보내질 수 있으며, 이로써 네트워크 안정성을 향상시킬 수 있다.

라우팅 효율을 향상시키기 위한 라우팅 메세지를 또한 보내기 위해 명시적 시그널링 프로시저가 사용될 수 있다.

고속 경로 재-발견

WAVE-DTCA는 라우팅 프로토콜이 탐지하는 것 보다 빠르게 링크 장애를 탐지하는 것을 도와줄 수 있다. 보다 중요한 것으로서, 라우팅 메세지가 전용 타임 슬롯내에서 보내질 수 있기 때문에 WAVE-DTCA는 또한 다른 라우팅 경로를 알아내는 시간을 줄여줄 수 있다. WAVE-DTCA 사이의 상호 계층 설계는 고속 경로 재발견을 달성하기 위한 엄청난 잠재력을 갖는다.

전력 관리

TDMA를 통한 매세 엑세스의 보다 양호한 제어로 인하여, 노드는 보다 손쉽게 on/off 제어될 수 있다. 이와 같은 특징적 구성은 802.11 무선기에서 전력 관리 방식을 구현하는 것을 도와준다.

대규모 대역폭 지연 산출에 대한 안정적인 처리율

TDMA 네트워크에서, 타임 슬롯이 비교적 큰 경우에는, 비록 대역폭이 높을지라도, 다중 홉에 걸친 지연은 전송층 처리율에 영향을 미칠만큼 커질 수 있다. 이것은 잘 알려진 대규모 대역폭 지연 산출 문제이다. 이 문제를 해결하기 위해, 한 가지 단순한 솔루션은 메시 노드 및 메시 클라이언트상의 운영 시스템에서의 전송층 프로토콜 파라미터를 미세 조정하는 것에 의존할 수 있다. 하지만, 클라이언트상의 운영 시스템을 건드리는 것 없이 확장가능 솔루션을 갖기 위한 우수한 솔루션은 커다란 지연이 클라이언트상의 전송층 프로토콜에게 분별되지 않도록 메시 라우터상의 전송 프로토콜을 수정하는 것이다.

DMT-MAC의 QoS가 QoS 확장을 통해 WAVE-DTCA에게 제공될 수 있다. DMT-MAC의 QoS 아키텍쳐에는 다음의 컴포넌트를 포함한다: (1) QoS 맵핑: 이것은 서로 다른 트래픽 유형의 각각의 트래픽 흐름의 트래픽 규격을 알아내기 위해 필요하다. 이것은 패킷 포트 번호, 서비스 ID 유형, ATM 네트워크에서의 트래픽 규격, 인터넷 InteServ 모델 및 DiffServ 모델에서의 DSCP, 애플리케이션 층에서의 시그널링 패킷 등을 조사하는 것과 같은 여러 방식들을 결합시킴으로써 행해질 수 있다. QoS 맵핑은 네트워크 관리 프로토콜과 통합될 수 있거나 또는 각각의 메시 노드상의 QoS 프로파일과 함께 수행될 수 있다; (2) QoS 메카니즘: 여러가지 QoS 메카니즘들이 DMT-MAC에서 지원된다; (3) 홉 별 메카니즘(Per-hop mechanism) (i) 서로 다른 유형의 트래픽 사이에서의 트래픽 우선순위; (ii) 동일한 트래픽 유형의 서로 다른 트래픽 유형 사이에서의 대역폭의 공정한 분배; (4) 상호 링크 메카니즘 (i) 서로 다른 링크들을 위한 대역폭은 전용되며, 이것은 DMT-MAC를 통해 직접적으로 취득된다 (ii) 서로 다른 링크들을 위한 대역폭은 각각의 링크상에 서로 다른 트래픽 부하를 반영한다. 이것은 타임 슬롯이 단지 링크 활동성 대신에 링크상의 트래픽 부하에 기초하여 할당되도록 WAVE-DTCA의 확장을 필요로 한다. 따라서, 트래픽 부하 추정이 또한 각각의 링크에 대하여 구현된다; (5) 종단간 승인 제어: 승인 제어는 네트워크에서의 대역폭의 초과예약을 방지해준다. 종단간 승인을 수행하기 위해, 두 개의 방식들이 적용될 수 있다: (i) 주기적 솔루션: 이 솔루션에서, WAVE-DTCA가 직접 적용될 수 있다. 하지만, 많은 애플리케이션들이 승인될 필요가 있는 경우에는 느려질 수 있다; (ii) 국부적 솔루션: 이것은 국부적 방식이 글로벌 조정없이 적용될 수 있지만 여전히 연쇄적 반응 문제를 갖지 않도록 WAVE-DTCA에 대한 수정을 필요로 한다.

어느 쪽의 솔루션의 경우에서도, 새로운 트래픽 흐름이 수용될 수 있는지를 판정하기 위해 QoS 측정치가 조사된다.

QoS에 관한 보다 자세한 설명이 QoS WAVE-DTCA에 관한 별도의 문서에서 제공될 것이다.

무선 메시 네트워크에 대한 QoS는 다음을 포함한다:

QoS 맵핑: 일반적으로는 상위층(애플리케이션층 및 네트워크층)으로부터 유입되는 다수의 서로 다른 트래픽 데이터가 존재한다. 모든 흐름마다 QoS 요건(또는 트래픽 규격)을 알아낼 필요가 있으며, 그 결과 QoS 요건이 하위층(MAC층 및 물리층)에서 인식되어 정확하게 처리될 수 있다. 전형적인 QoS 규격에는 대역폭, 시간 지연, 및 우선순위가 포함된다. 이것은 패킷 포트 번호, 서비스 ID 유형, ATM 네트워크에서의 트래픽 규격, 인터넷 InteServ 모델 및 DiffServ 모델에서의 DSCP, 애플리케이션 층에서의 시그널링 패킷 등을 조사하는 것과 같은 여러 방식들을 결합시킴으로써 행해질 수 있다. QoS 맵핑은 네트워크 관리 프로토콜과 통합될 수 있거나 또는 각각의 메시 노드상의 QoS 프로파일과 함께 수행될 수 있다.

QoS 메카니즘: 여러가지 개념들이 서로 다른 QoS 규격의 각각의 트래픽 흐름을 위해 적절한 자원을 할당하거나 스케쥴링하도록 제안된다.

트래픽 스케쥴링: 소스 노드 S와 목적지 노드 D 사이에는 다수의 서로 다른 트래픽 흐름이 존재할 수 있다. 주어진 트래픽 규격에 기초하여, 흐름은 서로 다른 우선순위 카테고리로 분류된다. 높은 우선순위 흐름은 일반적으로 제어 패킷 또는 비디오 또는 오디오와 같은 멀티미디어 데이터인데, 이 멀티미디어 데이터는 엄격 한 시간 지연 제한을 갖고 있으며 적절한 형식으로 보내질 필요가 있다. 트래픽 흐름을 스케쥴링하기 위한 두 개의 방법을 제안한다:

보다 높은 우선순위 흐름은 보다 높은 송신 가능성을 갖는다.

동일한 우선순위 카테고리내에 다수의 흐름들이 존재하면, 이들은 동일한 송신 가능성을 갖도록 스케쥴링된다.

대역폭 할당: 노드 S와 노드 D 사이의 각각의 링크에 대해, 서로 다른 다수의 트래픽 흐름들이 존재하며, 여기서 각각의 흐름은 서로 다른 대역폭을 필요로 할 수 있다. 각각의 링크에 대하여 동일한 양의 대역폭을 할당하는 것은 각각의 링크내의 다수의 흐름들에 대하여 공평하지 않을 수 있다. 그래서 활성 링크에 기초하여 대역폭을 할당하는 것 대신에, 모든 활성 데이터 흐름에 특정하여 대역폭을 할당하는 것을 제안한다. 우선, 흐름은 두 개의 카테고리들로 분류된다:

몇몇의 흐름은 고정된 양의 대역폭을 필요로 한다. 예를 들어, 오디오 흐름은 보통 64 kpbs를 필요로 하는 반면에, 비디오 흐름은 2 Mbps를 필요로 할 수 있다. 이와 같은 대역폭 요건은 상기 트래픽 규격에서 주어진다;

몇몇 흐름은 가능한 한 많은 대역폭을 필요로 한다. 예를 들면, TCP 최선형 데이터 트래픽이 그것이다.

제안된 대역폭 할당 알고리즘의 기본적인 개념은 다음과 같다.

카테고리 1) 흐름이 제일 먼저 단지 충분한 대역폭으로 할당된다;

만약 대역폭이 남게되면, 모든 카테고리 2) 흐름 사이에 동등하게 배분된다.

국부적 승인 제어: 승인 제어는 대역폭의 초과예약 또는 네트워크의 과대부 하를 방지해준다. 본 명세서에서는 유입 트래픽 흐름을 제어하고 스케쥴링하는 국부적 승인 제어 알고리즘을 제안한다. 그 기본적인 개념은 다음과 같다.

모든 유입 흐름들의 총 대역폭이 이용가능한 대역폭보다 작은 경우, 또는 유입 패킷 버퍼가 오버로드되지 않는 경우에는, 어떠한 승인 제어도 필요하지 않는다.

유입 패킷 버퍼가 포화 상태에 가까와지면, 유입 트래픽 흐름은 자신들의 우선순위에 기초하여 선택된다; 보다 높은 우선순위 흐름이 보다 좋은 진행 기회를 갖는다.

유입 패킷 버퍼가 포화되면, 어떠한 추가적인 패킷도 승인되지 않을 것이다.

다중 무선기 메시 네트워킹

다중 무선기 메시 네트워킹이 전개될 때에는 두 개의 옵션사항이 존재한다:

옵션 1: 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘은 단일 무선기를 위한 알고리즘에 기초한다; 종단간 통신을 위한 채널 전환의 횟수를 최소화하기 위한 최적화가 필요없다.

옵션 2: 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘은 채널 전환의 횟수를 최소화하는 것을 필요로 한다.

옵션 1과 옵션 2 모두의 경우에서는, 상당한 처리율이 달성될 수 있다. 레이턴시가 또한 단일 무선기 네트워킹 때 보다도 훨씬 양호해질 수 있다. 하지만, 레이턴시를 최소화하기 위해서는, 옵션 2가 필요하다.

옵션 1의 기본적 개념은, 동일한 노드상의 무선기들이 단일 무선기 메시에서 와 동일한 타임 슬롯 및 채널 할당 프로시저를 수행하지만, 동일한 타임 슬롯에서 서로 다른 채널들을 선택한다는 것이다. 동작 프로시저는 다음과 같이 설명된다: (1) 각각의 노드상의 하나의 무선기는 초기화될 때에 공통 채널상에 고정된다; (2) 타임 슬롯/채널 할당을 위한 MAC층 시그널링이 공통 타임 슬롯내의 해당 무선기에서 수행된다; (3) 단일 무선기 메시 네트워킹을 위한 타임 슬롯 및 채널 할당 알고리즘은 각각의 노드 무선기마다 타임 슬롯/채널을 할당하도록 구성된다. 즉, 전체 네트워크내의 모든 노드에 대하여, 먼저 하나의 노드에 대해 할당이 행해지고, 다음으로 다음 노드에 대해 할당이 행해진다. 노드들은 서로 다른 갯수의 무선기들을 가질 수 있음을 유념해야한다. 따라서, 할당 알고리즘이 제2 무선기에 대하여 수행될 때, 몇몇 노드들에는 임의의 타임 슬롯/채널이 할당될 필요가 없지만, 이 노드들은 MAC층 시그널링 패킷을 전달할 필요가 있다; (4) 레이턴시와 간섭을 줄이기 위해, 제2 무선기로부터 시작하여, 타임 슬롯 및 채널의 할당은, (a) 타임 슬롯을 이전 무선기들에 대해 할당된 것과 인터리빙하는 것; (b) 인터리빙된 타임 슬롯에 대해 채널을 할당하는 것을 고려해야 한다.

다른 타임 슬롯 및 채널 할당으로서, 단일 무선기를 위한 다중채널 MAC의 패킷 대기열 모듈은 다음과 같이 수정될 필요가 있다:

패킷 대기열은 각각의 MAC 또는 각각의 무선기에 기초하기 보다는 각각의 목적지에 기초해야 한다; 게다가, 서로 다른 무선기들에 의한 동일한 타임 슬롯에서의 동일한 목적지로의 패킷 송신은 라운드 로빈 형식으로 수행되어야 한다.

도 13은 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들과 함께 사용될 수 있는 예시 적인 무선 통신 장치(450)를 도시하는 블럭도이다. 본 발명분야의 당업자에게 자명한 바와 같이, 다른 무선 통신 장치 및/또는 아키텍쳐가 또한 사용될 수 있다.

도시된 실시예에서, 무선 통신 장치(450)는 안테나 시스템(455), 무선 시스템(460), 기저대역 시스템(465), 스피커(470), 마이크로폰(480), 중앙처리장치("CPU")(485), 데이터 저장 영역(490), 및 하드웨어 인터페이스(495)를 포함한다. 무선 통신 장치(450)에서, 무선 주파수("RF") 신호는 무선 시스템(460)의 관리 하에서 안테나 시스템(455)에 의해 대기를 통해 송신 및 수신된다.

일 실시예에서, 안테나 시스템(455)은 하나 이상의 안테나 및 안테나 시스템(455)에게 송신 신호 경로와 수신 신호 경로를 제공하기 위한 스위칭 기능을 수행하는 하나 이상의 멀티플렉서(미도시)를 포함할 수 있다. 수신 경로에서, 수신된 RF 신호는 멀티플렉서로부터, 수신된 RF 신호를 증폭시키고 증폭된 신호를 무선 시스템(460)에 보내는 저잡음 증폭기(미도시)에 결합될 수 있다.

대안적인 실시예들에서, 무선 시스템(460)은 다양한 주파수를 통해 통신하도록 구성된 하나 이상의 무선기들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 무선 시스템(460)은 하나의 집적회로("IC")내에 디모듈레이터(미도시)와 모듈레이터(미도시)를 결합시킬 수 있다. 디모듈레이터와 모듈레이터는 또한 분리된 컴포넌트들일 수 있다. 유입 경로에서, 디모듈레이터는 RF 캐리어 신호를 제거하여 기저대역 수신 오디오 신호를 남겨두고, 이 기저대역 수신 오디오 신호는 무선 시스템(460)으로부터 기저대역 시스템(465)에 보내진다.

만약 수신된 신호가 오디오 정보를 포함하면, 기저대역 시스템(465)은 이 신 호를 디코딩하고 이것을 아날로그 신호로 변환시킨다. 그런 후, 신호는 증폭되어 스피커(470)에 보내진다. 기저대역 시스템(465)은 또한 마이크로폰(480)으로부터 아날로그 오디오 신호를 수신한다. 이 아날로그 오디오 신호는 디지털 신호로 변환되어 기저대역 시스템(465)에 의해 인코딩된다. 기저대역 시스템(465)은 또한 송신용 디지털 신호를 코딩하여 무선 시스템(460)의 모듈레이터부에 전달되는 기저대역 송신 오디오 신호를 생성한다. 모듈레이터는 기저대역 송신 오디오 신호와 RF 캐리어 신호를 혼합하여, 안테나 시스템에 전달되고 전력 증폭기(미도시)를 거칠 수 있는 RF 송신 신호를 생성시킨다. 전력 증폭기는 RF 송신 신호를 증폭하고, 이것을 안테나 시스템(455)에 전달하는데, 이 안테나 시스템(455)에서는 신호가 송신용 안테나부로 스위칭된다.

기저대역 시스템(465)은 또한 중앙처리장치(485)와 통신가능하게 결합된다. 중앙처리장치(485)는 데이터 저장 영역(490)에 액세스한다. 중앙처리장치(485)는 데이터 저장 영역(490)에 저장될 수 있는 명령어(즉, 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어)를 실행시키도록 바람직하게 구성된다. 컴퓨터 프로그램은 또한 기저대역 프로세서(465)로부터 수신되어 데이터 저장 영역(490)에 저장될 수 있거나, 또는 수신될 때에 실행될 수 있다. 이와 같은 컴퓨터 프로그램은, 실행될 때에, 무선 통신 장치(450)가 상술한 본 발명의 다양한 기능들을 수행하도록 만든다. 예를 들어, 데이터 저장 영역(490)은 상술했던 다양한 소프트웨어 모듈들(미도시)을 포함할 수 있다.

본 설명에서, 용어 "컴퓨터 판독가능 매체"는 중앙처리장치(485)에 의한 실 행을 위하여 실행가능한 명령어(예컨대, 소프트웨어 및 컴퓨터 프로그램)를 무선 통신 장치(450)에 제공하는데 사용되는 임의의 매체를 언급할 때 사용된다. 이러한 매체의 예시들에는 데이터 저장 영역(490), (기저대역 시스템(465)을 통한) 마이크로폰(470), (또한 기저대역 시스템(465)을 통한) 안테나 시스템(455), 및 하드웨어 인터페이스(495)를 포함한다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 실행가능 코드, 프로그래밍 명령어, 및 소프트웨어를 무선 통신 장치(450)에 제공하기 위한 수단이다. 실행가능 코드, 프로그래밍 명령어, 및 소프트웨어는 중앙처리장치(485)에 의해 실행될 때에, 바람직하게 중앙처리장치(485)가 이전에 상술된 본 발명의 특징 및 기능을 수행하도록 만든다.

중앙처리장치(485)는 또한 새로운 장치들이 하드웨어 인터페이스에 의해 탐지될 때에 하드웨어 인터페이스(495)로부터 통지신호를 수신하도록 바람직하게 구성된다. 하드웨어 인터페이스(495)는 CPU(485)와 통신하고 새로운 장치들과 상호작용하는 제어 소프트웨어를 갖춘 전기기계적 검출기 조합체일 수 있다. 하드웨어 인터페이스(495)는 파이어와이어 포트, USB 포트, 블루투스 또는 적외선 무선 유닛, 또는 임의의 다양한 유선 또는 무선 액세스 메카니즘일 수 있다. 무선 통신 장치(450)와 링크될 수 있는 하드웨어의 예시들에는 데이터 저장 장치, 컴퓨팅 장치, 헤드폰, 마이크로폰 등이 포함된다.

도 14는 본 명세서에서 설명된 다양한 실시예들과 관련하여 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템(550)을 도시하는 블럭도이다. 본 발명분야의 당업자에게 자명한 바와 같이, 다른 컴퓨터 시스템 및/또는 아키텍쳐가 사용될 수 있다.

컴퓨터 시스템(550)은 바람직하게 프로세서(552)와 같은 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 입력/출력을 관리하는 보조 프로세서, 부동점 수학 연산을 수행하는 보조 프로세서, 신호 처리 알고리즘의 고속 실행을 위해 적절한 아키텍쳐를 갖는 특수목적용 마이크로프로세서(예컨대, 디지탈 신호 프로세서), 메인 프로세싱 시스템을 보조하는 슬레이브 프로세서(예컨대, 백 엔드 프로세서), 이중 또는 다중 프로세서 시스템을 위한 추가적인 마이크로프로세서 또는 제어기와 같은 추가적인 프로세서들이 제공될 수 있다. 이와 같은 보조 프로세서는 개별적인 프로세서들일 수 있거나 또는 프로세서(552)와 통합될 수 있다.

프로세서(552)는 바람직하게 통신 버스(554)에 접속된다. 통신 버스(554)는 컴퓨터 시스템(550)의 저장소와 기타 주변 컴포넌트들 사이의 정보 전송을 용이하게 해주는 데이터 채널을 포함할 수 있다. 통신 버스(554)는 또한 데이터 버스, 어드레스 버스, 및 제어 버스(미도시)를 포함하여, 프로세서(552)와의 통신을 위해 사용되는 신호 세트를 제공할 수 있다. 통신 버스(554)는 예컨대, 산업 표준 아키텍쳐("ISA")를 따르는 버스 아키텍쳐, 확장형 산업 표준 아키텍쳐("EISA"), 마이크로 채널 아키텍쳐("MCA"), 주변 컴포넌트 상호접속("PCI") 로컬 버스, 또는 IEEE 488 범용 인터페이스 버스("GPIB"), IEEE 696/S-100 등을 포함한 전기전자 공학회("IEEE")에 의해 공표된 표준안과 같은 임의의 표준 또는 비표준 버스 아키텍쳐를 포함할 수 있다.

컴퓨터 시스템(550)은 바람직하게 메인 메모리(556)를 포함할 수 있으며, 또한 2차 메모리(558)를 포함할 수 있다. 메인 메모리(556)는 프로세서(552)상에서 실행되는 프로그램을 위한 명령어 및 데이터의 저장소를 제공한다. 메인 메모리(556)는 일반적으로 동적 랜덤 액세스 메모리("DRAM") 및/또는 정적 랜덤 액세스 메모리("SRAM")와 같은 반도체 기반 메모리이다. 기타 반도체 기반 유형의 메모리에는 예컨대, ROM을 포함하여, 동기형 동적 랜덤 액세스 메모리("SDRAM"), 램버스 동적 랜덤 액세스 메모리("RDRAM"), 강유전성 랜덤 액세스 메모리("FRAM") 등이 포함된다.

2차 메모리(558)는 택일적으로 하드 디스크 드라이브(560) 및/또는 예컨대 플로피 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 컴팩트 디스크("CD") 드라이브, 디지털 다기능 디스크("DVD") 드라이브 등의 탈착가능 저장 드라이브(562)를 포함할 수 있다. 탈착가능 저장 드라이브(562)는 잘 알려진 방식으로 탈착가능 저장 매체(564)로부터 판독하거나 및/또는 탈착가능 저장 매체(564)에 기록한다. 탈착가능 저장 매체(564)는 예컨대, 플로피 디스크, 자기 테이프, CD, DVD 등일 수 있다.

탈착가능 저장 매체(564)는 바람직하게 컴퓨터 실행가능 코드(즉, 소프트웨어) 및/또는 데이터를 내장한 컴퓨터 판독가능 매체이다. 탈착가능 저장 매체(564)상에 저장된 컴퓨터 소프트웨어 또는 데이터는 전기 통신 신호(578)로서 컴퓨터 시스템(550)내로 읽혀진다.

대안적 실시예들에서, 2차 메모리(558)는 컴퓨터 프로그램 또는 기타 데이터 또는 명령어가 컴퓨터 시스템(550)내로 로딩되도록 해주는 기타 이와 유사한 수단들을 포함할 수 있다. 이와 같은 수단들에는 예컨대, 외부 저장 매체(572)와 인터페이스(570)를 포함할 수 있다. 외부 저장 매체(572)의 예시들에는 외부 하드 디스 크 드라이브 또는 외부 광학 드라이브, 및/또는 외부 자기광학 드라이브를 포함할 수 있다.

2차 메모리(558)의 다른 예시들에는 프로그램가능 판독 전용 메모리("PROM"), 제거가능 프로그램가능 판독 전용 메모리("EPROM"), 전기적 제거가능 판독 전용 메모리("EEPROM"), 또는 플래시 메모리(EEPROM와 유사한 블럭 지향적 메모리)와 같은 반도체 기반 메모리가 포함될 수 있다. 또한 임의의 기타 탈착가능 저장 유닛(572) 및 인터페이스(570)가 포함되며, 이들은 소프트웨어와 데이터가 탈착가능 저장 유닛(572)으로부터 컴퓨터 시스템(550)에 전송될 수 있도록 해준다.

컴퓨터 시스템(550)은 또한 통신 인터페이스(574)를 포함할 수 있다. 통신 인터페이스(574)는 소프트웨어와 데이터가 컴퓨터 시스템(550)과 외부 장치들(예컨대, 프린터), 네트워크, 또는 정보원 사이에서 전송될 수 있도록 해준다. 예를 들어, 컴퓨터 소프트웨어 또는 실행가능 코드는 네트워크 서버로부터 통신 인터페이스(574)를 경유하여 컴퓨터 시스템(550)에 전송될 수 있다. 통신 인터페이스(574)의 예시들에는, 몇가지 말하자면, 모뎀, 네트워크 인터페이스 카드("NIC"), 통신 포트, PCMCIA 슬롯 및 카드, 적외선 인터페이스, 및 IEEE 1394 파이어와이어가 포함된다.

통신 인터페이스(574)는 바람직하게 이더넷 IEEE 802 표준안, 광 채널, 디지털 가입자 회선("DSL"), 비대칭 디지털 가입자 회선("ADSL"), 프레임 릴레이, 비대칭 전송 모드("ATM"), 통합형 디지털 서비스 네트워크("ISDN"), 개인 통신 서비스("PCS"), 송신 제어 프로토콜/인터넷 프로토콜("TCP/IP"), 직렬 회선 인터넷 프 로토콜/종단간 프로토콜("SLIP/PPP") 등과 같은 산업 공표된 프로토콜 표준안을 구현하지만, 또한 맞춤화되거나 또는 비표준 인터페이스 프로토콜도 구현할 수 있다.

소프트웨어와 데이터는 일반적으로 전기 통신 신호(578)의 형태로 통신 인터페이스(574)를 경유하여 전송된다. 이러한 신호(578)는 바람직하게 통신 채널(576)을 경유하여 통신 인터페이스(574)에 제공된다. 통신 채널(576)은 신호(578)를 실어나르며, 몇가지 예를 들어, 유선 케이블, 광 섬유, 통상적 전화선, 셀룰라 전화 링크, 무선 데이터 통신 링크, 무선 주파수(RF) 링크, 또는 적외선 링크를 포함하는 다양한 유선 또는 무선 통신 수단들을 이용하여 구현될 수 있다.

컴퓨터 실행가능 코드(즉, 컴퓨터 프로그램 또는 소프트웨어)는 메인 메모리(556) 및/또는 2차 메모리(558)에 저장된다. 컴퓨터 프로그램은 또한 통신 인터페이스(574)를 경유하여 수신되어 메인 메모리(556) 및/또는 2차 메모리(558)에 저장될 수 있다. 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 실행될 때에, 컴퓨터 시스템(550)이 위에서 설명된 본 발명의 다양한 기능들을 수행할 수 있도록 해준다.

본 설명에서, 용어 "컴퓨터 판독가능 매체"는 컴퓨터 실행가능 코드(예컨대, 소프트웨어 및 컴퓨터 프로그램)를 컴퓨터 시스템(550)에 제공하는데 사용되는 임의의 매체를 말할 때 사용된다. 이러한 매체의 예시들에는 메인 메모리(556), 2차 메모리(558)(하드 디스크 드라이브(560), 탈착가능 저장 매체(564), 및 외부 저장 매체(572)를 포함함), 및 통신 인터페이스(574)(네트워크 정보 서버 또는 기타 네트워크 장치를 포함함)와 통신가능하게 결합된 임의의 주변 장치가 포함된다. 이러한 컴퓨터 판독가능 매체는 실행가능 코드, 프로그래밍 명령어, 및 소프트웨어를 컴퓨터 시스템(550)에 제공하기 위한 수단이다.

소프트웨어를 이용하여 구현되는 실시예에서, 소프트웨어는 컴퓨터 판독가능 매체상에 저장될 수 있고, 탈착가능 저장 드라이브(562), 인터페이스(570), 또는 통신 인터페이스(574)를 통해 컴퓨터 시스템(550)내로 로딩될 수 있다. 이와 같은 실시예에서, 소프트웨어는 전기 통신 신호(578)의 형태로 컴퓨터 시스템(550)내로 로딩된다. 소프트웨어는 바람직하게, 프로세서(552)에 의해 실행될 때에, 프로세서(552)로 하여금 위에서 설명된 본 발명의 특징과 기능을 수행하도록 만든다.

다양한 실시예들이 또한 응용 특정 집적 회로("ASIC"), 또는 필드 프로그램가능 게이트 어레이("FPGA")와 같은 컴포넌트들을 이용하여 주로 하드웨어적으로 구현될 수 있다. 본 명세서에서 설명된 기능들을 수행할 수 있는 하드웨어 상태 머신의 구현은 또한 관련기술분야의 당업자에게 자명할 것이다. 다양한 실시예들이 또한 하드웨어와 소프트웨어 양자의 조합을 이용하여 구현될 수 있다.

또한, 본 발명분야의 당업자는 상술한 도면 및 본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 설명된 다양한 예시적 논리 블럭, 모듈, 회로, 및 방법 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 종종 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 하드웨어와 소프트웨어의 이러한 상호대체성을 명확하게 설명하기 위해, 다양한 예시적 컴포넌트, 블럭, 모듈, 회로, 및 단계가 일반적으로 그들의 기능성의 측면에서 상술되었다. 이와 같은 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현되는지의 여부는 특정 응용 및 총체적 시스템상에 부과된 설계 제약성에 따라 달라진다. 본 발명분야의 당업자는 설명된 기능성을 각각의 특정 응용을 위한 다양 한 방법으로 구현할 수 있지만, 이와 같은 구현 판단은 본 발명의 범위로부터의 이탈을 일으키는 것으로서 해석되어서는 안된다. 게다가, 모듈, 블럭, 회로 또는 단계내의 기능들의 그룹화는 설명의 용이함을 위한 것이다. 특정 기능 또는 단계가 본 발명으로부터 이탈되는 것 없이 하나의 모듈, 블럭, 또는 회로에서부터 다른 것으로 이동될 수 있다.

또한, 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 다양한 예시적인 논리 블럭, 모듈, 및 방법은 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서("DSP"), ASIC, FPGA, 또는 기타 프로그램가능 논리 장치, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 컴포넌트, 또는 본 명세서에서 설명된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수 있지만, 대안적 구성에서는, 이 프로세서는 임의의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수 있다. 프로세서는 또한 예컨대, DSP 및 마이크로프로세서의 조합체, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어와 결합된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 임의의 기타 상기 구성의 컴퓨팅 장치의 조합으로서 구현될 수 있다.

추가적으로, 본 명세서에서 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법의 단계 또는 알고리즘은 하드웨어로, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이들 양자의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 탈착가능 디스크, CD-ROM, 또는 네트워크 저장 매체를 포함하는 임의의 기타 형태의 저장 매체내에 상주할 수 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 판독하고 프로세서에 정보를 기록하도록 프로세서에 결합될 수 있다. 대안적 구성에서, 저장 매체는 프로세서에 통합될 수 있다. 프로세서와 저장 매체는 또한 ASIC내에 상주할 수 있다.

개시된 실시예들의 상기 설명은 본 발명 분야의 임의의 당업자가 본 발명을 실시하거나 이용할 수 있도록 하기 위해 제공된 것이다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형이 본 발명분야의 당업자에게 쉽게 떠오를 것이며, 여기서 설명된 일반적 원리는 본 발명의 사상 또는 범위를 일탈하는 것 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 제시한 설명 및 도면은 본 발명의 현재 바람직한 실시예를 나타내는 것이며, 따라서 본 발명에 의해 폭넓게 구상되는 주제를 대표하는 것임을 이해해야 한다. 또한 본 발명의 범위는 본 발명분야의 당업자에게 자명해질 수 있는 다른 실시예들을 완전히 포함하며, 이에 따라 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위 이외에는 어느 것에 의해서도 제한되지 않음을 이해하길 바란다.

Claims

복수의 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크에서의 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법에 있어서,

분산 할당 단계(distributed allocation phase) 동안, 복수의 노드들 중 특정 노드가 현재의 분산 할당 리더 노드로서 동작하며, 현재의 분산 할당 리더 노드로서 동작하는 것은,

상기 특정 노드와 이웃 노드들간의 액티브 링크에 타임슬롯을 할당하는 단계;

상기 할당된 타임슬롯에 대한 채널을 할당하는 단계;

상기 복수의 노드들 중에서 새로운 분산 할당 리더 노드를 선택하는 단계를 포함하며;

그리고, 이후 할당 조정 단계(Allocation adjustment phase) 동안, 상기 특정 노드가 현재의 할당 조정 리더 노드로서 동작하며, 현재의 할당 조정 리더 노드로서 동작하는 것은,

최대 타임슬롯의 수를 식별하는 단계;

상기 분산 할당 단계에서 상기 특정 노드에 의해 할당된 타임슬롯과 상기 최대 타임 슬롯의 수의 차이를 기초로 하여 할당 가능한 하나 이상의 추가 타임슬롯을 식별하는 단계;

상기 하나 이상의 추가 타임 슬롯 및 대응하는 채널을 상기 특정 노드와 하나 이상의 이웃 노드들간의 하나 이상의 액티브 링크에 할당하는 단계; 및

상기 복수의 노드들로부터 새로운 할당 조정 리더 노드를 선택하는 단계를 포함하는,

시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 무선 통신 네트워크는 WiMAX 네트워크, 802.11 네트워크 및 센서 네트워크 중 하나인 것인, 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 분산 할당 단계는 경로안에서 마지막 노드에 도달하였다는 통지를 받는 것에 대응하여 상기 특정 노드가 부모 노드에게 상기 통지를 전달하는 단계를 더욱 포함하는 것인 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 특정 노드를 후보 분산 할당 리더 노드로서 식별하는 부모 노드로부터의 지시를 받는 단계를 더욱 포함하는 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제4항에 있어서, 상기 부모노드와는 다른 제2의 노드로부터 현재의 분산 할당 리더 노드로서 동작할 것을 요청받는 것에 대해서 상기 특정 노드가 상기 부모 노드에게 취소(revocation) 메시지를 응답으로서 전송하는 단계를 더욱 포함하는 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 새로운 분산 할당 리더 노드를 선택하는 단계는 복수의 후보 분산 할당 리더 노드들을 식별하는 단계;와 상기 후보 분산 할당 리더 노드들 중 하나를 상기 새로운 분산 할당 리더 노드로 선택하는 단계를 포함하는 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제6항에 있어서, 상기 선택된 후보 분산 할당 리더 노드는 이웃 노드들과 연결이 가장 많은 노드인 것인 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 분산 할당 단계 동안, 상기 특정 노드가 시작 노드로부터 동기화 타이밍 정보를 수신하는 단계를 더욱 포함하는 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제8항에 있어서, 상기 동기화 타이밍 정보에 의해 식별된 시간에, 상기 특정노드가 하나 이상의 이웃 노드들로 패킷을 전송하는데 상기 할당된 채널과 타임슬롯을 이용하는 단계를 더욱 포함하는 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 이웃 노드들은 상기 특정 노드의 하나의 통신 홉(hop) 이내에 있는 네트워크 노드들로 식별되는 것인 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제10항에 있어서, 10개의 타임슬롯이 상기 특정 노드와 상기 이웃 노드들 사이의 액티브 링크에 할당되는 것인 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 최대 타임슬롯의 수를 식별하는 단계는,

상기 분산 할당 단계중에 상기 네트워크 안의 상기 복수의 노드들 가운데 임의의 하나의 노드에 할당된 타임슬롯의 최대 수를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 위한 방법.
복수의 노드들을 갖는 무선 통신 네트워크에서의 시분할 다중 액세스 타임슬롯 및 채널 할당을 지원하는 무선 통신 장치에 있어서, 상기 무선 통신 장치는,

분산 할당 단계(distributed allocation phase)동안, 현재의 분산 할당 리더 노드로서 동작하며,

상기 네트워크 내의 상기 무선 통신 장치와 이웃 노드들간의 액티브 링크에 타임슬롯을 할당하고,

상기 할당된 타임슬롯에 대한 채널을 할당하며,

상기 복수의 노드들 중에서 새로운 분산 할당 리더 노드를 선택하도록 구성되고;

그리고, 이후 할당 조정 단계(Allocation adjustment phase) 동안, 현재의 할당 조정 리더 노드로서 동작하며,

최대 타임슬롯의 수를 식별하고,

상기 분산 할당 단계에서 상기 무선 통신 장치에 의해 할당된 타임슬롯과 상기 최대 타임 슬롯의 수의 차이를 기초로 하여 할당 가능한 하나 이상의 추가 타임슬롯을 식별하고,

상기 하나 이상의 추가 타임 슬롯 및 대응하는 채널을 상기 무선 통신 장치와 하나 이상의 이웃 노드들간의 하나 이상의 액티브 링크에 할당하며,

상기 복수의 노드들로부터 새로운 할당 조정 리더 노드를 선택하도록 구성되는 것인,

무선 통신 장치.
제 13항에 있어서, 상기 무선 통신 네트워크는 WiMAX 네트워크, 802.11 네트워크 및 센서 네트워크 중 하나인 것인 무선 통신 장치.
제 13항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 상기 분산 할당 단계에서 경로안의 마지막 노드에 도달하였다는 통지를 수신하고, 상기 통지를 부모 노드에게 전달하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.
제13항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 상기 특정 노드를 분산 할당 리더 노드 후보로서 확인하는 부모 노드로부터의 지시를 수신하도록 더욱 구성된 무선 통신 장치.
제16항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 상기 부모 노드와는 다른 제2의 노드로부터 현재의 분산 할당 리더 노드로서 동작할 것을 요청받고, 응답으로서 상기 부모 노드에게 취소(revocation) 메시지를 송신하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.
제13항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 복수의 후보 분산 할당 리더 노드들을 식별하는 단계와 상기 후보 분산 할당 리더 노드들 중 하나를 상기 새로운 분산 할당 리더 노드로 선택하는 단계를 포함하는 프로세스에 의해 상기 새로운 분산 할당 리더 노드를 선택하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.
제18항에 있어서, 상기 선택된 후보 분산 할당 리더 노드는 이웃 노드들과 연결이 가장 많은 후보 노드인 것인 무선 통신 장치.
제13항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 상기 분산 할당 단계 동안, 시작 노드로부터 동기화 타이밍 정보를 수신하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.
제20항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 하나 이상의 이웃 노드들로 패킷을 전송하는데 상기 동기화 타이밍 정보에 의해 확인된 시간에, 상기 할당된 채널과 타임슬롯을 이용하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.
제13항에 있어서, 상기 이웃 노드들은 상기 무선 통신 장치의 하나의 통신 홉(hop) 이내에 있는 네트워크 노드들로서 식별되는 것인 무선 통신 장치
제22항에 있어서, 10개의 타임슬롯이 상기 무선 통신 장치와 상기 이웃 노드들 사이의 액티브 링크에 할당되는 것인, 무선 통신 장치
제13항에 있어서, 상기 무선 통신 장치는, 상기 분산 할당 단계 중에 상기 네트워크 안의 상기 복수의 노드들 가운데 임의의 하나의 노드에 할당된 타임슬롯의 최대 수를 결정하여 타임슬롯의 최대수를 식별하도록 더욱 구성되는 것인, 무선 통신 장치.