WO2011102634A2 - 릴레이를 송수신에 이용하는 광대역 근거리 무선 통신 방법 및 장치 - Google Patents

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WO2011102634A2
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장갑석
권형진
김용선
홍승은
진성근
이우용
정현규
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication method and apparatus for establishing a relay link in a wireless local area network system and using the relay for transmission and reception.
  • a wireless local area network (WLAN) environment data frame transmission is performed via a personal basic service set central point (PCP) / access point (AP) (hereafter referred to as an AP for convenience) or a peer. Can be sent directly to -to-peer.
  • PCP personal basic service set central point
  • AP access point
  • STAs devices
  • 802.11e provides a direct link setup (DLS) mode between STAs to more than double the channel usage efficiency by transmitting a direct frame without going through an AP.
  • DLS direct link setup
  • the wireless network throughput may be degraded, and it may not be satisfied when QoS is required, such as multimedia streaming.
  • Millimeter-wave communication uses about 1.8 GHz bandwidth to easily transmit data of several Gbps without high modulation, while there are disadvantages of high linearity and high power loss due to the characteristics of high frequency. It is recommended to collect in a specific direction rather than a direction to obtain high antenna gain. However, if line-of-sight is not secured, the signal must be reflected and transmitted, which increases the attenuation loss and adds reflection loss. In addition, when the line of sight is blocked by humans, the penetration loss is more than 20 dB, and the doors or walls that normally exist in the room are so large that the signal cannot be reached.
  • An embodiment of the present invention provides a wireless communication method using a relay for transmitting and receiving in a wireless local area network system.
  • An embodiment of the present invention provides a method for establishing a relay link in a wireless local area network system.
  • An embodiment of the present invention provides a method for setting a transmission time for transmitting a data frame from a source device when the relay operation mode is a cooperative mode after establishing a relay link in a wireless local area network system.
  • the source device In a wireless communication method using a relay for transmitting and receiving in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention, the source device, the discovery (discovering) of the list of relay devices in a basic service set (Basic Service Set) (discovering), the source Checking a channel state between a device and the relay devices and a channel state between the destination device and the relay devices, selecting a relay device to operate as a relay between the source device and the destination device and selecting the selected Transmitting a relay link establishment request message to a relay device, and establishing a relay link through the selected relay device.
  • Basic Service Set Basic Service Set
  • service period (SP) resource allocation information may be obtained from a personal basic service set central point (PCP) / access point (AP).
  • PCP personal basic service set central point
  • AP access point
  • a list of relay devices and a source device relay from a personal basic service set central point (APP) / access point (AP) Receiving a spontaneous relay search response message including performance information, receiving service period (SP) resource allocation information of each of the relay devices from the PCP / AP, and beamforming process with each of the relay devices And performing a beamforming process with the source device, and receiving a channel measurement request message from the source device, and receiving a channel measurement report message including channel state information with the relay devices. Transmitting to a device and reeling from a relay device selected as a relay link by said source device.
  • the selected relay apparatus including whether or not participate in the relay link.
  • the present invention relates to a method for establishing a relay link through a relay and a method for wireless communication by setting a transmission time point for transmitting a data frame from a source device by identifying propagation delays between devices when the operation mode of the set relay is a cooperative mode.
  • the communication reach can be extended, the communication can be continuously performed even if the integrated link is blocked, and the cooperative mode through the relay is supported depending on the channel condition. This can increase the throughput.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a wireless local area network system using a relay for transmitting and receiving according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for searching for serviceable relay devices in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure for selecting a relay device to be used as a relay link in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for establishing a relay link through a selected relay device in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for setting a transmission time point when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a source apparatus of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a relay device of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a destination apparatus of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission time when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a source apparatus of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for setting a transmission time point when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a relay device of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission time when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a source apparatus of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a source apparatus for transmitting data using a relay in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a relay device for relaying data between a source device and a destination device in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a destination apparatus for receiving data using a relay in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • a source point of time for transmitting a data frame is set by a source device to perform wireless communication. It is about a method.
  • FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a wireless local area network system using a relay for transmitting and receiving according to an embodiment of the present invention.
  • a wireless local area network system includes a personal basic service set central point (PCP) / access point (AP) (hereinafter referred to as an AP for convenience) 120 and at least one device (source device 110). ), The relay devices 130, 131, 132, and the destination device 140.
  • the PCP / AP 120 may be either a PCP or an AP, or may be a device in which the PCP and the AP are combined.
  • the source device 110, the relay devices 130, 131, 132, or the destination device 140 transmits an Association Request frame to the AP 120 to join to the wireless local area network, and sends an Association Request frame from the AP 120. A response frame must be received.
  • the source device 110 selects the relay device 130 through the relay link setting with the relay devices 130, 131, and 132 and the destination device 140, and uses the selected relay device 130 to select a data frame. Can be sent.
  • the source device must acquire relay capability elements of the destination device before performing a relay link establishment process with the destination device.
  • the relay capability information may be received from the AP or may be received from the destination device.
  • the relay performance information may include whether to use the relay, whether to operate the relay, whether to use the relay, whether or not the power, the mobility, relay preference, duplex information in the relay and the relay operation type.
  • a process of establishing a relay link is performed. Then, a process of establishing a relay link in the wireless local area network system will be described with reference to FIGS. 2 to 4 below.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a procedure for searching for serviceable relay devices in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • a source device 110 discovers a list of relay devices in a basic service set through relay discovery procedures.
  • the basic service set is a network unit including one personal basic service set central point (PCP) / access point (AP) and at least one station.
  • the station may be a source device, a relay device, and a destination device.
  • the source device 110 transmits a relay search request message for requesting a relay search to the PCP / AP 120 in step 210.
  • the PCP / AP 120 searches for a list of serviceable relay devices 130, 131, and 132 included in a basic service set (BSS) in step 212, and relay search response message including a list of relay devices. response frame) to the source device (110).
  • BSS basic service set
  • the PCP / AP 120 receives an unsolicited relay search response frame including a list of relay devices 130, 131, and 132 and relay capability information of the source device 110. Transmit to device 140.
  • the wireless local area network system selects the relay device 130 after searching for the relay devices.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure for selecting a relay device to be used as a relay link in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the PCP / AP 120 transmits service period (SP) resource allocation information of each of the relay devices 130, 131, and 132 to the source device 110 and the destination device 140 in step 310. do.
  • SP service period
  • the source device 110 that has received the service period (SP) resource allocation information performs a beamforming process with each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • beamforming is a mechanism performed by a pair of devices to achieve the necessary millimeter-wave link budget for subsequent communication. Therefore, the SP allocated from the PCP / AP 120 should be allocated a duration in which the beamforming process between the source device 110 and the relay devices can be completed. In addition, the SP must be allocated a duration in which beamforming between the destination device 140 and the relay devices can be completed. Similarly, the SP must be allocated a duration in which beamforming between the source device 110 and the destination device 140 can be completed.
  • the destination device 140 performs a beamforming process with each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • the source device 110 transmits a multi-relays channel measurement request frame to each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • the source device 110 may refer to a channel state (channel quality information, direction information, etc. of the corresponding link) from the relay devices 130, 131, and 132 to the source device 110.
  • the multi-relays channel measurement response frame including the measured channel measurement information is received to check the channel state between the source device 110 and the relay devices 130, 131, and 132. That is, the process of checking the channel state by receiving the channel response message from the source device 110 may be repeatedly performed for each of the relay devices 130, 131, and 132 in the basic service set.
  • the source device 110 performs a beamforming process between the destination devices 140 in step 320.
  • the source device 110 transmits a channel measurement request message to the destination device 140 in step 322.
  • the source device 110 may determine the channel state between the source device 110 and the destination device 140 and the channel between the relay devices 130, 131, and 132 and the destination device 140 from the destination device 140. Receive a channel measurement response message containing a status.
  • the source device may be a channel state between the source device 110 and the relay devices 130, 131, and 132, a channel state between the source device 110 and the destination device 140, and the relay devices 130, 131, and 132.
  • the relay device 130 to be used is selected using the channel state between the destination and the destination device 140 and the relay capability information of each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a procedure for establishing a relay link through a selected relay device in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the source device 110 transmits a relay link setup request message requesting a relay link setup to the selected relay device 130 in step 410.
  • the relay link establishment request message may include relay capability information and relay transmission parameter information of each of the source device 110, the destination device 140, and the selected relay device 130.
  • the relay transmission parameter information may include relay operation type information, duplex transmission mode information of the relay, and information necessary for transmitting and receiving other data frames.
  • the selected relay device 130 When the selected relay device 130 receives the relay link establishment request message, the selected relay device 130 transmits the relay link establishment request message to the destination device 140 in step 412.
  • the destination device 140 When the destination device 140 receives the relay link setup request message from the selected relay device 130, the destination device 140 selects a relay link setup response frame including whether the destination device 140 participates in step 414. Transmit to device 130.
  • the selected relay device 130 When the selected relay device 130 receives the relay link establishment response message in step 414, the selected relay device 130 includes the presence or absence of participation in the selected relay device 130 in the relay link establishment response message and transmits it to the source device 110.
  • the source device 110 receives a relay link establishment response message from the relay device 130 selected in step 416.
  • the source device 110 checks the relay link establishment response message and both the selected relay device 130 and the destination device 140 participate in the relay link, the source device 110 uses the relay device 130 selected in step 418.
  • a relay link setup announcement frame (PC) is transmitted to the PCP / AP 120 informing that the message has been set.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a procedure for setting a transmission point of a frame when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a wireless local area network system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the source device 110 determines a switching mode, which is an operation mode of the relay, and a cooperative mode having a more efficient mode or a mode selected by a user as an operation mode of the relay.
  • the switching mode is a mode for determining whether to transmit data through a relay.
  • the cooperative mode is a mode in which data transmitted through the relay and data transmitted through the relay arrive at the destination device at the same time.
  • the source device 110 selects an operation mode notification message indicating that the operation mode of the relay is determined as the cooperative mode in step 510. Send to
  • the destination device 140 When the destination device 140 receives the operation mode notification message, the destination device 140 transmits a measurement request message to the selected relay device 130 and the source device 110 in step 512.
  • the measurement request message may be an adjustment request (TPA) request frame in which both the timing offset and the sampling offset are set to zero.
  • TPA adjustment request
  • each of the selected relay device 130 and the source device 110 When each of the selected relay device 130 and the source device 110 receives the measurement request message, each of the selected relay device 130 and the source device 110 transmits a measurement response message at a predetermined time.
  • the preset time for transmitting the first measurement response message may be different from the selected relay device 130 and the source device 110 and included in the measurement request message.
  • the measurement response message may be an adjustment request (TPA) response frame.
  • the destination device 140 estimates a timing offset and a sampling offset between the source device 110 and the destination device 140 using the measurement response message received from the source device 110.
  • the destination device 140 estimates a timing offset and a sampling offset between the selected relay device 130 and the destination device 140 using the measurement response message received from the selected relay device 130.
  • the timing offset is a propagation delay time delayed as the radio wave is transmitted
  • the sampling offset is an error caused by a clock error in the device.
  • the destination device 140 transmits a measurement result message including the timing offset and the sampling offset to the selected relay device 130 and the source device 110.
  • the procedure for adjusting the transmission time may be repeatedly performed a predetermined number of times.
  • the destination device 140 may transmit a report frame indicating whether the transmission time adjustment procedure is successful to the source device. That is, the destination device 140 may transmit a transmission time adjustment request frame to the relay device, and receive a transmission time adjustment response frame that is a response frame to the transmission time adjustment request frame from the relay device. At this time, the timing offset of the transmission time adjustment request frame is set to “dT DS -dT DR )”.
  • the destination device 140 estimates a time deviation between an actual arrival time of the transmission timing adjustment response frame and a preset delay time.
  • the preset delay time may be “short beamforming inter frame space (SBIFS) + length of transmission time control request frame”.
  • SBIFS short beamforming inter frame space
  • two frames may be separated by “SBIFS”, and the duration of SBIFS may be determined according to the characteristics of the physical layer. If the time deviation is “2 * dT DR + (dTDS-dT DR )”, the destination device 140 may determine that the transmission time adjustment procedure is successful.
  • dT DR represents a propagation delay from the destination device 140 to the relay device
  • dT DS represents a propagation delay from the destination device 140 to the source device.
  • the selected relay device 130 and the source device 110 When each of the selected relay device 130 and the source device 110 receives the measurement result message, in step 518, the selected relay device 130 and the source device 110 transmit a measurement result response message indicating that the measurement result message has been received.
  • the measurement result response message may be an adjustment request (TPA) response frame.
  • the source device 110 transmits a measurement request message to the selected relay device 130.
  • the selected relay device 130 When the selected relay device 130 receives the measurement request message, in operation 522, the selected relay device 130 transmits a measurement response message to the source device 110.
  • the source device 110 When the source device 110 receives the measurement response message from the selected relay device 130, the source device 110 estimates a timing offset and a sampling offset between the source device 110 and the selected relay device 130.
  • the source device 110 uses the timing offsets and sampling offsets between the devices to transmit the frame # 1 from the source device 110 to the destination device 140 and the relay device 130 to the destination device 140.
  • the transmission time of the frame is adjusted so that the transmitted frame # 2 arrives at the destination device 140 at the same time. Since the operation mode of the relay is the cooperative mode, the frame # 1 and the frame # 2 are frames including the same data.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a source device of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the source device 110 obtains relay capability information of the destination device 140.
  • the relay capability information of the destination device 140 may be received from the PCP / AP 120 or may be received from the destination device 140.
  • the relay performance information may include whether to use the relay, whether to operate the relay, whether to use the relay, whether or not the power, the mobility, relay preference, duplex information in the relay and the relay operation type.
  • the source device 110 searches for relay devices 130, 131, and 132 that can be serviced through the PCP / AP 120.
  • the source device 110 transmits a relay search request message requesting a relay search to the PCP / AP 120, and the service device included in the basic service set (BSS) from the PCP / AP 120 is available.
  • the search may be performed by receiving a relay search response message including a list of relay devices.
  • the source device 110 receives SP resource allocation information of each of the relay devices 130, 131, and 132 from the PCP / AP 120.
  • the source device 110 performs a beamforming process with each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • the source device 110 performs a beamforming process with the destination device 140.
  • the source device 110 may include a channel state between the source device 110 and the relay devices 130, 131, and 132, a channel state between the source device 110 and the destination device 140, and the relay device 130.
  • the relay device 130 to be used is selected using the channel state between the 131, 132, and the destination device 140, and the relay capability information of each of the relay devices 130, 131, and 132. In this case, the selection of a device to be used as a relay may be determined (implementation-dependent) according to the implementation environment.
  • the source device 110 requests whether the source device 110 participates in the relay link through the selected relay device 130 and the relay device 130 selected as the destination device 140.
  • the source device 110 checks whether the relay link is successfully established by participating in the relay link in response to both the selected relay device 130 and the destination device 140.
  • the source device 110 transmits a relay link establishment notification message to the PCP / AP 120 indicating that the relay link is established in step 630.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a relay device of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the relay device 130 receives service period (SP) resource allocation information from the PCP / AP 120.
  • SP service period
  • the relay device 130 performs a beamforming process with each of the source device 110 and the destination device 140.
  • the relay device 130 transmits the relay link establishment request message to the destination device 140.
  • the relay device 130 When the relay device 130 receives the relay link establishment response message from the destination device 140 in step 722, the relay device 130 includes the presence or absence of the relay device 130 in the relay link establishment response message in step 724. To send).
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating a process of establishing a relay link in a destination apparatus of a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the destination device 140 receives a voluntary relay search response message including a list of relay devices and relay capability information of the source device 110 from the PCP / AP 120.
  • the destination device 140 receives service period (SP) resource allocation information of each of the relay devices 130, 131, and 132 from the PCP / AP 120.
  • SP service period
  • the destination device 140 performs a beamforming process with each of the relay devices 130, 131, and 132. In operation 816, the destination device 140 performs a beamforming process with the source device 110.
  • the destination device 140 When the destination device 140 receives the channel measurement request message from the source device 110 in step 818, the channel measurement report message including channel state information with the relay devices 130, 131, and 132 in step 820. To the source device 110.
  • the destination device 140 receives the relay link establishment request message from the relay device 130 selected as the relay link by the source device 110 in step 822, the destination device 140 joins the relay link in step 824.
  • a relay link establishment response message including whether or not to transmit to the selected relay device 130.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission time when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a source apparatus of a wireless local area network system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the source device 110 selects an operation mode notification message indicating that the operation mode is the cooperative mode in operation 912. 140).
  • the source device 110 transmits the first measurement response message at a predetermined time in step 916.
  • the source device 110 checks the timing offset and the sampling offset between the devices included in the measurement result message in step 920.
  • the timing offset and sampling offset between the devices included in the measurement result message are the timing offset and sampling offset between the source device 110 and the destination device 140 or the relay device 130 and the destination device 140 selected by the destination device 140. May be a timing offset and a sampling offset.
  • the source device 110 transmits a measurement result response message indicating that the measurement result message has been received to the destination device 140.
  • the source device 110 transmits a measurement request message to the selected relay device 130.
  • the source device 110 estimates a timing offset and a sampling offset between the source device 110 and the selected relay device 130.
  • the source device 110 adjusts a transmission time point at which the frame is transmitted such that the same frame reaches the destination device 140 at the same time by using timing offsets and sampling offsets between the devices.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process for setting a transmission time when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a relay device of a wireless local area network system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the relay device 130 when the relay device 130 receives an operation mode notification message indicating that the operation mode is the cooperative mode from the source device 110 in step 1010, the relay device 130 performs the following procedure for operating in the cooperative mode. To start.
  • the relay device 130 transmits the measurement response message to the destination device 140 at a predetermined time included in the measurement request message in step 1014.
  • the relay device 130 When the relay device 130 receives the measurement result message from the destination device 140 in step 1016, the timing offset and sampling offset between the destination device 140 and the relay device 130 or the destination device and the relay in step 1018. Check the timing offset and sampling offset difference information between the devices and between the destination device and the source device.
  • the relay device 130 transmits a measurement result response message indicating that the measurement result message has been received to the destination device 140.
  • the relay device 130 when the relay device 130 receives the measurement request message from the source device 110, the relay device 130 transmits the measurement response message to the source device 110 at a predetermined time included in the measurement request message.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a process of setting a transmission time when an operation mode of a relay is a cooperative mode in a source apparatus of a wireless local area network system according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the destination device 140 when the destination device 140 receives an operation mode notification message indicating that the operation mode of the relay is the cooperative mode from the source device 110 in step 1110, the destination device 140 selects the measurement request message in step 1112. And a source device 110.
  • the destination apparatus 140 When the destination apparatus 140 receives the measurement response message from each of the source apparatus 110 and the destination apparatus 140 in operation 1110, the destination apparatus 140 and the destination apparatus using the measurement response messages received in operation 1116.
  • the timing offset and the sampling offset between 140 are estimated, or the timing offset and the sampling offset between the selected relay device 130 and the destination device 140 are estimated.
  • the destination device 140 transmits a measurement result message including the timing offset and the sampling offset between the devices measured in step 1118 to the selected relay device 130 and the source device 110.
  • the destination device 140 receives the measurement result response message indicating that the measurement result message has been received from the selected relay device 130 and the source device 110 in step 1120, the destination device 140 receives a data frame as a cooperative mode in step 1122. .
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration of a source apparatus for transmitting data using a relay in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the source device 110 may include a control unit 1210, a communication unit 1220, a relay search processing unit 1212, a relay selecting unit 1214, a relay link setting unit 1216, and a cooperative mode processing unit 1218. Include.
  • the communication unit 1220 is a device for transmitting and receiving data through short-range communication, and provides short-range communication with the PCP / AP 120, the relay devices, and the destination device 140.
  • the relay search processor 1212 searches for relay devices that can be serviced through the PCP / AP 120.
  • the relay selector 1214 checks the channel state between the source device 110 and the relay devices, the channel state between the source device 110 and the destination device 140, and the channel state between the relay devices and the destination device 140. .
  • the relay selector 1214 selects a relay device to be used using channel state information between the devices and relay capability information of each of the relay devices 130, 131, and 132.
  • the relay link setting unit 1216 sets a relay link by receiving a response by requesting whether the selected relay device 130 and the destination device 140 participate in the relay link through the selected relay device 130.
  • the cooperative mode processing unit 1218 adjusts a transmission time for transmitting a frame such that the same frame reaches the destination device at the same time when the operation mode of the relay is determined as the cooperative mode. For more detailed procedure of adjusting the transmission time point, see FIG. 9.
  • the controller 1210 may control the overall operation of the source device 110.
  • the controller 1210 may perform the functions of the relay search processor 1212, the relay selector 1214, the relay link setting unit 1216, and the cooperative mode processor 1218.
  • the controller 1210, the relay search processor 1212, the relay selector 1214, the relay link setting unit 1216, and the cooperative mode processor 1218 are illustrated separately to describe each function.
  • the control unit 1210 includes at least one processor configured to perform functions of the relay search processing unit 1212, the relay selecting unit 1214, the relay link setting unit 1216, and the cooperative mode processing unit 1218. can do.
  • the controller 1210 may include at least one configured to perform some of the functions of each of the relay search processor 1212, the relay selector 1214, the relay link setting unit 1216, and the cooperative mode processor 1218. It may include a processor.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a relay device for relaying data between a source device and a destination device in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the relay device 130 includes a control unit 1310, a communication unit 1320, a channel state measuring unit 1214, a relay link setting unit 1316, and a cooperative mode processing unit 1318.
  • the communication unit 1320 is a device for transmitting and receiving data through short-range communication, and provides short-range communication with the source device 110, the PCP / AP 120, and the destination device 140.
  • the channel state measuring unit 1314 performs a beamforming process with each of the source apparatus 110 and the destination apparatus 140, and when receiving a channel measurement request message from the source apparatus 110, the channel state with the source apparatus 110.
  • the channel measurement report message including the information is transmitted to the source device 110.
  • the relay link setting unit 1316 When the relay link setting unit 1316 receives the relay link setting request message from the source device 110, the relay link setting unit 1316 transmits the relay link setting request message to the destination device 140. When the relay link setting unit 1316 receives the relay link setting response message from the destination device 140, the relay link setting unit 1316 includes whether the relay device 130 participates in the relay link setting response message and transmits it to the source device 110. .
  • the cooperative mode processing unit 1318 performs a procedure for adjusting a transmission time for transmitting a frame such that the same frame reaches the destination device at the same time when the operation mode of the relay is determined as the cooperative mode. For more detailed procedure of adjusting the transmission time point, see FIG. 10 described above.
  • the controller 1310 may control the overall operation of the relay device 130.
  • the controller 1310 may perform functions of the channel state measuring unit 1314, the relay link setting unit 1316, and the cooperative mode processing unit 1318.
  • the controller 1310, the channel state measuring unit 1314, the relay link setting unit 1316, and the cooperative mode processing unit 1318 are illustrated separately to describe each function.
  • the controller 1310 may include at least one processor configured to perform each function of the channel state measuring unit 1314, the relay link setting unit 1316, and the cooperative mode processing unit 1318.
  • the controller 1310 may include at least one processor configured to perform some of the functions of the channel state measuring unit 1314, the relay link setting unit 1316, and the cooperative mode processing unit 1318. .
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a configuration of a destination apparatus for receiving data using a relay in a wireless local area network system according to an embodiment of the present invention.
  • the destination device 140 includes a controller 1410, a communication unit 1420, a channel state measuring unit 1214, a relay link setting unit 1416, and a cooperative mode processing unit 1418.
  • the communication unit 1420 is a device for transmitting and receiving data through short-range communication, and provides short-range communication with the source device 110, the PCP / AP 120, and the relay device 130.
  • the channel state measuring unit 1414 performs a beamforming process with each of the source device 110 and the relay devices 130, 131, and 132.
  • the channel state measurement unit 1414 receives the channel measurement request message from the source device 110
  • the channel state measurement unit 1414 receives a channel measurement report message including channel state information with the relay devices 130, 131, and 132. 110).
  • the relay link setting unit 1416 When the relay link setting unit 1416 receives the relay link establishment request message from the relay device 130 selected as the relay link by the source device 110, the relay link setting unit 1416 includes whether the destination device 140 participates in the relay link. The link establishment response message is transmitted to the selected relay device 130.
  • the cooperative mode processing unit 1418 transmits a frame from the source device 110 such that the same frame received through the source device 110 and the relay device 130 simultaneously reaches the destination device when the operation mode of the relay is determined as the cooperative mode.
  • a procedure for adjusting the transmission time is performed. For more detailed procedure of adjusting the transmission time point, refer to FIG. 11 described above.
  • the controller 1410 may control the overall operation of the destination device 140.
  • the controller 1410 may perform functions of the channel state measuring unit 1414, the relay link setting unit 1416, and the cooperative mode processing unit 1418.
  • the control unit 1410, the channel state measuring unit 1414, the relay link setting unit 1416, and the cooperative mode processing unit 1418 are illustrated separately to describe respective functions.
  • the controller 1410 may include at least one processor configured to perform functions of the channel state measuring unit 1414, the relay link setting unit 1416, and the cooperative mode processing unit 1418.
  • the controller 1410 may include at least one processor configured to perform some of the respective functions of the channel state measuring unit 1414, the relay link setting unit 1416, and the cooperative mode processing unit 1418. .
  • action frame formats for supporting a relaying function according to an embodiment of the present invention may be defined.
  • the “action field value” for identifying an action of action frame formats may be defined as shown in [Table 1].
  • the "RLS response” may be configured as shown in [Table 3].
  • the TPA request may be configured as shown in [Table 4].
  • the TPA response may be configured as shown in Table 5.
  • Methods according to an embodiment of the present invention can be implemented in the form of program instructions that can be executed by various computer means and recorded in a computer readable medium.
  • the computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination.
  • Program instructions recorded on the media may be those specially designed and constructed for the purposes of the present invention, or they may be of the kind well-known and available to those having skill in the computer software arts.

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Abstract

본 발명은 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법을 제안한다. 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템은 릴레이를 통한 릴레이 링크를 설정하고 설정한 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 장치 간의 전파지연 등을 파악해서 소스 장치에서 데이터 프레임을 전송하는 전송시점을 설정해서 무선 통신 하는 방법에 관한 것이다.

Description

릴레이를 송수신에 이용하는 광대역 근거리 무선 통신 방법 및 장치
본 발명은 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크를 설정해서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법 및 장치에 관한 것이다.
무선 근거리 통신망(WLAN: Wireless Local Area Network) 환경에서 데이터 프레임의 전송은 PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point)(이하 편의성을 위해 AP로만 언급함.)을 경유하여 전송하거나 peer-to-peer로 직접 전송할 수 있다. 그러나 일반적으로 AP로의 업링크와 다운링크를 사용하는 전송은 네트워크 내 다른 기기(STA: station)와 채널 획득을 위해 경쟁해야 하므로 처리량이 감소할 수 있다. 이를 보완하기 위해 802.11e에서는 STA간에 직접 링크 설정 (DLS; Direct Link Setup) 모드를 통해 AP를 거치지 않고 직접 프레임을 전송하여 채널 사용 효율을 2배 이상 높일 수 있도록 하고 있다. 그러나 DLS에서도 네트워크에 존재하는 다중 경로, 감쇄, 간섭 등으로 인해 채널 상태가 나빠지면 무선 네트워크 처리량이 떨어지게 되어 멀티미디어 스트리밍과 같이 QoS가 필요한 경우는 이를 만족시키지 못할 수 있다.
멀티미디어 스트리밍과 같이 QoS가 필요한 경우의 상황은 특히 60GHz 대역과 같은 밀리미터파에서 더욱 두드러진다. 밀리미터파 통신은 약 1.8GHz 대역폭을 사용하여 수 Gbps의 데이터를 high modulation 없이 손쉽게 전송할 수 있는 반면 고주파의 특성 상 직진성이 강하고 전력손실이 큰 단점이 있어 이를 보완하기 위해 지향성 안테나를 사용하여 전력을 전방향이 아닌 특정 방향으로 모아 high antenna gain을 얻는 방법이 권고(recommend)된다. 그러나 가시거리(line-of-sight)가 확보되지 않으면 신호를 반사시켜서 전달해야 하는데 그러면 거리가 길어져 감쇄 손실이 늘어나며 반사에 의한 손실이 추가된다. 게다가 사람에 의해 가시거리를 차단될 경우 침투손실(penetration loss)이 20dB 이상이며 보통 실내에 존재하는 문이나 벽은 손실이 더 커서 신호가 도달하지 못하게 된다.
따라서 이렇게 DLS만으로도 충분치 못한 경우에 릴레이를 이용하는 우회링크와, 소스와 목적지의 직접링크를 모두 이용함으로써, 통신도달거리를 확대하거나, 직접링크가 막혀도 끊임없이 통신이 가능하도록 하는 방법이 필요하다.
본 발명의 실시예는 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크를 설정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예는 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크를 설정한 후 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 소스 장치에서 데이터 프레임을 전송하는 전송시점을 설정하는 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법은, 소스 장치가, 베이직 서비스 셋(Basic Service Set) 내의 릴레이 장치들의 리스트를 탐색(discovering)하는 단계와, 상기 소스 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태 및 상기 목적지 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태를 확인하고, 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 사이의 릴레이로서 동작(operation)할 릴레이 장치를 선택하는 단계 및 상기 선택된 릴레이 장치에 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 송신하고, 상기 선택된 릴레이 장치를 통한 릴레이 링크를 설정하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법은, 목적지 장치의 릴레이 성능 정보를 획득하는 단계와, PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point)를 통해 서비스 가능한 릴레이 장치들을 검색하는 단계와, 상기 PCP/AP 로부터 상기 릴레이 장치들 각각의 SP 자원 할당 정보를 수신하는 단계와, 상기 릴레이 장치들 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계와, 상기 릴레이 장치들 각각으로부터 상기 소스 장치와의 채널 상태를 획득하는 단계와, 상기 목적지 장치와 빔형성 과정을 수행하는 단계와, 목적지 장치로부터 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 채널 상태 및 상기 릴레이 장치들과 상기 목적지 장치들 간의 채널 상태를 획득하는 단계와, 상기 소스 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태, 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 채널 상태, 상기 릴레이 장치들과 상기 목적지 장치들 간의 채널 상태 및 상기 릴레이 장치들 각각의 릴레이 성능 정보를 이용해서 사용할 릴레이 장치를 선택하는 단계와, 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치로 상기 선택된 릴레이 장치를 통한 릴레이 링크의 참여 여부를 요청해서 응답 받는 단계 및 상기 릴레이 링크가 성공적으로 설정되면, 상기 릴레이 링크가 설정되었음을 알리는 릴레이 링크 설정 알림 메시지를 상기 PCP/AP로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 릴레이 장치에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법은, PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point)로부터 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신하는 단계와, 소스 장치와 목적지 장치 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계와, 상기 소스 장치로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 소스 장치와의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 상기 소스 장치로 송신하는 단계와, 상기 소스 장치로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하는 단계 및 상기 목적지 장치로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 링크 설정 응답 메시지에 릴레이 장치의 참여 여부를 포함시켜 상기 소스 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 목적지 장치에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법은, PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point) 로부터 릴레이 장치들의 리스트와 소스 장치의 릴레이 성능 정보를 포함하는 자발적인 릴레이 검색 응답 메시지를 수신하는 단계와, 상기 PCP/AP 로부터 상기 릴레이 장치들 각각의 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신하는 단계와, 상기 릴레이 장치들 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계와, 상기 소스 장치와 빔형성 과정을 수행하는 단계와, 상기 소스 장치로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 장치들과의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 상기 소스 장치로 송신하는 단계 및 상기 소스 장치에 의해 릴레이 링크로 선택된 릴레이 장치로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 상기 목적지 장치가 상기 릴레이 링크에 참여하는지 여부를 포함하는 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 상기 선택된 릴레이 장치로 송신하는 단계를 포함한다.
본 발명은 릴레이를 통한 릴레이 링크를 설정하고 설정한 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 장치 간의 전파지연 등을 파악해서 소스 장치에서 데이터 프레임을 전송하는 전송시점을 설정해서 무선 통신 하는 방법에 관한 것으로, 릴레이 장치를 이용하는 우회링크와 소스 장치와 목적지 장치의 직접링크를 모두 이용함으로써 통신 도달 거리를 확대하고, 집접링크가 막혀도 끊임없이 통신이 가능하도록 하고, 채널상태에 따라 릴레이를 통한 협력모드를 지원해서 처리율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 근거리 통신망 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 서비스 가능한 릴레이 장치들을 검색하는 절차를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크로 사용할 릴레이 장치를 선택하는 절차를 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 선택된 릴레이 장치를 통해 릴레이 링크를 설정하는 절차를 도시한 도면,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하는 절차를 도시한 도면,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 릴레이 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 목적지 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하는 과정을 도시한 흐름도,
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 릴레이 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하기 위한 과정을 도시한 흐름도,
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하는 과정을 도시한 흐름도,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 이용해서 데이터를 전송하는 소스 장치의 구성을 도시한 도면,
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 소스 장치와 목적지 장치 간의 데이터를 중계하는 릴레이 장치의 구성을 도시한 도면 및,
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 이용해서 데이터를 수신하는 목적지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예는 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하기 위해서 릴레이 링크를 설정하고 설정한 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 소스 장치에서 데이터 프레임을 전송하는 전송시점을 설정해서 무선 통신 하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 근거리 통신망 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면 무선 근거리 통신망 시스템은 PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point)(이하 편의성을 위해 AP로만 언급함.)(120)와 적어도 하나의 장치들(소스 장치(110), 릴레이 장치(130, 131, 132)들, 목적지 장치(140))로 구성된다. 여기서, PCP/AP(120)는 PCP 또는 AP 중 하나 일 수도 있고, PCP와AP가 결합된 장치일 수도 있다.
소스 장치(110), 릴레이 장치(130, 131, 132)들 또는 목적지 장치(140)가 무선 근거리 통신망에 조인(join)하려면 AP(120)에게 Association Request 프레임을 전송하고, AP(120)로부터 Association Response 프레임을 수신하여야 한다.
이후, 소스 장치(110)는 릴레이 장치(130, 131, 132)들 및 목적지 장치(140)와의 릴레이 링크 설정을 통해 릴레이 장치(130)를 선택하고, 선택된 릴레이 장치(130)를 이용해서 데이터 프레임을 송신할 수 있다.
소스 장치는 목적지 장치와 릴레이 링크 설정 과정을 수행하기 전에 목적지 장치의 릴레이 성능 정보(capability element)를 획득해야 한다. 릴레이 성능 정보는 AP로부터 수신할 수도 있고, 목적지 장치로부터 수신할 수도 있다. 이때, 릴레이 성능 정보는 릴레이 사용여부, 릴레이로의 동작여부, 릴레이 사용허가, 전원 여부, 이동성, 릴레이 선호도, 릴레이에서의 duplex 정보 및 릴레이 동작 유형 등을 포함할 수 있다.
만약 소스 장치와 목적지 장치가 릴레이 장치를 이용할 수 있는 능력(capability)이 있다면 릴레이 링크를 설정하는 과정을 수행한다. 그러면, 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 아래 도 2에서 도 4를 통해 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 서비스 가능한 릴레이 장치들을 검색하는 절차를 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 먼저, 소스 장치(110)는 Relay Discovery Procedures를 통해 베이직 서비스 셋(Basic Service Set) 내의 릴레이 장치들의 리스트를 탐색(discovering)한다. 여기서, 베이직 서비스 셋이란 하나의 PCP(Personal Basic service set central point)/AP(Access point)와 적어도 하나의 스테이션(station)으로 구성되는 네트워크 단위이다. 이때, 스테이션은 소스 장치, 릴레이 장치 및 목적지 장치가 될 수 있다.
보다 구체적으로, 소스 장치(110)는 210단계에서 PCP/AP(120) 로 릴레이 검색을 요청하는 릴레이 검색 요청 메시지(relay search request frame)를 전송한다.
PCP/AP(120)는 212단계에서 BSS(Basic Service Set)에 포함된 서비스 가능한 릴레이 장치(130, 131, 132)들의 리스트를 검색하고, 릴레이 장치들의 리스트를 포함하는 릴레이 검색 응답 메시지(relay search response frame)를 소스 장치(110)로 송신한다.
그리고, PCP/AP(120)는 214단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들의 리스트와 소스 장치(110)의 릴레이 성능 정보를 포함하는 자발적인 릴레이 검색 응답 메시지(unsolicited relay search response frame)를 목적지 장치(140)로 송신한다.
무선 근거리 통신망 시스템은 릴레이 장치들을 검색한 후에 릴레이 장치(130)를 선택한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이 링크로 사용할 릴레이 장치를 선택하는 절차를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, PCP/AP(120)는 310단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 SP(Service period) 자원 할당 정보를 소스 장치(110)와 목적지 장치(140)로 송신한다.
그리고 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신한 소스 장치(110)는 312단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각 과의 빔형성(Beamforming) 과정을 수행한다. 잘 알려진 바와 같이, 빔형성은 차후의(subsequent) 통신을 위해 필요한 밀리미터파 링크 버짓(the necessary millimeter-wave link budget)을 성취하기 위한, 한 쌍의 디바이스들에 의해 수행되는 메커니즘이다. 따라서, PCP/AP(120)로부터 할당되는 SP는 소스 장치(110)와 릴레이 장치들 각각 과의 빔형성 과정이 완료될 수 있는 구간(duration)이 할당되어야 한다. 또한, SP는 목적지 장치(140)와 릴레이 장치들 각각 과의 빔형성이 완료될 수 있는 구간(duration)이 할당되어야 한다. 마찬가지로, SP는 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 빔형성이 완료될 수 있는 구간(duration)이 할당되어야 한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 314단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각과의 빔형성 과정을 수행한다.
소스 장치(110)는 316단계에서 채널 측정 요청 메시지(multi-relays channel measurement request frame)를 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각으로 송신한다. 그리고, 소스 장치(110)는 318단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각으로부터 소스 장치(110)와의 채널 상태(해당링크의 채널품질 정보, 방향 정보 등. 이하 채널 상태로만 언급)를 나타내는 채널 측정 정보 포함하는 채널 측정 응답 메시지(multi-relays channel measurement response frame)를 수신해서 소스 장치(110)와 릴레이 장치(130, 131, 132)들 간의 채널 상태를 확인한다. 즉, 소스 장치(110)가 채널 응답 메시지를 수신하여 채널 상태를 확인하는 과정은 베이직 서비스 셋 내의 릴레이 장치들(130, 131, 132) 각각에 대해 반복적으로 수행될 수 있다.
소스 장치(110)는 320단계에서 목적지 장치(140) 간의 빔형성 과정을 수행한다.
소스 장치(110)는 322단계에서 채널 측정 요청 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다. 그리고, 소스 장치(110)는 324단계에서 목적지 장치(140)로부터 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태 및 릴레이 장치(130, 131, 132)들과 목적지 장치(140) 간의 채널 상태를 포함하는 채널 측정 응답 메시지를 수신한다.
이후, 소스 장치는 소스 장치(110)와 릴레이 장치(130, 131, 132)들 간의 채널 상태, 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태, 릴레이 장치(130, 131, 132)들과 목적지 장치(140)들 간의 채널 상태 및 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 릴레이 성능 정보를 이용해서 사용할 릴레이 장치(130)를 선택한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 선택된 릴레이 장치를 통해 릴레이 링크를 설정하는 절차를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 소스 장치(110)는 410단계에서 선택된 릴레이 장치(130)로 릴레이 링크 설정을 요청하는 릴레이 링크 설정 요청 메시지(Relay Link Setup request frame)를 송신한다. 이때, 릴레이 링크 설정 요청 메시지는 소스 장치(110), 목적지 장치(140) 및 선택된 릴레이 장치(130) 각각의 릴레이 성능 정보와 릴레이 송신 파라메터 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 릴레이 송신 파라메터 정보는 릴레이 동작 유형 정보, 릴레이의 듀플렉스(duplex) 전송 모드 정보 및 기타 데이터 프레임 전송 및 수신에 필요한 정보를 포함할 수 있다.
선택된 릴레이 장치(130)는 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면 412단계에서 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다.
목적지 장치(140)는 선택된 릴레이 장치(130)로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면 414단계에서 목적지 장치(140)의 참여 여부를 포함하는 릴레이 링크 설정 응답 메시지(Relay Link Setup response frame)를 선택된 릴레이 장치(130)로 송신한다.
선택된 릴레이 장치(130)는 414단계에서 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하면 릴레이 링크 설정 응답 메시지에 선택된 릴레이 장치(130)의 참여 여부를 포함시켜 소스 장치(110)로 송신한다.
소스 장치(110)는 416단계에서 선택된 릴레이 장치(130)로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신한다.
그리고, 소스 장치(110)는 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 확인해서 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)가 릴레이 링크에 모두 참여하는 경우, 418단계에서 선택된 릴레이 장치(130)를 이용하는 릴레이 링크가 설정되었음을 알리는 릴레이 링크 설정 알림 메시지(Relay Link Setup announcement frame)를 PCP/AP (120)로 송신한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 프레임의 전송시점을 설정하는 절차를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 소스 장치(110)는 릴레이의 동작모드인 스위칭 모드와 상기 협력모드 중에서 효율이 더 좋은 모드 또는 사용자가 선택한 모드를 릴레이의 동작모드로 결정한다. 여기서, 스위칭 모드는 데이터를 전송할 때 릴레이를 통해 전송할지 여부를 스위칭을 통해 결정하는 모드이다. 그리고 협력 모드는 릴레이를 통해 전송되는 데이터와 릴레이를 통하지 않고 전송되는 데이터가 목적지 장치에 동시에 도착되도록 전송하는 모드이다.
그리고, 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면, 소스 장치(110)는 510단계에서 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되었음을 알리는 동작모드 알림 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)로 송신한다.
목적지 장치(140)는 동작모드 알림 메시지를 수신하면 512단계에서 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)로 측정 요청 메시지를 송신한다. 이때, 측정 요청 메시지는 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋이 모두 0으로 설정된 TPA(Adjustment request) request frame 일 수 있다.
선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110) 각각은 측정 요청 메시지를 수신하면 514단계에서 각기 기설정된 시간에 측정 응답 메시지를 송신한다. 이때, 제1 측정 응답 메시지를 송신하는 기설정된 시간은 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)가 서로 다르며 측정 요청 메시지에 포함되어 있을 수 있다. 그리고, 측정 응답 메시지는 TPA(Adjustment request) response frame 일 수 있다.
목적지 장치(140)는 소스 장치(110)로부터 수신하는 측정 응답 메시지를 이용해서 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋을 추정한다. 그리고, 목적지 장치(140)는 선택된 릴레이 장치(130)로부터 수신하는 측정 응답 메시지를 이용해서 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋 추정한다. 여기서 타이밍 오프셋은 전파가 전달되면서 지연되는 전파지연시간이고, 샘플링 오프셋은 장치 내부의 클럭 오차 등으로 발생하는 오차이다.
목적지 장치(140)는 516단계에서 타이밍 오프셋 및 샘플링 오프셋을 포함하는 측정결과 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)로 송신한다.
516단계에서 목적지 장치(140)는 릴레이 장치와 소스 장치로부터 추정된 오프셋의 상대적 차이 정보를 릴레이 장치(130)로 송신할 수도 있다. 이때, 측정 결과 메시지는 추정한 타이밍 오프셋과 추정한 샘플링 오프셋(또는 릴레이 장치와 소스 장치로부터 추정된 오프셋의 상대적 차이)을 포함하는 TPA(Adjustment request) request frame 일 수 있다.
한편, 전송 시점을 조절하는 프로시저는 기 설정된 횟수만큼 반복 수행될 수 있다. 이때, 목적지 장치(140)는 전송 시점 조절 프로시저의 성공여부를 나타내는 리포트 프레임을 상기 소스 장치로 전송할 수 있다. 즉, 목적지 장치(140)는 전송 시점 조절 요청 프레임을 상기 릴레이 장치로 전송하고, 상기 릴레이 장치로부터 상기 전송 시점 조절 요청 프레임에 대한 응답 프레임인 전송 시점 조절 응답 프레임을 수신할 수 있다. 이때, 전송 시점 조절 요청 프레임의 타이밍 오프셋은 “dTDS-dTDR)”로 설정된다. 목적지 장치(140)는 전송 시점 조절 응답 프레임을 수신하면, 상기 전송 시점 조절 응답 프레임의 실제 도달 시간(actual arrival time)과 기 설정된 딜레이 타임과의 시간 편차(time deviation)를 추정한다. 기 설정된 딜레이 타임은 “SBIFS(short beamforming inter frame space)+전송 시점 조절 요청 프레임의 길이”일 수 있다. 광대역 근거리 무선 통신 시스템에서, 두 개의 프레임은 “SBIFS”에 의해 분리될(separated) 수 있으며, SBIFS의 듀레이션(duration)은 물리 계층의 특성에 따라 결정될 수 있다. 목적지 장치(140)는 상기 시간 편차가 “2*dTDR+(dTDS-dTDR)”이면, 상기 전송 시점 조절 프로시저가 성공한 것으로 결정할 수 있다. 이때, dTDR은 목적지 장치(140)로부터 상기 릴레이 장치로의 전파 지연(propagation delay), dTDS은 목적지 장치(140)로부터 상기 소스 장치로의 전파 지연을 나타낸다.
선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110) 각각은 측정결과 메시지를 수신하면, 518단계에서 측정결과 메시지를 수신하였음을 알리는 측정결과 응답 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다. 그리고, 측정결과 응답 메시지는 TPA(Adjustment request) response frame 일 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 520단계에서 측정 요청 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)로 송신한다.
선택된 릴레이 장치(130)는 측정 요청 메시지를 수신하면, 522단계에서 기설정된 시간에 측정 응답 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
소스 장치(110)는 선택된 릴레이 장치(130)로부터 측정 응답 메시지를 수신하면 소스 장치(110)와 선택된 릴레이 장치(130) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋 추정한다.
그리고, 소스 장치(110)는 각 장치간의 타이밍 오프셋들과 샘플링 오프셋들을 이용해서 소스 장치(110)에서 목적지 장치(140)에 전송되는 프레임#1과 릴레이 장치(130)에서 목적지 장치(140)로 전송되는 프레임#2이 동시에 목적지 장치(140)에 도달하도록 프레임의 전송 시점을 조절한다. 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 이므로, 프레임#1과 프레임#2는 동일한 데이터를 포함하는 프레임이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 소스 장치(110)는 610단계에서 목적지 장치(140)의 릴레이 성능 정보를 획득한다. 목적지 장치(140)의 릴레이 성능 정보는 PCP/AP(120) 로부터 수신할 수도 있고, 목적지 장치(140)로부터 수신할 수도 있다. 이때, 릴레이 성능 정보는 릴레이 사용여부, 릴레이로의 동작여부, 릴레이 사용허가, 전원 여부, 이동성, 릴레이 선호도, 릴레이에서의 duplex 정보 및 릴레이 동작 유형 등을 포함할 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 612단계에서 PCP/AP(120)를 통해 서비스 가능한 릴레이 장치(130, 131, 132)들을 검색한다. 612단계를 보다 상세히 살펴보면 소스 장치(110)는 PCP/AP(120)로 릴레이 검색을 요청하는 릴레이 검색 요청 메시지를 전송하고, PCP/AP(120)로부터 BSS(Basic Service Set)에 포함된 서비스 가능한 릴레이 장치들의 리스트를 포함하는 릴레이 검색 응답 메시지를 수신함으로써 검색할 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 614단계에서 PCP/AP(120) 로부터 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 SP 자원 할당 정보를 수신한다.
그리고, 소스 장치(110)는 616단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각과 빔형성 과정을 수행한다.
그리고, 소스 장치(110)는 618단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각으로부터 소스 장치(110)와의 채널 상태를 획득한다. 618단계를 보다 상세히 살펴보면 소스 장치(110)는 채널 측정 요청 메시지를 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각으로 송신하고, 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각으로부터 소스 장치(110)와의 채널 상태를 포함하는 채널 측정 응답 메시지를 수신해서 채널 상태를 확인할 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 620단계에서 목적지 장치(140)와 빔형성 과정을 수행한다.
그리고, 소스 장치(110)는 622단계에서 목적지 장치(140)로부터 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태 및 릴레이 장치들과 목적지 장치(140)들 간의 채널 상태를 획득한다. 622단계를 보다 상세히 살펴보면 소스 장치(110)는 채널 측정 요청 메시지를 목적지 장치(140)로 송신하고, 목적지 장치(140)로부터 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태 및 릴레이 장치들과 목적지 장치(140) 간의 채널 상태를 포함하는 채널 측정 응답 메시지를 수신해서 채널 상태를 확인할 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 624단계에서 소스 장치(110)와 릴레이 장치(130, 131, 132)들 간의 채널 상태, 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태, 릴레이 장치(130, 131, 132)들과 목적지 장치(140) 간의 채널 상태 및 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 릴레이 성능 정보를 이용해서 사용할 릴레이 장치(130)를 선택한다. 이때, 릴레이로 사용할 장치의 선택은, 구현환경에 따라 결정(implementation-dependent)될 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 626단계에서 소스 장치(110)는 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)로 선택된 릴레이 장치(130)를 통한 릴레이 링크의 참여 여부를 요청해서 응답 받는다.
그리고, 소스 장치(110)는 628단계에서 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)의 응답결과 모두 릴레이 링크에 참여하여 릴레이 링크가 성공적으로 설정되었는지 확인한다.
628단계의 확인결과 릴레이 링크가 성공적으로 설정되었으면, 소스 장치(110)는 630단계에서 릴레이 링크가 설정되었음을 알리는 릴레이 링크 설정 알림 메시지를 PCP/AP(120)로 송신한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 릴레이 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면 릴레이 장치(130)는 710단계에서 PCP/AP(120) 로부터 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 712단계에서 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 각각과 빔형성 과정을 수행한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 714단계에서 소스 장치(110)로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 716단계에서 소스 장치(110)와의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 718단계에서 소스 장치(110)로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 720단계에서 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 722단계에서 목적지 장치(140)로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하면, 724단계에서 릴레이 링크 설정 응답 메시지에 릴레이 장치(130)의 참여 여부를 포함시켜 소스 장치(110)로 송신한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 목적지 장치에서 릴레이 링크를 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 목적지 장치(140)는 810단계에서 PCP/AP(120)로부터 릴레이 장치들의 리스트와 소스 장치(110)의 릴레이 성능 정보를 포함하는 자발적인 릴레이 검색 응답 메시지를 수신한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 812단계에서 PCP/AP(120)로부터 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 814단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각과 빔형성 과정을 수행한다. 그리고, 목적지 장치(140)는 816단계에서 소스 장치(110)와 빔형성 과정을 수행한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 818단계에서 소스 장치(110)로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 820단계에서 릴레이 장치(130, 131, 132)들과의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 822단계에서 소스 장치(110)에 의해 릴레이 링크로 선택된 릴레이 장치(130)로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 824단계에서 목적지 장치(140)가 릴레이 링크에 참여하는지 여부를 포함하는 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)로 송신한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 9를 참조하면 소스 장치(110)는 910단계에서 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면, 912단계에서 동작모드가 협력모드임을 알리는 동작모드 알림 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)로 송신한다.
이후, 소스 장치(110)는 914단계에서 목적지 장치(140)로부터 제1 측정 요청 메시지를 수신하면, 916단계에서 기설정된 시간에 제1 측정 응답 메시지를 송신한다.
그리고, 소스 장치(110)는 918단계에서 목적지 장치(140)로부터 측정 결과 메시지를 수신하면, 920단계에서 측정 결과 메시지에 포함된 장치 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋을 확인한다. 측정 결과 메시지에 포함된 장치 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋은 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋이거나 또는 목적지 장치(140)에서 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋 일 수 있다.
그리고, 소스 장치(110)는 922단계에서 측정 결과 메시지를 수신하였음을 알리는 측정 결과 응답 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다.
그리고, 소스 장치(110)는 924단계에서 선택된 릴레이 장치(130)로 측정 요청 메시지를 송신한다. 그리고, 소스 장치(110)는 926단계에서 선택된 릴레이 장치(130)로부터 측정 응답 메시지를 수신하면, 928단계에서 소스 장치(110)와 선택된 릴레이 장치(130) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋 추정한다.
그리고, 소스 장치(110)는 930단계에서 각 장치간의 타이밍 오프셋들과 샘플링 오프셋들을 이용해서 동일한 프레임이 동시에 목적지 장치(140)에 도달하도록 프레임을 전송하는 전송시점을 조절한다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 릴레이 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하기 위한 과정을 도시한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 릴레이 장치(130)는 1010단계에서 소스 장치(110)로부터 동작모드가 협력모드임을 알리는 동작모드 알림 메시지를 수신하면, 릴레이 장치(130)가 협력모드로 동작하기 위한 아래 절차를 시작한다.
이후, 릴레이 장치(130)는 1012단계에서 목적지 장치(140)로부터 측정 요청 메시지를 수신하면, 1014단계에서 측정 요청 메시지에 포함된 기설정된 시간에 측정 응답 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 1016단계에서 목적지 장치(140)로부터 측정 결과 메시지를 수신하면, 1018단계에서 목적지 장치(140)와 릴레이 장치(130)간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋, 또는 목적지 장치와 릴레이 장치간과 목적지 장치와 소스 장치간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋 차이 정보를 확인한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 1020단계에서 측정 결과 메시지를 수신하였음을 알리는 측정 결과 응답 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다.
그리고, 릴레이 장치(130)는 1022단계에서 소스 장치(110)로부터 측정 요청 메시지를 수신하면, 1024단계에서 측정 요청 메시지에 포함된 기설정된 시간에 측정 응답 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
이후, 릴레이 장치(130)는 협력모드로 동작해서 소스 장치(110)로부터 수신하는 데이터 프레임을 목적지 장치(140)로 중계한다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드인 경우 전송시점을 설정하는 과정을 도시한 흐름도이다.
도 11을 참조하면 목적지 장치(140)는 1110단계에서 소스 장치(110)로부터 릴레이의 동작모드가 협력모드임을 나타내는 동작모드 알림 메시지를 수신하면, 1112단계에서 측정 요청 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)로 송신한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 1110단계에서 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 각각으로부터 측정 응답 메시지를 수신하면, 1116단계에서 수신한 측정 응답 메시지들을 이용해서 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋을 추정하거나 또는 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140) 간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋을 추정한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 1118단계에서 측정한 장치간의 타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋을 포함하는 측정결과 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)로 송신한다.
그리고, 목적지 장치(140)는 1120단계에서 선택된 릴레이 장치(130)와 소스 장치(110)로부터 측정결과 메시지를 수신하였음 알리는 측정결과 응답 메시지를 수신하면, 1122단계에서 협력모드로서 데이터 프레임을 수신한다.
이하, 상기와 같이 절차에 의해 릴레이 링크를 설정하는 무선 근거리 통신망 시스템의 각 장치의 구성을 아래에서 도면을 참조해서 설명한다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 이용해서 데이터를 전송하는 소스 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 12를 참조하면 소스 장치(110)는 제어부(1210), 통신부(1220), 릴레이 검색 처리부(1212), 릴레이 선택부(1214), 릴레이 링크 설정부(1216) 및 협력모드 처리부(1218)를 포함한다.
통신부(1220)는 근거리 통신을 통해 데이터를 송수신하는 장치로서, PCP/AP(120), 릴레이 장치들 및 목적지 장치(140)와의 근거리 통신을 제공한다.
릴레이 검색 처리부(1212)는 PCP/AP(120)를 통해 서비스 가능한 릴레이 장치들을 검색한다.
릴레이 선택부(1214)는 소스 장치(110)와 릴레이 장치들 간의 채널 상태, 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 간의 채널 상태, 릴레이 장치들과 목적지 장치(140) 간의 채널 상태를 확인한다. 그리고, 릴레이 선택부(1214)는 각 장치들간의 채널 상태 정보들과 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각의 릴레이 성능 정보를 이용해서 사용할 릴레이 장치를 선택한다.
릴레이 링크 설정부(1216)는 선택된 릴레이 장치(130)와 목적지 장치(140)로 선택된 릴레이 장치(130)를 통한 릴레이 링크의 참여 여부를 요청해서 응답 받아서 릴레이 링크를 설정한다.
협력모드 처리부(1218)는 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면 동일한 프레임이 동시에 목적지 장치에 도달하도록 프레임을 전송하는 전송시점을 조절한다. 보다 상세한 전송시점의 조절 절차는 상술한 도 9를 참조한다.
제어부(1210)는 소스 장치(110)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(1210)는 릴레이 검색 처리부(1212), 릴레이 선택부(1214), 릴레이 링크 설정부(1216) 및 협력모드 처리부(1218)의 기능을 수행할 수 있다. 제어부(1210), 릴레이 검색 처리부(1212), 릴레이 선택부(1214), 릴레이 링크 설정부(1216) 및 협력모드 처리부(1218)를 구분하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 제어부(1210)는 릴레이 검색 처리부(1212), 릴레이 선택부(1214), 릴레이 링크 설정부(1216) 및 협력모드 처리부(1218) 각각의 기능을 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(1210)는 릴레이 검색 처리부(1212), 릴레이 선택부(1214), 릴레이 링크 설정부(1216) 및 협력모드 처리부(1218) 각각의 기능 중 일부를 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 소스 장치와 목적지 장치 간의 데이터를 중계하는 릴레이 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면 릴레이 장치(130)는 제어부(1310), 통신부(1320), 채널상태 측정부(1214), 릴레이 링크 설정부(1316) 및 협력모드 처리부(1318)를 포함한다.
통신부(1320)는 근거리 통신을 통해 데이터를 송수신하는 장치로서, 소스 장치(110), PCP/AP(120) 및 목적지 장치(140)와의 근거리 통신을 제공한다.
채널상태 측정부(1314)는 소스 장치(110)와 목적지 장치(140) 각각과 빔형성 과정을 수행하고, 소스 장치(110)로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 소스 장치(110)와의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
릴레이 링크 설정부(1316)는 소스 장치(110)로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 목적지 장치(140)로 송신한다. 그리고, 릴레이 링크 설정부(1316)는 목적지 장치(140)로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하면, 릴레이 링크 설정 응답 메시지에 릴레이 장치(130)의 참여 여부를 포함시켜 소스 장치(110)로 송신한다.
협력모드 처리부(1318)는 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면 동일한 프레임이 동시에 목적지 장치에 도달하도록 프레임이 전송되기 위한 전송시점을 조절하기 위한 절차를 수행한다. 보다 상세한 전송시점의 조절 절차는 상술한 도 10을 참조한다.
제어부(1310)는 릴레이 장치(130)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(1310)는 채널상태 측정부(1314), 릴레이 링크 설정부(1316) 및 협력모드 처리부(1318)의 기능을 수행할 수 있다. 제어부(1310), 채널상태 측정부(1314), 릴레이 링크 설정부(1316) 및 협력모드 처리부(1318)를 구분하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 제어부(1310)는 채널상태 측정부(1314), 릴레이 링크 설정부(1316) 및 협력모드 처리부(1318) 각각의 기능을 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(1310)는 채널상태 측정부(1314), 릴레이 링크 설정부(1316) 및 협력모드 처리부(1318) 각각의 기능 중 일부를 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 이용해서 데이터를 수신하는 목적지 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면 목적지 장치(140)는 제어부(1410), 통신부(1420), 채널상태 측정부(1214), 릴레이 링크 설정부(1416) 및 협력모드 처리부(1418)를 포함한다.
통신부(1420)는 근거리 통신을 통해 데이터를 송수신하는 장치로서, 소스 장치(110), PCP/AP(120) 및 릴레이 장치(130)와의 근거리 통신을 제공한다.
채널상태 측정부(1414)는 소스 장치(110)와 릴레이 장치(130, 131, 132)들 각각과 빔형성 과정을 수행한다. 그리고, 채널상태 측정부(1414)는 소스 장치(110)로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 릴레이 장치(130, 131, 132)들과의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 소스 장치(110)로 송신한다.
릴레이 링크 설정부(1416)는 소스 장치(110)에 의해 릴레이 링크로 선택된 릴레이 장치(130)로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 목적지 장치(140)가 릴레이 링크에 참여하는지 여부를 포함하는 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 선택된 릴레이 장치(130)로 송신한다.
협력모드 처리부(1418)는 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면 소스 장치(110)과 릴레이 장치(130)를 통해 수신되는 동일한 프레임이 동시에 목적지 장치에 도달하도록 소스 장치(110)에서 프레임을 전송하는 전송시점을 조절하기 위한 절차를 수행한다. 보다 상세한 전송시점의 조절 절차는 상술한 도 11을 참조한다.
제어부(1410)는 목적지 장치(140)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(1410)는 채널상태 측정부(1414), 릴레이 링크 설정부(1416) 및 협력모드 처리부(1418)의 기능을 수행할 수 있다. 제어부(1410), 채널상태 측정부(1414), 릴레이 링크 설정부(1416) 및 협력모드 처리부(1418)를 구분하여 도시한 것은 각 기능들을 구별하여 설명하기 위함이다. 따라서 제어부(1410)는 채널상태 측정부(1414), 릴레이 링크 설정부(1416) 및 협력모드 처리부(1418) 각각의 기능을 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(1410)는 채널상태 측정부(1414), 릴레이 링크 설정부(1416) 및 협력모드 처리부(1418) 각각의 기능 중 일부를 수행하도록 구성된(configured) 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 릴레잉 기능을 지원하기 위한 몇 가지 액션 프레임 포맷들이 정의될 수 있다. 액션 프레임 포맷들의 액션을 구분하기 위한 “action field value”는 [표 1]과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2011001011-appb-I000001
상기 [표 1]에서, “RLS(Relay link setup) request”는 [표 2]와 같이 구성될 수 이다.
Figure PCTKR2011001011-appb-I000002
또한, 상기 [표 1]에서, “RLS response”는 [표 3]과 같이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2011001011-appb-I000003
또한, 상기 [표 1]에서, TPA request는 [표 4]와 같이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2011001011-appb-I000004
상기 [표 1]에서 TPA response는 [표 5]와 같이 구성될 수 있다.
Figure PCTKR2011001011-appb-I000005
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (20)

  1. 소스 장치가, 베이직 서비스 셋(Basic Service Set) 내의 릴레이 장치들의 리스트를 탐색(discovering)하는 단계;
    상기 소스 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태 및 상기 목적지 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태를 확인하고, 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 사이의 릴레이로서 동작(operation)할 릴레이 장치를 선택하는 단계; 및
    상기 선택된 릴레이 장치에 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 송신하고, 상기 선택된 릴레이 장치를 통한 릴레이 링크를 설정하는 단계를 포함하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 장치들의 리스트를 탐색하는 단계는,
    상기 소스 장치에서 PCP(Personal Basic service set central point) 또는 AP(Access point)로 릴레이 검색을 요청하는 릴레이 검색 요청 메시지를 전송하는 단계; 및
    상기 PCP 또는 AP로부터 서비스 가능한 상기 릴레이 장치들의 리스트를 포함하는 릴레이 검색 응답 메시지를 수신하는 단계를 포함하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 릴레이 성능 정보는,
    릴레이 사용여부, 릴레이로의 동작여부, 릴레이 사용허가, 전원 여부, 이동성, 릴레이 선호도, 릴레이에서의 듀플렉스(duplex) 정보 및 릴레이 동작 유형 중에서 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이로서 동작(operation)할 릴레이 장치를 선택하는 단계는,
    상기 릴레이 장치들 각각과 상기 소스 장치 간의 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    상기 소스 장치에서 채널 측정 요청 메시지를 상기 릴레이 장치들 각각으로 송신하고, 상기 릴레이 장치들 각각으로부터 상기 릴레이 장치들 각각과 상기 소스 장치와의 채널 측정 정보를 포함하는 채널 측정 응답 메시지를 수신하고, 상기 릴레이 장치들 각각으로부터 수신된 채널 측정 응답 메시지를 통해 상기 소스 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태를 확인하는 단계;
    상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 빔형성 과정을 수행하는 단계; 및
    상기 소스 장치에서 채널 측정 요청 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하고, 상기 목적지 장치로부터 상기 릴레이 장치들 각각과 상기 목적지 장치와의 채널 측정 정보를 포함하는 채널 측정 응답 메시지를 수신하고, 상기 목적지 장치로부터 수신된 채널 측정 응답 메시지를 통해 상기 릴레이 장치들 각각과 상기 목적지 장치와의 채널 상태를 확인하는 단계를 포함함을 특징으로 하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 릴레이 링크를 설정하는 단계는,
    상기 소스 장치에서 상기 선택된 릴레이 장치로 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 송신하는 단계;
    상기 선택된 릴레이 장치로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 통해 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치가 모두 상기 릴레이 링크에 참여하는 것으로 확인되면, 상기 선택된 릴레이 장치를 이용하는 상기 릴레이 링크가 설정되었음을 알리는 릴레이 링크 설정 알림 메시지를 PCP 또는 AP 로 송신하는 단계를 포함하고,
    상기 선택된 릴레이 장치로부터 수신된 링크 설정 응답 메시지는, 상기 목적지 장치의 릴레이 링크 참여 여부 및 상기 선택된 릴레이 장치의 릴레이 링크 참여 여부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 릴레이 링크 설정 요청 메시지는,
    상기 소스 장치, 상기 목적지 장치 및 상기 선택된 릴레이 장치 각각의 릴레이 성능 정보와 릴레이 송신 파라메터 정보 중에서 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 릴레이 송신 파라메터 정보는,
    릴레이 동작 유형 정보, 릴레이의 듀플렉스(duplex) 전송 모드 정보 및 기타 데이터 프레임 전송 및 수신에 필요한 정보 중에서 적어도 하나를 포함함을 특징으로 하는
    무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 릴레이 장치의 릴레이 동작모드가 협력모드로 결정되면, 상기 소스 장치에서 상기 목적지 장치로 전송되는 프레임과 상기 릴레이 장치에서 상기 목적지 장치로 전송되는 프레임이 동시에 상기 목적지 장치에 도달하도록, 프레임을 전송하는 전송시점을 조절하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 릴레이 동작모드의 결정은,
    스위칭 모드와 상기 협력모드 중에서 효율이 더 좋은 동작모드가 선택되거나 또는 사용자의 선택에 의해 결정됨을 특징으로 하는
    무선 근거리 통신망 시스템에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 PCP 또는 AP는 상기 릴레이 검색 응답 메시지를 상기 소스 장치에 전송한 후에, 상기 릴레이 장치들의 리스트와 상기 소스 장치의 릴레이 성능 정보를 포함하는 자발적인(unsolicited) 릴레이 검색 응답 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  11. 목적지 장치의 릴레이 성능 정보를 획득하는 단계;
    PCP(Personal Basic service set central point) 또는 AP(Access point)를 통해 서비스 가능한 릴레이 장치들을 탐색하는 단계;
    상기 PCP 또는 AP 로부터 상기 릴레이 장치들 각각의 SP 자원 할당 정보를 수신하는 단계;
    상기 릴레이 장치들 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    상기 릴레이 장치들 각각으로부터 상기 소스 장치와의 채널 상태를 획득하는 단계;
    상기 목적지 장치와 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    목적지 장치로부터 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 채널 상태 및 상기 릴레이 장치들과 상기 목적지 장치들 간의 채널 상태를 획득하는 단계;
    상기 소스 장치와 상기 릴레이 장치들 간의 채널 상태, 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 채널 상태, 상기 릴레이 장치들과 상기 목적지 장치들 간의 채널 상태 및 상기 릴레이 장치들 각각의 릴레이 성능 정보를 이용해서 사용할 릴레이 장치를 선택하는 단계;
    상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치로 상기 선택된 릴레이 장치를 통한 릴레이 링크의 참여 여부를 요청해서 응답 받는 단계; 및
    상기 릴레이 링크가 성공적으로 설정되면, 상기 릴레이 링크가 설정되었음을 알리는 릴레이 링크 설정 알림 메시지를 상기 PCP 또는 AP로 송신하는 단계를 포함하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 소스 장치에서 릴레이의 동작모드가 협력모드로 결정되면, 동작모드가 상기 협력모드임을 알리는 동작모드 알림 메시지를 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치로 송신하는 단계;
    상기 목적지 장치로부터 제1 측정 요청 메시지를 수신하면, 기설정된 시간에 제1 측정 응답 메시지를 송신하는 단계;
    상기 목적지 장치로부터 측정 결과 메시지를 수신하면, 상기 측정 결과 메시지에 포함된 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 제1 타이밍 오프셋과 제1 샘플링 오프셋을 확인하고, 상기 목적지 장치에서 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치 간의 제2 타이밍 오프셋과 제2 샘플링 오프셋을 확인하는 단계;
    상기 측정 결과 메시지를 수신하였음을 알리는 측정 결과 응답 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하는 단계;
    상기 선택된 릴레이 장치로 제2 측정 요청 메시지를 송신하고, 상기 선택된 릴레이 장치로부터 제2 측정 응답 메시지를 수신해서 상기 소스 장치와 상기 선택된 릴레이 장치 간의 제3 타이밍 오프셋과 제3 샘플링 오프셋 추정하는 단계;
    상기 제1 타이밍 오프셋, 상기 제1 샘플링 오프셋, 상기 제2 타이밍 오프셋, 제2 샘플링 오프셋, 상기 제3 타이밍 오프셋 및 제3 샘플링 오프셋을 이용해서 상기 동일한 프레임이 동시에 상기 목적지 장치에 도달하도록 프레임을 전송하는 전송시점을 조절하는 단계를 더 포함하는
    무선 근거리 통신망 시스템의 소스 장치에서 릴레이를 송수신에 이용하는 무선 통신 방법.
  13. PCP(Personal Basic service set central point) 또는 AP(Access point)로부터 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신하는 단계;
    소스 장치와 목적지 장치 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    상기 소스 장치로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 소스 장치와의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 상기 소스 장치로 송신하는 단계;
    상기 소스 장치로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 목적지 장치로부터 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 링크 설정 응답 메시지에 릴레이 장치의 참여 여부를 포함시켜 상기 소스 장치로 송신하는 단계를 포함하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 릴레이 장치의 동작모드가 협력모드인 경우, 상기 목적지 장치로부터 제1 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 제1 측정 요청 메시지에 포함된 기설정된 시간에 측정 응답 메시지를 상기 목적지 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 소스 장치로부터 제2 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 제2 측정 요청 메시지에 포함된 기설정된 시간에 제2 측정 응답 메시지를 상기 소스 장치로 송신하는 단계를 포함하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  15. PCP(Personal Basic service set central point) 또는 AP(Access point) 로부터 릴레이 장치들의 리스트와 소스 장치의 릴레이 성능 정보를 포함하는 자발적인 릴레이 검색 응답 메시지를 수신하는 단계;
    상기 PCP 또는 AP 로부터 상기 릴레이 장치들 각각의 SP(Service period) 자원 할당 정보를 수신하는 단계;
    상기 릴레이 장치들 각각과 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    상기 소스 장치와 빔형성 과정을 수행하는 단계;
    상기 소스 장치로부터 채널 측정 요청 메시지를 수신하면, 상기 릴레이 장치들과의 채널 상태 정보를 포함하는 채널 측정 보고 메시지를 상기 소스 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 소스 장치에 의해 릴레이 링크로 선택된 릴레이 장치로부터 릴레이 링크 설정 요청 메시지를 수신하면, 상기 목적지 장치가 상기 릴레이 링크에 참여하는지 여부를 포함하는 릴레이 링크 설정 응답 메시지를 상기 선택된 릴레이 장치로 송신하는 단계를 포함하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 선택된 릴레이 장치의 릴레이 동작모드가 협력모드로 결정되면, 상기 소스 장치에서 상기 목적지 장치로 전송되는 프레임과 상기 릴레이 장치에서 상기 목적지 장치로 전송되는 프레임이 동시에 상기 목적지 장치에 도달하도록, 프레임을 전송하는 전송시점을 조절하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전송 시점을 조절하는 단계는,
    상기 소스 장치로부터 릴레이의 동작모드가 협력모드임을 나타내는 동작모드 알림 메시지를 수신하면, 측정 요청 메시지를 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 소스 장치로 송신하는 단계;
    상기 소스 장치로부터 수신하는 측정 응답 메시지를 이용해서 상기 소스 장치와 상기 목적지 장치 간의 제1 타이밍 오프셋과 제1 샘플링 오프셋을 추정하는 단계;
    상기 선택된 릴레이 장치로부터 수신하는 측정 응답 메시지를 이용해서 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 목적지 장치 간의 제2 타이밍 오프셋과 제2 샘플링 오프셋 추정하는 단계;
    상기 제1 타이밍 오프셋, 상기 제1 샘플링 오프셋, 상기 제2 타이밍 오프셋 및 제2 샘플링 오프셋을 포함하는 측정결과 메시지를 상기 선택된 릴레이 장치와 상기 소스 장치로 송신하는 단계; 및
    상기 선택된 릴레이 장치와 상기 소스 장치로부터 상기 측정결과 메시지를 수신하였음 알리는 측정결과 응답 메시지를 수신하면, 상기 협력모드로서 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 측정 요청 메시지는
    타이밍 오프셋과 샘플링 오프셋이 모두 0으로 설정된 TPA(Adjustment request) request frame 임을 특징으로 하는
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 목적지 장치는 상기 전송 시점을 조절하는 단계를 기 설정된 횟수만큼 반복하고,
    상기 전송 시점을 조절하는 단계를 기 설정된 횟수만큼 반복한 후, 전송 시점 조절 프로시저의 성공여부를 나타내는 리포트 프레임을 상기 소스 장치로 전송하는,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 목적지 장치는,
    전송 시점 조절 요청 프레임을 상기 릴레이 장치로 전송하고, 상기 릴레이 장치로부터 상기 전송 시점 조절 요청 프레임에 대한 응답 프레임인 전송 시점 조절 응답 프레임을 수신하고,
    상기 전송 시점 조절 응답 프레임을 수신하면, 상기 전송 시점 조절 응답 프레임의 실제 도달 시간(actual arrival time)과 기 설정된 딜레이 타임과의 시간 편차(time deviation)를 추정하고,
    상기 시간 편차가 “2*dTDR+(dTDS-dTDR)”이면, 상기 전송 시점 조절 프로시저가 성공한 것으로 결정하고,
    여기서 dTDR은 상기 목적지 장치로부터 상기 릴레이 장치로의 전파 지연(propagation delay), dTDS은 상기 목적지 장치로부터 상기 소스 장치로의 전파 지연, 상기 “dTDS-dTDR)”는 상기 전송 시점 조절 요청 프레임에 설정된 타이밍 오프셋인,
    광대역 근거리 무선 통신 방법.
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