KR20130093584A - 무선 통신 시스템에서 데이터를 릴레이하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키기 위한 방법, 무선 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품. 무선 장치(예컨대, 셀룰러 전화기)는 다중-도약의 사용을 통하여 셀 내 그 밖의 다른 무선 장치를 통하여 비-셀룰러 인터페이스 상에서 셀룰러 네트워크의 셀 내 기지국과 통신할 수 있다. 무선 장치는 자신의 신호 세기가 임계치 미만인 경우 그 밖의 다른 무선 장치를 도약하여 비-셀룰러 인터페이스 상에서 기지국과 통신하기 위한 허가를 요청할 수 있다. 그 대신에, 무선 장치는 상기 무선 장치가 기지국과 그 대역폭에서 과도한 용량을 가진 경우 요청을 보낸 무선 장치를 도약함으로써 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 통신하기 위한 요청을 수신할 수 있다. 무선 장치가 이러한 방식으로 기지국과 통신하도록 함으로써, 셀룰러 네트워크의 유효 커버리지 영역이 확장되고 셀룰러 네트워크의 유효 용량이 개선된다.
Description
관련 출원의 상호-참조
본 출원은 미국 가출원 61/351,541(2010.06.04. 출원)의 계속출원이고 이에 대한 우선권을 주장하며, 미국 가출원, 61/451,039(2011.03.09. 출원)의 계속출원이고 이에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 발명은 무선 통신 네트워크에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 무선 네크워크를 통하여 신호를 라우팅하고 상기 무선 네트워크 상의 전송을 스케줄링하는 것에 관한 것이다.
발명의 배경
일부 무선 통신 시스템, 예컨대 셀룰러 통신 시스템에 있어서, 네트워크의 지리적 영역은 "셀(cell)"로 불리는 서브-영역으로 분할된다. 각각의 셀은 예를 들면 50 제곱 마일의 더 넓은 영역 중 약 10 제곱 마일일 수 있다. 각각의 셀은 "셀룰러 기지국"으로 불리는 장치를 포함할 수 있는데, 이는 일부 시스템에서 수신/송신을 위한 타워 및 공중 교환 전화망(public switched telephone network, PSTN)에 연결된 베이스를 가진다.
영역은 스펙트럼(spectrum)을 더욱 효율적으로 사용하기 위하여 종종 셀로 나누어진다. 전형적으로, 무선 캐리어는 제한된 수의 주파수 채널에 할당된다. 일부 응용분야에서, 셀의 사용은 주파수 재사용을 촉진하고, 이에 따라, 예를 들어, 서로 다른 사용자들(예컨대, 무선 네트워크를 통하여 데이터를 송신 또는 수신하는 셀룰러 핸드셋 또는 무선 장치를 작동하는 개인들)이 서로 다른 셀에서 동일한 주파수를 통하여 서로 다른 기지국과 통신할 수 있으며, 이에 따라 간섭을 방지 또는 감소시키면서 스펙트럼을 재사용한다. 셀 폰 시스템은 종종 사용자에 대한 할당을 위하여 각각의 셀이 수 개의 채널을 갖는 디지털이다. 대도시에서, 이들은 수 백 개의 셀일 수 있다.
셀룰러 네트워크는 종종 휴대 전화 교환소(mobile telephone switching office, MTSC)를 포함하며, 이는 일부 시스템에서 구역 내 일부 또는 모든 기지국의 특정 작동 양상, 즉 공중 육상 이동 망(public land mobile network, PLMN)에 대한 연결의 제어를 포함할 수 있는 제어를 조절한다. 예를 들어, 사용자의 무선 장치가 착신 호출(incoming call)을 받을 때, MSC는 사용자의 무선 장치가 위치하는 셀 내에 위치하려고 시도할 수 있다. MSC는 그 후 기지국 또는 또 다른 시스템 구성요소에게 무선 장치에 대한 호출을 위한 자원을 할당하도록 명령할 수 있다. MSC는 그 후 제어 채널을 통하여 사용자의 무선 장치와 통신하여 사용자의 무선 장치에게 어떤 자원을 사용할 것인지를 통보한다. 전형적으로, 일단 사용자의 무선 장치 및 이들 각각의 셀 타워가 연결되면, 호출이 무선 장치와 타워 사이에서 진행할 수 있다. 유사한 메커니즘이 무선 장치와 네트워크 사이에서의 데이터 통신(예컨대, 패킷 스위치 데이터 통신)을 촉진하기 위하여 사용된다.
일부 셀룰러 통신 시스템에 있어서, 무선 장치는 직접적으로 셀룰러 기지국과 통신한다. 즉, 일부 셀룰러 무선 시스템에 있어서, 무선 장치는 단일-도약(hop)을 통하여 셀룰러 기지국과 통신하는데, 이는 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이에서 송신되는 신호가 어느 하나로부터 신호를 수신하고 다른 하나로 이를 전송하는 중계 장치로 중계되지 않음을 의미한다.
일부 시스템에서, 특정 시간에서, 셀 내의 셀룰러 기지국과 직접 통신하려고 시도하는 비교적 상당한 다수의 사용자가 존재할 수 있다. 이들 사용자 중 일부는 본 명세서에서 "작동불능 구역의 한계점(marginal-to-inoperative region)"이라 불리는 영역에 위치될 수 있는, 이는 통상 언덕 지형, 고도한 수목, 물리적 거리, 콘크리트 벽, 또는 높은 빌딩으로 인하여, 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 신호가 약하거나 방해되기 때문에 무선 서비스가 불안정하거나, 비교적 약한 영역을 의미한다. 작동불능 구역의 한계점의 또 다른 예에서, 이러한 사용자들 중 일부는 본 명세서에서 "셀-가장자리(cell-edges)"라 불리는 영역에 위치될 수 있는데, 이는 이웃하는 셀로부터의 간섭이 비교적 큰 영역을 의미한다.
더욱이, 셀의 일부 영역에서 신호 세기/품질이 사용자의 처리량 수요를 만족할 정도로 충분히 강하지 않을 수 있다. 이는, 다른 모든 것이 일정하게 유지될 때, 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이에서 지원될 수 있는 데이터 속도가 부분적으로 장치와 기지국 사이의 신호 세기/품질에 의존하기 때문이다. 일부 셀룰러 시스템에서, 무선 장치는 신호 세기가 낮은 셀의 영역에 장치가 위치할 때 비교적 높은 전력에서 송신하도록 구성된다. 이는 해당 특정 장치와 해당 특정 기지국 사이의 더 높은 데이터 속도를 지원하는 것을 도울 수 있다. 그렇지만, 높은-전력 송신은 장치의 소중한 배터리 전력을 소비하며 또한 잠재적으로 이웃 셀에서의 더 많은 간섭을 야기한다. 이웃 셀에서 더 많은 간섭을 야기하는 것은 셀룰러 시스템의 유효 용량을 더욱 손상시킬 수 있다.
일부 셀룰러 시스템은 적응 변조 및 코딩을 사용할 수 있다. 통신을 촉진하기 위하여, 이러한 시스템은 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 신호 세기가 비교적 낮을 때 종종 변조 방식 및 어느 정도의 오류 정정 코딩(이는 무선 링크의 데이터 속도 또는 처리량을 감소시키는 경향이 있음)을 사용한다. 따라서, 이러한 시스템은 기지국에 대한 장치의 위치에 부분적으로 의존하는, 장치와 기지국 사이의 데이터 속도를 달성할 수 있다. 더욱이, 이러한 시스템에서, 동일 양의 스펙트럼이 셀 내 2개의 무선 장치에 할당되었으며, 여기서 기지국과 제1 장치 사이의 신호 세기/품질은 높으며 기지국과 제2 장치 사이의 신호 세기/품질은 낮으며, 따라서 제1 장치는 (평균적으로) 셀룰러 기지국으로/으로부터 더욱 유용한 데이터를 송신/수신할 수 있다. 따라서, 요구 장치에 스펙트럼을 할당하면서, 셀룰러 기지국은 종종 할당된 스펙트럼의 양을 결정할 때 요구 장치의 위치에 의존한다. 이는 또한 무선 스펙트럼의 유효 용량을 손상시킨다.
따라서, 효과적인 커버리지 영역을 확장시키고 셀룰러 기지국 및 셀룰러 네트워크의 유효 용량을 개선하기 위한 해당 분야에서의 수요가 존재한다.
이러한 수요는 또 다른 종류의 무선 네트워크의 또 다른 부적합성과 독립적으로 존재한다(비록 수반되는 설명에 기재되더라도, 한 가지 수용에 대한 해결책은 다른 것에 대한 해결책을 촉진할 수 있다). 예컨대, IEEE 802.11n 규격에 따라 통신하는 무선 네트워크와 같은 일부 비-셀룰러 네트워크는 요구되는 것보다 낮은 속도로 또는 더 적은 장치로 데이터를 전송할 수 있다.
내용 없음
도면 중 일부 도면의 상세한 설명
본 발명의 더 나은 이해는 다음의 상세한 설명이 다음의 도면과 결합될 때 획득될 수 있다.
도 1은 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 내 셀의 일반화된 개략도이며 여기서 셀 내 무선 장치는 다중-도약을 통하여 기지국과 통신할 수 있는 능력을 갖는다.
도 2는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 전화기 부품의 내부 회로의 예시도를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 커버리지의 확장을 위한 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 커버리지의 확장을 위한 대안적인 방법의 흐름도이다.
도 5는 다중-도약 네트워크 내 무선 장치의 역할을 선택하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6은 노드-상태 신호를 형성하기 위한 프로세스의 예이다.
도 7A-D는 무선 사용의 예시적인 양상이다.
도 8A-C는 다중-도약 네트워크 내 무선 장치의 역할을 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 9는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크의 용량을 확장하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 10은 릴레이 노드를 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 11 및 12는 다중-도약 네트워크에서 데이터를 보안적으로 송신하기 위한 프로세스의 예이다.
도 13은 무선 네크워크의 예이다.
도 14는 도 13의 네트워크에서의 송신의 타이밍 다이어그램의 예이다.
도 15는 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 예이다.
도 16은 스케줄을 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 17은 다중-도약 네트워크의 예이다.
도 18 및 19는 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 추가 예이다.
도 20A-D는 다양한 네트워크 토폴로지에 대한 스케줄 선택의 예이다.
도 21-23은 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 추가 예이다.
도 24는 은닉 노드(hidden node)를 갖는 토폴로지의 대표적인 예시이다.
도 25A 및 B는 전기 기기를 제어하기 위한 프로세스 및 장치의 예이다.
도 26A 및 B 그리고 27은 트래픽을 제어하기 위한 프로세스 및 시스템의 예이다.
도 28은 무선 네트워크에서의 충돌을 탐지하기 위한 타이밍 다이어그램 및 프로세스의 예이다.
도 29는 요청 프레임의 예를 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
본 발명의 더 나은 이해는 다음의 상세한 설명이 다음의 도면과 결합될 때 획득될 수 있다.
도 1은 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 내 셀의 일반화된 개략도이며 여기서 셀 내 무선 장치는 다중-도약을 통하여 기지국과 통신할 수 있는 능력을 갖는다.
도 2는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 전화기 부품의 내부 회로의 예시도를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 커버리지의 확장을 위한 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 커버리지의 확장을 위한 대안적인 방법의 흐름도이다.
도 5는 다중-도약 네트워크 내 무선 장치의 역할을 선택하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 6은 노드-상태 신호를 형성하기 위한 프로세스의 예이다.
도 7A-D는 무선 사용의 예시적인 양상이다.
도 8A-C는 다중-도약 네트워크 내 무선 장치의 역할을 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 9는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크의 용량을 확장하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 10은 릴레이 노드를 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 11 및 12는 다중-도약 네트워크에서 데이터를 보안적으로 송신하기 위한 프로세스의 예이다.
도 13은 무선 네크워크의 예이다.
도 14는 도 13의 네트워크에서의 송신의 타이밍 다이어그램의 예이다.
도 15는 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 예이다.
도 16은 스케줄을 선택하기 위한 프로세스의 예이다.
도 17은 다중-도약 네트워크의 예이다.
도 18 및 19는 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 추가 예이다.
도 20A-D는 다양한 네트워크 토폴로지에 대한 스케줄 선택의 예이다.
도 21-23은 무선 매체에 대한 접속을 중계하기 위한 스케줄의 추가 예이다.
도 24는 은닉 노드(hidden node)를 갖는 토폴로지의 대표적인 예시이다.
도 25A 및 B는 전기 기기를 제어하기 위한 프로세스 및 장치의 예이다.
도 26A 및 B 그리고 27은 트래픽을 제어하기 위한 프로세스 및 시스템의 예이다.
도 28은 무선 네트워크에서의 충돌을 탐지하기 위한 타이밍 다이어그램 및 프로세스의 예이다.
도 29는 요청 프레임의 예를 도시하는 타이밍 다이어그램이다.
상세한 설명
본 발명은 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하고 용량을 개선하기 위한 방법, 무선 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 본 발명은 또한 특정 비-셀룰러 무선 네크워크의 용량을 강화하기 위한 방법, 무선 장치, 및 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다.
한 구체 예에서, 무선 장치(예컨대, 셀룰러 전화기)는 다중-도약을 사용하여 셀 내 또 다른 무선 장치를 통해 비-셀룰러 인터페이스를 걸쳐 셀룰러 네트워크의 셀 내 셀룰러 기지국과 통신할 수 있다. 무선 장치는 자신의 신호 세기가 임계치(threshold) 미만일 때 또 다른 무선 장치의 도약을 통하여 비-셀룰러 인터페이스에 걸친 기지국과의 통신에 대한 허가를 요청할 수 있다. 장치의 도약 결정에 영향을 미칠 수 있는 또 다른 요인은 비-제한적으로 이하에서 더욱 설명되듯이, 배터리 수명, 대역폭 사용, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기, 셀룰러 신호 세기, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 및 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준을 포함한다. 그 대신에, 무선 장치는 상기 무선 장치가 기지국에 대한 자신의 대역폭에서 과도한 용량을 가질 때, 요청을 전송하였던 무선 장치의 도약을 통하여 비-셀룰러 인터페이스를 걸쳐 기지국과 통신하기 위한 상기 요청을 수신할 수 있다. 무선 장치는 비-셀룰러 프로토콜을 사용하여 셀 내 또 다른 것과 통신할 수 있으며 이에 따라 셀룰러 네트워크의 대역폭의 사용을 최소화할 수 있다. 셀룰러 네트워크의 셀 내 무선 장치를 다중-도약을 통한 방식으로 기지국과 통신하게 함으로써, 셀룰러 네트워크의 커러비? 영역 및 용량이 강화된다. 더욱이, 셀룰러 네트워크 시스템 자원의 할당 및 사용에 있어서의 개선점이 관찰될 수 있다.
이하에서 셀룰러 네트워크 내 무선 장치와 관련하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명의 원리는 P2P 네트워크(peer-to-peer network)에서 서로 무선으로 연결되는 가정용 기기 및 또 다른 무선 장치에 적용될 수 있다. 그리고, 이러한 실시예에 대하여 본 발명의 원리를 적용시키는 구체 예는 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있다.
이하의 설명에서, 다양한 특정 상세사항이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위하여 제시된다. 그렇지만, 본 발명이 이러한 특정한 상세사항 없이도 실시될 수 있음이 해당 분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또 다른 예에서, 필수적이지 않은 상세사항에서 본 발명을 불명확하게 하지 않기 위하여 공지된 회로가 블록도 형태로 제시되었다. 무선 네트워크상의 전송의 스케줄링에 관한 일부 발명을 제외하고, 타이밍 고찰(timing consideration) 등에 대한 상세사항은 이러한 상세사항이 본 발명의 일부의 완전한 이해를 얻기 위해 필수적이지 않는 한도에서 생략되었다.
배경 정보 부분에서 기재한 바와 같이, 현재, 일부 기존의 셀룰러 시스템에서, 셀룰러 장치는 셀룰러 기지국과 직접 통신한다. 즉, 일부 기존의 셀룰러 시스템에서, the 셀룰러 장치는 단일-도약을 통하여 셀룰러 기지국과 통신한다. 전술한 바와 같이, 셀 내의 기지국과 직접 통신하는 것을 시도하는 수백 또는 수천 명의 사람들이 존재할 수 있다. 이들 개인들 중 일부는 본 명세서에서 "배드 스팟(bad spot)"으로 불리는 영역 내에 존재할 수 있는데, 이는 셀룰러 폰과 기지국 사이의 신호가 통상 언덕 지형, 고도한 수목, 물리적 거리 또는 높은 빌딩에 의해 차단되기 때문에 셀 전화 서비스가 약하거나 및/또는 이용-불능 영역이다. 또한, 셀의 일부 영역 내 신호 세기가 사용자의 처리량 수요를 충족하기에 충분히 강하지 않을 수도 있다. 그러므로, 배드 스팟에 위치할 수 있는 이러한 개인들에게 서비스하기 위할 뿐만 아니라 신호 세기가 약한 영역에 있는 사용자를 위한 처리량 수요를 충족시키기 위하여 기지국의 커버리지 영역을 확장하기 위한 필요성이 해당 분야에 존재한다.
여럿 중에서 도 1-4를 참조하여 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 본 발명의 원리는 셀룰러 기지국의 커버리지 영역을 확장시키고 용량을 개선시킨다. 이는 셀룰러 기지국이 배드 스팟에 위치할 수 있는 이러한 개인들에게 서비스할 수 있도록 한다. 또한, 여럿 중에서 도 1-4를 참조하여 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 본 발명의 원리는 신호 세기가 낮은 영역에 있는 사용자에 대한 처리량 수요를 더욱 효과적으로 충족시키기 위하여 셀룰러 네트워크의 시스템 자원을 더욱 효율적으로 할당한다. 비록 모든 구체 예가 이러한 장점을 제공하는 것을 직접적으로 지향하는 것은 아니지만, 또 다른 구체 예가 또 다른 장점을 제공할 수 있다.
도 1은 셀룰러 네트워크 내 셀의 일반화된 개략도이며 여기서 셀 내 무선 장치는 다중-도약을 통하여 기지국과 통신할 수 있는 능력을 갖는다. 도 2는 셀룰러 전화기의 일부 부품의 내부 회로의 예시도를 나타내는 블록도이다. 도 3은 무선 장치가 낮은 신호 세기를 가질 때의 양상에서 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하고 용량을 개선하여, 이에 따라 일부 경우에서 기지국와 통신하기 위한 셀 내 또 다른 무선 장치가 도약을 시도하는 것의 필요성을 필요로 하도록 하는 흐름도이다. 도 4는 무선 장치가 기지국에 대하여 자신의 대역폭에서 과도한 용량을 갖는 경우의 양상에서 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하고 용량을 개선하여 셀 내 또 다른 무선 장치가 기지국과 통신하기 위하여 자신을 도약 하도록 하는 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 도 1은 본 발명의 구체 예에 따라 무선 셀룰러 전화기 네트워크 내 셀(100)의 일반화된 개략도이다. 이해의 용이성을 위하여 셀룰러 네트워크 내 단지 하나의 셀(100)이 도시되었음에 주목하라. 본 발명의 원리는 특정 셀룰러 전화기 네트워크 내 임의 특정한 수의 셀에 제한되지 않는다.
무선 셀룰러 전화기 네트워크 내 셀(100)은 영역이 약 10 제곱 마일(mile)일 수 있다. 셀룰러 전화기 네트워크 내 각각의 셀(100)은 무선 장치(103A-D)(예컨대, 셀룰러 폰, 노트북, PDA(personal digital assistant), 랩탑 컴퓨터)와의 수신/송신을 위한 타워(102)를 갖는 셀룰러 기지국(101)을 포함할 수 있다. 무선 장치(103A-D)는 집합적으로 또는 개별적으로 각각 무선 장치들(103) 또는 무선 장치(103)로 불릴 수 있다. 본 명세서에서 사용되듯이, 무선 장치(103)는 셀룰러 네트워크 또는 또 다른 네트워크에게로 또는 이로부터 데이터를 무선으로 통신하는 능력을 갖는 임의 통신 장치를 의미할 수 있다. 비록 도 1이 셀(100) 내에 4개의 무선 장치들(103)을 도시하지만, 도 1은 셀(100) 내에서 서비스 받을 수 있는 무선 장치들(103)의 임의 특정 수에 그 범위가 제한되지 않는다. 본 발명의 원리를 실시하기 위한 셀룰러 전화기인 무선 장치의 한 예가 도 2를 참조하여 이하에서 설명된다.
본 발명의 구체 예에 따라, 무선 장치들(103)은 "다중 도약(multiple hops)"을 통하여 기지국(101)과 통신하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용되듯이 "다중-도약"은 무선 장치(103)가 하나 또는 그 이상의 또 다른 무선 장치들(103)을 통하여 기지국(101)과 통신할 수 있는 프로세스를 의미한다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 장치(103B)는 무선 장치(103A)를 통하여 기지국(101)과 통신할 수 있다. 또 다른 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 장치(103C)는 무선 장치들(103B, 103A)을 통하여 기지국(101)과 통신할 수 있다. 이러한 예에서, 통신 범위가 확장된다. 또 다른 예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 무선 장치(103D)는 무선 장치(103A)를 통하여 기지국(101)과 통신할 수 있다. 따라서, 무선 장치들(103B, 103D)이 무선 장치(103A)를 통하여 기지국(101)과 통신하는 것을 가능하게 함으로써, 셀룰러 네트워크의 대역폭의 더욱 효율적인 사용이 가능하다. 다중-도약의 더욱 상세한 설명을 이하에서 더욱 논의할 것이다. 한 구체 예에서, 무선 장치들(103)은 비-셀룰러 프로토콜을 통하여 서로 통신할 수 있으며 이에 따라 이하에서 더욱 상세하게 논의하듯이 셀룰러 네트워크의 대역폭의 사용을 최소화 또는 감소시킬 수 있다. 한 구체 예에서, 다중-도약을 통하여 기지국(101)과 통신하는 무선 장치(103)의 사용자는 서비스에 대한 비용이 부과된다. 즉, 중계 무선 장치(들)(103)를 통하여 기지국(101)과 통신하는 무선 장치(103)의 사용자를 포함하여 중계 무선 장치(들)(103)의 사용자(들)에게는 서비스에 대한 비용이 부과되지 않는다.
도 1을 다시 참조하면, 셀룰러 기지국(101)은 휴대 전화 교환소(MSC)(104)를 통하여 공중 교환 전화망(PSTN)(105)(또는 또 다른 유선 또는 광섬유-기반 네트워크, 예컨대, 인터넷)에 연결될 수 있다. 각각의 캐리어는 도시 또는 구역 내 모든 기지국(101)을 제어하고 육상 기반 PSTN(105)에 대한 모든 연결을 제어하는 휴대 전화 교환소(MTSO)(104)를 가질 수 있다. GSM, UMTS, WiMAX, LTE, 등과 같은 서로 다른 셀룰러 표준이 (104)에 대하여 이동 교환 센터(mobile switching center, MSC) 그리고 (105)에 대하여 공중 육상 이동 망(PLMN)과 같은 용어를 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 셀룰러 기지국(101)은 무선 장치(103A-D)와의 수신/송신을 위한 타워(102)를 가진다. 즉, 통신은 예컨대 양방향 장거리 라디오 주파수 통신(two-way long-range radio frequency communication), 예컨대, 1000미터 이상의 거리에 대한 통신을 통하여, 무선 장치(103)와 타워(102) 사이에서 달성된다. 셀룰러 전화기인 무선 장치(103)의 핵심 부품의 내부 회로의 예시도를 나타내는 블록도가 도 2와 관련하여 이하에서 제시된다.
도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 전화기인 무선 장치(103)(도 1)의 부품의 내부 회로의 예시도를 나타내는 블록도이다. 무선 장치(103)는 신호 프로세서(201) 및 프로세서(203)에 연결된 무선 송수신기(202A, 202B)를 포함한다(무선 송수신기(202A, 202B)는 각각 셀룰러 및 비-셀룰러 인터페이스(210, 211)을 통하여 프로세서(203)에 연결되며, 이하에서 더욱 설명됨). 또한, 무선 장치(103)는 프로세서(203)에 연결된 저장 매체(204)를 포함한다. 추가로, 무선 장치(103)는 라디오파(무선 신호)를 송신 및 수신하기 위한 안테나(205)를 포함한다. 안테나(205)에 연결된 무선 송수신기(202A, 202B)는 무선 통신을 송신 및 수신하는 것과 관련된 프로세스를 수행한다. 신호 프로세서(201)는 무선 송수신기(202A, 202B)로부터 수시된 라디오 신호를 스피커(206)에 의해 출력되는 오디오 신호를 변환하고, 마이크(207)로부터 수신된 오디오 신호를 무선 송수신기(202A, 202B)와 안테나(205) 조합에 의해 송신되는 라디오 신호를 변환시킨다. 키보드(208)는 무선 장치(103)의 외부로부터 볼 수 있는 각각의 키 아래에 내부 전기 센서를 포함한다. 이러한 센서는 키가 무선 장치(103)의 사용자에 의해 눌려질 때 특정 응답을 수행할 수 있다.
프로세서(203)는 무선 장치(103)의 브레인 또는 중앙 프로세서일 수 있는 마이크로프로세서이며, 예컨대, 일부 구체 예에서, 무선 장치(103)의 운영 체제가 프로세서(203)에 의해 수행될 수 있다. 이러한 구체 예에서, 프로세서(203)는 사용자-입력에 대하여 응답하는 것 및 예컨대 디스플레이(209)에서 출력되는 메뉴 아이템, 프롬프트를 발생시키기 위하여 프로그램 모듈을 실행하는 것을 비롯하여, 무선 장치(103) 내/사이에서 일어나는 모든 또는 실질적으로 모든 프로세서를 제어한다. 디스플레이(209)는 스크린과 사용자 또는 스타일러스의 하나 이상의 디지트(digit) 사이의 접촉 또는 인접을 통하여 사용자-입력을 수신하기 위한 터치 또는 멀티-터치 디스플레이, 예컨대, 커패시턴스-응답(capacitance-responsive) LCD, E-잉크, 또는 OLED 디스플레이일 수 있다.
저장 매체(204)는 개별 유틸리티/모듈로서 컴퓨터 실행가능 프로그램을 저장하며 사용자-입력된(또는 다이내믹하게 생성된/저장된) 데이터의 데이터베이스를 유지한다.
이러한 구체 예에서, 무선 인터페이스는 2개의 무선 단말 사이의 무선 통신을 촉진하는 프로토콜을 실행한다. 단말은 기지국 또는 장치일 수 있으며; 더욱이, 기지국이 또한 장치로 고려될 수 있다. 따라서 우리는 문구(phrase) 무선 단말 및 무선 장치를 상호 교환적으로 사용할 것이다. 하나 이상의 무선 인터페이스가 각각의 무선 단말 내에 존재한다. 셀룰러 인터페이스는 셀룰러 네트워크에 의해 직접적으로 관리되는 무선 인터페이스이다. 따라서 하나 이상의 셀룰러 타워가 셀룰러 장치 내부의 셀룰러 인터페이스의 거동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 기지국 또는 기지국은, 셀룰러 장치가 통신하여야 할 때, 즉 셀룰러 장치가 주파수, 코드, 타이밍, 송신 전력 레벨, 및 데이터 속도로 통신하여야 할 때, 셀룰러 기지국과 통신할 수 있는 셀룰러 장치를 지시할 수 있다. 자신의 셀룰러 인터페이스를 사용하여, 셀룰러 장치는 단일-도약을 통하여 직접 기지국과 통신할 수 있다. 일부 실시에서, 무선 장치는 단지 셀룰러 인터페이스만을 사용하여 다중 도약을 통하여 통신할 수 있다. 비-셀룰러 인터페이스는 셀룰러 네트워크에 의해 직접 관리되는 것이 아닌 무선 인터페이스인데, 예컨대, 무선 장치는 셀룰러 기지국에 대하여 독립적인 또 다른 무선 장치에 대한 무선 연결을 형성할 수 있다. 비-셀룰러 인터페이스의 예에는 IEEE 802.11 a, b, g, n, p, 또는 s 표준, 블루투스(Bluetooth) 표준, 또는 지그비 표준(Zigbee standard)을 수행하는 인터페이스가 포함된다. 비-셀룰러 인터페이스의 일부 실시예에서, 비-셀룰러 인터페이스는 셀룰러 기지국에 의해 중계되는 동일한 것에 대한 접속을 갖지 않으면서 하나 이상의 주파수, 타임 슬롯, 또는 사용 코드에 접속할 수 있다. 이러한 정의에는 한 가지 예외가 있는데: 장치에서, 제1 인프라구조 네트워크가 제1 무선 인터페이스를 관리하고 제2 인프라구조 네트워크가 제2 무선 인터페이스를 관리하고, 그리고 제1 무선 인터페이스가 제2 인프라구조 네트워크 내 다중-도약을 촉진하는 경우, 제1 무선 인터페이스는 제2 인프라구조 네트워크의 관점에서 비-셀룰러 인터페이스로서 간주될 수 있다. 예를 들어, 스마트폰은 동시에 셀룰러 인터페이스를 사용하여 3G 네트워크에 연결될 수 있으며 비-셀룰러 인터페이스를 사용하여 WiFi 네트워크에 연결될 수 있다. WiFi 기지국에 연결되어 있는 동안, 비-셀룰러 인터페이스는 또한 동시에 일부 또 다른 장치를 위하여 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 다중-도약 셀룰러 통신을 촉진할 수 있다. 이러한 실시예에서, 비-셀룰러 인터페이스를 통한 또 다른 장치와의 통신은 WiFi 기지국 또는 셀룰러 기지국에 의해 엄격하게 제어되지 않는다. 비록 비-셀룰러 인터페이스가 피드백이 다중-도약을 촉진하는 셀룰러 네트워크로부터 획득한 상기 피드백에 기초하여 그 거동을 조절할 수 있으나, 단지 셀룰러 네트워크만으로 이렇게 하도록 강제될 수 없는데, 예컨대, 셀룰러 네트워크에 의해 제공된 것들 이외의 비-셀룰러 인터페이스에 대한 입력은 비-셀룰러 인터페이스의 거동에 또한 영향을 미칠 수 있으며, 예를 들어 셀룰러 네트워크로부터의 입력은 비-셀룰러 인터페이스에 의해 이루어지는 결정에서 많은 것들 중 하나의 파라미터일 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 네트워크는, 무선 장치가 후속하여 기재된 라우팅 또는 롤 선택 프로세스 중 일부를 변조시켜 셀룰러 인터페이스보다 비-셀룰러 인터페이스를 더 많은 또는 더 조금 사용하는 경향이 되도록 하는 것을 요구할 수 있다. 실제로, 일부 구체 예에서, 비-셀룰러 인터페이스는 그 거동에 대한 완전한 제어를 가지며 분산 방식(분산 방식)으로 통신 결정을 이룰 수 있다.
추가로, 무선 장치(103)는 프로세서(203)에 연결된 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)를 포함한다. 셀룰러 인터페이스(210)는 무선 송수신기(202A)에 더욱 연결되며; 한편 비-셀룰러 인터페이스(211)는 무선 송수신기(202B)에 더욱 연결된다. 일부 실시는 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)를 동일 무선 송수신기 및 안테나에 연결시킬 수 있다. 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)는 제어기(212, 213)를 포함한다. 셀룰러 인터페이스(210)는 셀룰러 타워(102)와 통신하기 위한 인터페이스를 의미한다. 비-셀룰러 인터페이스(211)는 셀룰러 타워(102) 또는 또 다른 장치, 예컨대 동일 유형의 비-셀룰러 인터페이스를 갖는 또 다른 핸드-헬드 셀룰러 장치 또는 액세스 포인트(access points)와의 간접적인 통신을 위한 인터페이스, 예컨대 비-제한적으로 Bluetooth, WiFi, FlashLinQ를 의미한다. 이하에서 더욱 설명되듯이, 무선 장치(103)는 비-셀룰러 인터페이스를 사용하여 서로 통신할 수 있다. 비-셀룰러 인터페이스(211) 및 셀룰러 인터페이스(210)는 동일한 무선 스펙트럼 또는 서로 다른 무선 스펙트럼을 사용할 수 있다. 비-셀룰러 인터페이스(211)가 서로 다른 스펙트럼을 사용하는 경우, 무선 장치들(103) 사이의 P2P 통신(peer-to-peer communication)은 셀룰러 네트워크의 대역폭을 사용하지 않거나 또는 영향을 미치지 않을 수 있다. 한 구체 예에서, 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)는 각각 별도의 집적 회로상에 구현될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211) 둘 모두는 별도의 집적 회로 상에 위치된 제어기(212/213)를 가지면서 단일 집적 회로 상에 구현될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 단일 제어기(단일 제어기로 결합된 제어기(212/213))와 함께 셀룰러 인터페이스(210)(제어기(212) 없음) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)(제어기(213) 없음)가 단일 집적 회로상에서 구현될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 셀룰러 인터페이스(210)(제어기(212) 없음) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)(제어기(213) 없음)가 프로세서(203)에 연결될 수 있으며, 여기서 프로세서(203)는 단일 제어기(단일 제어기로 결합된 제어기(212/213))를 포함한다.
더욱이, 무선 장치(103)는 프로세서(203)에 연결된 메모리(214), 셀룰러 인터페이스(210) 및 비-셀룰러 인터페이스(211)를 포함한다. 본 발명의 원리에 따르는 애플리케이션은 도 3 및 도 4와 관련하여 이하에서 더욱 설명하듯이 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하기 위한 애플리케이션을 포함할 수 있다. 본 발명의 애플리케이션은 메모리(214)에 주재할 수 있다. 제어기(212, 213)는 메모리(214)에 주재하는 애플리케이션의 명령을 실행하도록 구성된 프로세서일 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 애플리케이션의 명령은 셀룰러 인터페이스(210)/비-셀룰러 인터페이스(211) 내 별도의 메모리(도시되지 않음)에 주재할 수 있다.
해당 분야의 통상의 기술자에 의해 이해되듯이, 본 발명의 양상은 시스템, 방법 또는 컴퓨터 프로그램 제품으로서 구현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 양상은 전체적인 하드웨어 구체 예, 전체적인 소프트웨어 구체 예(펌웨어, 레지던트 소프트웨어, 마이크로-코드, 등 포함) 또는 본 명세서에서 일반적으로 모두 "회로," "모듈" 또는 "시스템"으로 불릴 수 있는 소프트웨어와 하드웨어 양상을 조합하는 구체 예 형태를 취할 수 있다. 더욱이 본 발명의 양상은 내부에 구현된 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 갖는 하나 이상의 유형의 컴퓨터 판독가능한 매체에 구현된 컴퓨터 프로그램 제품의 형태를 취할 수 있다.
하나 이상의 컴퓨터 판독가능한 매체의 임의 조합이 사용될 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 매체는 컴퓨터 판독가능한 신호 매체 또는 컴퓨터 판독가능한 저장 매체일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 예를 들어 비-제한적으로 전자, 자기, 광학, 전자기, 적외선, 또는 반도체 시스템, 기기, 또는 장치, 또는 이들의 임의 적절한 조합일 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 저장 매체의 더욱 구체적인 예(비-제한적 열거임)는 다음을 포함할 수 있다: 하나 이상의 배선을 갖는 전기 연결부, 휴대용 컴퓨터 디스켓, 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 읽기-전용 메모리(ROM), 소거 및 프로그램 가능 읽이기-전용 메모리(EPROM 또는 플래쉬 메모리), 휴대용 컴팩트 디스크 읽기-전용 메모리(CD-ROM), 광학 저장 장치, 자기 저장 장치, 또는 이들의 임의 적절한 조합. 본 문헌의 문맥에서, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체는 명령 실행 시스템, 기기, 또는 장치에 의해 또는 이들과 결합되어 사용하기 위한 프로그램을 함유하거나 또는 저장하는 임의 유형의 매체일 수 있다.
컴퓨터 판독가능한 신호 매체는 예를 들어 기저대역또는 캐리어 파의 일부에서 구현된 컴퓨터 판독가능 프로그램 코드를 갖는 전달 데이터 신호를 포함할 수 있다. 이러한 전달 신호(propagated signal)는 비-제한적으로 전자기, 광학, 또는 이들의 임의 적절한 조합을 포함하는 임의 다양한 형태를 취할 수 있다. 컴퓨터 판독가능한 신호 매체는, 컴퓨터 판독가능한 저장 매체가 아니며 명령 실행 시스템, 기기, 또는 장치에 의해 또는 이들과 결합되어 사용하기 위한 프로그램을 통신, 전달, 또는 전송할 수 있는 임의 컴퓨터 판독가능한 매체일 수 있다.
컴퓨터 판독가능한 매체상에서 구현된 프로그램 코드는 비-제한적으로 무선, 유선, 광섬유 케이블, RF 등 또는 이들의 임의 적절한 조합을 비롯하여 임의 적절한 매체를 사용하여 송신될 수 있다.
본 발명의 양상을 위한 작동을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램 코드는 자바(Java), 스몰토크(Smalltalk), C++ 등과 같은 객체 지향 프로그래밍 언어 및 "C" 프로그래밍 언어 또는 유사한 프로그래밍 언어를 비롯하여, 하나 이상의 프로그래밍 언어의 임의 조합으로 기록될 수 있다.
본 발명의 양상은 본 발명의 구체 예를 따르는 방법, 기기(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 및/또는 블록도를 참고하여 이하에서 설명된다. 흐름도 및/또는 블록도의 각각의 블록, 및 흐름도 및/또는 블록도 내 블록의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령에 의해 실행될 수 있음이 이해될 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령은 제어기 또는 프로세서로 제공될 수 있으며, 이에 따라, 제어기 또는 프로세서를 통하여 실행되는 이들 명령들은 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들 내에서 구체화된 기능/작용을 실행하기 위한 수단을 생성한다.
이들 컴퓨터 프로그램 명령은 또한 장치를 특정한 방식으로 작용하도록 유도하는 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장될 수 있으며, 이에 따라 컴퓨터 판독가능한 매체에 저장된 명령은 흐름도 및/또는 블록도 블록 또는 블록들 내에서 구체화된 기능/작용을 실행하는 명령을 포함하는 제조 물품을 생성한다.
전술한 바와 같이, 일부 현존하는 셀룰러 전화기 시스템에 있어서, 셀 전화기는 셀룰러 기지국과 직접 통신하며 이에 따라 제한된 커버리지 및 비효율적인 자원의 사용을 야기한다. 본 발명의 원리는 무선 장치(예컨대, 셀룰러 폰, 노트북, PDA, 랩탑 컴퓨터)가 셀 내 또 다른 무선 장치를 도약(hopping off)하여 셀룰러 기지국과 통신하도록 함으로써 커버리지 영역을 확장하는 한편 셀룰러 네트워크의 자원을 효율적으로 사용한다. 더욱이, 무선 장치는 비-셀룰러 프로토콜을 통하여 서로 통신할 수 있으며 이에 따라 셀룰러 네트워크의 대역폭의 사용을 최소화 또는 감소시킬 수 있다. 이러한 원리는 무선 장치들(103)을 포함하는 2가지 양상과 관련하여 이하에서 논의될 것이다. 도 1을 참조하면,
한 가지 양상은 낮은 신호 세기를 갖는 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))를 포함하여서 이에 따라 도 3과 관련하여 이하에서 논의되듯이 기지국(101)과 통신하기 위하여 셀(100) 내 또 다른 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 도약(hop off)하기 위한 시도를 요구한다. 또 다른 양상에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 기지국(101)에 대한 대역폭에서 과도한 용량을 가져서 도 4와 관련하여 이하에서 논의되듯이 기지국(101)과 통신하기 위하여 셀(100) 내 또 다른 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치(103B))이 자신을 도약하도록 한다.
도 3을 참조하면, 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하기 위한 방법(300)의 흐름도이다. 특히, 전술한 바와 같이, 도 3은 낮은 신호 세기를 갖는 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))를 포함하여서 이에 따라 기지국(101)과 통신하기 위하여 셀(100) 내 또 다른 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 도약하기 위한 시도를 요구하는 양상에 대하여 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하는 것을 기재한다.
도 1-2와 함께 도 3을 참조하면, 단계(301)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))는 셀룰러 인터페이스(210)에서 기지국(101)으로부터 자신의 신호 세기를 결정한다.
단계(302)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))는 자신의 신호 세기가 임계치를 초과하는지 여부를 결정한다. 예를 들어, 무선 장치(103)는 자신의 신호 세기가 기지국(101)과 통신하기 위하여 충분히 강한지 여부를 결정할 수 있다. 신호 세기는 무선 장치(103)의 사용자의 처리량 요구를 만족할만큼 충분히 강하지 않을 수 있다. 신호는 심지어 무선 장치(103)의 사용자가 "배드 스팟"에 위치하는 이유로 인하여 활용가능하지 않을 수도 있다.
신호 세기가 임계치를 초과하면, 그 후, 단계(303)에서, 무선 장치(103)는 셀룰러 인터페이스(210)를 통하여 기지국(101)과 직접 통신하려고 시도한다.
그렇지만, 신호 세기가 임계치 미만인 경우(즉, 신호 세기가 무선 장치(103)의 사용자의 처리량 요구를 만족하기에 충분히 강하지 않은 경우), 그 후, 단계(304)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))는 또 다른 무선 장치(103)를 도약하여 기지국(101)과 간접적으로 통신하기 위하여 인접하는 또 다른 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치(103A))에게 요청을 송신한다. 본 명세서에서 사용되듯이 "무선 장치를 도약함"은 해당 무선 장치(103)를 통하여 기지국(101)과 간접적으로 통신함을 의미한다.
단계(305)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 기지국(101)과 통신하기 위하여 자신을 도약하는 요청을 수신한다.
단계(306)에서, 상기 요청을 수신한 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 요청을 받아들일 것인가를 결정한다. 한 구체 예에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 배터리 사용, 대역폭 사용(연결에서 현재 사용중인 대역폭의 양을 의미함), 하루 중 시간 과금과 같은 여러 요인들에 기초하여 요청을 받아들일 것인지를 결정한다.
상기 요청을 수신한 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))가 상기 요청을 받아들이지 않기로 결정하는 경우, 그 후, 단계(307)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 요청을 거부하기 위해 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))로 응답을 송신한다.
그 대신에, 상기 요청을 수신한 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))가 상기 요청을 받아들이기로 결정한 경우, 단계(308)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 요청을 받아들이기 위해 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))로 응답을 송신한다.
단계(309)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))는 상기 요청을 받아들인 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 통하여 비-셀룰러 인터페이스(211)에서 기지국(101)과 통신하기 위한 허가를 수신한다.
단계(310)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B), 무선 장치(103D))는 상기 요청을 받아들인 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 통하여 비-셀룰러 인터페이스(211)에서 기지국(101)과 통신한다.
방법(300)은 명확성을 위하여 도시되지 않은 또 다른 및/또는 추가적인 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(300)은 제시된 것과 다른 순서로 실시될 수 있으며 도 3의 논의에서 제시된 순서는 예시적인 것이다. 또한, 방법(300) 중 일부 단계는 실질적으로 동시에 실행되거나 생략될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 임의 또 다른 특징 또는 단계가 동시에 생략 또는 실행될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 원리를 사용하는 대안적인 양상은, 기지국(101)에 대한 대역폭에서 과도한 용량을 가져서 도 4와 관련하여 이하에서 논의되듯이 기지국(101)과 통신하기 위하여 셀(100) 내 또 다른 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치(103B))이 자신을 도약하도록 하는 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 포함한다.
도 1-2와 결합하여, 도 4를 참조하면, 단계(401)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))는 기지국(101)과 통신하기 위하여 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))에서 도약(hop)하도록 또 다른 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치들(103B, 103D))을 초청하는 요청을 인접하는 상기 또 다른 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치들(103B, 103D))에게 비-셀룰러 인터페이스(211)를 통하여 송신하는데 왜냐하면 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))가 기지국(101)과의 자신의 대역폭에서 과도한 용량을 갖기 때문이다.
단계(402)에서, 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치들(103B, 103D))은 기지국(101)과 통신하기 위하여 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 도약하도록 하는 초청을 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))로부터 수신한다.
단계(403)에서, 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치들(103B, 103D))는 기지국(101)과 통신하기 위하여 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 도약하도록 하는 초청을 받아들일 것인지 여부를 결정한다. 한 구체 예에서, 무선 장치들(103)(예컨대, 무선 장치들(103B, 103D))은 예를 들어 활용가능 대역폭 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))가 제공하는 다양한 요인에 기초하여 초청을 받아들일 것인지를 결정한다. 예를 들어, 활용가능 대역폭이 처리량 요구를 처리하기에 충분하지 않은 경우, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))는 초청을 받아들이지 않을 것이다. 대신에, 처리량 요구를 처리하기에 충반한 대역폭이 있는 경우, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))는 초청을 받아들일 수 있다.
요청을 수신하는 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))가 초청을 받아들이지 않기로 결정한 경우, 단계(404)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))는 초청을 무시한다.
그 대신에, 요청을 수신하는 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103D))가 초청을 받아들이기로 결정한 경우, 단계(405)에서, 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103D))는 요청을 받아들이는 응답을 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))에게 송신한다.
단계(406)에서, 요청을 받아들인 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103B))는 요청을 송신하였던 무선 장치(103)(예컨대, 무선 장치(103A))를 통하여 비-셀룰러 인터페이스(211)에 의해 기지국(101)과 통신하는 것을 시작한다.
방법(400)은 명확성을 위하여 도시되지 않은 또 다른 및/또는 추가적인 단계를 포함할 수 있다. 또한, 방법(400)은 제시된 것과 다른 순서로 실시될 수 있으며 도 4의 논의에서 제시된 순서는 예시적인 것이다. 또한, 방법(400) 중 일부 단계는 실질적으로 동시에 실행되거나 생략될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 임의 또 다른 특징 또는 단계가 동시에 생략 또는 실행될 수 없음을 의미하는 것은 아니다.
또 다른 구체 예에서, 이하에서 설명되듯이, 비-셀룰러 인터페이스가 셀룰러 네트워크와 간접적으로 통신하기 위하여 사용될 수 있다. 따라서, 일부 구체 예에서, 셀룰러 인터페이스가 없는 무선 장치가 본 발명의 원리를 사용하여 셀룰러 네트워크와 간접적으로 통신할 수도 있다. 그렇지만, 일부 셀룰러 네트워크 시스템에서, 단지 셀룰러 인터페이스만이 셀룰러 네트워크와 직접적으로 통신할 수 있다. 비록 일부 구체 예에서 필수적인 것이 아니지만, 일부 무선 장치는 셀룰러 인터페이스 및 비-셀룰러 인터페이스를 가진다. 전술한 바와 같이, 장치 내의 셀룰러 및 비-셀룰러 인터페이스는 동일한 무선 스펙트럼 또는 서로다른 무선 스펙트럼에서 작동할 수 있다. 전술한 바와 같이, 적절하게 구성된 경우, 이러한 무선 장치는 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 네트워크와 직접적으로 통신할 수 있으며 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 네트워크와 간접적으로 통신할 수 있다. 그러므로, 이러한 무선 장치는 자신의 상태, 상황, 및 환경에 기초하여 셀룰러 네트워크와 직접적으로 또는 간접적으로 통신할 것인지 여부를 선택하도록 구성될 수 있다. 즉, 무선 장치는 또 다른 장치를 도약할 것인지 또는 직접적으로 통신할 것인지 여부를 결정하기 위한 프로세스를 수행할 수 있다. 이러한 결정을 하는데 있어서, 장치는 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 및 주위 무선 환경과 같은 요인을 고려할 수 있다. 예를 들어, 이러한 요인들 각각 또는 이의 서브세트는 각각의 임계값과 비교될 수 있으며 요인이 임계치를 초과하는 경우, 간접 통신이 선택될 수 있으며, 그 밖의 다른 경우 직접 통신이 선택될 수 있다.
오늘날 장치가 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국과 직접적으로 통신하고 있는 한편, 일부 시스템에서, 장치는 오늘날 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국과 통신하고 있지 않다. 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통한 무선 장치에 의한 셀룰러 네트워크와의 간접적 통신은 일부 구체 예에서 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국에 대한 데이터를 제2 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스에게로 송신하기 위한 제1 무선 장치를 요구한다. 제2 무선 장치가 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 우수하게 충분한 직접 연결을 갖는 경우(예컨대, 신호 세기가 약 -80dBm 초과이거나, 신호대 잡은 플러스 간섭 비율이 15dB 초과이거나, 또는 채널 품질 표시자(CQI)가 15초과일 수 있음), 제2 무선 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제1 무선 장치로부터 수신한 데이터를 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국에 직접적으로 전달할 수 있다. 또 다른 경우, 제2 무선 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제1 무선 장치로부터 수신한 기지국을 위한 데이터를 제3 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스에게로 릴레이(relay)할 수 있다.
제3 무선 장치가 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 우수하게 충분한 직접 연결을 갖는 경우, 제3 무선 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제2 무선 장치로부터 수신한 데이터(제1 무선 장치에 의해 발생됨)를 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국에 직접적으로 전달할 수 있다. 또 다른 경우, 제3 무선 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제2 무선 장치로부터 수신한 기지국을 위한 데이터(제1 무선 장치에 의해 발생됨)를 제4 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스에게로 릴레이할 수 있다. 이러한 방식으로 다중-도약 경로가 포함된 각각의 무선 장치의 구속, 상태 및 능력에 의존하는 도약의 수만큼 확장될 수 있다.
일부 시스템에서 셀룰러 기지국은 셀의 가장자리에서의 간섭을 관리하기 위하여 서로 협력할 수 있다. 그렇지만, 이러한 방법은 간섭을 경감시키기 위하여 자신들의 주변 자원을 뒤섞는 경향이 있는 기지국을 야기할 수 있다. 일부 구체 예에서 본 발명의 원리는 이러한 셀룰러 기지국에게 간섭을 관리하기 위한 추가적인 방법을 제공한다. 예를 들어, 셀룰러 기지국이, 셀의 가장자리에서 무선 장치를 서비스하는 것이 셀의 상기 가장자리 근처의 또 다른 무선 장치에 대한 임계치 초과의 간섭 양을 야기할 수 있음을 탐지한 경우, 기지국 중 하나는 관심대상 무선 장치의 셀룰러 인터페이스와 통신하여 상기 무선 장치가 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하여 셀룰러 네트워크와 간접적으로 통신하도록 요청할 수 있다. 일부 구체 예에서, 셀룰러 네트워크는 무선 장치가 셀룰러 네트워크에 대한 또 다른 경로를 선택하도록 요청한다. 따라서, 기지국으로부터의 느슨한(loose) 도움으로, 무선 장치는 셀-가장자리 근처에 위치하는 또 다른 무선 장치에 대한 간섭을 경감시킬 수 있으며 또한 셀룰러 네트워크의 성능을 강화시키는 것을 도울 수 있다.
더욱이, 일부 구체 예에서, 무선 장치는 셀룰러 기지국으로부터의 어떠한 도움도 없이, 또는 제한된 도움으로 독립적으로 이러한 결정을 할 수 있다. 이러한 결정을 하는 한 가지 방식은 주변 기지국으로부터의 신호 세기를 분석하는 것이다. 상위(가장 강한) 수 개 기지국(예컨대, 2개, 3개, 또는 4개의 가장 강한 것)의 신호 세기가 거의 동일한 경우(예컨대, 서로 5%, 10%, 또는 30% 이내), 무선 장치는 과도한 셀-가장자리 간섭이 존재할 것이라는 것을 예상할 수 있으며, 이에 따라 하나의 셀룰러 기지국으로의 송신이 유사한 신호 세기의 또 다른 셀룰러 기지국과 간섭할 가능성이 있으며, 이에 응답하여, 무선 장치는 예컨대, 셀룰러 기지국 중 어느 하나에 인접한 또 다른 셀룰러 장치를 도약하기 위하여 비-셀룰러 인터페이스를 사용하기 위한 전술한 프로세스 중 하나 이상을 개시함으로써, 이웃한 셀룰러 기지국과 간접적으로 통신하기 위하여 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하는 것을 시도할 수 있다. 분산 방식(예컨대, 각각의 무선 장치에 의해 수행되는 프로세스를 사용)으로 셀-가장자리 사용자 간섭을 예상 또는 감지하기 위한 또 다른 프로세스는 다음 중 어느 하나를 사용할 수 있다: 주변 기지국의 신호 세기, 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 주위 무선 환경, 셀룰러 네트워크에 대한 다양한 직접 및 간접 경로를 통한 처리량의 히스토리, 및 주변 무선 장치로부터의 피드백. 주변 무선 장치로부터의 피드백은 분산 알고리즘 및 프로토콜로 공급될 수 있으며, 이는 일부 구체 예에서, 셀 또는 일정 범위 내 모든 무선 장치의 상태의 글로벌 지식 없이 경로를 결정할 수 있다. 더욱이, 일부 시스템에서, 이러한 피드백은 장치에게 표시를 제공하며 장치는 피드백 중의 정보에 대하여 독립적인 또 다른 파라미터에 기초하여 셀-가장자리 사용자 간섭을 경감시키기 위한 독립적인 도약 결정을 할 수 있다. 그렇지만, 일부 시스템에서, 분산 접근법은 과도하게 신중하며 허위 경보 문제를 야기할 수 있다. 따라서, 예컨대 셀룰러 기지국이 도약 결정에 영향을 미치지만 이를 제어하는 것은 아닌 것과 같은 앞서 기재한 바와 같이, 기지국과의 느슨한 조화(co-ordination)이 심지어 무선 장치가 기지국과 통신하기 위하여 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하는 경우에도 일부 실시에서 유용할 수 있으며; 본 발명의 원리는, 일부 구체 예에서, 셀룰러 네트워크의 커버리지 및 용량을 더욱 강화하기 위하여 이러한 조화를 축적한다. 예를 들어, 셀룰러 기지국은, 예컨대 다중-도약 네트워크에서의 역할을 선택하기 위한 프로세스를 수행할 때 임계치를 조절하거나 또는 무선 장치에 의해 사용되는 계수를 계측함으로써, 무선 장치가 셀룰러 네트워크에 대한 다중-도약 비-셀룰러 연결을 형성할 것인지 여부에 관하여 상기 무선 장치에 의해 이루어지는 결정에 영향을 미치는 신호를 송신할 수 있다.
일부 네트워크에서, 여러 무선 장치가 셀룰러 기지국과 통신할 수 있으며, 소정의 셀룰러 기지국과 연결하기 위해 시도하는 이러한 장치의 수는 장래에 증가될 것으로 예상된다. 현재 및 장래 예상되는 단일-도약 셀룰러 네트워크는 더욱 우수한 커버리지 및 용량에 대한 증가하는 수요를 뒷받침하기에 적절하지 않을 수도 있다. 그렇지만, 여기에 기재된 구체 예 중 일부에서, 장치는 더욱 우수한 커버리지 및 용량에 대한 수요를 만족시키기 위하여 더욱 효율적으로 셀룰러 시스템을 사용하기 위한 서로의 능력을 사용할 수 있다. 장치가 셀룰러 시스템 자원을 효율적으로 사용하도록 하는 한 가지 방식은 예컨대 본 명세서에 기재된 하나 이상의 역할-선택 프로세스에 따라, 유리할 것으로 판단될 때, 다중-도약을 사용하는 것이다. 일부 구체 예에서, 역할 선택은 분산될 수 있는데: 각각의 장치가 다중-도약에 대한 참여를 자신들 스스로 결정할 수 있다.
다중-도약 셀룰러 네트워크에서의 엄격한 중앙집중식 제어가 여기서 기재된 기술의 구체 예에 따라 실시될 수 있으나, 이러한 제어는 개별 장치의 성능을 감소시킬 것으로 예상된다. 이러한 예상된 성능 감소는 중앙집중식 제어기가, 각각의 장치 및 이들의 무선 환경의 상태에 관한 상세한 정보를 중앙집중식 제어기에 전달하기 위하여 방대한 양의 오버헤드를 발생시키지 않고서는 모든 시간에 모든 무선 장치에 관한 모든 것을 알지 못할 것이기 때문이다. 이러한 정보를 스스로 전달하기 위한 오버헤드는 셀룰러 시스템의 자원 및 무선 스펙트럼을 소모한다. 따라서, 도약 결정에 대한 엄격한 중앙집중식 제어는 다중-도약 셀룰러 시스템의 성능에 역효과를 미칠 것으로 예상된다. 그렇지만, 본 발명의 일부 구체 예는, 엄격한 중앙집중식 제어만이 자신들의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국에 직접적으로 통신하는 장치의 셀룰러 인터페이스까지 연장되는 다중-도약 셀룰러 시스템을 촉진한다. 상태, 상황 및 환경에 의존하여, 무선 장치는 분산 방식(decentralized manner)의 장치-간(inter-device) 도약 결정을 형성할 수 있다. 무선 장치는 도약 결정을 할 때 셀룰러 기지국으로부터 일부 도움을 받을 수 있으나, 모든 구체 예에서 필수적인 것은 아니다.
비록 본 발명의 구체 예에서 사용되는 하이브리드 접근법(예컨대 중앙집중식 및 분산식 제어의 혼합)이 일부 시스템에서, 다중-도약 셀룰러 네트워크를 더욱 확장가능하고 효율적으로 만드는 것으로 예상되지만, 다중-도약 하이브리드 셀룰러 및 비-셀룰러 네트워크의 전반적인 성능은 분산 라우팅, 장치 관리, 적응적 스케줄링, 및 또 다른 분산된 기술을 사용하여 강화될 수 있는 것으로 여겨진다. 이러한 기술의 예는 본 명세서에 기재되며 예를 들어 단일-도약 셀룰러, 다중-도약 셀룰러, P2P(peer-to-peer) 단일-도약, P2P 다중-도약, 무선 애드-혹(ad-hoc) 네트워크, 무선 메쉬 네트워크, 등과 같은 또 다른 종류의 무선 네크워크까지 확장될 수 있다(여기서, 용어 셀룰러 기지국 및 셀룰러 타워는 상호 교환적으로 사용된다).
또 다른 구체 예에서, 무선 네트워크에서의 라우팅을 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 라우터로서 참여하기 위한 제1 무선 단말 선택 단계를 포함할 수 있다. 본 방법은 제1 무선 단말이 릴레리로서 작용할 것인지 또는 싱크로서 작용할 것인지를 결정하는 제1 무선 단말 결정 단계를 더욱 포함한다. 릴레이는 비-셀룰러 신호(예컨대, 프레임)를 수신하고 이러한 신호를 셀룰러 네트워크상에서 간접적으로(예컨대, 릴레이의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여) 또는 직접적으로 코어 네트워크로 전달할 수 있다. 싱크는 신호를 상기 싱크의 셀룰러 인터페이스 또는 유선 연결을 통하여 셀룰러 네트워크에 직접적으로 전달하는 릴레이의 한 종류이다. 또한, 일부 구체 예에서, 본 방법은 제1 무선 단말이 릴레이로서 작용하는지 또는 싱크로서 작용하는지 여부에 기초하여 제1 무선 단말로 데이터를 송신하기 위한 제2 무선 단말 선택 단계를 더욱 포함한다. 제1 무선 단말은 또한 릴레이로서 작용하는 경우 인접한 싱크에 의해 관찰되는 셀룰러 신호 세기 및 품질을 묘사하는 제1 메트릭을 송신할 수 있다. 제1 무선 단말은 또한 싱크로서 작용하는 경우 제1 무선 단말에 의해 관찰되는 셀룰러 신호 세기 및 품질을 묘사하는 제2 메트릭을 송신할 수 있다.
전술한 구체 예는 인접 무선 단말이 분산 방식으로 릴레이를 통하여 패킷을 싱크로 라우팅하는 것을 가능하게 할 수 있다. 이는 일부 시스템에서 각각의 무선 단말이 특정 요인에 기초하여 릴레이로서 작용하는지 아니면 싱크로서 작용하는지 여부를 독립적으로 결정하기 때문이다. 예를 들어, 제1 무선 단말은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초하여 라우터로서 참여하는 것을 결정할 수 있다: 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 및 주위 무선 환경. 예를 들어, 이러한 요인들 각각 또는 이의 서브세트는 각각의 임계값과 비교될 수 있으며 요인이 임계치를 초과하는 경우, 장치는 라우터로서 작용할 수 있으며, 임계치에 미치지 않은 경우 장치는 라우터로서 작용하지 못할 수 있다.
더욱이, 제1 무선 단말은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초하여 릴레이로서 작용할 것인지 싱크로서 작용할 것인지 여부를 결정할 수 있다: 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 및 주위 무선 환경. 예를 들어, 이러한 요인들 각각 또는 이의 서브세트는 각각의 임계값과 비교될 수 있으며 요인이 임계치를 만족시키는 경우, 장치는 싱크로서 작용할 수 있으며, 임계치가 만족되지 않은 경우 장치는 싱크로서 작용하지 못할 수 있다.
더욱이, 제2 무선 단말은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초하여 제1 무선 단말로 데이터를 송신하는 것을 선택할 수 있다: 제1 무선 단말이 릴레이로서 작용하는지 싱크로서 작용하는지 여부, 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 및 주위 무선 환경. 예를 들어, 이러한 요인들 각각 또는 이의 서브세트는 각각의 임계값과 비교될 수 있으며 요인이 임계치를 만족시키는 경우, 장치는 제1 무선 단말로 데이터를 송신하는 것으로 작용할 수 있으며, 임계치가 만족되지 않은 경우 장치는 제1 무선 단말로 데이터를 송신하지 못할 수 있다.
도 5는 한 구체 예에 따르는 무선 네트워크 내 라우팅을 위한 방법의 흐름도이다. 단계(506)에서, 제1 무선 단말은 단계(502)에서 언급된 요인 중 적어도 하나에 기초하여 라우터로서 참여할 것인지 여부를 결정한다. 단계(508)에서, 제1 무선 단말은 이에 대응하는 결정을 한다. 제1 무선 단말이 라우터로서 작용할 것을 결정한 경우, 단계(512)에서 제1 무선 단말은 단계(502)에서 언급된 요인 중 적어도 하나에 기초하여 릴레이로서 작용할지 또는 싱크로서 작용할지 여부를 더욱 결정한다. 단계(514)에서, 제2 무선 단말은 단계(502)에서 언급된 요인 중 적어도 하나에 기초하여 제1 무선 단말에 데이터를 송신할지 여부를 결정한다. 단계(516)에서, 제2 무선 단말은 이에 대응하는 결정을 한다. 제2 무선 단말이 제1 무선 단말에 데이터를 송신하기로 결정한 경우, 단계(520)에서 이를 수행한다.
일부 구체 예에서, 싱크는 인접한 네트워크에 대한 종단-목적(end-destination) 또는 게이트웨이일 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제2 무선 장치와 통신할 수 있으며 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 타워와 통신할 수 있다. 제2 무선 장치가 제1 무선 장치를 통하여 셀룰러 네트워크와 통신하는 것을 선택하는 경우, 제1 무선 장치는 제2 무선 장치에 대한 싱크인데 왜냐하면 이는 셀룰러 네트워크에 대한 게이트웨이로서 작용하기 때문이다. 또 다른 실시예는 P2P 설정에서 제4 무선 장치를 목적으로 하는 패킷을 송신하는 제3 무선 장치를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제4 무선 장치는 제3 무선 장치에 대한 싱크인데 왜냐하면 이는 제3 무선 장치에 의해 발생된 패킷에 대한 종단 목적이기 때문이다. 싱크의 정의는 문맥에 따른다는 것에 주목하여야 한다. 이는 패킷을 발생시키는 무선 장치에 의존한다.
일부 구체 예에서, 릴레이는 무선 장치로부터 싱크까지의 경로에서 중간 노드이다. 예를 들어, 제1 무선 장치는 제2 무선 장치를 통하여 제3 무선 장치를 목적지로 하는 패킷을 송신할 수 있다. 제2 무선 장치는 제1 무선 장치에 의해 발생된 패킷을 제3 무선 장치로 릴레이할 때 제1 무선 장치에 대한 릴레이이다. 발신 장치로부터 싱크까지의 경로에서 하나 이상의 릴레이가 존재할 수 있다. 릴레이의 정의는 문맥에 따른다는 것에 주목하여야 한다. 장치가 릴레이인가 여부는 패킷을 발생시키는 무선 장치에 의존한다.
일부 구체 예에서, 무선 장치는 주변 싱크 및 릴레이의 품질 및 양에 의존하여 싱크로서 작용할 것인가 또는 릴레이로서 작용할 것인가를 결정할 수 있다. 예를 들어, 대부분의 무선 장치가 낮은 셀룰러 신호 세기 및 품질을 겪는 위치에서, 셀룰러 타워로부터 중간 셀룰러 신호 세기 및 품질을 획득하는 무선 장치는 더욱 효율적인 방식으로 또 다른 무선 장치가 셀룰러 네트워크에 접속하는 것을 돕기 위하여 싱크처럼 작용하는 것을 결정할 수 있다. 대부분의 무선 장치가 중간 셀룰러 신호 세기 및 품질을 겪는 위치에서, 셀룰러 타워로부터 중간 셀룰러 신호 세기 및 품질을 획득하는 무선 장치는 대신에 릴레이처럼 작용하는 것을 결정할 수 있다.
일부 구체 예에서, 무선 장치는 활용가능한 충분한 배터리 수명을 가질 때 또는 AC 전력에 플러그될 때에만 라우터로서 작용하는 것을 결정할 수 있다. 무선 장치가 셀룰러 네트워크와 같은 인접한 네트워크와 효율적으로 통신하는 것을 돕는 복수의 안테나 또는 또 다른 복잡한 회로를 갖는 무선 장치는 또 다른 덜 복잡한 인접 장치에 대한 싱크가 되는 것을 결정할 수 있다. 무선 장치는 활용가능한 충분한 대역폭을 가지는 경우 및/또는 또 다른 장치를 위한 합당한 처리량을 지원하는 경우에만 라우터, 릴레이, 및/또는 싱크로서 작용하는 것을 원할 수 있다. 또 다른 장치 및 기초되는 환경이 또한 무선 장치가 라우터, 릴레이, 및/또는 싱크로서 작용할 것인지를 결정하는 것을 도울 수 있다.
무선 장치는 일부 시스템에서 전술한 요인에 기초하여 다른 것에 대한 하나의 릴레이/싱크를 선택할 수 있다. 이러한 요인 중 일부는 대역폭 수요와 같은 사용자-기반 요인 및 평균 처리량과 같은 네트워크-기반 요인을 고려함으로써 사용자 경험을 강화시킨다. 이러한 요인을 사용하는 것은 무선 장치가 인접한 네트워크에 대한 우수한 경로(예컨대, 약 2Mbps 초과의 처리량, 약 10ms 미만의 대기시간(latency), 또는 약 5% 미만의 패킷 손실을 갖는 경로)를 선택하는 것을 도울 수 있다. 예를 들어, 무선 장치는 단일-도약을 통하는 대신에 다중 도약을 통하여 셀룰러 타워와 간접적으로 통신하는 것을 선택할 수 있는데 이는 다중-도약 경로에 대한 평균 처리량이 더 크기 때문이다. 다중-도약 경로에 대한 평균 처리량의 경우, 장치는 우수한 사용자 경험의 경향성을 증가시키기 위하여 단일-도약 연결을 사용하도록 전환할 수 있다.
일부 구체 예의 한 애플리케이션이 다중-도약 셀룰러 네트워크에서 발생한다. 릴레이(또는 중간 노드)는 주변 싱크에 의해 관찰되는 셀룰러 신호 세기 및 품질을 묘사하는 메트릭을 가끔 송신할 수 있다. 이는 또한 예컨대 무선 싱크까지의 도약의 수 및 자신의 장치 상태와 같은 잠재 연결의 만족도(desirability)를 묘사하는 또 다른 데이터를 송신할 수 있다. 더욱이, 싱크(게이트웨이 노드)는 싱크에 의해 관찰되는 셀룰러 신호 세기 및 품질을 묘사하는 메트릭을 가끔 송신할 수 있다. 이는 또한 예컨대 무선 싱크까지의 도약의 수 및 자신의 장치 상태와 같은 또 다른 유용한 데이터를 송신할 수 있다. 이러한 정보는 분산 방식에서 릴레이를 통하여 싱크까지의 노드 발견 경로를 발생시키는 것을 도울 수 있다. 메트릭은 주기적인 비코닝(예컨대 WiFi 액세스 포인트) 또는 분산된 비코닝(예컨대 WiFi-직접 장치)를 통하여 송신될 수 있다.
일부 구체 예에서, 일부 조건 하에서, 각각의 무선 장치는 브로드캐스팅 무선 장치 및 상기 브로드캐스팅 무선 장치에 의해 감지되는 무선 네크워크 토폴로지의 기여의 비-셀룰러 신호 범위 내에서 또 다른 무선 장치를 변화시키기 위하여 노드-상태 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 예를 들어, 도 6의 프로세스(600)는 이러한 노드-상태 신호의 예를 형성하고 브로드캐스트하기 위한 프로세스의 구체 예이다.
이하에서 설명하듯이, 노드-상태 신호는, 일부 구체 예에서, 주기적으로, 예를 들어 매 100 ms마다, 또는 또 다른 장치로부터의 질문(query)에 응답하는 브로드캐스트일 수도 있다. 노드-상태 신호는 복수의 서로 다른 종류의 정보를 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 노드-상태 신호는 스케줄-상태 신호(schedule-state signal)(비-셀룰러 스케줄링 기술과 관련하여 이하에서 설명됨), 브로드캐스팅 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 도약의 수, 셀룰러 기지국을 작동시키는 셀룰러 네트워크 운영자의 식별자, 예컨대, 셀룰러 캐리어, 및 브로드캐스팅 무선 장치에서 또는 게이트웨이 노드에서 셀룰러 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 세기를 표시하는 데이터를 포함할 수 있으며, 여기서 브로드캐스팅 무선 장치는 상기 게이트웨이 노드를 통하여 셀룰러 기지국에 대한 다중-도약 연결을 형성하도록 구성된다. 노드-상태 신호는 또한 셀룰러 신호 품질, 예컨대, SINR, SNR, 또는 CQI를 표시하는 데이터를 인코딩할 수 있다. 더욱이, 노드-상태 신호는 무선 장치의 잔류 배터리 수명을 인코딩할 수 있다. 일부 구체 예에서, 노드-상태 신호는 비콘 프레임(beacon frame)에 의해 전달되는 동안 IEEE 802.11n 규격에 의해 묘사되는 정보를 포함할 수 있거나, 또는 노드-상태 신호는 추가 데이터를 갖는 비코 프레임으로서 포맷될 수 있다. 더욱이, 노드-상태 신호는 절대 전력을 나타내는 값을 포함할 수 있는데 노드-상태 신호는 상기 절대 전력에 의해 송신되며, 이는 이하에서 설명되듯이 경로 손실을 계산하기 위하여 사용될 수 있다. 일부 구체 예에서 노드-상태 신호는 무선 장치의 위치 및 움직임에 관한 정보를 포함하며, 노드-상태 신호는, 셀 폰에서 일어날 수 있듯이 무선 장치가 어디로 움직이게 될 것인지, 무선 장치가 랩탑인지 또는 또 다른 컴퓨터인지, 예를 들어, 무선 장치가 배터리로 전원공급받거나 또는 작동되는지, 무선 장치가 통상 사람에 의해 운반되는지 아닌지, 무선 장치가 예컨대 근접 센서로부터의 신호에 기초하여 인간에 의해 현재 사용되고 있는지, 장치가 일반적으로 인간에 의해 사용되는 종류인지, 예컨대 핸드-헬드 셀룰러 장치인지 여부를 나타내는 장치 종류 필드를 포함할 수 있다. 노드-상태 신호는 또한 노드-상태 신호를 브로드캐스팅하는 무선 장치에 대하여 또는 무선 장치가 연결된 게이트웨이 노드에 대하여 셀룰러 기지국과의 상향링크 또는 하향링크 통신을 위하여 활용가능 셀룰러 대역폭의 양의 표시를 포함할 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 노드-상태 신호는 무선 장치의 운영자의 프라이버시 또는 익명성(anonymity)을 유지하도록 구성될 수 있으나, 모든 구체 예가 앞서 나열한 모든 특징들을 포함하는 것은 아니다.
프로세스(600)는 무선 장치에 의해서 수행될 수 있으며, 예를 들어 비-셀룰러 및 셀룰러 인터페이스와 같은 무선 장치의 또 다른 여러 부품과의 상호작용을 통하여 무선 장치의 CPU에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 하이브리드 다중-도약 셀룰러 비-셀룰러 네트워크 내 각각의 무선 장치가 프로세스(600)를 수행할 수 있으며, 이에 따라 이하에서 설명하는 분산 도약 결정을 촉진한다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(600)는 무선 장치에 의해 시작되는데, 상기 무선 장치는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치가 도약하기 위해 또 다른 무선 장치에 대하여 자신을 활용가능하도록 만드는지 여부를 결정하며, 예컨대, 무선 장치는 무선 장치가 자신을 중간 노드로서 활용가능하도록 만들 것인지 여부를 결정하기 위한 이하에서 설명된 프로세스 중 하나를 수행할 수 있으며 그리고 무선 장치가 자신을 게이트웨이 노드로서 활용가능하도록 만들 것인지 여부를 결정하기 위한 이하에서 설명된 프로세스 중 하나를 수행할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치가, 상기 무선 장치가 도약하기 위해 또 다른 무선 장치에 대하여 자신을 활용가능하도록 만들 것을 결정하는 경우, 이에 응답하여, 프로세스(600)는 단계(614)로 진행한다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 무선 장치는 결정 단계(612)를 반복한다.
이러한 구체 예에서, 다음으로, 무선 장치는 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 도약의 수를 표시하는 데이터를 획득하며, 이는 블록(614)에 제시된다. 도약의 수를 표시하는 데이터는 무선 장치가 자신이 게이트웨이 노드로서 작용할 것을 결정하는 경우 셀룰러 기지국에 대한 단일 도약에 대응하여, 하나의 값일 수 있다. 그렇지 않은 경우, 무선 장치는 자신을 중간 노드 또는 게이트웨이 노드로서 활용가능하도록 만드는 또 다른 무선 장치 또는 복수의 또 다른 무선 장치로부터 노드-상태 신호를 수신할 수 있으며, 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치는 예컨대, 이하에서 설명되는 경로 선택 프로세스 중 하나를 사용하여, 자신의 노드-상태 신호에 기초하여 이들 무선 장치 중 하나를 선택할 수 있으며, 그리고 선택된 중간 노드에 의해 브로드캐스팅된 노드-상태 신호에 의해 전송된 도약 카운트에 1을 추가할 수 있다.
본 구체 예에서 다음으로, 무선 장치는 셀룰러 기지국과 관련된 셀룰러 네트워크 운영자의 식별자를 획득한다(단계 616). 셀룰러 네트워크 운영자는 예를 들어 셀룰러 기지국을 통하여 자신의 네트워크에 대한 접근을 부과하는 셀룰러 캐리어 또는 또 다른 기기일 수 있다. 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치가 게이트웨이 노드로서 작용하는 경우, 셀룰러 네트워크 운영자는 셀룰러 기지국의 운영자일 수 있으며, 무선 장치는 상기 셀룰러 기지국를 통하여 연결될 것이다. 그렇지 않은 경우, 셀룰러 네트워크 운영자의 식별자는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치에 의해 선택된 게이트웨이 노드로부터 수신된 노드-상태 신호로부터 획득될 수 있다(예컨대, 상류 중간 노드로부터 획득된 게이트웨이 노드)
다음으로, 이러한 구체 예에서, 무선 장치는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치에서 셀룰러 기지국으로부터의 신호의 셀룰러 신호 세기를 표시하는 데이터를 획득할 수 있으며, 이는 블록(618)에 제시된다. 다시, 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치가, 상기 무선 장치가 자신을 게이트웨이 노드로서 활용가능하도록 만드는 것을 결정하는 경우, 이에 응답하여, 셀룰러 신호 세기는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 관찰된 셀룰러 신호 세기 일 수 있다. 그렇지 않은 경우, 셀룰러 신호 세기는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치에 의해 선택된 게이트웨이 노드에 의해 관찰되는 셀룰러 신호 세기일 수 있다. 이하에서 설명하듯이, 셀룰러 신호 세기는 무선 신호의 진폭 또는 예를 들어 높은 값 또는 낮은 값을 나타내는 이진 값과 같은 또 다른 다양한 방식으로 특징지워질 수 있다.
다음으로, 본 구체 예에서, 무선 장치는 무선 장치의 스케줄을 표시하는 데이터를 획득할 수 있다(단계 620). 본 스케줄은 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치에 의해 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯(inter-frame spacing duration 슬롯)과 같은, 비-셀룰러 매체 상에서의 브로드캐스팅을 위하여 이하에서 설명되는 스케줄 중 하나일 수 있다. 스케줄을 표시하는 데이터는 또한 예컨대 이하에서 더욱 설명되듯이 스케줄이 결정론적인지 또는 비결정론적인지와 같이 스케줄 종류를 식별할 수 있거나, 또는 주어진 스케줄 내에서 활용가능한 결정론적 슬롯의 수의 표시를 확인할 수 있다. 일부 구체 예에서, 스케줄을 표시하는 데이터는 비-셀룰러 송신에 대한 프로세스를 스케줄링하는 것을 참고하여 이하에서 설명되는 스케줄-상태 신호일 수 있다.
프로세스(600)는 또한 블록(622)에 제시된 바와 같이 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치의 식별자를 획득하는 단계를 더욱 포함한다. 식별자는 예를 들어 일반적으로 셀룰러 네트워크 운영자에 의해 무선 장치와 관련된 고유 식별자일 수 있으며, 예컨대, 식별자는 예를 들어 MAC 어드레스, 및 IP 어드레스, 또는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치의비-셀룰러 인터페이스와 관련된 식별자일 수 있다. 그 대신에, 또는 부가적으로, 식별자는 예를 들어 집적 회로에 퓨즈를 블로잉함으로써 또는 영구 메모리, 예컨대 플래쉬 메모리에 레지스터를 설정함으로써, 비-셀룰러 인터페이스 또는 또 다른 기기의 메이커에 의해 집적 회로 또는 모듈에 하드코딩 또는 또 다른 방식으로 프로그램될 수 있다.
다음으로, 프로세스(600)의 본 구체 예에서, 무선 장치는 시간에 따라 변하는 값을 획득할 수 있다(단계 624). 이하에서 설명하듯이, 시간에 따라 변하는 값은 무선 장치의 식별자와 결합되어 식별자를 숨기고 무선 장치의 사용자의 프라이버시를 보호하는 반면 신뢰된 당사자가 프로세스(600)를 수행하는 해당 무선 장치를 추적하는 것을 허용하며, 모든 구체 예가 이러한 장점을 제공하는 것은 아니다. 시간에 따라 변하는 값은 브루트 포스 효과(brute force effort)를 방지하여 무선 장치의 식별자를 결정하기 위하여 예를 들어 1000 초과, 10,000 초과, 또는 100,000 초과의 비교적 큰 범위의 값으로부터 선택될 수 있다. 일부 구체 예에서, 시간에 따라 변하는 값은 무선 장치의 시계로부터의 시간일 수 있거나 또는 예컨대 선형 쉬프트 레지스터에 의해 발생된 값과 같은 유사-무작위 값일 수 있거나, 또는 무선 장치의 셀룰러 또는 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 인식된 잡음으로부터 발생된 값일 수 있다. 모든 구체 예가 이러한 특징을 포함하는 것은 아니지만 본 명세서의 많은 다른 특징과 같이, 시간에 따라 변하는 값은 1초부터 그 다음까지 무선 장치의 추적을 방해하기 위하여, 예컨대 적어도 매초 또는 매 100밀리초 마다, 자주 변하는 값일 수 있거나, 또는 시간에 따라 변하는 값은 예컨대 무선 장치를 도약하는 또 다른 장치에 대한 반-영구적(semi-persistent) 식별자를 제공하기 위해 신뢰되지-않은 당사자에 의한 단-기간 추적을 촉진하기 위하여, 예컨대 1회/분, 1회/시간, 또는 1회/일보다 덜 빈번하게, 덜 빈번하게 변하는 값일 수 있다.
본 구체 예에서 그 다음에, 무선 장치는 블록(626)에 제시되듯이, 복소 암호화 값(composite encrypted value)을 형성하기 위하여 무선 장치의 식별자 및 시간에 따라 변하는 값 둘 모두를 암호화(encrypt) 할 수 있다. 일부 시스템에서, 시간에 따라 변하는 값 및 무선 식별자를 함께 암호화하여 신호 암호화 값을 형성하는 것은, 예를 들어 암호화 출력 스트링에서, 식별자를 숨기는 것을 도울 것으로 예상되는데, 왜냐하면 심지어 무선 장치의 식별자가 그러하지 않은 경우에도 암호화된 값이 시간에 따라 변하기때문이다. 그렇지만, 이러한 기술이 이러한 장점을 제공하는 시스템에 제한되는 것은 아님을 주목하라. 예를 들어 WEP, WPA, 또는 WPA2 암호화와 같은 다양한 종류의 암호화가 사용될 수 있다.
일부 구체 예에서, 추가적인 잠재적으로 민감한 정보가 암호화된 복소 값에 포함될 수 있다. 예를 들어, 무선 장치는 예컨대, 무선 장치의 글로벌-위치선정 시스템 장치를 질문함으로써, 또는 셀룰러 기지국으로부터 위치를 삼각측량함으로써, 무선 장치의 위치 및 위치 추정치를 표시하는 데이터를 획득할 수 있으며, 위치 정보는 또한 암호화될 수 있다. 그 대신에, 위치를 표시하는 데이터는 비암호화될 수도 있다.
본 구체 예에서 무선 장치는 그 후 블록(628)에 제시되듯이 이전 노드-상태 신호가 브로드캐스트된 이후 경과된 시간의 양을 결정하고, 블록(630)에 제시되듯이 이전 노드-상태 신호가 브로드캐스트된 이후 경과된 시간 기간을 결정한다. 시간 기간은 예를 들어 매 100 ms와 같이 사전-결정된 시간 기간일 수 있으며, 일부 구체 예에서, 이러한 사전결정된 시간 기간은 노드-상태 신호에 인코딩되어서 저-전력 또는 휴면 모드인 또 다른 무선 장치가 언제 깨어나야하는지 또는 프로세스(600)를 수행하는 무선 장치로부터 노드-상태 신호를 수신하기 위하여 더 높은-전력 소비 상태로 복귀하여야 하는지를 알 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 시간 기간은 브로드캐스트 동안 변할 수 있다. 이러한 실시예에서, 시간 기간이 경과하지 않는다면, 프로세스(600)는 이에 응답하여 블록(628)으로 복귀하한다. 이와 다른 경우, 이에 응답하여, 프로세스(600)의 본 구체 예는 블록(632)으로 진행할 것이다.
이러한 구체 예에서, 무선 장치는 블록(632)에 제시된 바와 같이 획득된 정보를 함유하는 노드-상태 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 노드-상태 신호는 프레임으로서, 예를 들어 IEEE 802.11n 규격에 따르는 비콘 프레임으로서 브로드캐스트될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 노드-상태 신호는 하나 이상의 특정 수신 무선 장치로 송신될 수 있다. 노드-상태 신호는, 일부 구체 예에서, 무선 장치의 식별자 및 시간에 따라 변하는 값으로부터 형성된 암호화된 복소 값을 포함할 수 있으나, 이러한 구체 예에서, 무선 장치의 식별자의 비암호화된 종류는 포함하지 않는다. 일부 구체 예에서, 획득된 데이터 모두가 암호화될 수 있으며 획득된 데이터의 서로 다른 서브세트가 암호화될 수 있다.
일부 구체 예에서, 또 다른 무선 장치가 프로세스(600)를 수행하는 장치에 의해 브로드캐스트되거나 송신된 노드-상태 신호를 수신할 수 있으며, 수신된 정보는 노드-상태 신호를 송신하였던 무선 장치를 추적하기 위하여 수신 장치의 메모리에 저장되거나 또는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 예를 들어, 수신 무선 장치는 게이트웨이 노드 또는 WiFi 액세스 포인트일 수 있으며, 수신 무선 장치는 암호화된 복소 값 및 또 다른 노스-상태 데이터를 추적 서버에 송신하도록 구성될 수 있으며, 상기 추적 서버는 복소 값을 해독할 수 있으며 예컨대 데이터베이스 내 관련 엔트리로서 또는 개체, 즉 노드-상태 신호로부터의 정보로서 메모리에 저장시킬 수 있다. 저장된 정보는 다양한 목적을 위하여, 예컨대, 무선 장치의 해독된 식별자 및 메모리로부터의 관련 사용자 데이터, 예컨대 인컴 및 홈 어드레스와 같은 인구통계 정보(demographic information)를 선택함으로써, 표적 광고 또는 제안을 프로세스(600)를 수행하였던 무선 장치의 사용자에게 송신하기 위하여, 메모리로부터 회수될 수 있다.
앞서 설명되었듯이, 다중-도약은 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선시킬 수 있다. 다중-도약을 촉진하기 위하여, 일부 구체 예에서, 무선 장치는 또 다른 주변 무선을 비교적 효율적으로 그리고 보안적으로 도약할 수 있다. 일부 구체 예는 적어도 현재 단일-도약 셀룰러 시스템만큼 보안적일 수 있다. 더욱이, 다중 도약을 통한 데이터 송신의 대기 시간이 허용가능할 수 있으며, 여기서 허용가능의 정의는 응용분야에 의존한다. 마지막으로, 일부 구체 예에서, 다중 도약을 통한 전력 소비 총경비는 비교적 낮으며 이에 따라 다중-도약이 전력 보비 총경비에 의해 과중되지 않기 때문에 커버리지 및 용량에서 이득을 얻는다.
일부 선행 기술이 다중-도약 셀룰러에 대한 몇 가지의 중앙집중식 접근법을 개시하지만, 이러한 선행 기술은 다중-도약 셀룰러에 대한 하이브리드 접근법을 개시하지 못하며, 여기서 하이브리드는 비교적 효율적으로 다중-도약 셀룰러를 촉진하기 위하여 중앙집중식 제어 및 분산식 자유(decentralized freedom)의 혼합을 의미한다. 선행 기술의 일부 예가 중앙집중식 다중-도약 셀룰러 방식의 복잡성을 해결하려고 노력하지만, 이들은 이러한 해결책을 확장가능하게 하는 것에 실패한다. 셀룰러 네트워크에 대한 수십억의 셀룰러 장치 연결은 전 세계에 걸쳐 있다. 사무실 지역 및 대학 캠퍼스에는 단일 셀 내 수 만개의 셀룰러 장치가 존재할 수 있다. 불행하게도, 확장 불가능한 해결책은 다중-도약 셀룰러를 촉진시키는 것을 만족시키지 못한다. 전기통신 및 무선 산업 기업에 의한 다중-도약 셀룰러의 수십년간의 연구에도 불구하고, 시장은 다중-도약 셀룰러를 제공하지 않는다. 이러한 점에서, 본 발명의 원리는 종래 셀룰러 네트워크의 중앙집중식 제어와 무선 장치의 분산식 도약 결정을 결합시킴으로써 한 줄기의 희망을 제공할 수 있다. 그렇지만, 본 발명의 기술이 중앙집중식 제어와 분산식 도약 결정의 하이브리드 결합을 사용하는 시스템에 제한되는 것은 아님이 강조되어야 한다. 더욱이, 본 발명의 기술은 전술한 장점을 제공하는 시스템에 제한되는 것은 아니다.
본 명세서에서, 무선 신호는 데이터, 음성, 등을 비롯하여 무선 매체를 통하여 송신되는 임의 통신을 의미한다. 본 명세서에서, 용어 데이터, 데이터 프레임, 및 무선 프레임은 상호 교환적으로 사용된다.
무선 인터페이스는 2개의 무선 단말 사이의 무선 통신을 촉진하는 프로토콜을 실시한다. 하나 이상의 무선 인터페이스는 각각의 무선 단말 내에 존재한다. 종래 셀룰러 장치(예컨대 셀룰러 전화기)는 적어도 셀룰러 인터페이스를 포함한다. 셀룰러 인터페이스는 셀룰러 네트워크에 의해 직접 관리되는 무선 인터페이스이다. 따라서, 하나 이상의 기지국이 셀룰러 장치 내 셀룰러 인터페이스의 거동을 제어할 것이다. 자신의 셀룰러 인터페이스를 사용하여, 셀룰러 장치는 단일-도약을 통하여 직접적으로 기지국과 통신할 수 있다. 일부 시스템에서, 단지 셀룰러 인터페이스만을 사용하여 다중 도약을 통하여 통신하는 것이 가능할 수도 있다. 그렇지만, 이러한 시스템에서, 정의에 의해 셀룰러 인터페이스가 셀룰러 네트워크에 의해 직접적으로 관리되기 때문에, 셀룰러 네트워크는 각각의 장치에 대한 다중-도약 경로를 연산하여야 할 것이다. 이러한 접근법은 매우 확장가능한 것으로 예상되지 않거나 또는 다중-도약 셀룰러를 매우 효율적으로 촉진할 것으로 예상되지 않는다. 그럼에도, 본 발명의 구체 예는 단일-도약 및 다중 도약을 통하여 기지국과 통신하는 셀룰러 인터페이스와 공존할 수 있다.
앞선 실시예로부터, 일부 구체 예에서, 본 발명의 원리를 사용하는 다중-도약 셀룰러 시스템이 무선 장치를 그 작동 및 용도에 기초하여 분류할 수 있음이 명백하다. 이러한 분류는 본 명세서의 이하에서 독자가 사용되는 원리를 더욱 잘 이해하도록 도울 수 있도록 제시된다. 단일 장치가 동시에 두 종류 이상의 장치로 분류될 수 있음에도, 예컨대 단일 장치는 두 종류 이상의 장치의 기능을 동시에 제공할 수 있음에 주목하라. 일부 구체 예에서, 단일 장치는 또한 서로 다른 시점에서 서로 다른 종류의 장치로 분류될 수 있다.
발신 노드(originating node)는 데이터(예컨대, 음성 또는 멀티미디어 데이터)를 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 통신하는 무선 장치이며, 여기서 데이터는 상향링크 데이터의 경우 발신 노드에서 입력되거나 발생되거나, 또는 하향링크 데이터의 경우, 데이터는 셀룰러 네트워크로부터 유래한다. 발신 노드는 셀룰러 기지국에 대한 데이터를 발신 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 또 다른 무선 장치에 송신할 수 있다. 일부 구체 예에서, 발신 노드는 또한 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 자신을 위한 데이터를 수신할 수 있다.
중간 노드는 또 다른 무선 장치가 상기 중간 노드를 통하여 셀룰러 기지국과 통신하도록 하는 무선 장치이다. 중간 노드는 셀룰러 기지국을 위한 데이터를 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제1 무선 장치로부터 수신하고 상기 데이터를 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제2 무선 장치로 중계할 수 있다. 중간 노드는, 일부 구체 예에서, 또한 제1 무선 장치를 위한 데이터를 중계 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신하고 상기 데이터를 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 제1 무선 장치로 중계할 수 있다.
게이트웨이 노드는 특정한 유형의 중간 노드인데: 즉 셀룰러 기지국에 대한 직접적인 연결을 제공하는 게이트웨이 노드를 사용하여, 또 다른 무선 장치가 자신을 통하여 셀룰러 기지국과 통신하도록 하는 무선 장치이며, 즉 게이트웨이 노드와 셀룰러 기지국 사이에서 교환되는 신호는 또 다른 중간 노드에 의해 매개되지 않는다. 일부 경우에서, 게이트웨이 노드는 데이터의 일부를 또 다른 게이트웨이 노드로 예컨대 병렬로 송신함으로써 중간 노드로서 작동할 수도 있다. 게이트웨이 노드는 기지국을 위한 데이터를 게이트웨이 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신하고 상기 데이터를 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스를 통하여 전달할 수 있다. 일부 구체 예에서, 게이트웨이 노드는 발신 노드를 위한 데이터를 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스를 통하여 수신하고 상기 데이터를 게이트웨이 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 발신 노드로 또는 중간 노드로 전달할 수 있다.
일부 구체 예에서, 발신 노드는, 배터리 수명, 대역폭 사용, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기, 셀룰러 신호 세기, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 및 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준에 기초하여(예컨대, 이에 응답하여), 발신 노드의 셀룰러 인터페이스를 통하여 직접적으로 통신하기 보다는, 오히려 발신 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 간접적으로 통신할 수 있다. 일부 구체 예에서, 중간 노드는 또 다른 무선 장치가 자신을 통하여 기지국과 통신하도록 할 수 있으며, 예컨대 이는 전술한 바와 같이 배터리 수명, 대역폭 사용, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기, 셀룰러 신호 세기, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 및 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준에 기초하여 중간 노드로서 작동할 수 있다. 그리고, 일부 구체 예에서, 게이트웨이 노드는, 배터리 수명, 대역폭 사용, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기, 셀룰러 신호 세기, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 및 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준에 기초하여, 또 다른 무선 장치가 자신을 통하여 기지국과 통신하도록 할 수 있다.
허가 및 불허에 대한 기준은 전술한 요인의 서브세트 및 무선 장치의 현재 상태에 의존할 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 다양한 요인의 값들은 사용자 또는 무선 장치 소유자에 의해 지불되는 가입 요금에 의해 고정될 수 있다. 일부 구체 예에서, 이러한 과금 메커니즘은 무선 채널의 경제적인 공유 방법을 촉진시킬 수 있으며, 여기서 더욱 우수한 무선 및 시스템 성능을 요구하거나 선호하는 자들이 더 많이 지불하고 더욱 우수한 성능을 취득할 수 있다. 예를 들어, 무선 장치의 배터리 수명이 매우 중요하거나 또는 비교적 중요한 파워 유저는 또 다른 무선 장치가 자신의 무선 장치를 도약하도록 전혀 또는 거의 허가하지 않을 수 있다. 그렇지만, 파워 유저는 다중-도약의 장점으로부터 이득을 얻기 위해 자신의 무선 장치가 또 다른 무선 장치를 도약하는 것이 가능하게 되는 것을 원할 수 있다. 이러한 파워 유저는 이러한 특권을 요구하지 않는 사용자와 비교하여 이러한 특권을 수신하기 위해 더 많이 지불할 수도 있다. 이러한 방식으로, 본 발명의 구체 예는 다중-도약 셀룰러 설정에서 무선 스펙트럼 및 셀룰러 시스템 자원을 공유하는 경제적인 모델을 촉진할 수 있다.
일부 구체 예에서, 발신 노드는 기지국 또는 또 다른 기지국으로부터 수신된 정보에 기초하여 기지국과 간접적으로 통신하는 것을 선택할 수 있으며, 이에 따라 셀-가장자리 근처에 위치한 무선 장치에 대한 간섭이 경감되고 셀룰러 네트워크의 성능이 강화된다. 중간 노드는 또한 기지국 또는 또 다른 기지국으로부터 수신된 정보에 기초하여 또 다른 무선 장치가 자신들을 통하여 기지국과 통신하는 것을 허용할지 여부를 결정할 수 있으며, 이에 따라 셀-가장자리 근처에 위치한 무선 장치에 대한 간섭이 경감되고 셀룰러 네트워크의 성능이 강화된다. 유사하게, 일부 구체 예에서, 게이트웨이 노드가 기지국 또는 또 다른 기지국으로부터 수신된 정보에 기초하여 또 다른 무선 장치가 자신들을 통하여 기지국과 통신하는 것을 허용할지 여부를 결정할 수 있으며, 이에 따라 셀-가장자리 근처에 위치한 무선 장치에 대한 간섭이 경감되고 셀룰러 네트워크의 성능이 강화된다.
일부 시스템에서, 셀룰러 기지국은 셀의 가장자리에서의 간섭을 관리하기 위하여 서로 협력할 수 있다. 그렇지만, 이러한 방법은 셀룰러 기지국이 간섭을 경감시키기 위해 자신의 자원을 뒤섞도록(shuffle) 하는 것으로 예상된다. 본 발명의 원리는, 일부 구체 예에서, 비록 본 기술의 일부가 간섭을 경감시키기 위해 중앙집중식 제어를 사용하는 셀룰러 기지국과 함께 사용될 수 있음에도, 이들 셀룰러 기지국에게 간섭을 관리하기 위한 또 다른 방법을 제공한다. 예를 들어, 셀룰러 기지국이 셀의 가장자리에서 무선 장치를 서비스하는 것이 셀의 동일 가장자리 근처의 또 다른 무선 장치에 대하여 상당한 양의 간섭을 야기하는 것임을 탐지한 경우, 예컨대 SINR이 3 dB 미만이거나 또는 CQI가 10 미만인 경우, 기지국 중 하나는 해당 무선 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 통신할 수 있으며 셀룰러 네트워크와의 간접적인 통신을 위하여 무선 장치가 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용할 것을 요구한다. 이러한 접근법은 독특한데 왜냐하면 무선 장치가 셀룰러 네트워크에 대한 또 다른 경로를 선택하도록 셀룰러 네트워크가 요구하기 때문이며, 이는 이런한 접근 방법이 독특한 것에 대한 유일한 이유는 아니며, 여기에 기재된 또 다른 구체 예가 또한 이러한 이유로 독특하다. 따라서, 일부 구체 예에서, 기지국으로부터의 느슨한 도움으로, 무선 장치는 셀-가장자리 근처에 위치한 또 다른 무선 장치에 대한 간섭을 경감시키는 것을 도울 기회를 획득하며 또한 셀룰러 네트워크의 성능을 개선하는 것을 도울 기회를 획득한다.
본 발명의 또 다른 구체 예에서, 프로세스는 무선 네크워크의 성능을 개선시킬 수 있다. 예시적인 프로세스는 제2 무선 장치 및 제3 무선 기지국으로부터 지원을 수신하는 제1 무선 장치를 포함할 수 있다. 제3 무선 기지국은, 이익이 될 때, 예컨대 제2 무선 장치가 기지국으로부터 제2 무선 장치로의 하향링크 채널 상에서 업-페이드(up-fade)를 관찰한 때, 또는 제1 무선 장치가 기지국으로부터 제1 무선 장치로의 하향링크 채널 상에서 다운-페이드(down-fade)를 관찰한 때, 제2 무선 장치를 통하여 제1 무선 장치에 대한 트래픽을 라우팅할 수 있다. 더욱이, 제1 무선 장치는, 이익이 될 때 제2 무선 장치를 통하여 제3 무선 기지국 에 대하여 트래픽을 라우팅할 수 있다. 제3 무선 기지국, 예컨대, 셀룰러 기지국은 또한, 제1 무선 장치와 통신할 때 제2 무선 장치로부터 지원을 요청할 수 있다. 더욱이, 제1 무선 장치는 제3 무선 기지국과 통신할 때 제2 무선 장치로부터 지원을 요청할 수 있다.
전술한 구체 예에서, 제2 무선 장치는 다음 요인 중 적어도 하나에 기초하여, 제1 무선에 대한 지원을 제공할 것을 선택할 수 있는데, 예컨대 제1 무선 장치에 대한 게이트웨이 노드와 같은 중간 노드로서 작용하는 것을 선택할 수 있다: 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 제2 장치의 현재 상태, 제1 장치의 현재 상태, 제2 무선 장치에 의해 사용되는 참여 정책, 제1 무선 장치에 의해 사용되는 참여 정책, 및 주위 무선 환경. 예를 들어, 이러한 요인들 각각 또는 이의 서브세트는 각각의 임계값 또는 카테고리와 비교될 수 있으며 요인이 임계치를 만족하거나 카테고리에 해당하는 경우, 장치는 제1 무선 장치에 지원을 제공하는 것을 선택할 수 있으며 임계치가 만족하지 않거나 카테고리가 적절하지 않은 경우, 장치는 제1 무선 장치에 지원을 제공하는 것을 선택하지 않을 수 있다.
전술한 구체 예에서, 제1 무선 장치는 제2 무선 장치 및 제3 무선 기지국으로부터 지원을 요청할 수 있으며, 제1 무선 장치의 사용자에 대한 지원의 요금은 다음 중 적어도 하나에 의존할 수 있다: 시간, 날짜, 가입 요금, 사용자 프로파일, 네트워크 조건, 네트워크 혼잡, 위치, 주위 무선 환경, 스팟 가격, 평균 가격, 야간 가격, 및 월 가격. 요청, 허가, 수신, 및 송신 지원에 대한 비용의 차원의 부가는 서로 협력하는 무선 단말에 대한 경제적 인센티브를 생성하는 것으로 예상된다. 이러한 협력은 무선 단말 및 무선 네크워크에 대하여 유용할 수 있으며, 모든 구체 예가 이러한 인센티브를 포함하는 것은 아니다. 예를 들어, 많은 가입 요금을 지불하는 가입자는 인접 무선 단말로부터 비교적 자주 그리고 중량의 협력을 요청할 것이다. 예를 들어, 피크 시간대 동안, 지원을 요청하고 수신하는 것은 높은 스팟 가격을 가질 것이다. 또한 피크 시간대 동안, 지원을 허가하고 제공하는 것은 이와 관련된 많은 보상을 가질 것이다. 이러한 비용 및 보상 정보는 실시간으로 사용자, 무선 장치, 무선 기지국, 및 무선 네트워크 작동에 대하여 활용가능하게 될 수 있다.
도 7A 내지 7D는 본 발명의 구체 예에 따라 셀룰러 네트워크 내 셀의 실시예의 일반화된 개략도이며, 여기서 셀 내 무선 장치는 다중-도약을 통하여 서로 그리고 기지국과 협력하는 능력을 가진다. 도 7A의 양상(702)에서, 무선 장치(704)는 셀룰러 타워(712)로부터의 업페이드(upfade)를 바라보고(see) 있으며 무선 장치(706 및 708)는 셀룰러 타워(712)로부터의 다운페이드(downfade)를 바라보고 있다. 시간 및/또는 주파수의 소정의 상황에서, 수신기가 높은 신호-대-간섭-및-잡음-비(signal-to-interference-and-noise-ratio, SINR) 또는 높은 신호-대-잡음-비(SNR)에서 송신기 신호를 수신할 때, 업페이드가 일어난다. 시간 및/또는 주파수의 소정의 상황에서, 수신기가 낮은 신호-대-간섭-및-잡음-비(SINR) 또는 낮은 신호-대-잡음-비(SNR)에서 송신기 신호를 수신할 때, 다운페이드가 일어난다. 무선 장치와 셀룰러 타워 사이의 어떠한 협력도 없이, 무선 장치(706)가 셀룰러 네트워크와 통신하기 위한 유일한 방식은 단일 도약을 통한 직접적인 방식이다. 양상(702)에 도시된 바와 같이, 이러한 제약은 장치가 낮은 데이터 속도를 획득하는 반면 다운페이드로 인한 소정의 양의 무선 스펙트럼을 사용하도록 한다. 도 7B의 양상(720)에서, 무선 장치(722)는 셀룰러 타워(730)로부터의 업페이드를 바라보고 있으며, 무선 장치(724 및 726)는 셀룰러 타워(730)로부터의 다운페이드를 바라보고 있다. 셀룰러 타워(730)가 무선 장치(722)를 통하여 무선 장치(724)에게 하향링크 트래픽을 라우팅할 수 있으면, 이는 양상(702)에서와 동일한 양의 스펙트럼을 사용하면서 더 높은 데이터 속도를 지원할 수 있는데 왜냐하면 장치(722)가 셀룰러 타워(730)로부터의 업페이드를 겪고 있기 때문이다.
도 7C의 양상(740)에서, 무선 장치(744)는 셀룰러 타워(750)로부터의 업페이드를 바라보고 있으며 무선 장치(742 및 746)는 셀룰러 타워(750)로부터의 다운페이드를 바라보고 있다. 따라서, 양상(740)에서, 셀룰러 타워(750)는 직접적으로 하향링크 트래픽을 무선 장치(744)로 송신할 수 있으며 여전히 양상(702)과 동일한 양의 스펙트럼을 사용하면서 더 높은 데이터 속도를 지원할 수 있다. 이는 장치(744)가 셀룰러 타워(750)로부터의 업페이드를 겪고 있기 때문이다. 도 7D의 양상(760)에서, 무선 장치(766)는 셀룰러 타워(770)로부터의 업페이드를 바라보고 있으며 무선 장치(762 및 764)는 셀룰러 타워(770)로부터의 다운페이드를 바라보고 있다. 셀룰러 타워(770)가 하향링크 트래픽을 무선 장치(764)로 무선 장치(766)를 통하여 라우팅할 수 있는 경우, 양상(702)에서와 동일한 양의 스펙트럼을 사용하면서 더 높은 데이터 속도를 지원할 수 있는데 왜냐하면 장치(766)가 셀룰러 타워(770)로부터의 업페이드를 겪고 있기 때문이다. 이러한 실시예는 무선 단말 및 무선 네크워크가 서로로부터의 지원을 수신하는 능력을부터 이익을 얻을 수 잇는 한 가지 방식이다. 양상(702, 720, 740, 및 768)에서 데이터 속도는 1 Mbps일 수 있으며, 대역폭은 5MHz일 수 있다.
일부 시스템에서, 셀룰러 네트워크의 서로 다른 부분으로부터의 알고리즘 지원이 단일-도약 및 다중-도약 셀룰러 네트워크에 대하여 유리할 수 있다. 협력 라우팅, 협력 스케줄링, 신뢰성, 및 처리량 강화를 촉진할 수 있다. 알고리즘 지원은 기지국-송수신-시스템(base-transceiver-system, BTS), 기지국-제어기(base-station-controller, BSC), 무선-네트워크-제어기(radio-network-controller, RNC), 이동-교환-센터 (MSC), 및 또 다른 무선 단말로부터 유래할 수 있다. 이러한 알고리즘 지원은 예를 들어, 수 개의 용도-케이스 및 애플리케이션을 가능하게 함으로써, 사용자 경험 및 네트워크 성능을 강화시킬 수 있다. 예를 들어, 도 7A-D에 도시된 실시예는 셀룰러 기지국으로부터의 이러한 라우팅 알고리즘 지원으로부터 이익을 얻을 수 있다. 도 7A-D의 서로 다른 무선 장치는 멀티-경로 효과, 섀도윙 효과, 및 차량의 이동으로 인하여 서로 다른 시간 및 주파수에서 엄격한 업페이드 및 다운페이드를 바라볼 수 있음에 주목하라. MSC로부터의 과금 지원은 수신 및 허가 지원에 대한 서로 다른 비용 및 보상을 실행하도록 요구될 수 있다. 수신되거나 허가된 용량 지원은 가입 요금, 사용자 프로파일, 사용자 선호도, 및 다중-도약 참여 정책에 기초할 수 있다. 무선 단말 사이의 알고리즘 지원 및 협력은 무선 장치, 무선 기지국, 무선 네크워크, 및 코어 네트워크에 의해 유도/개시/실행될 수 있다.
전형적으로, 사용자는 셀룰러 네트워크의 현재 상태에 관하여 많이 알지 못하고 셀룰러 네트워크를 사용한다. 예를 들어, 셀룰러 네트워크의 셀 내에는 상당한 혼잡이 존재할 수 있으며 사용자의 셀룰러 장치가 계속하여 셀룰러 네트워크에 접속하려고 시도하는 경우, 혼잡은 더욱 나빠질 수 있다. 이는 모두에 대하여 성능을 감소시킬 수 있다. 무선 단말이 코어 네트워크에서 서로에 대하여 협력할 수 있는 능력을 가진 경우, 무선 장치는 셀룰러 네트워크에 현명하게 접속하여 최종-사용자의 요구를 만족시킬 수 있으며, 다만 이것이 이러한 협력에 대한 유일한 이익은 아니며, 모든 구체 예가 이러한 형태의 협력에 포함되는 것은 아니다. 구체 예는 셀룰러 운영자의 코어 네트워크 및 인접 무선 단말로부터의 알고리즘 지원을 사용하여 네트워크 상태 및 네트워크 혼잡을 감지하는 애플리케이션 소프트웨어를 포함할 수 있다. 더욱이, 애플리케이션 소프트웨어는 셀룰러 네트워크에 접속하기 위한 사용자의 요청을 수집할 수 있다. 두 가지의 정보를 사용하여, 애플리케이션 소프트웨어는 네트워크 혼잡을 경감시키고 최종 사용자에 대하여 쓸모없게 비쳐지는 않는 방식으로 데이터를 송신하고 네트워크로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들어, 음성과 같은 지연 민감 데이터는 많은 지연 없이 셀룰러 네트워크에서 변화될 수 있다. 그렇지만, 파일 및 버퍼 비디오를 다운로드하기 위한 요청은 네트워크 내에서 혼잡을 균형잡기 위해 지연될 수 있으며 안정한 상태에서 네트워크 운영을 도울 수 있다. 더욱이, 셀룰러 네트워크에 대한 접속 지연은, 영리한 사용자-인터페이스 설계에 의해, 예컨대, 버퍼링 및 전환 애니메이션에 의해, 최종-사용자에게 드러나지 않을 수 있다. 더욱이, 무선 단말과 셀룰러 운영자의 코어 사이의 이러한 협력 및 조화는 전체 네트워크 성능에 대항 좋을 것으로 예상된다. 따라서, 최종-사용자는 사용자 경험 및 성능에서 이득을 볼 것으로 예상된다. 전술한 구체 예의 애플리케이션 소프트웨어 또는 하드웨어는 사용자로부터 한 번에 다중 요청(예컨대, 네트워크 접속을 요구)을 요구할 수 있으며 그 후 기회주의적으로 마크로 및 마이크로 네트워크 환경의 지식을 사용하는 네트워크를 사용한다. 이러한 기능은 데이터가 네트워크 편의에 따라 활용가능하게 될 때 사용자에 의해 사용되는 웹 브라우저로 이러한 http 데이터를 제공하는 것을 포함한다. 일부 구체 예에서, 또 다른 무선 단말 및 네트워크 운영자의 코어 네트워크로부터의 알고리즘 지원은 이러한 애플리케이션의 인간 인터페이스의 설계를 단순화시킬 수 있으며 비록 대기시간이 낮지만 이를 최종-사용자에게 드러나게 할 수 있다. 더욱이, 전술한 바와 같이 네트워크 효율이 증가할 수 있으며 혼잡이 감소할 수 잇다. 이는 특히 피크 사용 및 과도한 혼잡 시간 동안 무선 네트워크에 대하여 유용할 수 있으며, 본 기술이 또 다른 이익을 제공하는 것으로 예상되며, 모든 구체 예가 이러한 이익을 제공하는 것은 아니다. 상당한 정도로 지연되는 네트워크 접속이 일부 구체 예에서 특히 유용할 수 있다. 예를 들어, 대규모 데이터베이스 백업은 네트워크 혼잡이 낮고 충분한 네트워크 용량이 활용가능한 밤시간대까지 지연될 수 있다.
더욱이, 일부 구체 예에서, 무선 장치는 기지국으로부터의 어떠한 도움도 없이, 또는 제한된 도움으로 독립적으로 이러한 결정을 할 수 있다. 이러한 결정을 하는 한 가지 방식은 주변 기지국으로부터의 신호 세기를 분석하는 것이다. 상위(가장 강한) 수 개 기지국의 신호 세기가 거의 동일한 경우, 장치는 과도한 셀-가장자리 간섭이 존재할 것이며 주변 기지국과 간접적으로 통신하기 위하여 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하려고 시도할 것으로 예상할 수 있다. 분산 방식에서 셀-가장자리 사용자 간섭을 예상하고 감지하기 위한 또 다른 방식은 다음 중 어느 하나를 사용할 수 있다: 주변 기지국의 신호 세기, 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 주위 무선 환경, 셀룰러 네트워크에 대한 다양한 직접 및 간접 경로를 통한 처리량의 히스토리, 및 주변 무선 장치로부터의 피드백. 주변 무선 장치로부터의 피드백은 분산 알고리즘 및 프로토콜로 공급될 수 있으며, 일부 구체 예에서 이는 셀 상의 또는 특정 범위 내의 모든 무선 장치의 상태에 대한 글로벌 지식 없이 라우팅하는 것을 결정할 수 있다. 더욱이, 일부 시스템에서, 이러한 피드백은 장치에게 단지 표시를 제공하며 장치는 여전히 셀-가장자리 사용자 간섭을 경감시키기 위한 독립적인 도약 결정을 할 수 있다. 그렇지만, 일부 시스템에서, 분산 접근법은 또한 과도하게 신중할 수 있으며 허위 경보 문제를 야기할 수 있다. 따라서 기지국과의 느슨한 조화가 심지어 무선 장치가 기지국과 통신하기 위하여 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하는 경우에도 일부 실시에서 유용할 수 있으며; 본 발명의 원리는, 일부 구체 예에서, 셀룰러 네트워크의 커버리지 및 용량을 더욱 강화하기 위하여 이러한 조화를 축적한다.
일부 구체 예에서, 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 다중-도약 네트워크 내 각각의 무선 장치는, 무선 장치가 네트워크 내에서 수행할 역할 또는 역할들을 선택하기 위한 특정 프로세스를 실행할 수 있다. 예를 들어, 도 8은 무선 장치가 다중-도약 네트워크에서 릴레이 노드 (예컨대, 중간 노드)로서 작용할 것인지 여부를 결정하기 위한 프로세스(800)의 예를 나타낸다. 본 프로세스 및 여기에 기재된 또 다른 프로세스의 단계들이 특정 순서로 기재되는 한편, 여기에 기재된 기술은 다른 지시가 없는 한 상기 순서로 이러한 단계들을 수행하는 구체 예에 제한되지 않는다.
본 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(812)에 도시된 바와 같이 노드-상태 신호가 또 다른 무선 장치에 의해 브로드캐스트되는지 여부를 감지하는 단계에 의해 시작된다. 노드-상태 신호는 전술한 바와 같이 다중-도약 네트워크에서 각각의 무선 장치에 의해 브로드캐스트되는 신호일 수 있다.
그 다름으로, 프로세스(800)에서, 블록(814)에 도시된 바와 같이, 노드-상태 신호가 또 다른 무선 장치에 의해 브로드캐스트되는지 여부가 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치에 의해 결정된다. 노드-상태 신호가 브로드캐스트되지 않는 경우, 프로세스(800)는, 이러한 구체 예에서, 그 응답으로 블록(812)으로 되돌아간다. 노드-상태 신호가 브로드캐스트되는 경우, 이에 응답으로, 프로세스(800)는 블록(816)에 도시된 바와 같이 노드-상태 신호를 수신하는 것을 진행한다. 노드-상태 신호를 수신하는 것은 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 노드-상태 신호를 수신하는 것을 포함할 수 있다. 일부 구체 예에서, 수신된 노드-상태 신호 내에 인코딩되거나 또는 상기 수신된 노드-상태 신호에 의해 다른 방식으로 전달된 정보는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 메모리에 저장될 수 있다. 노드-상태 신호를 수신하는 것은 또한 노드-상태 신호의 신호 세기 및 노드-상태 신호의 신호 대 잡음비 또는 신호 대 간섭 플러스 잡음비를 비롯하여, 노드-상태 신호의 기여를 감지하는 것을 포함할 수 있다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(818)에 도시된 바와 같이 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값을 획득하는 단계로 진행한다. 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값을 획득하는 단계는 예컨대 단계(816)에서 수신된 노드-상태 신호를 브로드캐스트하는 게이트웨이 노드 또는 노드-상태 신호를 브로드캐스트하는 무선 장치, 예컨대, 중간 노드가 이를 통하여 셀룰러 기지국에 연결되도록 구성되는 게이트웨이 노드와 같은 게이트웨이 노드에서 셀룰러 기지국으로부터의 신호의 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 셀룰러 신호 세기는 예를 들어 게이트웨이 노드 상류에서 셀룰러 기지국으로부터 수신된 신호의 진폭일 수 있다. 일부 구체 예에서, 진폭은 예컨대 직교 주파수-분할 다중화(orthogonal frequency-division multiplexing, OFDM)를 사용하는 일부 시스템에서, 주파수 영역에서의 진폭일 수 있거나, 또는 신호 세기는 예컨대 일부 제3-세대 셀룰러 네트워크에서 시간 영역에서의 진폭일 수 있다. 셀룰러 신호 세기를 측정하는 게이트웨이 노드는 신호 세기를, 예를 들어 데이터의 전체 프레임으로부터, 또는 프레임의 헤더, 프리앰블, 또는 파일럿을 인코딩하는 셀룰러 신호에 기초하여 샘플링할 수 있다. 일부 구체 예에서, 신호 세기는 수신 신호 세기 표시(received signal strength indication, RSSI)로 표현되거나, 또는 신호 세기는 수신 채널 전력 표시자(received channel power indicator, RCPI)로서 표현될 수 있으며, 양자 모두는 IEEE 802.11n 규격에 의해 정의되는 것이다. 일부 구체 예에서, 셀룰러 신호 세기는 셀룰러 신호의 감지된 진폭으로부터 잡음 측정치 또는 추정치, 예컨대 주변 잡음의 추정치, 또는 해당 채널의 휴면 기간 동안 측정된 주변 잡음의 측정치를 차감함으로써 계산될 수 있다.
다음으로, 프로세스(800)의 본 구체 예에서, 블록(820)에 도시된 바와 같이 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 세기보다 큰지 여부가 예컨대 무선 장치에 의해 결정된다. 셀룰러 신호 세기가 임계치 셀룰러 신호 세기보다 크지 않은 경우, 이러한 구체 예에서, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 임계치 셀룰러 신호 세기는, 프로세스 이득 이전에, 예를 들어 3-세대 CDMA 셀룰러 네트워크에서 -50 dBm 또는 -113 dBm일 수 있거나, 또는 LTE 셀룰러 네트워크에서 -100 dBm 또는 0 dBm일 수 있다. 일부 구체 예에서, 임계치 셀룰러 신호 세기는 셀룰러 신호의 신호-대-잡음비 또는 신호 대 간섭 플러스 잡음비의 함수일 수 있으며, 더 높은 비율에 응답하여 더 높은 임계치가 사용된다. 일부 구체 예는 하루 중 시간 및 상기 하루 중 시간에 관련된 네트워크 사용 프로파일에 응답하여 임계치를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 임계치는 과중한 셀룰러 네트워크 트래픽의 시간 동안 증가될 수 있다. 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 세기 미만인 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 프로세스(800)는 도면 부호 (822)로 표시된 단계로 진행한다. 일부 구체 예에서, 도시된 결정 블록(820)에 대하여 부가적으로, 또는 대안적으로, 셀룰러 신호 세기는 셀룰러 신호 세기 계수로 곱해질 수 있으며, 이러한 값은 이하에서 설명되는 또 다른 값에 더해져서 총 릴레이 만족도 점수를 형성할 수 있다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 다음으로 블록(822)에 도시된 바와 같이 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값을 획득하는 단계를 포함한다. 해당 셀룰러 신호 품질은, 이러한 구체 예에서, 자신에 대한 역할을 선택하기 위하여 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치에 의해 감지되는 채널 품질 표시자(CQI) 또는 SINR 또는 SNR일 수 있다. 셀룰러 신호 품질은 예를 들어, 둘 이상의 셀룰러 기지국으로부터의 신호의 신호 세기를 감지하고 가장 강한 신호 세기를 그 다음으로 강한 신호 세기로부터 차감하여 정량화될 수 있다. 일부 구체 예는 신호 대 간섭 플러스 잡음비, 채널 품질 표시자, 또는 비트 당 에너지 대 비트 당 잡음 비율로서 셀룰러 신호 품질을 정량화할 수 있다. 일부 구체 예는 예를 들어, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 데이터 신호의 처리량의 속도를 측정함으로써 간접적으로 셀룰러 신호 품질을 정량화할 수 있다. 일부 구체 예는 또한 또 다른 무선 핸드셋으로부터의 간섭과 같이 셀룰러 기지국 이외의 소스로부터의 셀룰러 신호 품질을 측정할 수 있다. 예를 들어, LTE 셀룰러 네트워크를 위하여 구성된 일부 시스템은 또 다른 핸드셋으로부터의 간섭을 측정하기 위하여 셀룰러 기지국으로부터의 간섭을 측정하기 위한 전술한 것과 유사한 기술을 사용할 수 있다. 일부 구체 예는 신호가 수신되는 셀룰러 타워의 수를 계산함으로써 셀룰러 신호 품질의 양을 추정할 수 있다. 다양한 셀룰러 기지국으로부터의 신호는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 감지될 수 있다.
셀룰러 신호 품질을 표시하는 값을 회득한 이후, 이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 단계(824)로 진행하며, 여기서 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 품질보다 더 큰지 여부가 결정된다. 일부 구체 예에서, 임계치 셀룰러 신호 품질은 프로세스 이득을 포함하여 0 dB 내지 30 dB일 수 있거나, 또는 프로세스 이득 없이 측정되어 -20 dB 내지 20 dB일 수 있다. 임계치 셀룰러 신호 세기와 함께, 임계치 셀룰러 신호 품질은 또 다른 파라미터에 기초하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 임계치 셀룰러 신호 품질은 하루 중 시간 및 네트워크 사용 프로파일에 기초하여 증가될 수 있으며 이에 따라 임계치 셀룰러 신호 품질은 네트워크 트래픽이 전형적으로 과중한 시간 동안 증가된다. 또 다른 예에서, 임계치 셀룰러 신호 품질은 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값에 관한 불확실성의 양에 기초하여 조절될 수 있는데, 더 많은 양의 불확실성은 더 높은 임계치 셀룰러 신호 품질에 대응한다. 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 품질보다 크지 않은 경우, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 프로세스(800)는 블록(826)으로 진행한다. 일부 구체 예에서, 결정 블록(824)에 추가하여 또는 이에 대한 대안으로, 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값은 셀룰러 신호 품질 계수로 곱해지고 앞서 언급된 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
다음으로, 도시된 프로세스(800)는 블록(826)에 도시된 바와 같이 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값을 획득하는 단계를 포함한다. 비-셀룰러 신호 세기는, 이러한 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치에서 수신된 또 다른 무선 장치로부터의 비-셀룰러 신호의 세기이다. 예를 들어, 비-셀룰러 신호의 세기는 또 다른 무선 장치로부터 수신된 노드-상태 신호의 세기에 기초하여 정량화될 수 있다. 비-셀룰러 신호는 IEEE 802.11 프로토콜 중 임의 것을 비롯하여, 전술한 비-셀룰러 신호 프로토콜 중 임의 것에 따라 송신되는 신호일 수 있다. 일부 구체 예에서, 비-셀룰러 신호 세기는 RSSI 또는 RCPI 값으로서 정량화된다. 프로세스(800)의 일부 구체 예는 비-셀룰러 잡음 또는 간섭의 추정치 또는 측정치를 측정된 비-셀룰러 신호 세기로부터 차감하여 수정된 비-셀룰러 신호 세기 값을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 비-셀룰러 신호 세기는 예를 들어 또 다른 무선 장치로부터의 데이터 프레임 또는 또 다른 비콘 또는 노드-상태 신호에 기초하여 측정된 진폭으로서 정량화될 수 있다. (전술한 바와 같이, 노드-상태 신호는 전력에 의해 노드-상태 신호가 송신되는 상기 전력을 표시하는 값을 포함할 수 있으며, 일부 구체 예에서, 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값은 이러한 값에 의해 나누어져서 경로 손실 값을 결정할 수 있으며, 이는 경로 손실 임계치와 비교되어 도시된 바와 같이 프로세스(800)가 블록(812)으로 되돌아갈 것인지 계속 진행할 것인지 여부를 결정한다.) 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 다중 무선 장치의 비-셀룰러 신호 세기를 측정하는 경우에 있어서, 무선 장치는 비-셀룰러 신호 세기를 비교할 수 있으며 가장 센 신호를 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값으로 선택할 수 있다.
다음으로, 프로세스(800)의 도시된 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 블록(828)에 도시된 바와 같이 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 비-셀룰러 신호 세기보다 더 큰지 여부를 결정한다. 이러한 결정(828)은 예를 들어 IEEE 802.11 프로토콜 중 하나를 사용하는 시스템에서 -30 dBm 및 -96 dBm의 임계치 비-셀룰러 신호 세기와 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 그 대신에, 또는 부가적으로, 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값은 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 비-셀룰러 신호 세기 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다. 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 비-셀룰러 신호 세기보다 크지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여 프로세스(800)는 블록(830)으로 진행한다.
프로세스(800)의 본 구체 예의 블록(830)에 있어서, 비-셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 획득된다. 일부 구체 예에서, 비-셀룰러 신호 품질을 표시하는 값은 예를 들어 RSSI 값, 신호-대-잡음비, 신호 대 간섭 플러스 잡음비, 또는 RCPI 값으로서 정량화될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 비-셀룰러 간섭을 표시하는 값은 특정 채널에서 또는 상기 특정 채널에 중첩되는 채널에서 송신하는 무선 장치의 카운트일 수 있다. 비-셀룰러 신호 품질은 노드-상태 신호 또는 또 다른 신호, 예컨대, 비콘 프레임, 데이터 프레임, 또는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신된 또 다른 송신으로부터 측정될 수 있다. 이하에서 설명하는 결정론적 또는 부분적 결정론적 프레임-간 스페이싱 기술의 일부를 사용하는 시스템에서, 비-셀룰러 간섭은 사용중이거나 또는 활용가능한 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯의 수를 측정하여 정량화될 수 있다.
다음으로, 본 구체 예에서, 블록(832)에 도시된 바와 같이 비-셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 임계치 비-셀룰러 신호 품질보다 더 큰지 여부가 결정된다. 임계치 비-셀룰러 신호 품질은 비율 또는 표시자(예컨대, CQI 또는 SINR)일 수 있으며, 예를 들어, IEEE 802.11 프로토콜 중 하나 및 64 QAM 인코딩을 사용하는 비-셀룰러 시스템의 경우에, 예를 들어 프로세스 이득을 포함하여 0 dB 내지 30 dB의 SINR일 수 있다. 256 QAM과 같은 더욱 공격적인 인코딩을 갖는 시스템은 일부 구체 예에서 0 내지 40 dB의 임계치 비-셀룰러 간섭을 가질 수 있다. 일부 구체 예에서, 임계치 비-셀룰러 간섭은 측정된 비-셀룰러 간섭에 대한 확실성의 정도에 기초하여 조절될 수 있는데, 더 낮은 확실성 정도는 더 높은 임계치 비-셀룰러 간섭에 대응한다. 비-셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 임계치 비-셀룰러 신호 품질 미만인 경우, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 프로세스(800)는 블록(834)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 부가적으로, 비-셀룰러 신호 품질을 표시하는 값은 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 비-셀룰러 신호 품질 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
일부 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(834)에 도시된 바와 같이 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치와 관련된 사용자에 의해 지불되는 셀룰러 서비스에 대한 가격을 표시하는 값을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 셀룰러 서비스에 대한 가격을 표시하는 값은, 예를 들어 사용자가 장기 고객인지 또는 일부 또 다른 이유로 인하여 서비스의 높은 레벨에 권리가 부여된 것인지 여부에 따라, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 사용자가 셀룰러 네트워크 운영자에게 또는 상기 셀룰러 네트워크 운영자와 사용자의 상호관계에 대한 또 다른 기여자에게 지불할 것을 약속한 양을 지시한다. 가격을 표시하는 값은 무선 장치와 관련된 SIM 카드 또는 무선 장치의 메모리에 저장된 무선 장치의 또 다른 식별자에 기초하여 셀룰러 네트워크로부터 획득될 수 있다. 일부 구체 예에서, 무선 장치는 지불된 가격을 표시하는 값을 식별하기 위하여 실시간으로(예컨대, 본 단계를 수행하는 것과 대략 동시에) 셀룰러 네트워크에 대하여 질문할 수 있다.
프로세스(800)의 도시된 구체 예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(836)에 도시된 바와 같이, 무선 장치와 관련된 사용자에 의해 지불된 셀룰러 서비스에 대한 가격을 표시하는 값이 임계치 가격 미만인지 여부를 결정한다. 또 다른 구체 예에서, 무선 장치는 가격이 임계치 가격 초과인지 여부를 결정한다. 임계치 가격은 여러 요인에 기초하여 조절될 수 있는데, 예를 들어, 임계치 가격은 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 비교적 낮은 배터리 수준, 예컨대, 잔류 배터리 용량이 20% 미만인 경우에 대하여 감소될 수 있거나, 또는 임계치 가격은 하루 중 시간 및 무선 장치의 메모리에 저장된 사용 기록에 기초하여 조절될 수 있는데, 예컨대, 임계치 가격은 이른 오후인 경우 또는 장치의 종전 사용이 무선 장치가 저녁 이후 집중적으로 사용될 것임을 나타내는 경우 증가될 수 있다. 셀룰러 서비스에 대하여 지불된 가격을 표시하는 값이 임계치 가격 초과인 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(838)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가적으로, 셀룰러 서비스에 대하여 지불된 가격을 표시하는 값은 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 적절한 계수인 가격 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 또 다른 사용자가 상기 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치를 도약하기 위하여 지불할 것인 가격을 표시하는 값을 또 다른 무선 장치로부터 획득할 수 있다. 이러한 수신된 지불 제안은 임계치 지불 가격과 비교될 수 있으며, 지불 제안이 임계치 지불 가격을 초과하는 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(838)에 따라 도시된 바와 같이 진행하며, 또는 임계치 지불 가격이 초과되지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아갈 수 있다. 일부 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 사용자는 임계치 가격 또는 임계치 지불 가격을 설정하기 위하여 사용되는 파라미터를 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 임계치 지불 가격이 하루 중 시간 및 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 잔류 배터리 전력 양에 의존하는 특정 값을 가져야 함을 지시할 수 있다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(838)에 도시된 바와 같이 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치에 저장된 에너지의 양을 표시하는 값을 획득하는 단계로 진행한다. 에너지의 양을 표시하는 값은 일부 구체 예에서 소모되지 않고 남아있는 배터리 저장 용량의 양을 표시하는 값, 예를 들어 잔류 배터리 수명의 백분율 또는 무선 장치가 기존 저장된 에너지 양 및 현재 사용 패턴으로 계속 작동할 수 있는 시간의 양을 나타내는 값일 수 있거나, 또는 상기 값은 저장된 에너지의 절대적 양이거나 이에 대응할 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 상기 값은 저장소 내에 잔류하는 유체의 양, 예컨대 연료 셀 내 사용을 위한 수소 또는 메탄의 양을 표시하는 것일 수 있다. 이러한 에너지의 양을 표시하는 값은, 일부 구체 예에서, 무선 장치의 운영 체제를 질문함으로써 획득될 수 있다.
본 구체 예에서 그 다음에, 블록(840)에 도시된 바와 같이, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 저장된 에너지의 양을 표시하는 값이 에너지의 임계량을 초과하는지 여부를 결정한다. 저장된 에너지의 임계량은 일부 구체 예에서 다양한 요인에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 에너지의 임계량은 하루 중 시간 및 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 메모리에 저장된 종전 사용의 프로파일에 기초하여 조절될 수 있는데, 에너지의 임계량은 메모리에 저장된 종전 사용의 프로파일의 하루 중 잔류 부분에 대한 합에 기초하여 조절된다. 예를 들어, 종전 사용의 프로파일 및 하루 중 시간이 무선 장치가 다시 충전되기 전에 과도하게 작동될 것을 지시하는 경우, 에너지의 임계량은 증가하며, 그 반대일 수도 있다. 프로파일은 특정 기간, 예를 들어 종전 일주일에 걸쳐 하루 중 각각의 시간에 대한 평균 사용량을 포함할 수 있으며, 또한 이러한 기간 동안 무선 장치가 충전된 횟수를 표시할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 저장된 에너지의 양을 표시하는 값이 임계 에너지 양 미만인 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 본 구체 예에서, 프로세스(800)는 블록(842)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 부가적으로, 저장된 에너지의 양을 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 에너지 저장 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
프로세스(800)의 도시된 구체 예에서 그 다음으로, 블록(842)에 도시된 바와 같이 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 안타나의 수를 표시하는 값이 획득된다. 일부 구체 예에서, 상기 값은 무선 장치가 다중 입력 다중 출력(multiple input multiple output, MIMO)을 위하여 구성된 것임을 나타내는 2진 값일 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 상기 값은 비-셀룰러 신호의 입력 듀플렉스, 출력 듀플렉스, 또는 입력 및 출력을 위한 안테나의 수일 수 있다. 안테나의 수를 표시하는 값은 예를 들어 레지스터에 저장될 수 있거나 또는 무성 장치의 OS를 통하여 접근가능하도록 설정된 또 다른 구성에 저장될 수 있다. 안테나의 수는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 셀룰러 인터페이스, 비-셀룰러 인터페이스, 또는 이들 둘 모두에 연결된 안테나의 수일 수 있다.
프로세스(800)의 도시된 구체 예에서 그 다음으로, 블록(844)에 도시된 바와 같이 안테나의 수를 표시하는 값은 임계치 안테나 값과 비교된다. 임계치 안테나 값은 예를 들어 1 내지 8인 안테나 수일 수 있다. 더 많은 안테나가 또 다른 장치에 대한 더욱 우수한 연결을 제공할 것으로 예상되는데, 왜냐하면 예를 들어 추가 안테나가 더 적은 안테나를 갖는 시스템에 비하여 더욱 높은 정확도로써 수신 신호의 무선 방향 및 무선 거리를 평가하기 위하여 사용될 수 있으며, 이는 일부 구체 예에서, 간섭의 측정치에 대한 확신에 영향을 미칠 수 있으며 네트워크의 토폴로지를 평가하기 위하여 사용될 수 있는 정보를 제공한다. 이러한 구체 예에서, 안테나의 수를 표시하는 값이 임계치 안테나 값 미만인 경우, 이에 응답하여 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여 프로세스(800)는 블록(846)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 안테나의 수를 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 안테나 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 단계(842 및 844)는 덜 자주 수해되며, 예를 들어 무선 장치의 부트 프로세스 동안, 프로세스(800)는 안테나의 수를 표시하는 값이 임계치 안테나 값을 초과하는 경우에만 수행된다.
프로세스(800)의 기재된 구체 예에서 그 다음으로, 블록(846)에 도시된 바와 같이 무선 장치는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치의 움직임을 표시하는 값을 획득한다. 움직임은 다양한 메커니즘을 통하여 감지될 수 있다. 예를 들어, 움직임은 글로벌 위치선정 시스템을 통하여 위치 또는 위치 변화를 탐지하도록 구성된 무선 장치의 성분을 통하여 감지될 수 있다. 또 다른 예에서, 움직임은 무선 장치의 셀룰러 또는 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 복수의, 예컨대 3개 또는 그 이상의 이러한 신호의 소스로부터 셀룰러 또는 비-셀룰러 신호를 통하여 무선 장치의 위치 또는 무선 장치의 위치 변화를 삼각측량함으로써 탐지될 수 있다. 또 다른 예에서, 무선 장치의 움직임은 무선 장치에 의해 수시된 무선 신호의 도플러 천이(Doppler shift)를 계산함으로써 탐지될 수 있다. 일부 구체 예에서, 움직임은 예를 들어 속도를 측정하기 위하여 가속도계로부터의 신호를 통합함으로써, 무선 장치에 연결된 가속도계를 통하여 탐지될 수 있다. 일부 구체 예에서, 움직임은 고정된 참조점, 예를 들어 하나 이상의 셀룰러 기지국에 대하여 측정된다. 부가적으로, 또는 그 대신에, 움직임은 잠재적으로 이동가능한 참조점에 대하여, 예를 들어 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치를 도약할 수 있는 또 다른 무선 장치 또는 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 도약할 수 있는 또 다른 무선 장치에 대하여, 정량화될 수 있다.
이러한 구체 예에서, 무선 장치는 그 다음으로 블록(848)에 도시된 바와 같이 움직임을 표시하는 값이 임계치 움직임 값 미만인지 여부를 결정할 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 무선 장치는 움직임을 표시하는 값이 임계치 움직임 값보다 더 큰지 여부를 결정할 수 있다. 임계치 움직임은 더 작은 움직임 값 또는 더 큰 움직임 값 또는 목표값, 예컨대 시간 당 10 마일 미만 또는 시간 당 30마일 미만의 값일 수 있다. 일부 구체 예에서, 임계치 움직임은 예컨대 분 당 장치의 무선 범위로 들어오거나 나가는 하나 또는 둘 미만의 무선 장치에 따라, 느리게 또는 빠르게 또는 목표치로서 정량화되는 토폴로지 변화 속도로서 표현될 수 있다. 무선 장치의 움직임을 표시하는 값 이 임계치 움직임 값 초과인 경우, 이에 응답하여 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이러한 구체 예에서, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(850)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 무선 장치의 움직임을 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 움직임 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
프로세스(800)의 기재된 구체 예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(850)에 도시된 바와 같이 하루 중 시간을 표시하는 값을 획득한다. 일부 구체 예에서, 하루 중 시간을 표시하는 값은 24시간 시계에서 하루 중 시간일 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 하루 중 시간을 표시하는 값은 무선 장치의 메모리에 저장된 사용 프로파일 패턴에 대한 시간을 지시할 수 있다. 예를 들어, 메모리에 저장된 사용 프로파일 패턴은 무선 장치가 충전되는 하루 중 평균 시간 또는 하루 중 평균 시간들 및 예를 들어 하루의 또 다른 부분의 각 시간 동안 각 기간에 대한 평균 사용을 지시할 수 있다. 이러한 예에서, 메모리에 저장된 사용 프로파일 패턴은 무선 장치가 전형적으로 9 PM 내지 7 AM 사이에서 충전되고 장치의 전형적인 매일 사용의 70%가 6 PM 내지 9 PM 사이에서 일어나는 것을 지시할 수 있다. 이러한 프로파일, 및 현재 하루 중 시간이 6 PM인 표시에 응답하여, 하루 중 시간을 표시하는 값은 다음 충전 기간 이전에 일어날 것으로 예상되는 전력 사용 또는 네트워크 트랙픽의 예상된 양을 표시할 수 있다.
이러한 구체 예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(852)에 표시된 바와 같이 하루 중 시간을 표시하는 값이 임계치 시간보다 더 큰지 여부를 결정한다. 또 다른 구체 예에서, 무선 장치는 하루 중 시간이 임계치 시간 미만인지 여부를 결정할 수 있다. 임계치 시간은 또 다른 요인에 기초하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 하루 중 시간을 표시하는 값이 상당량의 사용이 예상되는 것을 표시하는 경우, 임계치 시간은 비교적 클 수 있으며 무선 장치에 의해 저장된 에너지의 양에 기초하여 조절될 수 있다. 하루 중 시간을 표시하는 값이 임계치 시간 미만인 경우, 이러한 구체 예에서, 프로세스(800)는 이에 응답하여 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 단계(854)로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 하루 중 시간을 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 시간 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
단계(854)에서, 이러한 구체 예에서, 무선 장치는 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값을 획득한다. 일부 구체 예에서, 이러한 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값은 데이터를 송신하고 수신함으로써 경험적으로 결정될 수 있다. 일부 구체 예에서, 2개의 값이 획득될 수 있는데, 하나는 상향링크 활용가능 대역폭에 대한 것이며, 하나는 하향링크 활용가능 대역폭에 대한 것이며, 이들 각각의 값은 이하의 단계에서 별도의 임계치와 비교될 수 있다. 활용가능 대역폭의 양은, 본 구체 예에서, 활용가능 셀룰러 대역폭의 양일 수 있으며, 또 다른 구체 예는 부가적으로 또는 대안적으로 비-셀룰러 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값을 획득할 수 있다. 일부 구체 예에서, 활용가능 대역폭의 양은 셀룰러 기지국에 의해 결정될 수 있으며 이러한 값은 무선 장치로 전송될 수 있다. 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 게이트웨이 노드를 통하여 셀룰러 기지국과 연결되는 구체 예에서, 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값은 셀룰러 기지국과 관계에서 게이트웨이 노드에 대한 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값일 수 있다. 활용가능 대역폭의 양은 또한 활용가능 스펙트럼의 양 또는 무선 프로토콜의 또 다른 직교 속성으로서 정량화될 수 있다.
프로세스(800)의 이러한 구체 예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(856)에 도시된 바와 같이 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값이 임계치 대역폭 양보다 큰지 여부를 결정한다. 임계치 대역폭 양은 절대적 용어, 예를 들어 0 Mb/초 내지 100 Mb/초로서 표현될 수 있건, 또는 임계치 대역폭 양은 잠재적인 활용가능 대역폭의 최대 양의 백분율로서, 예를 들어 0% 내지 100%, 또는 20% 초과, 40% 초과, 또는 60% 초과로서 표현될 수 있다. 임계치 대역폭 양은 또 다른 요인에 기초하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 또 다른 잠재적인 발신 노드 무선 장치는 대역폭의 필요한 양을 표시하는 신호를 브로드캐스트할 수 있으며, 임계치 대역폭 양은 예를 들어 일치시키기 위해 대역폭의 표시된 필요 양에 기초하여 조절될 수 있다. 일부 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 예를 들어 노드-상태 신호의 일부로서 활용가능한 대역폭의 양을 브로드캐스트할 수 있다. 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값의 신뢰성은 또한 임계치 및 양에 대한 요인이 될 수 있다. 예를 들어 활용가능 대역폭의 양의 샘플링의 비교적 적은 양으로 인하여 예를 들어 신뢰성이 낮은 경우, 예컨대 데이터의 단일 프레임 미만인 경우, 임계치 대역폭 양은 증가될 수 있다. 이러한 구체 예에서, 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값이 임계치 대역폭 양 미만인 경우, 프로세스(800)는 이에 응답하여 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(858)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 대역폭 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
프로세스(800)의 본 실시예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(858)에 표시된 바와 같이 무선 장치로부터 셀룰러 기지국까지의 도약 수를 표시하는 값을 획득한다. 도약의 수는 무선 장치가 게이트웨이 노드인 경우 1일 수 있거나 또는 무선 장치가 게이트웨이 노드로 직접적으로 또는 간접적으로 도약하는 경우 2 또는 그 보다 더 클 수 있다. 예를 들어, 무선 장치는 먼저 자신이 게이트웨이 노드로서 작용할 것인지 여부를 결정하며, 이는 이하에서 설명하듯이 1의 도약 수를 가지는 것을 표시한다. 무선 장치가 게이트웨이 노드로서 작용하지 않을 것을 결정한 경우, 무선 장치는 또 다른 무선 장치로부터 수신된 신호에 인코딩된 데이터를 볼 수 있다. 도약의 수를 표시하는 값은 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 도약할 수 있는 또 다른 무선 장치로부터 수신된 노드-상태 신호에 부분적으로 기초하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 게이트웨이 노드에 근접한 또 다른 무선 장치가, 상기 근접 무선 장치가 게이트웨이 노드에 대한 단일 도약을 갖는 것을 표시하는 노드-상태 신호를 브로드캐스트하는 경우, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 수신된 수에 1을 더할 수 있으며, 이는 셀룰러 기지국까지의 3회 도약의 값을 산출한다.
프로세스(800)의 본 실시예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(860)에 도시된 바와 같이 도약의 수를 표시하는 값이 임계치 도약 값 미만인지 여부를 결정할 수 있다. 도약의 수를 표시하는 값이 임계값보다 큰 경우, 이에 응답하여, 무선 장치는 프로세스(800)의 블록(812)으로 되돌아갈 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 무선 장치는 블록(862)으로 진행할 수 있다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 도약의 수를 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 도약-수 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
이러한 구체 예에서 그 다음으로, 무선 장치는 블록(862)에 도시된 바와 같이 셀룰러 기지국에 대한 경로 품질을 표시하는 값을 획득할 수 있다. 경로 품질을 표시하는 값은 평균 처리량, 평균 대기시간, 평균 지터(average jitter), 활용가능 대역폭, 도약 장치의 수, 기지국에 대한 도약의 수, 및 기지국에 대한 대안 경로를 포함하는 가중 메트릭(weighted metric) 일 수 있다. 가중 메트릭에 대한 계수의 부호는 평균 대기시간, 평균 지터, 및 기지국에 대한 도약의 수가 증가하는 것에 대응하여 경로 품질을 감소시키는 경향이 있을 수 있다. 평균 처리량은 예를 들어, 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이에 시험 데이터 또는 또 다른 데이터를 브로드캐스팅 및 수신함으로써 경험적으로 측정될 수 있다. 일부 구체 예에서, 평균 대기시간은 핑(ping)하는, 예컨대 셀룰러 기지국으로부터의 수신 확인을 요청하는 관리 프레임을 송신하고 왕복 시간(round-trip time)을 측정함으로써 결정될 수 있다. 평균 지터는 셀룰러 기지국을 핑(ping)하는 복수의 관리 프레임을 전송하고, 왕복 시간의 변동, 예컨대 최대치 마이너스 최소치, 또는 표준 편차를 측정함으로써 결정될 수 있다. 도약 장치의 수는 도약하기 위하여 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치를 일반적으로 선택한 또 다른 무선 장치의 수에 기초하여 결정될 수 있다. 기지국에 대한 도약의 수는 단계(845)에서 획득된 값일 수 있다. 기지국에 대한 대안 경로는 얼마나 많은 백업 경로가 셀룰러 기지국에 대하여 활용가능한지 여부에 대한 측정치 및 이러한 백업 경로의 품질에 대한 측정치일 수 있다. 이러한 백업 경로의 품질은 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 도약할 수 있는 무선 장치에 의해 브로드캐스트된 노드-상태 신호에 기초하여 획득될 수 있으며 단계(862)에 기재된 방법과 동일한 방식으로 결정될 수 있다.
프로세스(800)의 본 구체 예에서 그 다음으로, 블록(864)에 제시된 바와 같이 무선 장치는 경로 품질을 표시하는 값이 임계치 경로 품질보다 큰지 여부를 결정한다. 경로 품질을 표시하는 값이 임계치 경로 품질 미만인 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(812)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(866)으로 진행한다. 그 대신에, 또는 이에 부가하여, 경로 품질을 표시하는 값은 적절한 계수가 경험적으로 결정될 수 있거나 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있는 이러한 경로-품질 계수에 의해 곱해지고, 이러한 값은 전술한 총 릴레이 만족도 점수에 더해질 수 있다.
일부 구체 예에서, 무선 장치는 블록(866)에 제시되고 전술한 바와 같이, 무선 장치에 대한 릴레이 만족도 점수를 획득하고 통합할 수 있다. 무선 장치는 블록(868)에 도시된 바와 같이 총 릴레이 만족도 점수가 임계치 점수보다 큰지 여부를 결정할 수 있다. 총 릴레이 만족도 점수가 임계치 점수 미만이면, 프로세스(800)는 이에 응답하여 블록(812)으로 되돌아갈 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(800)는 블록(870)으로 진행한다. 일부 구체 예에서, 총 릴레이 만족도 점수는 릴레이 노드로서 작용하는 것에 대한 무선 장치의 전반적인 적절성을 나타낸다. 예를 들어, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치가 전술한 임계값 중 수 개를 거의 초과하지 않음으로써(이 경우 총 릴레이 만족도 점수는 여전히 비교적 낮음) 단계(868)에 도달할 수 있는 경우, 이는 무선 장치가 더 높은 총 릴레이 만족도 점수를 갖는 또 다른 무선 장치보다 릴레이로서 작용하는 것이 덜 적절하다는 것을 나타낸다.
프로세스(800)의 본 구체 예에서, 무선 장치는 그 다음으로 블록(870)에 도시된 바와 같이 릴레이 노드로서의 무선 장치의 활용가능성을 나타내는 신호를 브로드캐스트할 수 있다. 본 신호는 노드-상태 신호로서, 예컨대 전술한 노드-상태 신호로서 브로드캐스트될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 또 다른 무선 장치가 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치를 도약하기 위한 요청을 브로드캐스팅 또는 전송하는지 여부를 감지할 수 있으며, 이 경우, 일부 구체 예에서, 프로세스(800)를 수행하는 무선 장치는 비-셀룰러 인터페이스에서 발신 노드로부터 데이터를 수신하고 수신된 데이터를 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 또 다른 무선 장치로 또는 자신의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국으로 송신할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 프로세스(10)의 단계의 각각 또는 서브세트는 앞서 논의된 순서와 다른 순서로 수행될 수 있다. 또한 프로세스(800)의 단계 각각이 릴레이 노드로서 무선 장치의 선택을 개선할 것으로 예상되지만, 이러한 선택은 프로세스(800)의 단계의 서브세트에 의해 실시될 수 있으며, 임의 장래 또는 다른 곳에서 기재된 단계가 생략될 수 없음을 제안하는 것은 아니다.
또 다른 구체 예에서, 단계(818, 822, 826, 830, 834, 838, 842, 846, 850, 854, 858, 및 862)에서 획득된 각각의 값은 예컨대, 무선 장치의 CPU를 실행하는 신경망 모듈에 첫 번째, 두 번째, 또는 세 번째, 또는 그 이상의 순서로 입력으로서 전송될 수 있다. 본 구체 예의 신경망 각각의 층에 대한 이득은 경험적으로 또는 모델링에 기초하여 결정될 수 있으며, 이러한 값들은 무선 장치가 릴레이 노드로서 작동하여야 하는지 여부를 평가하기 위하여 무선 장치 내 메모리에 저장될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 지원 벡터 머신(support vector machine) 또는 또 다른 머신 러닝 모듈(machine learning module)이 무선 장치가 전술한 값에 기초하여 릴레이 노드로서 작동할 것인지 여부를 결정하기 위하여 사용될 수 있다.
전술한 프로세스(800) 및 관련된 구체 예는 또한 무선 장치가 게이트웨이 노드로서 작동할 것인지 여부를 결정하기 위하여 무선 장치에 의해 사용될 수 있다. 일부 구체 예에서, 전술한 프로세스(800)는 결정 단계(820 및 824)를 역전(invert)시킴으로써 이러한 목적을 위하여 변형될 수 있다. 예를 들어, 이러한 구체 예에서, 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 세기보다 크다는 결정에 응답하여, 무선 장치는 블록(812)으로 되돌아갈 수 있으며, 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 세기 미만인 결정에 응답하여, 무선 장치는 블록(822)으로 진행할 수 있다. 유사하게, 셀룰러 신호 품질을 표시하는 값이 임계치 셀룰러 신호 품질보다 크다는 결정에 응답하여, 무선 장치는 블록(812)으로 되돌아갈 수 있으며, 셀룰러 간섭을 표시하는 값이 임계치 셀룰러 간섭 미만인 결정에 응답하여, 무선 장치는 블록(826)으로 진행할 수 있다. 이러한 두 가지 변형은 게이트웨이 노드로서 작용할 때 비교적 강한 셀룰러 신호 세기 및 비교적 적은 셀룰러 간섭을 갖는 무선 장치를 야기할 것으로 예상되며, 이에 따라 셀룰러 네트워크에 대한 4개의 또 다른 무선 장치의 비교적 낮은 셀룰러 간섭 경로를 잠재적으로 제공할 것으로 예상되며, 모든 고려된 구체 예가 이러한 이익을 제공하는 것은 아니다. 또 다른 구체 예에서, 단계 중 일부는 역전되지 않으며, 프로세스(800)는 장치가 게이트웨이 노드로서 작동할 것인지 여부를 결정하기 위하여 특정 단계에서 서로 다른(예컨대, 더 큰) 임계치를 적용한다.
일부 구체 예에서, 각각의 무선 장치는 무선 장치가 중간 노드 또는 게이트웨이 노드를 통하여 직접적으로 또는 간접적으로 셀룰러 기지국과 연결될 것인가를 결정하기 위한 프로세스를 실행할 수 있다. 이러한 프로세스(900)의 예가 도 9에 제시된다. 프로세스(900)는 주기적으로, 예를 들어 노드-상태 신호의 수신에 응답하여, 또는 예컨대 약 100 ms인 시간 경과의 특정 양에 응답하여 수행될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 프로세스(900)는 예를 들어 전화 번호를 다이얼링하거나 또는 브라우저를 오픈함으로써, 데이터를 송신 또는 수신하고자 하는 의도를 나타내는 사용자에 응답하여 수행될 수 있다. 프로세스(900)는 셀룰러 인터페이스 및 비-셀룰러 인터페이스와 함께 무선 장치의 CPU에 의해 수행될 수 있다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(900)는 블록(912)에 제시된 바와 같이 하나 이상의 셀룰러 기지국의 셀룰러 신호 세기를 감지하는 무선 장치로부터 시작된다. 셀룰러 신호 세기는 셀룰러 신호 세기가 획득되는 또 다른 단계에서 전술한 기술에 의해 감지되고 특성화될 수 있다. 셀룰러 신호 세기를 획득한 이후, 무선 장치는 블록(914)에 도시된 바와 같이 모든 셀룰러 기지국의 신호 세기가 임계치 셀룰러 신호 세기보다 큰지 여부를 결정할 수 있다. 임계치 셀룰러 신호 세기는 셀룰러 신호 세기가 강력한 연결을 형성하기에 적절하도록 되는 진폭 또는 또 다른 값일 수 있으며, 예를 들어 임계치 셀룰러 신호 세기는 -80 dBm보다 큰 값일 수 있다. 어떠한 셀룰러 기지국도 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치에 의해 인식되고 임계치 셀룰러 신호 세기보다 큰 신호 세기를 갖지 않는 경우, 프로세스(900)는 이에 응답하여 블록(924)으로 진행할 수 있으며, 이하에서 더욱 설명된다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 본 구체 예의 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 블록(916)으로 진행한다. 그 다음에, 이러한 구체 예에서, 무선 장치는 블록(916)에 도시된 바와 같이 둘 이상의 셀룰러 기지국의 신호 세기가 임계치 셀룰러 신호 세기보다 큰지 여부를 결정할 수 있다. 단지 하나의 셀룰러 기지국이 임계치 셀룰러 신호 세기보다 더 큰 셀룰러 신호 세기를 갖는 경우, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 이에 응답하여, 블록(918)으로 진행할 수 있으며, 무선 장치는 중간 노드 또는 게이트웨이 노드를 사용하지 않고 가장 센 신호 세기를 갖는 셀룰러 기지국과 직접적으로 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 무선 장치는 블록(920)으로 진행할 수 있으며, 본 구체 예에서, 무선 장치는 블록(920)에 도시된 바와 같이 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치에 의해 인식되는 셀룰러 기지국의 셀룰러 신호 세기 사이의 차이를 표시하는 값을 계산할 수 있다. 차이를 표시하는 값은 셀룰러 기지국 각 쌍 사이의 평균 차이, 가장 센 신호를 갖는 셀룰러 기지국과 그 다음으로 센 신호를 갖는 셀룰러 기지국 사이의 차이, 또는 신호가 수신되는 셀룰러 기지국의 수일 수 있다. 본 구체 예에서 그 다음에, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 블록(922)에 도시된 바와 같이 셀룰러 기지국의 셀룰러 신호 세기 사이의 차이를 표시하는 값이 임계치 신호 세기 차이보다 큰지 여부를 결정할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 상기 값이 임계치 신호 세기 차이보다 더 큰 경우, 이에 응답하여, 프로세스(900)는 블록(918)으로 진행하며, 셀룰러 기지국 중 하나가 실질적으로 더 센 신호 세기를 갖는 것과 같이, 이는 또 다른 셀룰러 기지국과의 간섭이 덜 가능성이 있다는 것을 나타낸다. 그렇지 않은 경우, 이러한 구체 예에서, 이에 응답하여, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 블록(924)으로 진행하고 활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터를 획득한다.
활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터를 획득하는 단계는 또 다른 무선 장치로부터 노드-상태 신호를 수신하는 단계, 및 상기 노드-상태 신호에 인코딩되거나 또는 상기 노드-상태 신호에 의해 또 다른 방식으로 전송된 데이터를 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치의 메모리에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 프로세스(900)의 본 구체 예를 수행하는 무선 장치는 그 다음에 블록(926)에 도시된 바와 같이 릴레이 노드가 예를 들어 블록(924)으로부터 획득된 데이터에 기초하여 활용가능하지 여부를 결정할 수 있다. 릴레이 노드가 활용가능하지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 블록(912)으로 되돌아갈 수있으며, 또는 또 다른 구체 예에서, 무선 장치는 단지 다중-도약 연결이 추구되는 것이 바람직한 경우 블록(924)으로 되돌아갈 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이에 응답하여, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 블록(928)으로 진행하고 활용가능 릴레이 노드를 선택한다. 활용가능 릴레이 노드를 선택하는 단계는 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치의 메모리에 저장된 노드-상태 신호로부터 정보를 회수하는 단계 및 예컨대 이하에서 설명되는 경로 선택 프로세스에 따라 활용가능 릴레이 노드를 순위매김하거나 다른 방식으로 선택하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체 예에서, 활용가능 릴레이 노드를 선택하는 단계는 또한 선택을 표시하고 릴레이 노드로 하여금 유사한 전송을 갖는 셀룰러 네트워크에 대한 연결을 진행하도록 명령하는 신호를 선택된 릴레이 노드에게 송신하는 단계를 포함할 수 있다. 마지막으로, 본 구체 예에서, 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치는 프로세스(900)를 수행하는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스와 선택된 릴레이 노드의 비-셀룰러 인터페이스 사이에서 데이터를 송신 및 수신할 수 있으며, 이는 셀룰러 네트워크로 그리고 이로부터 데이터를 전달할 수 있다.
일부 구체 예에서, 특정 상황에서, 발신 노드는 둘 이상의 활용가능 릴레이 노드를 제공하는 네트워크 토폴로지를 겪을 수 있다. 일부 구체 예에서, 발신 노드는 활용가능 릴레이 노드를 선택할 수 있으며 단일 릴레이 노드를 통하거나 또는 다중 릴레이 노드를 통하여 병렬로서 데이터를 전송할 수 있다. 하나 이상의 릴레이 노드를 통한 경로를 선택하기 위한 프로세스(1000)의 예가 도 1에 도시된다. 예시적인 프로세스(1000)는 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 다중-도약 네트워크에서 각각의 발신 노드에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로세스(1000)는 무선 장치가 또 다른 무선 장치를 도약할 것인지 여부를 결정하기 위한 전술한 프로세스의 단계(928)의 일부로서 수행될 수 있다. 프로세스(1000)는 게이트웨이 노드를 선택하거나 또는 상기 게이트웨이 노드에 근접한 또 다른 중간 노드를 선택하기 위하여 중간 노드에 의해 수행될 수 있다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(1000)는 블록(1012)에 도시된 바와 같이 활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터를 획득하는 발신 무선 장치에 의해 시작된다. 활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터를 획득하는 단계는 프로세스(800)의 블록(824)에 관하여 앞서 설명한 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터는 복수의 활용가능 릴레이 노드로부터 상기 발신 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신된 노드-상태 신호로부터 수신될 수 있다. 일부 구체 예에서, 각각의 릴레이 노드는 노드-상태 신호를 형성하기 위한 정술한 프로세스를 수행할 수 있다. 그 다음으로, 본 구체 예에서, 활용가능 릴레이 노드를 표시하는 데이터는 블록(1014)에 도시된 바와 같이 상기 발신 무선 장치의 메모리에 저장될 수 있다. 일부 구체 예에서, 데이터는 구조화된 데이터로서, 예를 들어 데이터베이스 내 하나의 개체 또는 하나 이상의 엔트리로서 저장될 수 있으며, 이는 각각의 릴레이 노드의 식별자를 해당 릴레이 노드에 관한 데이터와 관련시킨다.
다음으로, 프로세스(1000)의 본 구체 예에서, 발신 노드는 획득된 데이터에 기초하여 릴레이 순위를 계산할 수 있다. 예를 들어, 발신 노드는 획득된 데이터를 메모리로부터 회수하고 획득된 데이터 값에 가중 계수(weighing coefficients)를 곱하고 곱셈값을 더하여 릴레이 노드로서 활용가능한 각각의 무선 장치에 대한 총 점수를 형성할 수 있다. 가중 계수는 부호(양 또는 음)를 가질 수 있으며 이에 따라 가중 계수는 다음과 같은 효과를 야기하는 경향이 있다: 더 많은 수의 도약 수는 주어진 릴레이 노드를 낮게 순위매김시키며, 더 센 셀룰러 신호 세기는 주어진 릴레이 노드를 더 높게 순위매김시키고, 더 많은 양의 셀룰러 간섭은 릴레이 노드를 더 낮게 순위매김시키고, 발신 무선 장치의 셀룰러 캐리어와 게이트웨이 노드의 셀룰러 캐리어 사이의 일치는 릴레이 노드를 더 높게 순위매김시키며, 릴레이 노드 내에 저장된 에너지의 비교적 적은 양은 릴레이 노드를 더 낮게 순위매김시키며, 발신 장치로부터 릴레이 노드에 대한 비교적 강한 비-셀룰러 연결은 릴레이 노드를 더 높게 순위매김시키며, 비교적 많은 양의 비-셀룰러 간섭은 릴레이 노드를 더 낮게 순위매김시켜며, 그리고 릴레이 노드의 사용자에 의해 셀룰러 서비스에 대하여 지불되는 더 많은 가격은 릴레이 노드를 더 낮게 순위매김시킨다. 가중 계수는 경험적으로 결정되거나 또는 다양한 토폴로지 및 사용 경우의 모델링에 기초하여 결정될 수 있다. 일부 구체 예에서, 가중 계수는 발신 무선 장치의 메모리에 저장되고 단계(1016)를 수행하기 이전에 메모리로부터 재호출될 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 셀룰러 네트워크 운영자는 무선 장치의 작동을 조절하기 위하여 자주 가중 계수를 업데이트할 수 있다. 예를 들어, 셀룰러 네트워크 운영자는 예를 들어 콘서트 또는 스포츠 이벤트와 같이 상당히 많은 사람들을 유인할 것으로 예상되는 이벤트 이전 및 동안 주어된 구역에서 또는 특정 셀룰러 기지국 주변에서 가중 계수를 업데이트할 수 있다. 업데이트는 예컨대 비-셀룰러 스펙트럼을 더욱 신중하게 사용하기 위해 가중 계수를 조절할 수 이 있는데, 예를 들면 비-셀룰러 신호 세기 및 비-셀룰러 간섭과 관련된 가중 계수의 크기는 증가될 수 있으며, 또 다른 가중 계수의 크기는 감소될 수 있다. 업데이트는 다중 도약을 통하여 간접적으로 또는 셀룰러 연결을 통하여 직접적으로 전송될 수 있다. 일부 구체 예에서, 프로세스(1000)를 수행하는 무선 장치는 해당 릴레이 노드에게 그 선택을 표시하는 신호를 가장 높은-순위의 릴레이 노드에게 전송할 수 있다.
다음으로, 프로세스(1000)의 본 구체 예에서, 발신 무선 장치는 블록(1018)에 도시된 바와 같이 데이터가 송신 및 수신에 대하여 활용가능한지 여부를 결정한다. 결정은 전송을 위하여 데이터를 저장하기 위한 무선 장치 내 버퍼에 기초하거나 또는 예를 들어, 릴레이 노드 중 하나, 예컨대 가장 높은-순위의 릴레이 노드로부터 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스에서 데이터의 수신에 기초하여 이루어질 수 있다. 블록(18)의 결정이 어떠한 데이터도 활용가능하지 않음을 나타내는 경우, 프로세스(1000)는 이에 응답하여 블록(1012)으로 되돌아간다. 그렇지 않은 경우, 본 구체 예에서, 프로세스(1000)를 수행하는 무선 장치는 블록(1020)으로 진행하고, 무선 장치는 가장 높은 릴레이 순위를 갖는 릴레이 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 네트워크로 그리고 셀룰러 네트워크로부터 데이터를 송신 및 수신한다.
일부 구체 예에서, 예컨대, 릴레이 노드가 또 다른 공간으로 운반되거나 범위를 벗어나도록 운반되는 경우, 프로세스(1000)를 수행하는 무선 장치는 네트워크 토폴로지의 변화에 적응할 수 있다. 무선 장치는 예컨대 덜 적합하게 된 무선 장치 순위의 저하의 변화를 탐지할 것이며, 이에 응답하여, 또 다른 릴레이 노드가 더 높게 순위매김되고, 이는 프로세스(1000)를 수행하는 무선 장치가 첫 번째 릴레이 노드의 비-셀룰러 인터페이스로 데이터를 송신하거나 또는 이로부터 데이터를 수신하는 것을 중지하도록 하고, 지금 더 높게 순위매김된 또 다른 릴레이 노드의 비-셀룰러 인터페이스로 데이터를 송신하거나 또는 이로부터 데이터를 수신하는 것을 시작하도록 한다.
일부 구체 예에서, 발신 노드는 게이트웨이 노드를 경유하여, 발신 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국으로 데이터를 송신할 수 있으며, 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 발신 노드로부터 직접 유래한 것과 같이 셀룰러 기지국에 제시된다. 이러한 구체 예에서, 중간 노드는 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 셀룰러 기지국에 대한 데이터를 수신할 수 있으며 상기 데이터를 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 릴레이하여 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 발신 노드로부터 직접 유래한 것과 같이 기지국에 제시된다. 게이트웨이 노드는 게이트웨이 노드의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 기지국을 위한 데이터를 수신할 수 있으며 상기 데이터를 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스를 통하여 전달시켜 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 발신 노드로부터 직접 유래한 것과 같이 기지국에 제시된다.
유사하게, 하향링크 데이터에 대한 일부 구체 예에서, 발신 노드는 자신의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 자신을 위한 데이터를 수신할 수 있으며 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 셀룰러 기지국으로부터 직접 유래한 것과 같이 자신에게 제시된다. 중간 노드는 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 발신 노드를 위한 데이터를 수신하고 상기 데이터를 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 릴레이할 수 있으며 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 셀룰러 기지국으로부터 직접 유래한 것과 같이 발신 노드에게 제시된다. 게이트웨이 노드는 자신의 셀룰러 인터페이스 상에서 발신 노드를 위한 데이터를 수신하고 상기 데이터를 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 전달할 수 있으며 이에 따라 예컨대, 과금, 암호화, 인증, 무결성, 및 보안 목적을 위하여 데이터는 마치 셀룰러 기지국으로부터 직접 유래한 것과 같이 발신 노드에게 제시된다.
데이터가 다중-도약을 통하여 송신될 때 데이터 프레임이 특정 셀룰러 기지국 또는 특정 무선 장치로부터 유래한 것으로 발신 장치(originating device) 또는 셀룰러 기지국에 제시되도록 하는 몇 가지 방법이 있다. 예를 들어, 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications, GSM) 표준의 일부 실시는 가입자 신원 모듈(Subscriber Identity Module, SIM) 카드를 사용한다. SIM 카드는 또한 셀룰러 네트워크의 데이터베이스에 저장된 비밀 정보를 함유한다. 분산된 무선 장치를 도약함으로써 다중 도약을 통하여 통신할 때, 사용자는 자신의 음성 및 데이터 통신을 암호화할 것을 원할 수 있다. 일부 구체 예에서, 이러한 사용자는 단지 자기 자신의 무선 장치 및 셀룰러 기지국만을 신뢰할 수 있다.
이하는 다중 도약을 통하여 무선 장치와 기지국 사이의 간접 통신을 촉진하기 위한 한 가지 보안 방법이다. 무선 장치(또는 발신 노드)는 발신 노드의 SIM 카드를 사용하여 데이터 프레임을 암호화할 수 있다. 암호화된 데이터 프레임을 SIM 암호화가 자기 자신의 셀룰러 인터페이스의 프로토콜 스택 내에서 수행된 이후에 스테이지로 전달하기 보다는, 무선 장치는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 데이터 프레임을 송신할 수 있다. 셀룰러 기지국까지의 다중-도약 경로 내의 임의 중간 노드는 암호화된 데이터 프레임을 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하여 릴레이할 수 있다. 게이트웨이 노드는 그 후 상기 암호화된 데이터 프레임을 자신의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 수신하고, 그리고 SIM 암호화가 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스의 프로토콜 스택 내에서 수행된 이후 스테이지에서 상기 데이터 프레임을 주입할 수 있다. 셀룰러 기지국이 상기 암호화된 데이터 프레임을 게이트웨이 노드로부터 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스를 통하여 수신할 때, 셀룰러 기지국은 프레임을 암호화하기 위하여 발신 노드의 비밀 명세(secret details)를 사용할 수 있다. 이러한 실시만이 현재 단일-도약 셀룰러 통신에서 보안적인 것으로 예상되는 것은 아니며, 이러한 기술은 또한 셀룰러 기지국의 이동 교환 센터가 발신 노드에 과금하도록 허용할 것으로 예상된다. 이는 발신 노드가 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 다중 도약 상에서 간접적으로 통신할 때 기지국에 대하여 자신으로서 제시되도록 하는 한 각지 방법이다. 일부 구체 예에서, 이러한 기술은 또 다른 셀룰러 및 비-셀룰러 표준을 포함하기 위해 확장될 수도 있다.
본 구체 예를 역순으로 적용하는 것이 다중 도약을 통한 무선 장치와 기지국 사이의 간접 통신을 촉진하기 위한 또 다른 보안 방법을 제공하기 위하여 예상된다. 기지국은 셀룰러 네트워크의 데이터베이스에 저장된 발신 노드의 SIM 카드 명세를 사용하여 데이터 프레임을 암호화하고 상기 상기 데이터 프레임을 셀룰러 기지국의 셀룰러 인터페이스를 통하여 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스로 송신할 수 있다. 암호화된 데이터 프레임을 해독을 위하여 자기 자신의 셀룰러 인터페이스의 프로토콜 스택 내에서 전송하기 보다는, 게이트웨이 노드는 상기 암호화된 데이터 프레임을 발신 노드에게로 게이트웨이 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 전송할 수 있다. 발신 노드까지의 다중-도약 경로 내의 임의 중간 노드는 암호화된 데이터 프레임을 중간 노드의 비-셀룰러 인터페이스를 사용하여 릴레이할 수 있다. 발신 노드는 상기 데이터 프레임을 발신 노드의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 수신하고, 그리고 SIM 해독이 발신 노드의 셀룰러 인터페이스의 프로토콜 스택 내에서 수행되기 이전에 스테이지에서 상기 데이터 프레임을 주입할 수 있다. 발신 노드는 그 후 프레임을 해독하기 위하여 자신의 SIM 카드 자격증명을 사용할 수 있다. 현재 단일-도약 셀룰러 통신만큼 보안적일 것으로 일부 구체 예가 예상되며, 이러한 구체 예는 또한 발신 노드가 과금되는 것을 허용하고 또한 발신 노드에 대한 셀룰러 기지국의 인증을 검증하는 것을 가능하게 할 것으로 예상된다. 따라서 일부 구체 예에서, 셀룰러 기지국은 다중 도약을 통하여 간접적으로 통신할 때 발신 노드에 대해 자신으로서 제시될 수 있다. 이러한 구체 예는 또 다른 셀룰러 및 비-셀룰러 표준을 포함하기 위해 확장될 수 있다.
도 11 및 12에 도시된 바와 같이, 일부 구체 예는 게이트웨이 무선 장치가 발신 무선 장치로서 셀룰러 네트워크에 제시되도록 하기 위한 프로세스를 수행할 수 있다.
도 11은 다중-도약 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 네트워크 상에서 전송된 하향링크 데이터를 마치 상기 하향링크 데이터가 예를 들어 보안, 과금 등의 목적을 위하여 셀룰러 기지국으로부터 유래한 것처럼 발신 노드에 제시되도록 하기 이전의 프로세스(1110)의 예를 도시한다.
이러한 구체 예에서, 프로세스(1110)는 블록(1112)에 도시된 바와 같이 발신 장치와 관련된 보안 키를 사용하여 하향링크 데이터를 암호화하여 암호화된 하향링크 데이터를 형성하는 단계에 의해 시작한다. 일부 구체 예에서, 이러한 암호화는 셀룰러 기지국에 의해 또는 셀룰러 네트워크의 또 다른 성분에 의해 수행될 수 있다. 보안 키는 예를 들어 셀룰러 네트워크 운영자의 데이터베이스에 저장된 발신 장치의 장치 식별자와 관련될 수 있다. 데이터는 과금 및 보안을 촉진하기 위하여 예를 들어 A5, A8, A9, F5, F8, F9, 128-EEA1, 128-EEA2, UEA1, 또는 UEA2 암호화 알고리즘과 같은 다양한 기술에 의해 암호화될 수 있다.
본 구체 예에서 다음으로, 암호화된 하향링크 데이터는 블록(1114)에 도시된 바와 같이 셀룰러 기지국으로부터 릴레이 셀룰러 장치, 예컨대, 게이트웨이 노드의 셀룰러 인터페이스로 전송될 수 있다. 릴레이 셀룰러 장치는, 이러한 구체 예에서, 발신 무선 장치와는 다른 무선 장치이다. 일부 구체 예에서, 암호화된 데이터는 전송 이전에 셀룰러 기지국에 의해 릴레이 셀룰러 장치와 관련된 보안 키에 기초하여 다시 암호화될 수 있다.
본 구체 예에서, 암호화된 하향링크 데이터는 블록(1116)에 도시된 바와 같이 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스에 의해 수신될 수 있다. 전송된 데이터가 두 번 암호화되며 두 번째 암호화는 릴레이 셀룰러 장치와 관련된 보안 키에 의해 수행되는 일부 구체 예에 있어서, 전송된 데이터는 릴레이 셀룰러 장치에 의해 한 번 해독될 수 있으며, 상기 데이터를 발신 장치와 관련된 보안 키에 기초한 첫 번째 암호화 이후의 인코딩 단계로 복귀시킨다.
다음으로 본 구체 예에서, 릴레이 셀룰러 장치는 블록(18)에 도시된 바와 같이 상기 암호화된 하향링크 데이터를 릴레이 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로부터 발신 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송할 수 있다. 일부 구체 예에서, 릴레이 셀룰러 장치는 상기 암호화된 데이터를 발신 셀룰러 장치로 중간 노드를 통하여 전송할 수 있다. 릴레이 셀룰러 장치는 또한 발신 장치를 위하여 암호화되지 않은 또 다른 데이터를 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 전송하는 프로세스에 포함될 수 있으며, 릴레이 셀룰러 장치는, 일부 구체 예에서 이러한 데이터 흐름을 서로 다르게 처리할 수 있다. 예를 들어, 릴레이 셀룰러 장치는 전송을 위한 데이터 프레임을 자신의 비-셀룰러 인터페이스에서 수신할 수 있으며 데이터가 이미 셀룰러 네트워크에 의해 암호화되었는지 여부를 결정할 수 있다. 데이터가 이미 암호화된 경우, 릴레이 셀룰러 장치는 이에 응답하여 추가 암호화 없이 상기 데이터를 전송할 수 있다. 데이터가 이미 암호화된 경우가 아니라면, 릴레이 셀룰러 장치는 자신의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 전송하기 이전에, 예를 들어, WEP, WPA, 또는 WPA2 암호화를 사용하여 상기 데이터를 암호화할 수 있다. 따라서, 일부 구체 예에서, 릴레이 셀룰러 장치는 이미 암호화된 비-셀룰러 데이터를 재-암호화하지 않음으로써 전력을 보존할 수 있으며, 모든 구체 예가 이러한 이러한 기술을 사용하거나 이러한 이익을 제공하는 것은 아니다.
다음으로, 프로세스(1110)의 본 구체 예는 블록(1120)에 도시된 바와 같이 상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 암호화된 하향링크 데이터를 보안 키를 사용하여 해독하는 단계로 진행한다. 해독단계(decrypting)는 발신 셀룰러 장치의 SIM 카드에 저장된 값에 기초하여 보안 키를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
마지막으로, 이러한 구체 예에서, 프로세스(1110)는 블록(1122)에 도시된 바와 같이 하향링크 데이터의 적어도 일부분을 발신 장치의 사용자에게 제공하는 단계를 포함한다. 데이터를 제공하는 단계는 상기 데이터를 발신 셀룰러 장치의 스피커를 통하여 플레이되는 소리 또는 발신 셀룰러 장치의 스크린상에 제시되는 영상으로 전환시키는 단계를 포함할 수 있다.
도 12는 다중-도약 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 네트워크 상에서 전송된 상향링크 데이터를 마치 상기 상향링크 데이터가 예를 들어 보안, 과금 등의 목적을 위하여 발신 노드로부터 유래한 것처럼 셀룰러 기지국에 제시되도록 하는 프로세스(1200)의 예를 도시한다.
프로세스(1200)의 도시된 구체 예는 발신 셀룰러 장치에서, 발신 셀룰러 장치와 관련된 셀룰러-보안 식별자에 기초하여 보안 키를 획득하는 단계로 시작하며, 여기서 상기 보안 키는 블록(1212)에 도시된 바와 같이 셀룰러 기지국과 관련된 셀룰러 네트워크로부터 수신된다. 일부 구체 예에서, 보안 키는 발신 셀룰러 장치의 SIM 카드에 저장된 데이터에 기초하여 형성될 수 있다.
본 구체 예에서 그 다음에, 블록(1214)에 도시된 바와 같이 셀룰러 기지국으로의 전송을 위한 상향링크 데이터는 보안 키의 사용에 의해 발신 셀룰러 장치에서 암호화되어 암호화된 데이터를 형성할 수 있다. 암호화는 앞서 나열한 것을 포함하여 다양한 형태를 취할 수 있다. 본 구체 예에서 그 다음에, 암호화된 데이터는 블록(1216)에 도시된 바와 같이 발신 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 릴레이 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송될 수 있다. 예를 들어, 데이터는 WiFi 인터페이스 또는 전술한 또 다른 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 전송될 수 있다. 본 구체 예에서 그 다음에, 암호화된 데이터는 블록(1218)에 도시된 바와 같이 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국으로 전송될 수 있다. 일부 구체 예에서, 전송된 암호화된 데이터는 릴레이 셀룰러 장치와 관련된 보안 키를 사용하여 릴레이 셀룰러 장치에 의해 재-암호화될 수 있다. 일부 구체 예에서, 셀룰러 기지국은 릴레이 셀룰러 장치에 의해 전송된 상기 암호화된 데이터를 수신하고 발신 셀룰러 장치와 관련된 보안 키에 기초하여 상기 데이터를 해독할 수 있다. 릴레이 셀룰러 장치가 데이터를 재-암호화하는 구체 예에서, 셀룰러 기지국은 두 번의 해독 단계를 수행할 수 있는데: 첫 번째 해독은 릴레이 셀룰러 장치와 관련된 보안 키에 기초한 것이며, 두 번째 암호화는 발신 셀룰러 장치에 관려된 보안 키에 기초한 것이다. 셀룰러 네트워크 운영자는 과금 데이터 및 사용 데이터, 예를 들어 사용자가 주어진 기간, 예컨대 한 달 동안 데이터 상한을 초과하였는지 여부를 결정하기 위하여 사용되는 카운터를 증가시킴으로써, 부분적으로, 상기 해독된 데이터에 응답할 수 있다.
하향링크 데이터에 대하여 전술한 프로세스와 같이, 일부 구체 예에서, 중간 노드는 자신의 비-셀룰러 인터페이스로부터 전송한 데이터가 셀룰러 네트워크를 위하여 이미 암호화되었는지 여부를 결정할 수 있다. 데이터가 이미 암호화된 경우, 이에 응답하여, 중간 노드는 데이터를 암호화하지 않음으로써 전력을 절약할 수 있으며, 모든 구체 예가 이러한 기술을 사용하는 것은 아니다.
발신 노드, 중간 노드, 및 게이트웨이 노드는 주어진 시간에서 수 개의 셀룰러 기지국에 대한 추가적인 직접 및 간접 경로를 유지할 수 있다. 추가적인 직접 경로는 무선 장치의 셀룰러 인터페이스를 통한 기지국까지의 경로이다. 추가적인 간접 경로는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통한 기지국까지의 경로이다. 발신 노드, 중간 노드, 및 게이트웨이 노드는 기지국에 대한 기본 경로가 불충분하거나 손상된 것으로 여겨지는 경우 기지국과 통신하기 위하여 상기 추가적인 직접 및/또는 간접 경로를 사용할 수 있다. 추가적인 직접 및 간접 경로는 백업 경로로서 역할을 한다. 직접 백업 경로가 선행 기술의 일부에서 가능하지만, 이러한 백업 경로는 간접 백업 경로 그리고 간접 및 직접 백업 경로의 결합을 제공하는 것으로 여겨지지 않으며, 이는 본 명세서에 기재된 하이브리드 다중-도약 셀룰러 아키텍처의 일부 구체 예에 의해 제공된다. 더욱이, 일부 구체 예는 발신 노드, 중간 노드, 및 게이트웨이 노드에서 간접 및 직접 백업 경로를 은닉하고 예비-계산하며, 이에 따라 경로는 또 다른 음성 및 비디오 스트리밍 애플리케이션에서 단절된 호출(dropped call) 및 지연/지터를 방지하거나 감소기키기 위하여 예컨대 10 밀리초 미만으로 비교적 신속하게, 또는 즉시 스위치될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 구체 예는 일부 현존하는 셀룰러 네트워크에 대한 몇 가지 문제점을 경감시킬 것으로 예상되며, 모든 구체 예가 이러한 문제점을 해결하는 것은 아니며, 일부 구체 예는 또 다른 장점을 제공한다.
일부 시스템에서, 백업 경로는 또한 경로 잉여(route redundancy)를 제공할 수 있으며, 이는 기업 및 방위 애플리케이션에 대하여 유용할 수 있다. 백업 경로는 또한 일부 구체 예에서, 또 다른 단일-도약 또는 다중-도약 셀룰러 아키텍처가 셀룰러 서비스를 제공할 수 없는 영역 내에서 셀룰러 서비스를 잠재적으로 촉진하는 무선 신호발생 잉여를 제공할 수 있다. 예를 들어, 임의 장치에 대한 셀룰러 커버리지가 단일 음성을 촉진하기에 충분하지 않은 시골을 이동하는 열차에서, 다중 도약을 사용하여 일부 장치에 할당될 수 있는 대역폭을 결합시킴으로써, 구체 예는 종래에는 불가능하였던 단일 음성 호출을 촉진할 수 있으며, 모든 구체 예가 이렇게 유도되는 것은 아니다. 더욱이, 추가적인 무선 신호발생 잉여는 본 실시예에서 단일 음성 호출을 더욱 강건하게 만들수도 있다. 본 발명의 원리는 백업 경로를 촉진하고 사용할 수 있으며 여기서 상기 백업 경로는 단절된 호출을 감소시키고 심리스 접속성을 개선함으로써 사용자 경험을 개선시켜 소비자를 도울 수 있다. 하나 또는 그 이상의 기본 경로가 손상된 경우, 하나 또는 그 이상의 백업 경로가 기본 경로가 될 수 있다.
광범위한 종류의 무선 장치가 셀룰러 기지국과 통신하며 이러한 장치의 수는 매우 빠르게 증가하고 있다. 현재 및 장래 단일-도약 셀룰러 네트워크는 증가하는 커버리지 및 용량에 대한 증가하는 수요를 지원할 수 없다. 그렇지만, 장치의 수가 빠르게 증가하기 때문에, 과다한 장치가 더욱 우수한 커버리지 및 용량에 대한 이들의 수요를 만족시키기 위하여 더욱 효율적으로 셀룰러 시스템을 사용할 수 있다. 장치가 셀룰러 시스템 자원을 비교적 효율적으로 사용하도록 하기 위한 방법 중 한 가지는 이로운 것으로 보이는 경우 다중-도약의 구체 예를 사용하는 것이다. 이러한 구체 예에서, 각각의 장치는 적절하게 작동하기 위하여 장치-간 도약을 위한 다중-도약에 참여할 것인지를 스스로 결정할 수 있다.
선행 기술의 예에 기재된 바와 같은 다중-도약 셀룰러 네트워크 내 엄격한 중앙집중식 제어는 개별 장치의 성능을 감소시킨다. 이는 중앙집중식 제어기가 상당한 양의 오버헤드를 발생시키지 않고서는 모든 시간에서 모든 무선 장치에 관한 모든 것을 알 수 없기 때문이다. 오버헤드는 스스로 셀룰러 시스템의 자원 및 무선 스펙트럼을 소비한다. 도약 결정에 있어서 이러한 엄격한 중앙집중식 제어는 다중-도약 셀룰러 시스템의 성능에 대하여 불리한 영향을 미칠 수 있다. 이와 반대로, 본 발명의 일부 구체 예는 다중-도약 셀룰러 시스템을 촉진하는데 여기서 엄격한 중앙집중식 제어는 단지 이들의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국에 통신하는 장치의 셀룰러 인터페이스에게만 연장된다. 수요, 상황 및 환경에 의존하여, 무선 장치는 스스로 분산 방식으로 장치-간 도약 결정을 할 수 있다. 무선 장치는 도약 결정을 할 때 기지국으로부터 일부 도움을 받을 수도 있으나, 필수적인 것은 아니다.
전술한 것 이외의 추가적인 기술이 다중-도약 셀룰러 시스템을 촉진하거나 또는 또 다른 목적을 위하여 사용될 수 있다. 무선 스펙트럼은 희귀한데, 왜냐하면 부분적으로 전 세계 정부가 무선 스펙트럼을 소유하거나 할당하기 때문이다. 전형적으로 정부는 셀룰러 시스템 네트워크에 의한 사용자를 위하여 무선 스펙트럼을 천천히 경매한다. 다중-도약 무선 기술은 장치가 셀룰러 기지국에 의해 사용되는 무선 스펙트럼의 대부분을 사용하도록 돕는다. 이러한 기술의 일부 구체 예를 사용함으로써, 기지국으로부터의 우수한 신호를 갖는 장치는 자신들의 셀룰러 인터페이스를 사용하여 기지국과 대화하는 것이 될 수 있다. 기지국으로부터 우수한 신호를 갖는 장치는 더욱 복잡한 변조 방식을 사용할 수 있으며 또한 오류 교정 잉여(error correction redundancy)를 덜 필요로 할 것이다. 이러한 방식으로, 기지국에 의해 사용되는 무선 스펙트럼은 유용한 데이터를 송신하기 위하여 더욱 공격적으로 사용될 수 있다.
무선 스펙트럼은 공유된 자원이며 따라서 메커니즘은 종종 공유된 무선 채널에 대한 접속을 중계할 필요가 있다. 무선 장치 및 기지국은 일반적으로 충돌을 최소화하고 시스템 성능을 최대화하기 위하여 매체 접속 스케줄을 제정할 필요가 있다. 일부 종래 시스템에서, 무선 장치의 셀룰러 인터페이스는 셀룰러 기지국에 의해 엄격하게 제어된다. 이러한 엄격한 제어는 기지국이, 공유 무선 스펙트럼에 대한 접속을 예컨대 주파수 분할 다중 접속, 시간 분할 다중 접속, 코드-분할 다중 접속, 직교 주파수 분할 다중 접속, 등과 같은 기술을 사용하여 중계하는 것을 가능하게 한다(이는 여기에 기재된 구체 예가 이러한 기술과 함께 사용되지 못할 것이라는 것을 제안하는 것은 아니다). 일부 구체 예에서, 자신들의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국과 간접적으로 대화하기 위하여 다중-도약을 사용하는 것에서 이익을 찾는 무선 장치는 또한 매체 접속 제어를 필요로 할 수 있다. 종래 다중 접속 기술은 또한 P2P 또는 장치-간 다중-도약에 대한 채널 접속을 중계하기 위하여 사용될 수 있다. 그렇지만, 일부 종래 다중 접속 기술은 중앙집중 권한(예컨대, 셀룰러 기지국)으로부터의 엄격한 제어를 필요로 하거나 또는 장치들 사이의 매체 접속 스케줄을 달성하기 위하여 추가 데이터 교환을 필요로 할 것이다.
전술한 바와 같이, 모든 장치-간 도약 결정을 엄격하게 제어하는 다중-도약 셀룰러 시스템은 확장가능성이라 예상되지 않으며 이를 위하여 결정을 하는 장치에 관한 모든 적절한 정보를 고려할 수 있다고 예상되지 않는다. 대조적으로, 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 다중-도약 네트워크의 일부 전술한 구체 예에서, 셀룰러 기지국은 장치의 셀룰러 인터페이스를 엄격하게 제어하며 셀룰러 기지국은 또 다른 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 단지 느슨한 제어를 갖거나 전혀 제어를 갖지 못한다. 느슨한 제어(loose control)의 한 예로서, 일부 구체 예에서, 기지국은 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 선택적으로 도울 수 있으며, 이는 여기에 기재된 임의 또 다른 특징 또는 단계가 선택적이 아니라는 것을 제안하는 것은 아니다. 그럼에도, 하이브리드 다중-도약 셀룰러 비-셀룰러 시스템의 여기에 기재된 구체 예의 일부에서, 시스템은 일부 종래 다중 접속 기술을 사용할 수 있다. 이러한 종래 다중 접속 기술의 사용은 장치들이 서로에 대하여 매체 접속을 느슨하게 조정하도록 돕기 위한 일부 오버헤드를 야기하는 비용을 발생시킬 수 있다. 그렇지만, 과도한 오버헤드를 발생시키지 않으면서 매체 접속을 조정하는 것을 도울 수 있는 기술들이 또한 여기에 기재된다.
무선 네크워크는 스펙트럼의 인색한 사용으로부터 이득을 얻는다. 스펙트럼에 대한 경제는 특히 다중-도약 비-셀룰러 무선 네크워크에서 유용할 수 있는데, 이는 이러한 네트워크들이, 모든 다른 것을 동일한 경우, 데이터의 다중-도약 교환에 참여하지 않은 비-셀룰러 무선 네크워크에 비하여 주어진 장소 근처에서 활용가능한 더 많은 활용가능 스페트럼을 소모하는 것으로 예상되며, 이러한 스펙트럼은 종래 사용-케이스 양상 및 다중-도약 사용 둘 모두에 의해 소모될 수 있다. 스펙트럼의 신중한 사용은 또한 예컨대 다중-도약 비-셀룰러 신호를 운반하지 않은 네트워크에서, 비-셀룰러 네트워크에 대한 종래 사용-케이스의 경우 더욱 중요하게 되는데, 왜냐하면 활용가능 스펙트럼을 사용하는 장치의 수가 특히 셀 폰이 비-셀룰러 인터페이스를 종종 포함하게 됨에 따라 최근 수년에 증가되는 경향이기 때문이다. 이러한 경향은 지속될 것으로 예상되며, 이에 따라 비-셀룰러 무선 통신을 위한 스펙트럼을 장래에 더욱 희귀하게 만들 것으로 예상된다.
여기에 기재된 일부 구체 예는 무엇 보다고 비-셀룰러 무선 네크워크 내의 여러 무선 장치가 신호를 송신하는 시간을 스케줄링함으로써, 비-셀룰러 네트워크를 위한 활용가능 스펙트럼을 비교적 효율적으로 사용하는 것으로 여겨지며, 이에 따라 1) 일부 구체 예에서, 네트워크 내 복수의 장치는 병렬로서 전송함으로써 대략 동일 시간에서 동일하거나 중첩되는 스펙트럼을 재사용하며, 2) 일부 구체 예에서, 스펙트럼의 주어진 부분에서 전송하기 위하여 또 다른 장치를 대기하는 전송 사이에 시간이 거의 잔류되지 않는다. 더욱이, 일부 구체 예는 네트워크의 각각의 참여자가 전송할 정확한 시간을 지시하는 마스터 장치 없이 분산 방식으로 전송을 스케줄링하며, 이에 따라 임의 단일 장치의 실패 또는 부재에 대해 비교적 강건한 네트워크를 제공한다. 그렇지만 현재 기재되는 기술은 이러한 각각의 이익을 제공하는 구체 예에 제한되지 않으며, 일부 구체 예는 이러한 이익 중 하나를 제공하거나 이러한 이익을 전혀 제공하지 않는다. 실제로, 다중-도약 비-셀룰러 시스템은 이하의 기술을 사용하지 않고 실시될 수 있으며, 이러한 기술들은 일반적으로 다중-도약 비-셀룰러 네트워크 및 비-셀룰러 네트워크 둘 모두의 성능을 개선하는 것으로 여겨진다.
도 13은 무선 장치(1312, 1314, 및 1316) 사이에서 데이터를 운반하는 비-셀룰러 무선 네크워크(1310)의 실시예를 도시한다. 이러한 구체 예에서, 각각의 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 비교적 거의 없는 일시적 오버헤드와의 충돌을 경감시키고 스케줄러(1318)의 중앙집중 조화가 없는 것으로 여겨지는 스케줄러(1318)를 가진다. 이를 위하여, 스케줄러(1318)는 예컨대 대안적으로 또는 결합하여 이하에 기재된 두 가지 기술을 사용할 수 있다. 첫째, 이하에서 더욱 설명하듯이, 스케줄러(1318)는 일부 구체 예에서, 스케줄링의 목적을 위하여 서로간의 전송 또는 신호 교환을 관찰함으로써 서로 조화하여, 1) 전송을 위한 타임 슬롯의 수; 2) 어느 장치가 어떤 타임 슬롯을 사용할 것인지 여부; 또는 3) 타임 슬롯의 수 및 어느 장치가 어떤 타임 슬롯을 사용할 것인지 여부 둘 모두를 결정할 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 이러한 조화는 네트워크(1310) 내 각각의 장치(1312, 1314, 및 1316)에 대하여 스케줄을 할당하는 단일 마스터 장치 없이 일어날 수 있다. 둘째, 이하에서 설명되는 일부 구체 예에서, 스케줄러(1318)는 장치로의 전송을 위한 스케줄에 비하여 특정 장치로부터의 전송을 위한 상이한 스케줄을 사용할 수 있는데, 예컨대, 장치(1312, 1314, 및 1316)의 서브세트에서, 송신 및 수신은 비대칭 스케줄을 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 구체 예 중 일부는 사용 패턴에 기초하여 한 방향 또는 또 다른 방향에서의 전송을 선호하는 스케줄을 실시할 수 있는데, 예컨대, 대용량 멀티-미디어 파일은 한 방향으로 이동하며 이와 반대로 추가 데이터를 위한 비교적 짧은 요청은 반대 방향으로 이동하며, 그리고 네트워크 토폴로지, 예컨대, 단일 장치, 또는 비교적 적은 장치는, 복수의 또 다른 장치로 유동하는 데이터에 대한 도관으로서 작용한다. 더욱이, 일부 구체 예는 한 방향 또는 또 다른 방향에서의 전송이 네트워크 트래픽 및 토폴로지의 변화에 기초하여 선호되는 정도를 다이내믹하게 조절할 수 있다. 대안적으로 또는 결합하여 이러한 기술을 사용함으로써, 구체 예는 활용가능 스펙트럼을 비교적 효율적으로 사용할 것으로 예상된다.
작동시에, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 서로 데이터를 송신하고 무선으로 전송된 신호를 통하여 서로로부터 데이터를 수신할 수 있다. 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 동일 무선 공간 내에 위치할 수 있으며 이에 따라 하나의 장치(1312, 1314, 또는 1316)로부터의 송신은 무선 네크워크(12)에 대한 프로토콜, 예컨대, 802.11 프로토콜 중 하나, 블루투스 프로토콜 중 하나, 지그비(Zigbee) 프로토콜 중 하나 등에 따라 선택된 송신 전력에서 나머지 장치(1312, 1314, 또는 1316)에서 수신된다. 도시된 구체 예에서, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 스펙트럼을 공유할 수 있는데, 예컨대, 무선 장치 중 2개, 예컨대, 무선 장치(1312 및 1314)에 의한 동시 전송은 서로 간섭할 수 있으며 잠재적으로 세 번째 장치, 예컨대, 무선 장치(1316)가 이러한 동시 전송에 의해 전달된 신호를 분석하는 능력을 손상시킬 수 있다. 따라서, 일부 구체 예에서, 각각의 무선 장치(1312, 1314, 및 316) 내의 스케줄러(18)는, 동시 전송을 방지하거나 또는 무선으로 서로에 대하여 충분히 근접하여 세 번째 장치에서 전송에 의해 전달된 데이터를 분석하는 것을 어렵게 만드는 한 쌍의 장치(1312, 1314, 및 1316)에 의한 동신 전송을 방지하기 위하여, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316) 각각으로부터의 전송에 대하여 시간을 정할 수 있다. 신호가 분석되는 것을 어렵게 만드는 이러한 동시 전송은 "충돌"로서 불리며, 일부 구체 예에서, 도시된 스케줄러(1318)의 기능은 충돌의 영향을 방지하거나 감소시키는 것이다.
스케줄러(1318)는 분산 방식으로 서로에 대하여 조화를 이루도록 구성될 수 있다. 일부 구체 예에서, 스케줄러(1318) 각각은 동일하거나 또는 대략적으로 동일한 스케줄링 프로토콜을 실시하도록 구성될 수 있음, 각각은 스케줄러(1318)와 관련된 장치(1312, 1314, 또는 1316)에 의한 전송을 위한 스케줄에 도달하기 위하여 동일하거나 유사한 프로세스를 사용할 수 잇다. 조화를 통하여, 그 예가 이하에서 설명되듯이, 네트워크(1310) 내 전송을 위한 스케줄이 출현될 수 있다. 예를 들어, 각각의 스케줄러(1318)는, 동일 무선 네크워크(1310) 내 또 다른 스케줄러(1318)의 작동에 관한 데이터를 획득하고, 그리고 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)에 대한 스케줄을 선택하거나 또는 또 다른 스케줄러(1318)가 전송을 위한 자신들의 스케줄을 조정하도록 요청하는 신호를 관련된 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)가 전송하도록 명령하거나, 또는 이들 둘 모두를 하도록 구성될 수 있다. 스케줄 선택 및 조정을 위한 요청의 구체적인 예가 이하에서 더욱 설명된다.
본 기술에 따른 일부 비-셀룰러 무선 네크워크는 프레임 내 데이터, 또는 헤더 정보와 같은 메타데이터를 비롯하여 데이터의 집합을 전송하며, 이는 비트의 일반적인 연속 전송의 버스트(burst)로서 전송되며 프레임-바이-프레임 단위로 수신 장치에서 종종 평가되는 것으로 수신된다. 프레임은 서로 다른 기능, 예컨대 관리 프레임, 제어 프레임, 또는 페이로드 프레임으로서 역할을 할 수 있으며, 프레임은 예를 들어 헤더 정보 및 관련된 명령 또는 페이로드에 관한 정보를 포함할 수 있다.
각각의 프레임이 전송된 이후, 또는 일부 프레임이 전송된 이후, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 일정 시간 기간 동안 전송을 중시키고 또 다른 무선 장치가 동일하거나 또는 중첩된 스펙트럼 상에서 전송을 시작하는지 여부를 감지할 수 있다. 전송 중지 기간은 무선 데이터 통신 프로토콜, 예컨대 전술한 프로토콜 중 하나에 의해 정의될 수 있거나, 또는 이하에서 설명되는 기술 중 하나에 따라 선택될 수 있다. 또 다른 장치가 전송 중지 동안 전송을 시작하는 경우, 제1 무선 장치는 후속 프레임을 전송하려고 시도하기 이전에 또 다른 무선으로 하여금 전송을 종결하도록 할 것이다. 하나의 프레임이 전송된 이후 그리고 무선 장치가 그 다음 프레임을 전송하기 이전의 기간은 "프레임-간 스페이싱(inter-frame spacing, IFS)"으로 불린다.
IFS 기간은, 일부 구체 예에서, 무선 네크워크(1310) 내 장치에 의해 여러 종류의 전송을 위하여 보존되는 하위-기간으로 분할될 수 있다. 이러한 구체 예에서, 더 높은-우선순위 또는 더욱 대기시간 민감 유형의 전송은 프레임-간 스페이싱의 초기에 발생하는 슬롯, 즉 시간 윈도우에 일반적으로 할당된다. IFS의 슬롯 내의 경우, 스펙트럼은 여전히 활용가능하데, 즉 또 다른 장치가 동일 스펙트럼에서 전송하지 않고 있으며, 이후 이에 응답하여, 전송할 신호를 갖는 경우, 무선 장치는 해당 슬롯과 관련된 자신의 신호를 전송할 수 있다. 예를 들어, 도 2의 구체 예에 제시된 바에 따르면, 짧은-IFS(SIFS) 기간은 제어 프레임, 예컨대, RTS, CTS, 및 ACK 프레임을 앞서 전송된 프레임으로부터 분리하고; 더 긴 폴링-IFS(PIFS) 기간은 더 높은 우선순위 관리 프레임을 앞서 전송된 프레임으로부터 분리하며; 요청 프레임-IFS(QIFS)은 요청 프레임은 이전 프레임으로부터 분리하며; 그리고 분산된 -IFS(DIFS) 기간은 앞서 전송된 프레임을 후속하는 데이터 프레임으로부터 분리한다. 따라서, 일부 구체 예에서, 무선 매체는 무선 네트워크 내 신호의 기능에 따라 멀티플렉스된 시간-분할일 수 있다.
도 14의 타이밍 다이어그램에 도시된 바와 같이, 무선 장치 N1은 장치 N2로 데이터 프레임(1412)을 전송할 수 있으며, 이것의 끝단은 프레임-간 스페이싱(1418)의 시작을 표시한다. SIFS 기간 이후, 무선 장치 N2는 수신확인 신호(ACK)(1414)를 무선 장치 N1으로 다시 전송할 수 있으며, 이는 데이터 프레임(1412)의 수신을 표시한다. 그 후 본 실시예에서, IFS(1418)의 나머지 부분이 경과한 이후, 무선 장치 N1은 그 다음 데이터 프레임(1416)을 전송한다. 그렇지만, 그 다음 IFS(1420) 동안, 제2 데이터 프레임(1416) 이후, 무선 장치 N3는 무선 장치 N1에 의한 제3 데이터 프레임의 전송을 선점하고 또 다른 IFS의 시작을 표시하는 프레임(1422)을 전송함으로써 매체를 제어한다.
일부 구체 예에서, DIFS는 IFS의 마지막 부분이며, DIFS의 기간은 예컨대, 데이터 프레임을 전송하기 위하여 활용가능한 매체를 사용하는 무선 네트워크 내 각각의 무선 장치에 대하여 서로 다른 슬롯을 제공하기 위하여, 각각의 무선 장치(또는 대부분의 시간에서 대부분의 무선 장치)에 대하여 서로 다르다. 일부 시스템에서, DIFS의 기간은 기본 기간 및 프로토콜에 따라 변하는 기간 둘 모두를 포함할 수 있다. DIFS의 변화는 미니-슬롯 시간(미니-슬롯 time, MST)으로 불리는 시간 단위의 정수 배로서 양자화될 수 있으며, 정수 배는 무선 네트워크 내 각각의 무선 장치로 하여금 MST의 서로 다른 정수 배를 갖도록 하는 경향이 있는 프로토콜에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 각각의 장치는 전송을 시작하고 매체를 제어하기 시작하는 DIFS 내 적어도 1 MST 길이의 고유(또는 거의 공유되지 않는) 슬롯을 잠재적으로 가진다.
주어진 장치의 DIFS의 부분을 구성하기 위하여 MST의 정수 배를 선택하기 위한 하나의 프로토콜은 "지수 무작위-백오프 스케줄(exponential randomized-backoff schedule, ERB 스케줄)"로 불린다. 한 예가 도 15의 타이밍 다이어그램에 도시된다. 무선 장치가 전송할 데이터 프레임을 갖는 경우, ERB 알고리즘이 사용되어 무작위 또는 유사-무작위 수를 선택한다. 이전 프레임(1512)이 예컨대 또 다른 무선 장치에 의해 전송되는 것이 종료된 이후, 전송할 프레임을 갖는 무선 장치는 자신의 DIFS 기본 기간(1514)이 끝날때까지 대기하며 그 후 무작위 또는 유사-무작위 수로부터 카운트 다운하는 것, 즉 각각의 MST(1516)가 경과할 때 1씩 카운트 다운하는 것을 시작한다. 또 다른 무선 장치가 카운트다운이 종료되기 이전에 전송을 시작하고 매체를 제어하는 경우, 카운트다운은 그 다음 DIFS 시간 동안 지속된다. 카운트다운이 0에 도달하면, 대기중인 프레임이 전송된다. 무작위 또는 유사-무작위 수에 기초하여 DIFS를 할당함으로써, 2개의 무선 장치가 동시에 전송함으로써 충돌을 야기하는 것이 비교적 가능성이 낮으며, 무작위 수의 범위는 매체를 공유하는 예상 무선 장치의 수에 비하여 비교적 광범위하며, 예컨대 10, 50, 또는 100 이상의 비율이라 가정할 수 있으며, 이는 2개의 장치가 동일 수를 선택할 가능성이 거의 없다. 충돌이 일어나는 경우, 충돌하는 장치는 광범위한 숫자 범위로부터 새로운 무작위 또는 유사-무작위 수를 선택하고 전술한 바와 같은 카운트다운을 반복할 수 있다. 스케줄러(1318)가 무작위 또는 유사-무작위 수에 기초하여 DIFS를 선택하는 시스템은 비-결정론적 스케줄을 갖는다고 불린다. 따라서, 본 예에서, 중앙집중식 제어 스케줄링 전송 시간 없이, 충돌은 비-결정론적 스케줄에 의해 경감된다.
ERB가 무선 네트워크 상의 장치에 대한 스케줄의 중앙집중식 제어 없이 충돌을 경감시킬 수 있는 한편, 이러한 스케줄은 일부 단점을 갖는다. ERB 스케줄은 무선 장치 및 무선 매체를 공회전(idle)으로 남겨놓는데, 즉 DIFS 동안 전송하는 또 다른 장치를 대기한다. 그리고 이러한 미-사용된 시간은 잠재적으로 충돌 이벤트로 확장된다. 더욱이, 전송하려고 하는 각각의 장치에 대한 DIFS 내 슬롯이 무작위 또는 유사 무작위이기 때문에, 비-결정론적 스케줄을 갖는 일부 구체 예에서, 잠재적으로 병렬로 전송하기 위한 기회가 상실된다. 병렬 또는 동시적 전송은, 일정 정도로 간섭하는 동안, 자신들의 신호가 서로 다른 수신 장치에서 분석될 수 있는 만큼 서로로부터 무선적으로 충분히 멀리 떨어져 있는 무선 장치에 의해 수행될 수 있다. 그렇지만, 전송 시간이 무작위 또는 유사-무작위 수에 기초하여 선택되는 경우 조화를 이루기 어려운데, 왜냐하면 서로 충분한 무선 거리를 갖는 장치들이 동일 DIFS를 선택할 가능성이 거의 없기 때문이다
도 13의 스케줄러(1318)는, 일부 구체 예에서, 분산된 결정론적 스케줄러일 수 있는데, 예컨대, 스케줄러(1318)는 자신들의 스케줄의 양상을 할당하는 중앙집중식 제어기 없이, 네트워크(1310) 내 무선 전송을 위한 스케줄에 도달할 수 있으며 이는 비-무작위(또는 비-유사-무작위) 전송 타임 슬롯을 각각의 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)에게 할당한다. 예를 들어, 각각의 스케줄러(1318)는 자신의 관련 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)에 대한 IFS를 선택할 수 있으며, IFS는 1) 병렬 전송이 비-분석가능한 충돌을 야기할 정도로 서로에 대하여 무선적으로 충분히 근접한 무선 장치에 대하여 또 다른 무선 장치의 IFS와 서로 다를 수 있으며; 2) 무선 네크워크(1310) 내 무선 장치의 수에 비하여 소규모의 슬롯 범위, 예컨대, 1.5 슬롯/장치, 2 슬롯/장치, 4 슬롯/장치, 또는 1310 슬롯/장치 미만의 비율로 선택될 수 있으며; 그리고 3) 또 다른 무선 장치에 대하여 예상가능할 수 있는데, 예컨대, 동일 슬롯이 무한정으로 또는 네트워크 트래픽 또는 토폴로지가 변할때까지 스케줄러(1318)에 의해 사용될 수 있다.
도 15는 도 11의 네트워크(1310)에 대한 결정론적 스케줄의 예를 나타낸다. 도시된 스케줄은 서로 다른 IFS 기간에 대하여 4개의 슬롯을 가지며, 이중 3개는 각각 도 13의 스케줄러(1318) 중 하나에 의해 선택된다. 예를 들어, 무선 장치(1312)의 스케줄러(1318)는 슬롯 D1을 선택할 수 있으며; 무선 장치(1314)는 슬롯 D2를; 그리고 무선 장치(1316)는 슬롯 D3를 선택할 수 있다. 슬롯 D1-D4는 각각 대략 동일한 기간일 수 있으며, 예컨대, 1 MST일 수 있으며, 본 실시예에서, 슬롯의 수 4는 장치의 수, 즉 본 실시예에서 2 미만의 비교적 소규모 배수이다. 따라서, 평균 IFS는 ERB 스케줄을 사용하는 시스템과 비교하여 비교적 작으며, 상기 ERB 스케줄을 사용하는 시스템은 전형적으로 임의 2개 장치가 동일 슬롯을 선택하는 것과 비교하여 경향성을 감소시키기 위하여 비교적 큰 슬롯 수를 가진다. 또 다른 구체 예는 더 많은 또는 더 적은 슬롯을 가질 수 있는데, 예컨대, 무선 장치 대 슬롯의 비율은 4, 8, 또는 10 미만일 수 있다. 전술한 예와 같이, 각각의 스케줄러(1318)는 이전 프레임(1512)의 전송 종결에 후속하는 DIFS 기본 기간(1514) 이후에 IFS 슬롯 D1-D4를 선택할 때까지 데이터 프레임을 전송하기 위해 대기할 수 있으며, 이는 이전 슬롯 D1-D4를 갖는 또 다른 무선 장치가 데이터 프레임을 전송하는 것을 이미 시작한 것이 아님을 가정한다.
도 13의 스케줄러(1318)는 중앙집중식 제어 없이, 예컨대, 어느 장치가 어느 슬롯에 할당되어야 하는가를 지시하는 임의 하나의 장치 없는 애드-혹(ad-hoc) 방식으로, 도 15의 스케줄 내 슬롯 D1-D4 중에서 선택할 수 있다. 조화를 이루고, 장치가 비의도적으로 동일 슬롯을 선택하는 것을 방지하기 위하여, 무선 장치(1318)는 슬롯이 선택되는 것에 관한 정보로 인코딩된 신호를 송신하거나, 슬롯을 선택하기 이전의 기간에 대한 또 다른 장치의 IFS를 관찰하거나, 또는 이들의 조합을 수행할 수 있다.
예를 들어, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 각각 해당 장치의 스케줄러가 어느 슬롯을 선택하는가를 나타내는 스케줄-상태 신호, 예컨대, 비콘을 브로드캐스트할 수 있다. 스케줄-상태 신호는 슬롯-선택 표시자, 예컨대, 도 4의 예에서, 2-비트 신호를 인코딩할 수 있는데, 2비트의 각각의 교환-00, 01, 10, 및 11-은 4개의 도시된 슬롯 중 하나에 대응한다. 또 다른 구체 예는 더 많은 슬롯에 대한 더 많은 비트를 가질 수 있다. 스케줄-상태 신호는 다른 신호, 예컨대, 데이터 프레임에 비하여, 더 높은 전력, 더 낮은 데이터 속도, 더 많은 양의 오류-교정 비트, 또는 이들의 조합에서 브로드캐스트되어 비교적 멀리 떨어진 무선 장치에 도달하고자 하는 스케줄-상태 신호에 인코딩된 정보의 경향성을 증가시킬 수 있다. 스케줄러(1318)는 주기적으로, 예컨대, 100 밀리초 미만, 10 밀리초 미만, 또는 1초 미만의 기간으로, 허용가능한 오버헤드 및 도 13의 무선 네크워크(1310)로 새롭게 도입된 무선 장치의 원하는 응답성에 의존하여, 스케줄-상태 신호의 전송을 개시할 수 있다. 스케줄-상태 신호의 타이밍은 무선-상태 신호의 반복적 충돌 경향성을 감소시키기 위하여 무작위 또는 유사 무작위 카운트다운을 포함할 수 있다. 스케줄-상태 신호 내 또 다른 정보는 브로드캐스팅 장치의 MAC 어드레스, 즉 스케줄-상태 신호의 전송 사이의 주기 기간을 포함할 수 있는데, 이는 후속 비콘에 대하여 웨이크-업 하는 때; 브로드캐스팅 무선 장치에 의해 유지된 현재 시간을 표시하는 타임-스탬프, 이는 수신 스케줄-상태 신호에서 반사된 시간에 일치되기 위해 자신의 시계를 조절하기 위하 또 다른 장치에 의해 사용될 수 있음; 및 브로드캐스팅 장비의 능력에 관한 정보, 예컨대 암호화에 대한 지원, 지원된 데이터 전송 또는 수신 속도;를 알기 위하여 전력-절약 모드로 들어가는 또 다른 장치에 의해 사용될 수 있다. 스케줄-상태 신호는 자신들의 브로드캐스트가 다른 전송에 의해 선점되지 않을 것이라는 경향성을 증가시키기 위해 IFS 기간의 비교적 초기에 브로드캐스트될 수 있는데, 예컨대, 스케줄-상태 신호는 PIFS 동안, SIFS 이후에, 그리고 QIFS 또는 DIFS 이전에 전송될 수 있다. 무선 장치(1312, 1314, 및 1316) 각각의 스케줄러(1318)는 스케줄러-상태 신호에 인코딩된 정보, 또는 정보의 서브세트를 수집할 수 있으며, 전술한 것 중 어느 하나와 같은 비-셀룰러 인터페이스는 상기 신호를 브로드캐스트할 수 있다.
또 다른 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)는 자신들의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 브로드캐스트된 스케줄-상태 신호를 수신하고 상기 인코딩된 정보를 메모리에 기록할 수 있다. 일부 구체 예에서, 또 다른 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316) 중 하나 이상은 휴면 모드, 또는 저-전력 모드일 수 있으며, 여기서 장치 중 일부는 전력을 제공하는 것이 불가능하거나 금지된다. 이러한 장치가 스케줄-상태 신호를 미리 수신한 경우, 이들은 메모리에 저장된 브로드캐스팅 장치로부터의 스케줄 상태 신호 사이의 기간에 관한 정보를 가질 수 있으며, 그 다음 스케줄-상태 신호가 브로드캐스팅되는 때는 대략적으로 확인하기 위하여 이전 스케줄 상태 신호로부터 카운트-다운 할 수 있으며, 이 시점에서, 수신 장치는 후속 스케줄-상태 신호를 수신하기 위하여 웨이크 업 하거나, 또는 더 높은 전력 모드로 들어갈 수 있다. 이하에서 더욱 설명하듯이, 각각의 스케줄러(18)는 자신의 관계된 장치 내 메모리로부터 스케줄-상태 신호에 의해 전송된 정보를 회수하여 IFS 기간, 예컨대, 관련된 장치에 대한 슬롯 D1-D4 중 하나를 선택할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 무선-상태 신호는 브로드캐스트되지 않으며, 무선 장치(1312, 1314, 및 1316) 내 스케줄러(1318)는 장치의 IFS를 추론한다. 예를 들어, 무선 장치(1312)는 무선 장치(1314)에 의해 무선 장치(1316)로 전송되는 데이터 프레임의 종점과 장치 사이에서 송신되는 그 다음 데이터 프레임의 시작점 사이의 기간을 측정하여 무선 장치(1312)의 IFS를 확인한다. 유사한 관찰이 네트워크(1310) 내 무선 장치 각각의 IFS 값을 관찰하기 위하여 사용될 수 있다. 일부 구체 예에서, 관찰된 IFS 값은 관찰 장치 내 메모리에 저장될 수 있다.
도시된 구체 예에서, 각각의 무선 장치 내 스케줄러(1318)는 또 다른 장치로부터 관찰되거나 또 다른 장치로부터 스케줄-상태 신호 내에 브로드캐스트된 IFS 기간에 기초하여 해당 무선 장치에 대한 IFS 기간을 선택할 수 있다. 예를 들어, IFS 기간을 선택하기 위하여, 스케줄러(1318)는 메모리로부터 네트워크(1310) 내 또 다른 무선 장치 각각에 대한 가장 최근의 IFS 기간을 회수하고, 메모리로부터 데이터 프레임의 전송을 위한 슬롯, 예컨대 도 15의 D1-D4의 수를 회수할 수 있다. 그 후, 스케줄러(1318)는 슬롯을 메모리로부터 회수된 IFS 값과 비교하여, 무선 네크워크(1310) 내 또 다른 무선 장치에 의해 사용된 것이 아닌 슬롯을 확인할 수 있다. 이러한 비교에 기초하여, 스케줄러(18)는 각각 해당 스케줄러(1318)를 갖는 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)에 대한 슬롯을 선택할 수 있으며, 무선 장치는 데이터 프레임의 전송 사이의 선택된 슬롯까지 확장되는 IFS 기간을 대기할 수 있다. 일부 구체 예에서, 스케줄러(1318)는 가장 이른 미사용 슬롯을 선택할 수 있다. 스케줄러(1318)는 선택된 슬롯을 무한정으로, 예컨대 네트워크 토폴로지 또는 트래픽이 실질적으로 변할때까지 계속하여 재사용할 수 있다. 그 결과, 일부 구체 예에서, 각각의 스케줄러(1318)는 데이터 프레임의 전송을 위한 결정론적 스케줄을 설정할 수 있으며, 각각의 스케줄러(1318)는 무선 네크워크(1310) 내 또 다른 스케줄러(1318)에 의해 선택된 IFS 값을 메모리 내에 가질 수 있다.
일부 구체 예에서, 스케줄러(1318)는 이미 또 다른 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)에 의해 사용되는 슬롯을 선택할 수 있으며, 이에 따라 잠재적으로 2개의 장치가 데이터를 동시에 전송하도록 야기할 수 있다. 스케줄러(1318)는 예를 들어 비교적 대규모 무선 거리를 갖는 또 다른 무선 장치에 의해 점유된 슬롯을 선택할 수 있으며, 예컨대, 장치들 사이의 신호는 기하학적 거리에 의해 또는 장애 구조물, 예컨대 벽에 의해 약화된다. 무선 장치가 슬롯을 공유하도록 야기하는 스케줄링 프로세스(1610)의 예가 도 16에 도시되며, 이는 결정론적 스케줄러를 갖는 IFS 기간을 선택하기 위한 방법의 예를 도시한다. 프로세스(1610)는 무선 장치 내의 앞서 설명된 스케줄러(1318)에 의하거나 또는 이의 지시에 의해 수행될 수 있으며, 예를 들어, 무선 네크워크, 예컨대, 비-셀룰러 네트워크 내의 무선 장치가 도 16의 프로세서를 수행할 수 있다.
도 16의 단계(1612)에 도시된 바와 같이, 스케줄링 프로세스는 이러한 구체 예에서 하나 또는 그 이상의 또 다른 무선 장치의 IFS 기간, 예컨대, IFS 기간을 표시하는 값을 획득하는 단계를 포함한다. IFS 기간을 획득하는 단계는 또 다른 장치로부터 스케줄-상태 신호를 수신하는 단계 또는 또 다른 장치에 의해 사용된 IFS 기간을 관찰하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 구체 예에서, 활용가능한 슬롯의 수가 또한 스케줄러-상태 신호에서 수신될 수 있거나 또는 예컨대 사용된 IFS 기간 슬롯 사이의 간격을 관찰함으로써 관찰될 수 있고, 메모리에 저장될 수 있다. 각각의 획득된 IFS 기간은 메모리에 저장될 수 있고 테이블의 열(row) 중의 또는 객체의 기여도로서 해당 IFS 기간을 사용하는 무선 장치의 식별자와 관련될 수 있다.
단계(1614)에 도시된 바와 같이, 일부 구체 예에서, (도 13의) 각각의 무선 장치(1312, 1314, 및 1316)는 예컨대, 자신의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여, 또 다른 무선 장치(1312, 1314, 또는 1316)로부터 수신된 비-셀룰러 신호의 세기를 감지할 수 있으며, 해당 수신된 신호 세기를 표시하는 신호-세기 값을 메모리에 저장할 수 있으며 이에 따라 상기 신호-세기 값은 상기 신호-세기 값에 의해 특징되는 장치에 의해 사용된 IFS 기간과 관련되며 이는 단계(46)에 제시되어 있다. 예를 들어, 무선 장치(1312) 중의 스케줄러(1318)는 객체의 기여도로서 테이블 또는 또 다른 데이터베이스에 각각의 무선 장치(1314 및 1316)의 MAC 어드레스, 신호-세기 값, 및 IFS 기간을 저장할 수 있다. 인식된 신호 세기는 프로세스의 단계(1614)를 수행하는 무선 장치에서 또 다른 무선 장치로부터의 신호의 세기이다.
본 구체 예의 그 다음은 임의 IFS 기간 슬롯이 또 다른 무선 장치에 의해 미사용되는지 여부를 결정하는 단계(1616)이다. 본 단계는 사용중인 획득된 IFS 기간을 메모리로부터 재호출하는 단계 및 현재 활용가능한 활용가능 슬롯의 수를 메모리로부터 재호출하는 단계를 포함할 수 있다. 미사용된 슬롯이 활용가능한 경우, 이에 응답하여, 프로세스(1600)는 단계(1618)로 진행하며, 미사용 IFS 기간 슬롯 중 하나가 선택된다. 미사용 슬롯이 활용가능하지 못한 경우, 이에 응답하여, 프로세스(1600)는 단계(1620)로 진행한다. 일부 구체 예에서, 결정 단계(1616)는 단계(1614) 이전에 수행될 수 있으며, 단계(1614)는 단계(1616)의 "아니오" 출력과 단계(1620) 사이에 삽입될 수 있다.
단계(1620)에서, 프로세스(1600)는 인식된 신호 세기를 표시하는 획득된 값 중 임의 것이, 상기 인식된 신호 세기 중 임의 것이 임계치 미만임을 지시하는지 여부를 결정한다. 일부 구체 예에서, 임계치는 신호 세기의 진폭일 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 임계치 및 인식된 값은 신호 대 잡음비이거나 또는 신호 대 잡음비와 신호 세기의 결합일 수 있으며, 예컨대, 총합 값 또는 각각의 값은 이러한 값이 대응하는 임계치 미만인지 여부를 결정하기 위해 서로 다른 임계치에 대하여 비교될 수 있다. 단계(1620)에 대한 응답이 "예"인 경우, 이에 응답하여, 프로세스(1600)는 단계(1622)로 진행하며, 가장 낮은 인식된 신호 세기를 갖는 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 IFS 기간 슬롯이 선택되고, 이에 따라 프로세스(1600)를 수행하는 장치 및 가장 낮은 인식된 신호 세기를 갖는 무선 장치 둘 모두가 동일한 IFS 기간 슬롯을 공유하도록 한다.
일부 구체 예에서, 약한 인식된 신호 세기를 갖는 무선 장치가 동일한 IFS 기간 슬롯을 공유하도록 하는 것은 무선 네트워크의 처리량을 증가시킬 수 있다. 약한 인식된 신호 세기는, 장치가 병렬로, 예컨대 동시 시간에, 또는 중첩된 시간에, 전송할 수 있으며, 그리고 이들의 전송된 신호는 전송된 신호가 수신 장치에서 분석될 수 없는 정도로 간섭하지 않을 것이라는 것을 표시한다고 여겨진다. 예를 들어, 2개의 무선 장치가 비교적 대규모 무선 거리를 갖는 경우, 본 구체 예에서, 이들 둘 모두는 동시에 데이터 프레임을 전송할 수 있으며, 이에 따라 병령 전송이 금지되는 시스템보다 매체에 걸쳐 주어진 시간 양에서 데이터를 잠재적으로 이동시킨다.
단계(1620)에 대한 응답이 "아니오"인 경우, 이에 응답하여, 프로세스는 단계(1624)로 진행하며, IFS 기간 슬롯의 수를 증가하기 위한 요청이 브로드캐스트된다. 예를 들어, 요청은, 슬롯의 수가 2배만큼 증가될 수 있어서 이에 따라 스케줄-상태 신호 중의 단일 부가 비트가 어느 IFS 기간 슬롯이 증가된 슬롯의 수를 갖는 새로운 스케줄에서 주어진 무선 장치에 의해 선택되는가를 표시하도록 요구할 수 있다. 요청은 프로세스(1600)를 수행하는 장치의 스케줄-상태 신호의 일부로서 또는 일부 또 다른 신호, 예컨대 일부 또 다른 관리 프레임의 일부로서 브로드캐스트될 수 있다.
프로세스(1600)를 수행하는 무선 장치는 데이터 프레임의 전송을 스케줄하기 위한 전술한 기술에 따라 선택된 IFS 기간 슬롯을 사용할 수 있다. 예를 들어, 각각의 장치는, 그 선택된 IFS 기간 슬롯 이후에 데이터 프레임이 전송된 이후 그리고 데이터 프레임을 전송하려고 시도하기 이전까지 대기할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 트래픽에 대한 스케줄은 이하에서 설명하듯이 상향링크와 하향링크 트래픽 사이에서 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 장치는 데이터를 제2 무선 장치로 전송할 때 제1 프레임-간 스페이싱 값을 사용할 수 있다. 그리고 제2 무선 장치는 데이터를 제1 무선 장치로 전송할 때 제2 프레임-간 스페이싱 값을 사용할 수 있다. 앞서 상세하게 설명한 바와 같이, 프레임-간 스페이싱 값은 현재 무선 프레임이 전송된 이후 그리고 또 다른 무선 프레임을 전송하기 이전에 무선 장치가 대기하는 시간이다. 프레임-간 스페이싱 값은 서로 다를 수 있으며 이러한 차이는 하향링크 트래픽보다 상향링크 트래픽을 우선시하기 위하여, 또는 그 반대를 위하여 선택될 수 있다.
전술한 바와 같이, 전술한 기술의 구체 예는 동일한 무선 스펙트럼이 무선 통신, 예컨대, 양쪽 방향, 즉 제1 장치에서 제2 장치로 그리고 제2 장치에서 제1 장치로의 방향에서의 통신를 위하여 사용될 때, 스펙트럼을 보존하기 위하여 유용할 수 있다. 설명한 바와 같이, 일부 구체 예에서, 제2 장치가 제1 장치로 무선 프레임을 전송 중인 것을 제1 장치가 감지한 경우, 제1 장치는 무선 충돌을 방지하고 장치-간 통신을 촉진하기 위하여, 제2 장치로 프레임을 전송하는 것을 연기할 것이다. 이러한 구체 예에서, 제1 장치가 제2 장치로 무선 프레임을 전송 중인 것을 제2 장치가 감지한 경우, 제2 장치는 무선 충돌을 방지하고 장치-간 통신을 촉진하기 위하여, 제1 장치로 프레임을 전송하는 것을 연기할 것이다. 본 실시예에서, 제1 장치는 제1 프레임-간 스페이싱 값(즉 IFS 기간 슬롯)을 사용하고 제2 장치는 제2 프레임-간 스페이싱 값을 사용한다. 그러므로, 본 실시예에서 제1 장치는, 현재 간섭 무선 프레임이 전송된 이후 그리고 자신의 무선 프레임을 전송하기 이전의 시간인 제1 프레임-간 스페이싱 값 동안 대기할 수 있다. 유사하게, 제2 장치는, 현재 간섭 무선 프레임이 전송된 이후 그리고 자신의 무선 프레임을 전송하기 이전의 시간인 제2 프레임-간 스페이싱 값 동안 대기할 수 있다.
2개의 프레임-간 스페이싱 값이 동일한 경우, 충돌이 일어날 수 있다. 그렇지만, 2개의 프레임-간 스페이싱 값은 서로 다를 수 있으며, 이러한 경우 충돌은 일어나지 않을 것이다. 예를 들어, 제1 프레임-간 스페이싱 값이 제2 프레임-간 스페이싱 값보다 작은 경우, 제1 장치는 제2 무선 장치에 앞서 자신의 무선 프레임을 전송하는 것을 시작할 것이다. 본 실시예에서, 제2 무선 장치는 채널을 통화중(busy)인 것으로 감지할 것이며 충돌을 방지하고 장치-간 통신을 촉진하기 위하여 자신의 전송을 연기할 수 있다. 따라서, 일부 구체 예에서, 매체 접속 경합(media access contention)이 어떠한 중앙집중식 제어 없이 그리고 어떠한 추가 오버헤드 발생 없이 제1 장치와 제2 장치 사이에서 해결될 수 있다. 이러한 기술은 단일-도약 비-셀룰러 네트워크 및 하이브리드 다중-도약 셀룰러 네트워크 둘 모두에 적용될 수 있다. 예를 들어, 비대칭 스케줄링은 특정한 하이브리드 다중-도약 셀룰러 시스템 아키텍처에 대하여 매우 유용할 것으로 예상되는데 왜냐하면 본 기술이 셀룰러 네트워크 트래픽의 본래의 성질을 이용하기 때문이다.
셀룰러 네트워크 트래픽은 상향링크 및 하향링크 트래픽으로서 분류될 수 있다. 상향링크 트래픽은 무선 장치로부터 기지국으로 이동한다. 하향링크 트래픽은 기지국으로부터 무선 장치로 이동한다. 다중-도약 셀룰러 네트워크에서, 이러한 이동은 하나 이상의 도약으로 구성될 수 있다. 일부 가능한 상향링크 및 하향링크 경로의 예가 도 17에 제시되며, 본 기술의 구체 예가 단일 도약 및 다중-도약 네트워크 둘 모두에 적용가능하다는 점이 고려된다.
도 17을 참조하면, 도 17은 다중-도약 구체 예에 따른 무선 셀룰러 전화기 네트워크 중의 셀(1700)의 일반화된 개략도이다. 셀룰러 네트워크 중의 단지 하나의 셀(1700)이 용이한 이해를 위하여 도시되었음에 유의하라. 여기에 기재된 기술의 원리는 특정 셀룰러 전화기 네트워크 내 셀의 임의 특정 수에 제한되지 않는다. 무선 셀룰러 전화기 네트워크 내 셀(1700)은 면적이 약 10 제곱 마일일 수 있다. 셀룰러 전화기 네트워크 내 각각의 셀(1700)은 무선 장치(1704A-C 및 1706A-C) (예컨대, 셀룰러 폰, 노트북, PDA, 랩탑 컴퓨터)와 수신/송신하기 위한 타워(1702)를 갖는 기지국 제어기(1708)를 포함할 수 있다. 본 구체 예에 따라, 무선 장치(1704A-C 및 1706A-C)는 "다중 도약"을 통하여 기지국(1708)과 통신하도록 구성된다. "다중-도약"은 본 실시예에서 사용되듯이 무선 장치(1704 또는 1706)가 이에 의하여 하나 이상의 또 다른 무선 장치(1704A-C 또는 1706A-C)를 통하여 기지국(1708)과 통신할 수 있는 프로세스이다. 다시 도 17을 참조하면, 기지국(1708)은 이동 교환 센터(MSC)(1710)를 통하여 공중 육상 이동 망(PLMN)(1712)에 연결될 수 있다. 각각의 캐리어는 도시 또는 구역 내 모든 기지국 제어기(1708)를 제어하고 육상 기반 PLMN(1712)에 대한 모든 연결을 제어하는 이동 교환 센터(MSC)(1710)를 가질 수 있다.
도 17은 몇몇의 가능한 상향링크 및 하향링크 경로 무선 트랙픽 또는 무선 프레임을 도시한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 무선 장치(1704A, 1704B 및 1704C)는 다중-도약 상향링크 경로를 형성할 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 무선 장치(1706A, 1706B 및 1706C)는 다중-도약 하향링크 경로를 형성할 수 있다. 비록 상향링크 및 하향링크 트래픽의 양이 전개(deployment) 및 사용 양상에 따라 상당히 변할 수 있음에도, 통상 하향링크 트래픽의 양은 종래 소비자 무선 네트워크에서 상향링크 트래픽의 양을 초과하는 것으로 예상된다. 이하에서 설명하듯이, 이러한 트래픽 패턴은 비대칭 스케줄러, 예컨대, 하향링크 트래픽 흐름에 대한 제1 프레임-간 스페이싱 값 및 상향링크 트래픽 흐름에 대한 제2 프레임-간 스페이싱 값을 사용하여 개발될 수 있다.
도시된 예시적인 네트워크에 있어서, 상향링크 트래픽의 양은 일반적으로 하향링크 트래픽의 양보다 적다. 이러한 경우, 제1 프레임-간 스페이싱 값이 제2 프레임-간 스페이싱 값보다 더 큰 경우, 장치가 서로에 대하여 전송할 상향링크 트래픽 및 하향링크 트래픽을 가질 때마다, 상향링크 트래픽이 우선시될 것인데 왜냐하면 상향링크 트래픽이 더 적은 프레임-간 스페이싱 값을 사용할 것이기 때문이다. 특정한 트래픽 패턴 하에서, 하향링크 트래픽은 대부분 무선 채널을 점유할 것이다. 상향링크 트래픽이 선호되는 구체 예에서, 예비(occasional) 상향링크 트래픽 무선 프레임이 전송될 필요가 있을 때, 상기 예비 상향링크 트래픽 무선 프레임이 모든 경합적인 하향링크 트래픽 무선 프레임에 비하여 우선권을 가질 것이다. 본 실시예에서, 예비 상향링크 트래픽 무선 프레임은 경합적인 하향링크 트래픽 무선 프레임과의 충돌을 야기하지 않으면서 전송될 것이다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 상향링크 및 하향링크 트래픽 흐름을 조화시키기 위한 추가 경합 해결 전송이 필요하지 않는다. 무작위 백-오프 알고리즘과 같은 또 다른 방식이 본 기술과 결합되어 공유 무선 채널에 대한 접속을 더욱 중계할 수 있으며, 이러한 예는 이하에 기술된다.
기지국이 또한 한 유형의 무선 장치임에 유의하라. 여기에 기재된 기술의 일부 구체 예는 기지국 구동 무선 네크워크에 적용될 수 있다. 종래 기지국 구동 무선 네크워크에서, 기지국으로부터 무선 장치로 흐르는 트랙픽은 하향링크 방향으로 간주될 수 있으며 무선 장치로부터 기지국으로 흐르는 트래픽은 하향링크 방향으로 간주될 수 있다. 본 구체 예를 설명하기 위한 간략성을 위하여, 기지국 및 또 다른 무선 장치가 상향링크 및 하향링크 트래픽에 대한 동일한 무선 스펙트럼을 사용하는 것으로 간주될 수 있다. 예를 들어, 하향링크 트래픽의 양이 일반적으로 상향링크 트래픽의 양보다 더 큰 경우, 네트워크 내 무선 장치는 상향링크 트래픽을 위한 제2 프레임-간 스페이싱 값보다 더 큰, 하향링크 트래픽을 위한 제1 프레임-간 스페이싱 값을 사용할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 기지국은 대칭 스케줄을 갖는 시스템에 비하여 감소된 경합으로, 더욱 빈번한 하향링크 트래픽 무선 프레임을 또 다른 무선 장치로 전송할 수 있다. 또 다른 무선 장치가 예비 상향링크 트래픽 무선 프레임을 기지국으로 전송할 필요가 있을 때, 이러한 구체 예에서, 또 다른 장치는 어떠한 경합적인 하향링크 트래픽 무선 프레임보다 더 높은 우선순위로 매체 접속 경합의 실질적인 증가 없이 이러한 것을 수행할 수 있다
여기에 기재된 기술의 구체 예는 분산식 경합 해결 메커니즘을 촉진할 수 있으며 그리고 기지국이 무선 채널이 통화중인 것으로 감지할 때까지, 기지국이 지속적으로 하향링크 무선 프레임을 또 다른 무선 장치로 전송하는 기회를 증가시키는 경향이 있다. 또 다른 무선 장치가 상향링크 무선 프레임을 기지국으로 전송하는 것을 시작하였을 때, 무선 채널은 통화중인 것으로 감지될 수 있다.
일부 현실적인 양상은 더욱 복잡할 수 있는데 여기서 둘 이상의 기지국이 동일한 스펙트럼 내에서 작동할 수 있다. 일부 구체 예는 기지국에 연결된 공통 유선 네트워크를 사용할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 기지국은 이러한 공통 네트워크를 통하여 통신하고 조화를 이룰 수 있으며, 기지국은 매체 접속 스케줄에 일치할 수 있으며 이러한 공통 네트워크를 통하여 자신들 사이에서의 경합 해결을 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, 하향링크 트래픽은 간접 기지국 사이에서 조화될 수 있다. 예로서, 무선 장치로부터의 상향링크 트래픽은 하향링크 트래픽보다 더 적은 프레임-간 스페이싱 값을 사용할 수 있다. 상향링크 트래픽은 무작위 백-오프 알고리즘, 예컨대, 무작위 또는 유사 무작위 카운트다운을 사용하는 전술한 기술을 사용하여 경합 해결을 더욱 촉진할 수 있다. 본 실시예에서, 하향링크 트래픽 속도가 상향링크 트래픽 속도보다 전형적으로 더 높기 때문에, 기지국 조화를 사용하는 구체 예는 중도(heavy) 하향링크 트래픽에 대하여 비교적 효율적인 스케줄링을 촉진할 수 있다. 더욱이, 이러한 구체 예에서, 경도(light) 상향링크 트래픽은 중앙집중식 제어 또는 추가 오버헤드가 전혀 없거나 또는 거의 없이, 하향링크 트래픽의 전송 사이에서 스케줄링 될 수 있다. 더욱이, 다중-도약은 기지국으로부터의 우수한 신호를 갖는 장치만이 기지국과 직접적으로 통신하도록 할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 또 다른 무선 장치는 주변 무선 장치를 도약함으로써 기지국과 간접적으로 통신할 수 있다. 따라서 본 실시예는 여기에 기재된 구체 예가 어떻게 일반적으로 무선 네트워크 및 특히 다중-도약 셀룰러 네트워크의 성능을 개선시키는가를 제시한다. 여기에 기재된 모든 구체 예가 이러한 기술을 사용하거나 또는 이러한 장점을 제공하는 것은 아니다.
이러한 접근법은 집중식 스케줄링 또는 분산식 조화 오버헤드에 대한 필요성을 감소시키기 위하여 또 다른 일반적인 다중 접속 및 경합 해결 접근법과 더욱 결합될 수 있다. 또한, 일부 구체 예에서, 무선 장치는 상향링크 무선 프레임보다 더 긴 시간 동안 연속적으로 하향링크 무선 프레임을 전송할 수 있다. 상황에 따라 그 반대도 실시될 수 있다. 더욱이, 이러한 접근법이 무작위 백-오프 알고리즘과 결합될 때, 하향링크 트래픽은 상향링크 트래픽보다 더 낮은 경합 윈도우를 갖도록 스케줄링 될 수 있다. 상황에 따라 그 반대도 실시될 수 있다.
일부 시스템에서, 하향링크 데이터에 우선순위를 부여하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 특정한 무선 장치를 통한 네트워크 트래픽은 이러한 무선 장치를 통한 상향링크 트래픽에 비하여 주로 하향링크 트래픽 쪽으로 기울어진다. 예를 들어, 비-셀룰러 무선 네크워크 내 액세스 포인트가 유선 인터넷 연결을 통하여 회수된 비교적 대용량 미디어 파일을 하향링크 데이터로서 클라이언트 무선 장치로 전송하는 것이 통상적이다. 클라이언트 무선 장치는 ACK 프레임 및 추가 데이터를 요청하는 프레임을 포함하는 비교적 희박한 상향링크 트래픽을 전송할 수 있다. 대칭 스케줄러, 예컨대, 몇몇 ERB 스케줄러는 평균적으로 유사한 IFS 기간을 상향링크 및 하향링크 전송 둘 모두에 제공할 수 있다. 그렇지만, 이는 일부 양상에서 차선(sub-optimal )일 수 있는데, 왜냐하면 상향링크 전송 클라이언트 장치가 비교적 소량의 자신의 IFS 기간 슬롯을 사용할 수 있으며, 이는 하향링크 전송 액세스 포인트로 하여금 클라이언트 무선 장치를 위한 미사용 IFS 기간 슬롯 동안 불필요하게 대기하도록 하기 때문이다.
이러한 문제는 이하에서 설명하는 일부 구체 예에서 경감될 수 있으며 이러한 구체 예는 상향링크 및 하향링크 트래픽을 비대칭적으로 스케줄링 하는 분산된 비-결정론적 스케줄러를 사용할 수 있다. 이하에서 설명되는 일부 구체 예에서, IFS 기간 슬롯의 서브세트가 하향링크 트래픽을 위하여 보존될 수 있거나 또는 무작위 수를 선택하기 위하여 사용된 알고리즘이 하향링크 트래픽을 위한 더욱 이른 IFS 기간 슬롯을 선호하도록 가중될 수 있다.
도 18은 스케줄링 방법의 예를 도시하는 타이밍 다이어그램이며, 여기서IFS 기간 슬롯은 무작위적으로 또는 유사 무작위적으로 선택되며 일부 슬롯이 하향링크 트래픽을 위하여 보존된다. 도시된 예는 도 15의 예와 유사하지만 다만 슬롯 D1-D5이 하향링크 트래픽을 위하여 보존되는 것이 다르다. 도 15의 예와 같이, IFS 기간은 앞서 데이터 프레임(1812)에 더하여 경합 윈도우로 불리는 장치 마다에 따라 변하는 일부 가변 영역(1814) 이후에 DIFS 기본 기간(1514)을 포함하며, 상기 경합 윈도우의 예는 IEEE 801.11n 규격에 의해 기재된다. 가변 영역(1814)은 1 MST 길이인 슬롯(1516)으로 양자화될 수 있으며 스케줄러는 데이터 프레임을 전송할 때 충돌 경향성을 감소시키기 위하여 이들 슬롯(1516) 중에서 선택할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 일부 슬롯D1-D5가 하향링크 트래픽을 위하여 보존된다. 무선 장치는 상기 무선 장치가 액세스 포인트인지 여부를 결정하거나 또는 네트워크 트래픽의 상당 부분, 예컨대, 80% 초과, 95% 초과, 또는 99% 초과가 상기 무선 장치로부터 또 다른 장치로 이동하는 지 여부를 결정할 수 있다. 이러한 결정에 기초하여, 무선 네크워크 내 스케줄러는 하향링크 트래픽을 위하여 일부 슬롯D1-D5을 보존할 수 있다. 슬롯을 선택하기 위하여, 스케줄러는 먼저 무작위 또는 유사-무작위 수를 예컨대, 라이너 시프트 레지스터 또는 네트워크 잡음을 사용하여 계산한다. 그 후 스케줄러는 슬롯이 하향링크 트래픽을 위하여 보존되는지 여부를 결정할 수 있다. 슬롯이 하향링크 트래픽을 위하여 보존되는 경우, 스케줄러는 예컨대, 무선 장치의 버퍼 내에서 전송될 데이터 프레임이 하향링크 데이터인지 또는 상향링크 데이터인지 여부를 결정할 수 있다. 데이터 프레임이 하향링크 데이터인 경우, 스케줄러는 무작위 수 또는 유사-무작위 수를 상기 보존된 슬롯 D1-D5에 맵핑할 수 있는데, 예컨대, D1은 1인 무작위 수에 대하여 맵핑되고 D5는 5인 무작위 수에 맵핑된다. 데이터 프레임이 상향링크 데이터인 경우, 스케줄러는 무작위 수 또는 유사-무작위 수를 유사 맵핑을 사용하여, 하향링크 데이터를 위하여 보존된 것이 아닌 또 다른 IFS 기간 슬롯 중 하나에 맵핑할 수 있다. 그 후 스케줄러는 도 15에 관하여 앞서 설명된 동일한 기술을 사용하여 상향링크 또는 보존된 하향링크 슬롯을 통하여 카운트다운할 수 있으며 카운트다운이 완료된 때, 무선 장치는 데이터 프레임을 전송할 수 있다.
도시된 실시예는 하향링크 데이터를 위하여 보존된 5개의 슬롯을 포함한다. 또 다른 구체 예는 더 많이 또는 더 적게 포함할 수도 있다. 보존된 하향링크 슬롯 D1-D5으 분산은 일반적으로 이러한 구체 예에서 비-하향링크-보존된 슬롯의 분산보다 더 앞서며, 예컨대, 하향링크 보존된 슬롯의 중앙 및 평균 IFS 기간은 비-하향링크 보존된 슬롯의 중앙 및 평균 IFS 기간보다 더 작다. 결과적으로, 하향링크 전송 무선 장치는 상향링크 클라이언트 무선 장치에 대하여 미사용된 IFS 기간 슬롯 동안 대기하는 시간을 덜 소모할 것으로 예상된다. 이러한 구체 예에서, 하향링크 보존된 슬롯 D1-D5는 예비 비-하향링크 보존된 슬롯에 의해, 예컨대, D1과 D2 사이 그리고 D3과 D4 사이에 삽입된다. 이러한 삽입은, 심지어 하향링크 데이터 전송이 선호되는 경우에도, 예컨대, 더 높은 우선순위가 할당된 경우에도, 상향링크 전송이 최종적으로 전송되도록 허용한다고 여겨진다. 일부 구체 예에서, 첫 번째 슬롯이 보존되지 않을 수도 있다.
더욱이, 이러한 구체 예에서, 스케줄은 여전히 중앙집중식 제어 없이 형성된다. 각각의 스케줄러, 예컨대, 도 13의 스케줄러(1318)는 데이터 프레임의 전송 이전에 또는 다수의 데이터 프레임의 전송 이후에 본 기술에 따라 IFS 기간을 선택할 수 있다.
또 다른 구체 예는 보존된 슬롯을 사용하지 않는 비대칭 분산 스케줄러를 가질 수 있다. 예를 들어, 무작위 수 발생기 또는 유사-무작위 수 발생기의 출력은 척도조절되어, 예컨대 가중 계수에 의해 곱해져서, 상향링크 데이터에 대한 수를 일반적으로 더 크게 하거나 또는 하향링크 데이터에 대한 수를 일반적으로 더 작게 만들 수 있다. 또 다른 실시예에서, 하향링크 데이터에 대하여, 무작위 또는 유사-무작위 수는 일반적으로 단조롭게 감소하는 함수에 의해 출력에 맵핑될 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 예컨대, 상향링크 데이터가 더욱 대규모인 구체 예에서, 상향링크 데이터가 전술한 방식으로 선호될 수 있다.
일부 구체 예는 한 방향에서의 트래픽이 다아내믹하게 선호되는 정도를 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 일부 구체 예는 일반적으로 앞쪽에서, 하향링크 트래픽의 다수의 보존된 슬롯 또는 이러한 슬롯의 타이밍을, 하향링크 트래픽 대 상향링크 트래픽의 비율 증가에 응답하여, 선택할 수 있다. 유사하게, 일부 구체 예는 상향링크 트래픽 대 하향링크 트래픽의 비율의 역전에 응답하여, 하향링크 트래픽에 비하여 상향링크 트래픽을 선호할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, 스케줄러는 일부 구체 예에서 시간의 후미 기간 동안, 예컨대, 이전 1 초, 10 초, 또는 10 분 동안 일어나는 상향링크 전송의 수 및 하향링크 전송의 수를 카운트할 수 있으며, 이러한 상향링크 및 하향링크 카운트의 비율에 기초하여 비대칭성 정도를 선택할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 전술한 스케줄링 기술이 결합될 수 있다. 예를 들어, 무선 단말은, 예컨대, 스케줄러의 작동을 통하여, 제1 유형의 데이터를 전송하기 위한 결정론적 스케줄 및 제2 유형의 데이터를 전송하기 위한 무작위 스케줄을 선택할 수 있으며, 여기서 스케줄의 선택은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초할 수 있다: 주변 장치의 스케줄, 큐-길이(queue-length), 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 및 주위 무선 환경.
한 구체 예에서, 무선 단말은 제1 유형의 데이터를 전송하기 위한 결정론적 스케줄 및 제2 유형의 데이터를 전송하기 위한 무작위 스케줄을 선택할 수 있으며, 여기서 데이터의 유형은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초한다: 방향, 양, 중요성, 원하는 서비스의 품질, 주위 무선 환경, 네트워크 혼잡, 네트워크 조건, 큐-길이, 및 처리량. 예를 들어, 이러한 요인들의 각각 또는 서브세트는 각각의 임계값 또는 카테고리와 비교될 수 있어서 상기 요인이 임계치를 만족하거나 또는 카테고리에 포함되는 경우, 장치는 결정론적 스케줄을 선택할 수 있으며, 임계치가 만족되지 않거나 카테고리가 적용가능하지 않은 경우, 장치는 무작위 스케줄을 선택할 수 있다. 적용분야에 의존하여, 방향은 상향링크 또는 하향링크일 수 있다. 양은 실시예의 사용된 대역폭, 요구되는 대역폭, 및 큐-길이로서 정의될 수 있다. 서비스의 품질은 지원되는 애플리케이션에 의존할 수 있는데, 예를 들어, 지연 민감 애플리케이션 예컨대 음성은 더욱 결정론적 스케줄로부터 이득을 얻을 수 있으며 파일 전송은 너무 많지 않은 결정론적 슬롯이 활용가능할 때 무작위 스케줄을 사용할 수 있다. 주위 무선 환경은 주변 노드의 토폴로지, 우세한 트래픽 패턴, 활동 요인, 스케줄, 수, 수요, 및 용량을 포함할 수 있다. 주위 무선 환경은 또한 네트워크 요인, 예컨대 네트워크 내 혼잡성 정도 및 네트워크의 상태를 대기시간, 지연, 및 지터의 관점에서 포함할 수 있다.
전술한 구체 예에서, 무선 단말은 제1 유형의 데이터를 전송하기 위한 제1 프레임-간 스페이싱 및 결정론적 스케줄을 선택할 수 있다. 무선 단말은 또한 제2 유형의 데이터를 전송하기 위한 제2 프레임-간 스페이싱 및 무작위 스케줄을 선택할 수 있다. 전술한 바와 같이, 프레임-간 스페이싱은 이전 프레임과 그 다음번 전송 사이의 지연이다. 예를 들어, IEEE 802.11n 표준은 프레임-간 스페이싱(IFS)의 예를 상세하게 정의한다.
전술한 구체 예에서, 무선 단말은 제1 유형의 데이터를 전송하기 위하여 제1 경합 윈도우 및 결정론적 스케줄을 선택할 수 있다. 무선 단말은 제2 유형의 데이터를 전송하기 위하여 제2 경합 윈도우 및 무작위 스케줄을 선택할 수 있다. 경합 윈도우는 무선 장치 사이의 경합 및 충돌을 해결하기 위하여 선택될 수 잇는 카운터의 숫자들의 간격이다. 전술한 바와 같이, IEEE 802.11n 표준은 경합 윈도우의 예를 상세하게 설명한다.
전술한 구체 예에서, 무선 단말, 예컨대, 무선 단말 내 스케줄러는 제1 유형의 데이터를 전송하기 위하여 제1 전송 기회 및 결정론적 스케줄을 선택할 수 있다. 무선 단말은 제2 유형의 데이터를 전송하기 위하여 제2 전송 기회 및 무작위 스케줄, 예컨대, ERB 스케줄을 선택할 수 있다. 전송 기회는 이 시간 동안 무선 장치가 무선 채널에 접속하고 프레임을 전송하는 상기 시간이다. 전송 기회는 시간 단위 이외에 비트(bit) 또는 바이트(byte)로 측정될 수 있다. IEEE 802.11n 표준이 전송 기회의 예를 상세하게 설명한다.
도 19는 여기에 기재된 기술의 구체 예에 따라 무선 단말에 의한 무선 전송을 위한 스케줄의 예의 일반화된 개략도이다. 이러한 구체 예에서, 스케줄(1992)은 전술한 부분에서 설명한 지수 무작위 백-오프(exponential randomized back-off, ERB)로 알려진 경합 해결 메커니즘에 기초한다. 타임라인(1993)은 시간 진행을 나타낸다. 이전 프레임(1990)은 데이터, 제어, 또는 관리 프레임일 수 있다. 분산-IFS(DIFS)(1994)는 본 실시예에서 상기 이전 프레임과 제1 미니-슬롯(1996)을 분리시킬 수 있다. 더욱이, 이러한 구체 예에서, 각각의 미니-슬롯은 미니-슬롯-시간(MST) 길이이다. 무선 장치가 무선 채널 상에서 프레임을 전송할 필요가 있을 때, 스케줄(1992)에 따라, 상기 무선 장치는 무작위(예컨대, 유사-무작위 함수) 카운터를 선택하여 각각의 시간 MST 경과마다 카운트 다운을 할 수 있다. 일부 구체 예에서, 무선 장치는, 상기 무선 장치가 무선 채널이 활용가능하거나 또는 클리어하다고 인식한 때에만, 자신의 카운터를 카운트다운할 수 있다. 도시된 스케줄(1992)은 하향링크과 상향링크 사이에서 대칭이며, 이에 따라 잠재적 IFS 기간 슬롯의 분산은 일반적으로 두 방향 사이에서 동등하며, 예컨대, IFS 기간 슬롯 중 어느 하나가 상향링크 또는 하향링크 트래픽을 위하여 선택될 것인가에 대하여 동등한 기회가 존재한다.
스케줄(1992)에 대조적으로, 도 19의 스케줄(1949)은 비대칭적이며 예컨대 서로 다른 방식으로 서로 다른 데이터를 스케줄하기 위한 스케줄러에 의해 사용될 수 있다. 제1 미니-슬롯(1956)은 제1 하향링크 송신기, 예컨대, 액세스 포인트 또는 다중-도약 네트워크에서의 릴레이를 위하여 보존될 수 있다. 제2 미니-슬롯(1957)은 사용할 임의 무선 장치에 대하여 활용가능할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 모든 홀수 미니-슬롯은 하향링크 프레임의 하나 이상의 송신기를 위하여 보존된다. 이는 하향링크 프레임의 여러 송신기가 더 많은 결정론적 스케줄을 사용할 수 있을 것으로 여겨지며, 이하에서 더욱 설명된다. 그렇지만, 일부 시스템에서, 임의 무선 장치가 모든 짝수 미니-슬롯 내 채널에 접속할 수 있다. 경합 및 충돌을 해결하기 위하여, 무선 장치는 ERB를 사용하여 짝수 IFS 기간 슬롯 중에서 선택할 수 있다. 이는, 일부 적용분야에서, 짝수 미니-슬롯에서 전송하는 무선 장치가 무작위 또는 유사 무작위 스케줄을 갖도록 하는 것으로 여겨진다. 예를 들어, 무선 장치는 상향링크 프레임을 전송하기 위하여 짝수 미니-슬롯을 사용할 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 상향링크 및 하향링크 방향에 기초하여 트래픽을 차별시키는 대신에, 트래픽은 양, 중요성, 원하는 서비스의 품질, 주위 무선 환경, 네트워크 혼잡, 네트워크 조건, 큐-길이, 및 처리량에 기초하여 차별화될 수 있다.
미니-슬롯(1956)은 D1으로 표시되고 미니-슬롯(1972)은 D1*로 표시됨에 유의하라. 이러한 구체 예에서, *는 D1*이 D1을 사용하는 하향링크 송신기에 대한 추가 슬롯임을 나타낸다. 하향링크 프레임의 송신기 사이의 공정성을 촉진시키는 한 가지 방법은 D1과 D1*(또는 Dx와 Dx*, 여기서 x는 정수임) 사이에 다음과 같은 트래픽 할당을 요구하는 것이다. 미니-슬롯 D1을 사용한 이후, 제1 하향링크 송신기는 종료하기 위하여 하향링크 송신기의 현재 라운드를 대기하거나 또는 D1*을 사용할 수 있다. D1*이 D8로부터 유래하기 때문에, D8에 대응하는 하향링크 송신기는 공정한 방식으로 무선에 접속할 수 있으며, 예컨대, D1을 사용하는 무선 장치가 D2-D8을 사용하는 것을 선점할 기회를 항상 갖는 것은 아니다. 더욱이, 이러한 구체 예에서, 이러한 공정성 공존을 촉진하는 수 개의 MST의 오버헤드는 성능에 많은 손상을 가할 것으로 예상되지 않는다. 이러한 구체 예에서 제1 하향링크 송신기가 D1*를 사용한다면, 제1 무선 장치는 하향링크 송신기에 대한 후속 라운드에서 D1을 사용하지 않을 수 있다. 따라서, 본 실시예에서, 제1 하향링크 송신기는 또 다른 하향링크 송신기에 대하여 비교적 공정하다. 일단 추가 하향링크 슬롯(*로 표시됨)이 무선 장치에 의해 사용되면, 또 다른 무선 장치는, 하향링크 송신기의 현재 라운드가 종결되고 후속 라운드가 시작하려고 하는 것을 가정할 수 있다. 후속 라운드에서, 무선 장치는 프레임을 전송하기 위하여 자신들의 정상 하향링크 슬롯(즉 *표시 없는 슬롯)을 사용할 수 있다.
스케줄(1901 및 1925)은 또한 사용될 수 있는 또 다른 비대칭 스케줄이다. 스케줄(1901 및 1935)은 하향링크 전송에 대하여 활용가능한 슬롯의 수가 감소된다는 점에서 스케줄(1949)과 다르다. 이러한 스케줄(1901 및 1925)은 예를 들어, 비교적 적은 수의 무선 장치가 하향링크 데이터를 전송할 때 사용될 수 있다.
도 20은 한 구체 예에 따르는 무선 네크워크 토폴로지의 예의 일반화된 개략도이다. 토폴로지(2002)는 2-차원 단일-도약 토폴로지의 예이다. 큐브(2012)와 같은 각각의 큐브는 기지국 및 이를 둘러싸는 무선 네트워크를 나타낸다. 인접 큐브 내의 기지국이 동시에 동일한 네트워크 자원을 사용하는 경우, 이들은 충돌로 인하여 서로에 대하여 간섭할 수 있다. 일정한 수준의 성능을 달성하기 위하여, 인접 기지국은 시간, 주파수, 코드, 공간, 등에서 직교될 수 있다. 토폴로지(2002)는 4개의 직교화(orthogonalization)가 특정 수준의 성능을 제공할 수 있고 허용가능한 임계치 한계 미만으로 주변 기지국 사이의 상호-간섭을 유지시킬 수 있음을 나타낸다. 직교화(orthogonalization)(2004, 2006, 2008, 및 2010)는 이들의 서로 다른 네트워크 자원의 사용을 반영하기 위하여 서로 다른 색깔로 제시된다. 토폴로지(2022)는 2-차원 다중-도약 토폴로지의 예이다. 평행육면체(2028)와 같은 각각의 평행육면체는 3개 이상의 무선 단말로 구성된 선형 다중-도약 네트워크를 나타낸다. 인접 평행육면체 내 무선 단말이 동시에 동일한 네트워크 자원을 사용하는 경우, 이들은 충돌로 인하여 서로 간섭할 수 있다. 일정한 수준의 성능을 달성하기 위하여, 인접 기지국은 시간, 주파수, 코드, 공간, 등에서 직교될 수 있다. 토폴로지(2022)는 2개의 직교화(orthogonalization)가 적당한 성능을 제공하고 인접 무선 단말 사이의 상호-간섭을 적당한 한계점 미만으로 유지시킬 수 있음을 나타낸다. 직교화(orthogonalization)(2024 및 2026)는 서로 다른 색깔로 제시되는데 왜냐하면 서로 다른 네트워크 자원, 에컨대, 타임 슬롯 또는 채널의 사용을 나타내기 위함이다. 토폴로지(2042)는 공통(common) 3-차원 단일-도약 토폴로지를 나타내며 8개의 서로 다른 직교화를 사용한다. 토폴로지(2062)는 공통 3-차원 다중-도약 토폴로지이며 4개의 서로 다른 직교화를 사용한다. 무선 네크워크에서, 스펙트럼은 종종 제한된다. 따라서, 과도한 직교화는 무선 네트워크의 전체 용량 및 스페트럼 효율을 손상시킬수도 있다. 그렇지만, 너무 적은 직교화는 과도한 간섭 및 충돌을 유발하고 이에 따라 성능을 손상시킬 수 있다. 도 20은 균형을 맞추고 적당한 성능을 달성하기 위한 한 가지 방법을 나타낸다. 도 19에 제시된 비대칭 스케줄은 2, 4, 또는 8개의 직교 하향링크 슬롯을 가지며 이에 따라 무선 단말 사이의 협력 및 공존을 촉진하기 위하여 도 20에 제시된 공통 토폴로지에 대하여 사용될 수 있다. 도 19의 스케줄의 하향링크 슬롯이 도 20에 제시된 토폴로지의 세그먼트에 할당되는 경우, 세그먼트의 상대 위치를 고려하고 이에 따라 하향링크를 할당할 수 있다. 예를 들어, 셀-가장자리 사용자 문제점 또는 은닉 노드 문제점을 야기하는 토폴로지의 세그먼트는 비대칭 하향링크 스케줄에서 더욱 멀리 분리될 수 있다. 이는 충분한 제어 프레임(예컨대 IEEE 802.11 RTS/CTS 프레임)이 교환되도록 하여 셀-가장자리 사용자 및 은닉 노드 문제점을 경감시킬 수 있다.
도 21은 한 구체 예에 따르는 무선 단말에 의한 무선 전송의 일반화된 개략도이다. 스케줄(2101, 2125, 및 2149)은 비대칭 스케줄의 몇몇 또 다른 실시예이다. 이들은 공평성을 촉진하기 위한 추가 하향링크 슬롯(* 표시됨)을 릴레이하지 않는다는 점에서 도 19에 제시된 비대칭 스케줄과는 다르다. 이들 스케줄은 특정 상황에서 더욱 적합한데, 예를 들어 일부 액세스 포인트 또는 릴레이 장치가 지속적으로 다른 것에 대하여 우선시될 때 바람직하다.
도 22는 한 구체 예에 따르는 무선 단말에 의한 무선 전송의 일반화된 개략도이다. 스케줄(2201, 2225, 및 2249)은 비대칭 스케줄의 몇몇 또 다른 실시예이다. 이들은 도 19와 도 21에 제시된 스케줄의 하이브리드로서 간주될 수 있다. 이들 스케줄은 특정 상황에 더욱 적합할 수 있다.
도 23은 한 구체 예에 따르는 무선 단말에 의한 무선 전송의 일반화된 개략도이다. 스케줄(2301, 2325, 및 2349)은 비대칭 스케줄의 몇몇 또 다른 실시예이다. 스케줄(2301)은 하향링크 및 상향링크 미니-슬롯이 도 19에 제시된 스케줄처럼 삽입되지 않는 예이다. 그렇지만, 토폴로지 및 트래픽 패턴에서의 비대칭을 개발하기 위하여, 하향링크 및 상향링크는 스케줄(1901)에 제시된 방식으로 감결합(decoupled)될 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 상향링크 미니-슬롯은 (2325)와 같은 스케줄에서 더 낮은 프레임-간 스페이싱을 가질 수 있다. 마지막으로, 일부 구체 예에서, 하향링크 스케줄은 적당한 성능을 획득하기 위하여 결정론적이 아닐 수도 있다. 예를 들어, 일부 시스템에서, 이들이 감결합되는 한, 상향링크 및 하향링크 전송 둘 모두는 스케줄(2349)에 도시된 바와 같이 무작위로 될 수 있다. 도 23에 제시된 스케줄은 특정 상황에서 더욱 적합할 수 있다.
전술한 예들을 사용할 때, 무선 단말은 또 다른 인접 무선 단말의 토폴로지, 수, 스케줄, 수요, 활성, 및 트래픽 패턴에 의존하여 어느 한 스케줄에서 또 다른 스케줄로 적응적으로 스위치할 수 있다. 비콘, 제어 프레임, 관리 프레임, 데이터 프레임, 및 또 다른 무선 통신 신호발생, 예컨대 전술한 스케줄-상태 신호는 또 다른 무선 단말로 인접 무선 단말의 토폴로지, 수, 스케줄, 수요, 활성, 및 트래픽 패턴을 발산하기 위하여 사용될 수 있다. 더욱이, 무선 단말은 다음 요인 중 적어도 하나에 기초하여 하나 이상의 스케줄을 수렴시키기 위해 협력하고 조화할 수 있다: 주변 싱크 및 릴레이의 품질, 주변 싱크 및 릴레이의 양, 배터리 수명, 전력원, 평균 처리량, 대역폭 사용, 대역폭 수요, 대역폭 활용도, 장치의 종류, 이동성 수준, 하루 중 시간, 가입 요금, 사용자 프로파일, 비-셀룰러 신호 세기 및 품질, 셀룰러 신호 세기 및 품질, 비-셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 셀룰러 인터페이스에 의해 관찰된 무선 간섭의 수준, 싱크까지의 도약 수, 제2 장치의 현재 상태, 제1 장치의 현재 상태, 제2 무선 장치에 의해 사용되는 참여 정책, 제1 무선 장치에 의해 사용되는 참여 정책, 및 주위 무선 환경.
일부 구체 예에서, 요청(REQ) 프레임은 다른 프레임과 다른 프레임-간-스페이싱, 예컨대, 더욱 짧은 프레임-간 스페이싱을 사용할 수 있다. REQ 프레임의 예는 도 29에 도시되어 있다. REQ 프레임은 ERB 스케줄링을 사용하거나 또는 예컨대 도 19의 스케줄(1901)에서 스케줄(1949)로의 전송을 요청하기 위하여 덜 공격적인 스케줄을 사용하기 위한 노드를 획득하기 위하여, 주변 노드, 예컨대, 무선 장치에 의해 사용될 수 있다. 일부 구체 예에서, REQ 프레임의 크라우드소싱(crowdsourcing) 및 주변 노드로부터의 다양한 요청이 요청을 실행하기 전에 사용될 수 있는데, 예컨대, 각각의 스케줄러가 더욱 공격적이거나 또는 덜 공격적인 스케줄로의 전환을 요청하는 대부분의 무선 장치에 응답하여 스케줄을 변화시킬 수 있다. 이는 일부 시스템에서 강인성, 성능, 및 협력을 증가시키는 것으로 기대된다.
비대칭 스케줄링이 우수한 성능 및 처리량을 산출하지 않을 때, 예컨대, 리스 공격적 스케줄이 하향링크-전송 무선 장치에 대한 충분한 IFS 기간 슬롯을 제공하지 않을 때, 무선 단말은 적응적으로 물러나서 지수 무작위 백-오프 스케줄링을 사용할 수 있다. 필요성 및 현재 네트워크 조건에 의존하여, 무선 단말을 일 부 구체 예에서 정상적인, 보수적인, 및/또는 공격적인 스케줄로 적응적으로 스위치할 수 있다. 스케줄(1901)은 도 19의 스케줄(1949)보다 더욱 공격적인 것으로 간주될 수 있는데 왜냐하면 무선 단말이 이러한 구체 예에서 더욱 빈번하게 전송하기 위하여 결정론적인 슬롯을 잠재적으로 획득할 수 있기 때문이며, 이는 스케줄이 선택할 더 많은 슬롯을 제공하기 때문이다. 더욱이, 더 높은 전송 기회(TXOP)가 더 많은 대역폭을 요구하는 노드에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 결정론적 IFS 기간 슬롯을 사용하는 슬롯은 서로 다른 TXOP를 사용하여 서로 다른 우선권을 획득할 수 있다. TXOP는 심지어 연속적인 버스트 아웃된 또는 감소된 프레임-간 스페이싱(RIFS)에도 불구하고 각각의 단편에 대하여 순환-잉여-검사를 사용하며, 상기 RIFS는 SIFS보다 더 적을 수 있는데, 예컨대, RIFS는 약 9us와 동일할 수 있고 SIFS는 약 16us과 동일할 수 있다. 이는 특히 더 큰 속도에서 강인성을 개선시킬 수 있는데, 왜냐하면 더 큰 바이트가 동일 수의 심벌(또는 TXOP 시간)을 사용하면서 전송되기 때문이다. 일부 구체 예에서, 간섭 할 때 결정론적 흐름은 병렬로 발생되도록 허용되며, 더 높은 물리-계층 속도를 사용하는 흐름은 더 낮은 물리-계층 속도를 사용하는 흐름보다 동일한 시간 양에서 더 많은 수의 바이트를 전송할 수 있다. 따라서, 더 많은 프레임 집합이 TXOP를 사용할 때 더 높은 물리-계층 속도를 사용하는 흐름에 대하여 요구될 수 있다. 따라서, 더 높은 물리-계층 속도를 사용하는 흐름에 대한 더욱 빈번한 CRC 검사를 수행하는 것이 유용할 수 있다.
전술한 구체 예는 제1 유형의 데이터와 제2 유형의 데이터, 예컨대, 하향링크 및 상향링크 데이터의 감결합(decoupling)으로부터 이득을 얻을 수 있다. 예를 들어, 인터넷에 접속하기 위하여 사용되는 무선 네크워크는 두 종류의 데이터 또는 트래픽: 즉 하향링크 트래픽 및 상향링크 트래픽을 가질 수 있다. 종종, 하향링크 트래픽의 송신기가 상향링크 트래픽의 송신기보다 수가 더 적다. 예를 들어, 하나의 무선 기지국은 수 개의 무선 장치를 서비스할 수 있다. 본 실시예에서, 하향링크 방향은 무선 기지국으로부터 무선 장치이며, 상향링크 방향은 무선 장치로부터 무선 기지국이다. 비록 종종 더 적은 수의 하향링크 트래픽 송신기가 존재하지만, 하향링크 인터넷 트래픽은 종종 상향링크 인터넷 트래픽보다 과중하게 되는 경향이 있다.
전술한 구체 예는 무선 네크워크 내 노드가 상향링크와 하향링크 트래픽 사이의 IFS 기간 슬롯에 대한 경쟁 플레인을 감결합하게 할 수 있다. 그 결과, 일부 시스템에서, 무선 채널에 접속하기 위하여 상향링크 트래픽은 또 다른 상향링크 트래픽과 경쟁하며 하향링크 트래픽은 또 다른 하향링크 트래픽과 경쟁한다. 더욱이, 소수의 하향링크 송신기가 서로 조화하고 협력하여 동일 무선 채널상에 공존할 수 있다. 더욱이, 하향링크 프레임의 스케줄링에 결정론을 부가하는 것은 하향링크 프레임의 송신기 사이의 경합 및 충돌을 감소시킬 것으로 예상된다. 또한, 결정론은 재전송과 관련된 패널티 및 오버헤드를 더욱 감소시킬 것으로 예상된다. 마지막으로, 일부 시스템에서, 결정론은 더 많은 하향링크 흐름이 병렬로 일어나도록 하며, 이는 하향링크 송신기가 더욱 공격적이며 효율적인 활용가능 네트워크 자원을 사용하도록 한다.
상향링크 인터넷 트래픽이 종종 하향링크 인터넷 트래픽보다 덜 과중하다. 더욱이, 상향링크 트래픽에 대한 송신기의 수가 종종 하향링크 트래픽에 대한 송신기의 수보다 더 많다. 따라서, 적은 오버헤드를 가지면서 분산 방식으로 상향링크 트래픽의 수 개의 송신기를 조화시키는 것은 종종 어렵다. ERB가 단순 및 분산 방식에서 상향링크 트래팩의 송신기 사이에서 경합 및 충돌을 해결하기 위해 사용될 수 있다. 더욱이, 상향링크 트래픽 흐름이 종종 덜 과중하기 때문에, 무선 장치는 높은 트래픽 혼잡 동안 일어나는 ERB의 단점이 문제되지 않을 것이다. 따라서, 전술한 구체 예는 인터넷에 접속하기 위해 사용되는 무선 네트워크, 예컨대 단일-도약 광대역 네트워크 및 다중-도약 셀룰러 네트워크에서 유용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 과중한 흐름이 더욱 결정론적으로 스케줄링 될 때, 더욱 우수한 조화 및 협력이 하향링크 프레임의 송신기 사이에서 달성될 수 있다. 이러한 조화 및 협력은 따라서 무선 네트워크의 성능을 개선하기 위하여 병렬로 다중 간섭 전송이 일어나게 하도록 사용될 수 있다. 그렇지만, 전술한 발명은 과중한 흐름의 결정론을 개발함으로써 은닉 노드 문제점(이하에서 설명되는 한 예임)을 경감시키기 위해 사용될 수 있다.
도 24는 한 구체 예에 따르는 무선 단말에 의한 무선 전송의 일반화된 개략도이다. 특히, 상기 도면은 은닉 노드 문제점 및 이것이 경감되는 방법을 도시한다. 도 24는 단지 예시적인 양상을 도시한다; 그렇지만, 기재된 기술은 본 설명의 지시에 따라 또 다른 양상에 쉽게 적용될 수 있다. 이벤트(2402)는 예로서 도시된 무선 장치 N1이 단지 무선 장치 N2에 의해 청취될 수 있으며 무선 장치 N4는 단지 무선 장치 N3에 의해 청취될 수 있음을 나타낸다. 이벤트(2412)는 무선 장치 N2가 무선 장치 N1 및 무선 장치 N3에 의해 청취될 수 있음을 나타낸다. 이벤트(2412)는 무선 장치 N3가 무선 장치 N2 및 무선 장치 N4에 의해 청취될 수 있음을 나타낸다. 한 실시예에서, N1 및 N4는 하향링크 트래픽(화살표 방향으로 도시됨)의 송신기이고 N2 및 N3는 상향링크 트래픽의 송신기이다. 본 실시예에서, N1은 비대칭 스케줄(2462)을 사용하며 하향링크 프레임을 전송하기 위하여 하향링크 미니-슬롯 D1을 선택하였다. 또한 본 실시예에서, N4는 비대칭 스케줄(2462)을 사용하며 하향링크 프레임을 전송하기 위하여 하향링크 미니-슬롯 D2를 선택하였다. 전송 요청(request-to-send, RTS)은 송신기가 가까운 장래에 수신기에게 무엇인가를 전송하기를 원한다는 것을 상기 수신기에게 알려준다. 수신기가 자신이 송신기로부터 후속 전송을 수신할 수 있다고 판단하면, 수신기는 클리어-투-센드(clear-to-send, CTS)를 송신기로 전송한다. 송신기는 그 후 데이터 프레임을 수신기로 전송할 수 있다. 수신기가 후속 데이터 프레임을 올바르게 수신하면, 상기 수신기는 수신확인(ACK)을 송신기로 보낸다. 이러한 과정은 유행하는 WiFi 또는 IEEE 802.11n 표준에 의해 널리 사용된다. 이벤트(2422)는 N1이 RTS를 미니-슬롯 D1 내 N2로 보내고 N4가 RTS를 미니-슬롯 D2 내 N3로 보내는 것을 나타낸다. 이벤트(2032)는 N2가 RTS를 수신한 이후 CTS를 N1으로 보내는 것을 나타낸다. N3가 RTS를 수신하기 이전에 N2가 RTS를 수신하기 때문에, N3가 CTS를 N4로 보낼 수 있기 이전에 N2가 CTS를 N1으로 보낼 수 있음에 유의하라. 더욱이, N3는 N1과 N2 사이에서 일어나는 거래에 간섭하는 것을 원치 않기 때문에, N3는 N4로 CTS를 전송하는 것을 연기한다. N3의 협력은 N1이 데이터 프레임을 N2로 보내는 것을 가능하게 한다. 이벤트(2442)는 N2가 N1으로부터 데이터를 올바르게 수신한 이후 N1에 ACK를 회신하는 것을 나타낸다. N3는 이러한 ACK로부터 자신의 큐(cue)를 취하고 이벤트(2452) 내 결정론적 하향링크 미니-슬롯 D2에서 CTS를 N4로 지능적으로 전송한다. 이러한 지능적으로 시간 지연된 CTS를 도 24의 이벤트(2452)에서 iCTS로 나타낸다. N4는 이러한 지연된 CTS를 수신하고, N3에 대하여 라인 업되었던 데이터 프레임의 전송을 다시시작한다. N1이 D1을 사용하기 때문에, 본 실시예에서, 노드 N1은 임의 추가 하향링크 전송을 위하여 하향링크 미니-슬롯 D1*을 사용하여야 한다. N1이 D1* 내 RTS를 전송함에도, 이러한 구체 예에서 N2는, N3와 협력하고 N4와 N3 사이의 거래에 간섭하지 않기 위하여 자신의 CTS를 N1으로 지능적으로 지연할 수 있다. 이는 이벤트(2432)의 N3로부터의 협력과 유사하다. 따라서, 도 24의 예는 지능형 CTS가 은닉 노드 문제점을 경감시키는 것을 돕는 한 예시적인 양상이다. N1이 N3 및 N4로부터 은닉된다는 것에 유의하라. 더욱이, N4는 N2 및 N1으로부터 은닉된다. 그럼에도, N1, N2, N3 및 N4는 본 실시예에서 지능형 CTS 메커니즘을 사용하여 협력하고 조화될 수 있다. 그렇지만 또 다른 구체 예가 반드시 이러한 또는 또 다른 지능형 CTS 메커니즘을 사용하는 것은 아니라는 것에 유의하라. 또 다른 유의할 점은 지능형 CTS 메커니즘이 일부 구체 예에서 N1 및 N4에 의해 하향링크 프레임을 위하여 사용되는 결정론적 스케줄로부터 이득을 얻는다는 점이다. 이러한 하향링크 흐름이 과중한 경우, 은닉 노드 문제점은 더 많은 보호를 필요로 하는 흐름에 대하여 경감된다. 지능형 CTS 유사 프레임이 항상 지연되는 것은 아니다. 가끔 이들은 지연 없이 그렇지만 표시(설정된 통화중 비트와 같은)를 가지면서 전송될 수 있는데 이는 현재 수신기가 후속 데이터 프레임을 수신할 수 없음을 나타낸다. 무선 단말이 이러한 표시를 갖는 CTS-유사 프레임을 수신할 때, 일부 구체 예에서 ERB에 의해 패널티되지 않으면서 추후 다시 시도할 수 있다. 단지 하나의 흐름이 과중한 경우 심각한 은닉 노드 문제점이 존재할 수 있다. 과중한 흐름이 결정론적으로 스케줄링 될 때, 지능적으로 시간정해진 CTS 유사 프레임과 캐리어 감지가 함께 사용되어 은닉 노드 문제점을 경감시킬 수 있다. 더욱이, 잠재적으로 은닉 노드 문제점을 겪을 수 있는 흐름은 더욱 결정론적 스케줄로 전환될 수 있다. 초기 RTS 및 CTS 프레임은 무선 환경을 이해하는 것을 도울 수 있으며 비콘은 주변 노드의 토폴로지를 추정하는 것을 도울 수 있다. 일단 더욱 결정론적 스케줄링 전략이 형성되면, RTS 및 CTS 프레임의 사용은 적응적으로 감소될 수 있다. 무선 단말은 전술한 발명을 사용하여 서로 협력하고, 조화하고, 그리고 공존할 수 있다. 이러한 협력은 무선 단말이 시간에 따라 스케줄링 전략으로 전환하는 것을 도울 수 있다.
인터넷에 접속하기 이해 사용되는 무선 네크워크에 있어서, 종종 상향링크 전송은 TCP ACK와 같은 작은 프레임으로 구성된다. 전송하기 전에 TCP ACK와 같은 작은 프레임을 집성시키는 것은 상향링크 전송의 수를 상당히 감소시킬 수 있다. 이러한 집성은 예를 들어 전술한 스케줄러에 의해 수행될 수 있다. 이는 심지어 과중한 사용의 시간 대에 상향링크 트래픽의 송신기 사이에서의 경합 및 충돌을 감소시키는 것을 도울 것으로 예상된다. 이러한 프레임 집성은 사이즈 캡 및/또는 타임아웃을 가질 수 있다. 예를 들어, 사이즈 캡은 프레임 손상의 가능성을 특정 임계치 미만으로 유지시키기 위해 결정될 수 있다. 예를 들어, 타임아웃은, TCP 경합 제어가 발생하지 않도록 하기 위해, TCP ACK와 같은 작은 프레임을 집성할 때 신중하게 수행될 필요가 있다.
일부 구체 예에서, 무선 네크워크 내 또 다른 무선 장치에 비하여 과중한 트래픽의 송신기는 큐-길이, 대역폭 수요, 평균 처리량, 및 피크 처리량에 의존하여 더욱 결정론적인 IFS 기간 미니-슬롯을 수신할 수 있다. RTS 및 CTS 프레임은 무작위 접속 무선네크워크 내 은닉 노드 문제점을 경감시키는 것을 돕는다. 그렇지만, 종종 RTS를 수신하고 이에 대해 작용하기 위하여 미니-슬롯-시간보다 더 긴 시간이 걸린다. 이는 RTS 및 CTS 프레임을 사용하는 이득을 감소시킬 수 있다. 전술한 기술은 RTS 및 CTS 프레임과 같은 제어 프레임의 이득을 증가시키는 비대칭 스케줄을 설계하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들어, 이러한 스케줄을 설계하고 사용하는 한 가지 방법은 서로에 대하여 무선적으로 근접한 과중한 트래픽의 송신기들을 또한 사용될 비대칭 스케줄 내 할당된 하향링크 미니-슬롯에 관하여 서로 너무 근접하게 유지시키는 것이다. 하나의 무선 장치로부터의 전송이 종종 또 다른 무선 장치에 의해 높은 신호-대-간섭-및-잡음-비(SINR)로 청취될 수 있는 경우, 두 개의 무선 장치는 무선적으로 서로 인접하는 것이다. 도 19의 스케줄(1949)을 참조하면, 서로 무선적으로 인접하는 하향링크 프레임의 두 개의 송신기는 인접하는 하향링크 미니-슬롯 D1 및 D2를 사용할 수 있다. 이들이 무선적으로 서로 인접하기 때문에, 이들의 대응하는 네트워크는 서로로 인한 더 적은 은닉 노드 및 셀-가장자리 사용자 간섭 문제를 겪을 수 있다. 더욱이, 서로 무선적으로 멀리 떨어진 하향링크 프레임의 두 개의 또 다른 송신기는 D1 및 D8과 같은, 시간적으로 서로 멀리 떨어진 하향링크 미니-슬롯을 사용할 수 있다. 서로 무선적으로 멀리 떨어진 하향링크 송신기의 대응하는 네트워크는 더 많은 은닉 노드 및 셀-가장자리 사용자 간섭 문제를 겪을 수 있다. 이러한 하향링크 미니-슬롯의 시간 상의 큰 분리는 RTS 및 CTS와 같은 제어 프레임이 더욱 효율적으로 사용되도록 한다. 무선적으로 멀리 떨어진 송신기의 결정론적 미니-슬롯을 시간 상으로 분리시키는 또 다른 방법은 그 사이에 수 개의 무작위 접속 슬롯을 채우는 것이다.
부분적인-결정론적 비대칭 스케줄러의 특정한 실시의 예가, 스케줄러를 실증하기 위해 무선 장치의 CPU에서 실행되거나, 또는 예컨대 스케줄러를 형성하기 위하여 애플리케이션 특정 집적 회로로서 하드웨어 형태로 구체화될 수 있는 세 개의 모듈을 참조하여 이하에서 설명된다. 예시적인 모듈은 기본 스케줄러(MS), 특수 하향링크 스케줄러(SDS), 및 하향링크 스케줄 파인더(DSF)이다. MS는 하향링크 및 상향링크 프레임 둘 모두를 위한 스케줄을 조화시킬 수 있다. SDS는 본 실시예에서 MS에 의해 호출될 수 있으며 하향링크 프레임(예컨대, 데이터 프레임)의 전송을 스케줄링하기 위한 IFS 기간 슬롯을 제공할 수 있다. 본 구체 예의 DSF는 SDS에 의해 호출될 수 있으며 이하에서 설명되듯이 하향링크 스케줄을 선택할 수 있다. 이러한 모듈 각각은 하드웨어 형태일 수 있거나 또는 구체적인 기계 판독가능한 매체, 예컨대, 플래쉬 메모리에 저장된 코드 형태로 저장될 수 있으며, 이러한 코드가 실행될 때, 상기 코드는 무선 장치의 CPU가 이하에서 설명되고 MS, SDS, 및 DSF에 기여하는 프로세스를 실행하도록 한다.
이하의 의사-코드(pseudo-code)는 본 구체 예에 따라 스케줄러의 MS 모듈에 의해 실행될 수 있는 프로세스의 예이다.
본 구체 예의 MS는 상향링크 및 하향링크 프레임을 스케줄링한다. 위의 프로세스는 본 프로세스의 예의 개요이다. 위의 의사코드에 제시된 바와 같이, 프레임이 하향링크 프레임인 경우, 이에 응답하여, 본 구체 예의 스케줄러는 ifsDL로 명명된 IFS 기간을 사용하며, 이는 이하에서 설명되는 SDS에 의해 제공된다. IFS 기간 ifsDL은 결정론적 하향링크 슬롯, 예컨대, 도 19의 스케줄(1901) 내 하향링크 트래픽에 대하여 보존된 예컨대 IFS 기간 슬롯일 수 있다. 이러한 결정론적 하향링크 슬롯은 현재 기재된 프로세스를 실행하는 무선 장치에 의한 전송을 위한 무선 네트워크 상에 보존된 윈도우일 수 있다. MS는 ifsDL 값에 의해 지정된 IFS 기간에서 하향링크 프레임을 전송하려고 시도할 수 있다. 스케줄러가 성공하면, 예컨대, 충돌이 없고 프레임이 어드레스되는 장치로부터 ACK 프레임이 수신되면, 상기 프로세스는 그 다음 프레임으로 이동한다. 그렇지 않은 경우, 본 실시예에서, 스케줄러의 MS 모듈은 SDS로부터 ifsDL 값을 다시 요청하고 프레임을 다시 전송하려고 시도할 수 있다.
일부 경우에, 재전송은, 비교적 과중한 상향링크 트래픽 존재(예컨대, 캐리어-감지가 종종 무선 채널이 통화중인 것을 감지함) 또는 비교적 과중한 하향링크 트래픽 존재(예컨대, 캐리어-감지가 종종 무선 채널이 통화중인것을 감지하거나 또는 충돌이 하향링크 전송 사이에서 일어남) 때문에 계속 실패할 수 있다. MS 모듈은 실패된 전송의 수, 예컨대 주어진 시간 기간 내, 예컨대 이전 30초 동안의 실패 횟수를 계속하여 카운트할 수 있다. MS 모듈에 대한 의사 코드에 제시된 바와 같이, MAX_DL_FAILURES 로 표시된 실패 임계치 횟수가 초과된 이후, MS 모듈은 회수 모드로 들어갈 수 있으며, 이러한 구체 예에서 변수 NoDLTXFlag를 DL_RECOVERY_TIME으로 설정함으로써 지정된다. 이러한 변화에 응답하여, 실패한 프레임은 그 후 ERB를 사용하여 스케줄링될 수 있으며, 이는 UL_TX_Frame 모듈에 의해 조작될 수 있으며, 이는802.11 무작위 접속 스케줄러의 한 예이다. 본 실시예에서, 회수 모드에서 모든 성공적인 하향링크 전송을 위하여, MS 모듈은 NoDLTXFlag 카운터를 배출(ececrement)할 수 있다. 이러한 임계치, 예컨대, 0 미만으로의 카운터의 하락에 응답하여, MS 모듈은 회수 모드를 떠나 도 19의 스케줄(1901 또는 1949)과 같은 부분적인 결정론적 비대칭 스케줄과 계속하여 작동할 수 있다.
이하는 본 구체 예의 SDA 모듈의 한 예이다. 다시한번, 이하에서 제시된 의사-코드는 하드웨어, 예컨대 애플리케이션 특정 집적 회로에 의해 수행될 수 있거나, 또는 구체적인 기계 판독가능한 매체에 저장된 코드를 실행함으로써 수행될 수 있는 프로세스를 제시한다.
이러한 구체 예에서, SDS 모듈에 의해 수행되는 상기 프로세스는 SDS 모듈을 호출하는 MS 모듈에 의해 개시되고, 이에 응답하여, SDS 모듈은 IFS 기간 슬롯을 MS 모듈에 제공할 수 있다. SDS 모듈은 txState로 표시된 값을 MS 모듈로부터 입력으로서 수신하며, 이는 이러한 구체 예에서 충돌이 SDS에 의해 이전에 제공된 IFS 기간 슬롯을 사용하는 동안 일어나는지 여부를 지시한다. SDSCollisions로 표시된 값은 이러한 충돌의 발생을 추적하는 정적 변수일 수 있는데, 예컨대, 충돌이 발생하면, SDSCollisions 값은 증가할 수 있으며, 충돌이 일어나지 않으면, SDSCollisions값은 감소될 수 있다. 본 구체 예의 MAX_COLLISIONS 및 MIN_COLLISIONS 값은 각각 최대 및 최소 충돌에 대한 임계치이며, 임계치를 초과하면 SDS가 더욱 또는 덜 공격적인 스케줄로의 이동을 요청하도록 하며, 이하에서 더욱 상세하게 설명한다. 무선 장치는 일부 구체 예에서 후속 프레임의 전송 동안 수면 상태이다. 이러한 기간이 비교적 긴 경우(예컨대, 30초 초과, 또는 환경에 따라 적응적으로 결정되는 또 다른 기간), 거짓 값을 리턴하는 DL_Schedule_Fresh로 표시된 함수에 의해 결정되듯이, SDS는 이하에서 설명하는 DSF 모듈을 사용하는 새로운 스케줄을 형성할 수 있다. DL_Schedule_Fresh가 거짓 값을 리턴하는 경우이거나 또는 SDSCollisions이 MAX_COLLISIONS 임계치를 초과하는 경우, SDS 모듈은 DSF로부터 스케줄을 요청하고 요청된 공격성의 수준을 표시하기 위한 NORMAL 값을 전달할 수 있다.
그렇지 않은 경우, 이러한 구체 예에서, SDS 모듈은 또 다른 주변 무선 장치로부터의 임의 요청을 위한 Request_Table로 표시된 데이터 구조 내에 저장된 값에 대한 질문 메모리로 진행한다. 이러한 요청은 REQ 프레임 형태일 수 있으며 더욱 또는 덜 공격적인 스케줄 또는 ERB 스케줄링을 위한 또 다른 무선 장치로부터의 요청을 표현할 수 있다. Request_Table은 REQ 프레임이 수신될 때마다 업데이트될 수 있다. 예컨대 더욱 공격적인 스케줄을 요청하는, 동일 유형의 요청이 임계치 수, 예컨대 대다수의 무선 장치로부터 수신되는 경우, 요청은 허용될 수 있다. 예를 들어, SDS는, ERB 스케줄링으로 이동하기 위하여, 또 다른 무선 장치로부터 충분한 수의 요청, 예컨대, 임계치 초과, 예컨대 대다수의 수신에 응답하여 ERB 스케줄링으로 전환될 수 있다. 유사하게, 이러한 구체 예에서, 충분한 요청이 이러한 변화를 위하여 수신되었을 경우, SDS 모듈은 더욱 보수적인 스케줄을 요청하기 위한 파라미터로서 스트링 "CONSERVATIVE"를 갖는 요청으로 DSF 모듈을 호출할 수 있다. 추가로, 이러한 구체 예에서, SDSCollisison 값은 MIN_COLLISIONS 임계치 미만으로 감소될 수 있는데, 예컨대, 무선 네크워크 내에 또 다른 활성 무선 장치가 비교적 거의 없는 경우, 이에 응답하여, SDS 모듈은 DSF 모듈을 호출하고 스트링 "AGGRESSIVE"를 더욱 공격적인 스케줄을 요청하기 위한 파라미터로서 전달할 수 있다. 따라서, 이러한 구체 예에서, 스케줄러는 결정론적 IFS 기간 슬롯의 수를 다이내믹하게 조절하거나 또는 존재하는 네트워크 트래픽, 예컨대, 높은 충돌 빈도수 또는 또 다른 무선 장치로부터의 요청에 응답하여, 비-결정론적 ERB 스케줄링으로 또는 이로부터 전환될 수 있다.
그 대신에, 이러한 구체 예에서, 전술한 조건 전부가 유지되지 않는다면, SDS는 달성된 스케줄을 계속 사용할 수 있다. 공평성을 촉진하기 위하여, 예컨대, 도 16에서 슬롯 D1 및 D1*을 참조하여 기재한 바와 같이, 선택된 IFS 기간 슬롯이 재사용되기 이전에, SDS 모듈은 하향링크 전송의 완전한 라운드 동안 대기할 수 있다. 이러한 추가 IFS 기간은 SDS 모듈에서 표시 DL_IFS_OFFSET으로 표현된다. 따라서, 본 실시예에서, 하향링크 전송의 현재 라운드가 완료되는 동안 대기하는 무선 장치는 DL_IFS_OFFSET + DL_IFS_BASE 기간 동안 대기할 수 있으며, 후자의 값은 사이클 내 무선 장치 슬롯에 대응한다.
이러한 구체 예에서, DSF 모듈은 하향링크 스케줄을 찾기 위해 SDS 모듈에 의해 호출될 수 있다. DSF 모듈에 의해 수행될 수 있는 프로세스의 한 예가 이하에 제시된다. 다시한번, 이하에서 제시된 의사-코드는 하드웨어, 예컨대 애플리케이션 특정 집적 회로에 의해 수행될 수 있거나, 또는 구체적인 기계 판독가능한 매체에 저장된 코드를 실행함으로써 수행될 수 있는 프로세스를 제시한다.
본 실시예에서, DSF 모듈은 Beacon_Table로서 표시된 메모리 내 데이터 구조를 유지하며, 여기서 상기 Beacon_Table에 또 다른 무선 장치로부터 수신된 스케줄-상태 신호, 예컨대, 특정 유형의 비콘으로부터의 정보가 기록된다. 예를 들어, Beacon_Table은 또 다른 무선 장치의 식별자를 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 하향링크 IFS 기간 슬롯을 표시하는 값과 결합시킬 수 있다. 또 다른 장치에 의해 사용되는 IFS 기간 슬롯은 스케줄-상태 신호 내에 인코딩될 수 있거나 또는 IFS 기간 슬롯은 또 다른 무선 장치에 의해 전송된 프레임 사이의 시간을 측정함으로써 관찰될 수 있다. 더욱이, 수신된 스케줄-상태 신호는 또 다른 무선 장치, 예컨대, ERB에 의해 사용되는 스케줄 유형의 식별자 또는 결정론적 하향링크 슬롯의 수를 인코딩할 수 있다. 사용되는 스케줄 유형은 또한 Beacon_Table에 기록되고 장치 식별자와 결합될 수 있다.
DSF 모듈은 이러한 구체 예에서 주변 무선 장치에 관한 토폴로지 정보 및 스케줄을 회수하기 위하여 Beacon_Table에 질문할 수 있다. 스케줄이 너무 혼잡스러운 경우, 예컨대, 모든 IFS 기간 슬롯이 비교적 인접한 장치에 의해 취해진 경우, DSF 모듈은 무선 채널의 변화를 요청함으로써 응답할 수 있다. 또는 또 다른 무선 장치가 ERB 스케줄링을 사용하는 것으로 상기 질문이 지시하는 경우, DSF 모듈은 ERB 스케줄링을 스위치하기 위한 요청을 전송할 수 있다. 그렇지 않은 경우, 이러한 구체 예에서, DSF 모듈은 현존하는 트래픽 패턴에 관한 정보, 예컨대, 어느 하향링크 IFS 기간 슬롯이 미사용인지에 관한 정보를 회수하기 위하여 Wireless_Env_Monitor로 표시된 함수를 사용할 수 있다.
따라서, 상기 의사-코드에 의해 기술된 프로세스에서, DSF는 예컨대, 전술한 결정론적 또는 비대칭 스케줄링 기술 중 하나 이상에 따라, 주변 노드의 수, 스케줄, 토폴로지, 및 트래픽 패턴에 기초하여 new-Schedule로 표시된 변수를 주재하기 위하여 Calculate_Schedule로 표시된 함수를 호출할 수 있다. Calculate_Schedule 함수는 또한 threshold로 표시된 입력에 기초하여 스케줄을 선택할 수 있으며, 이는 어느 무선 장치가 예컨대 IFS 기간 슬롯을 공유하는, 병렬 전송의 목적을 위하여 무선적으로 충분한 거리로 간주되어야 하는가를 표시하는 신호 세기 및 품질 점수일 수 있다. threshold 값은 더욱 또는 덜 공격적인 스케줄에 대한 요청에 응답하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 더욱 공격적인 모드에서, 무선 장치는 이들이 비교적 높은 신호 세기 및 신호 품질을 갖도록 나타나는 경우 IFS 기간 슬롯을 공유하는 것으로 고려되지 않을 수 있다.
본 구체 예의 DSF 모듈은 따라서 스케줄을 리턴하는데, 일부 사용 예에서 상기 스케줄은 하향링크 및 상향링크 트래픽을 비대칭적으로 스케줄링하는데, 상향링크 트래픽은 무작위 또는 유사-무작위 스케줄 성분에 기초하여 스케줄링되고 하향링크 트래픽은 병렬 전송을 지원하는 네트워크의 능력 및 결정론적 IFS 기간 슬롯의 활용가능성에 기초하여 스케줄링된다.
상기 실시예로부터, 여기에 기재된 기술 중 일부가 많은 종류의 무선 네크워크, 예컨대 단일-도약 셀룰러, 다중-도약 셀룰러, P2P 단일-도약, P2P 다중-도약, 등에 적용될 수 있음이 명백하다. 그렇지만, 매체 접속 경합 오버헤드가 무선 네크워크의 작동을 촉진하는 것으로 예상되는 한편, 또 다른 기술이 이러한 네트워크의 작동을 더욱 개선하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 다중-도약 하이브리드 셀룰러 비-셀룰러 시스템은 훨씬 더욱 공격적으로 무선 네트워크를 사용하기 위한 또 다른 기술을 사용할 수 있다. 이러한 시스템에서, 추가 도약 및 무선 링크로 인하여 비-다중-도약 시스템에 비하여 훨씬 더 많은 무선 트래픽이 존재할 것으로 예상되며; 따라서 스펙트럼의 공격적인 사용은 이러한 구체 예 중 일부에서 특히 바람직할 수 있으며, 본 기술이 스펙트럼을 공격적으로 사용하는 시스템에 한정되는 것은 아니다.
무선 스펙트럼을 더욱 공격적으로 사용하는 두 가지 방법은 무선 시스템의 공회전 시간을 감소시키며 무선 네크워크 내의 공간적 재사용을 더욱 사용한다. 엄격하게 제어된 무선네크워크가 무선 시스템의 공회전 시간을 감소시키는 상당한 역할을 하는 한편, 더욱 분산되고 중앙집중 권한과 거의 또는 전혀 관련되지 않는, 무선 네크워크의 공회전 시간 감소를 위한 필요성이 해당 분야에 존재한다. 그렇지만, 이러한 무선 시스템의 공회전 시간을 감소시키는 것은 서로 다른 장치에 의해 동시에 전송되는 무선 프레임 사이의 더 많은 충돌을 야기할 수 있다. 더욱이, 셀룰러 기지국과 무선 장치가 충돌을 탐지하고 이들의 전송 속도 및 전력을 이에 따라 조절하는 경우 무선 네크워크의 더 많은 공간적 재사용은 일부 시스템에서 촉진된다.
무선 장치가 동일한 IFS-슬롯을 공유하거나 또는 다른 방식으로 병렬로 전송하는 경우, 각각의 무선 장치가 자신의 전송이 충돌로 인하여 또 다른 무선 장치의 전송이 수신되는 것을 방지하는지 여부를 결정할 수 있은 것이 도움이 된다. 일부 구체 예는 또 다른 무선 장치들 사이에 전송된 수신확인 프레임(ACK)을 스누핑(예컨대, 또 다른 무선 장치로 전송된 프레임을 수신)하는 것에 기초하여 충돌을 탐지할 수 있다. 특히, 충돌은 시퀀스 식별자(예컨대, 수)의 변화 또는 변화의 부재에 기초하여 탐지될 수 있는데, 예컨대, 시퀀스 식별자는 전송된 데이터 프레임의 성공적인 수신을 표시하기 위하여 수신확인 프레임이 전송될 때 전송 장치에 의해 증가될 수 있거나, 또는 또 다른 예로서, 시퀀스 식별자는 수신확인 프레임에서 수신 장치에 의해 증가될 수 있다. 스누핑 무선 장치는 병렬 전송 이전, 이후, 또는 동안 시퀀스 식별자(예컨대, 데이터 프레임으로부터 또는 수신확인 프레임으로부터)를 관찰할 수 있으며, 스누핑 무선 장치가 또 다른 무선 장치 사이의 전송에서의 충돌을 야기하였는지 여부를 결정할 수 있다. 탐지된 충돌에 응답하여, 스누핑 무선 장치는 예컨대, 전송 전력 수준의 감소에 의해 자신의 전송의 기여를 변화시키고, 전송의 더 낮은 데이터 속도를 사용하고, 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 변화시킬 수 있다. 일부 구체 예에서, 이에 응답하여, 스누핑 무선 장치는 예컨대, 스케줄의 변화를 요청함으로써, 또 다른 무선 장치의 전송의 기여의 변화를 요청할 수 있다.
예로서, 도 28은 무선 장치 N1과 N2 사이의 전송 및 무선 장치 N3와 N4 사이의 전송을 나타내는 타이밍 다이어그램이다. 도시된 양상은 전송의 시퀀스의 예인데 여기서 충돌이 일어날 수 있다. 전송은 비-셀룰러 인터페이스를 통할 수 있다. N1 및 N3는 데이터 2 및 데이터 3 프레임으로 제시된 바와 같이 병렬로 전송될 수 있으며, N3는 프레임 데이터 3의 전송이 N2에 대한 프레임 데이터 2의 전송과 충돌을 야기하는지 여부를 결정하기 위하여 프로세스를 수행하는 충돌 탐지기를 포함할 수 있다. 이러한 목적을 위하여, N3의 충돌 탐지기, 예컨대, 자신의 비-셀룰러 인터페이스의 일부로서 작동하는 모듈은 N1과 N2 사이의 교환을 스누핑할 수 있다. N2가 성공적으로 프레임 데이터 1을 수신하면, N2는 수신확인 프레임(ACK)을 N1으로 전송한다. ACK 신호는 프레임 데이터 1로부터의 시퀀스 식별자를 포함할 수 있으며, N1은 성공적인 수신을 지시하는 ACK 신호에 응답하여 시퀀스 식별자를 증가시킬 수 있다. ACK 신호가 수신되지 않으면, N1은 이러한 구체 예에서 시퀀스 식별자를 증가시키지 않으며, 동일한 시퀀스 식별자가 프레임 데이터 1을 재전송하기 위하여 사용된다. N1은 데이터 2를 전송하기 위해 동일 과정을 사용할 수 있다. 시퀀스 식별자 또는 ACK 신호(예컨대, ACK1 및 ACK4)를 관찰함으로써, N3는 자신이 N1으로부터 N2로의 예컨대 프레임 데이터 2의 신호 수신을 방해한 충돌을 야기하였는 여부를 결정할 수 있다.
그렇지만, 일부 경우에 있어서, N3는 N2로부터 N1로의 ACK2를 성공적으로 스누핑하지 않을 수 있는데 왜냐하면 N3가 거의 동일한 시간에 N4로부터 수신확인 ACK3를 수신하기 때문이다. 실제로, N3는 N1과 N2 사이의 수 개의 연속된 수신확인 신호(또는 이들이 부재)를 놓칠 수 있다. 이러한 구체 예에서, N3는 심지어 수신확인 프레임을 놓칠 때 충돌을 유발할 수 있거나, 또는 예컨대, 동시에 ACK 프레임의 수신 때문에 또는 동시에 데이터 프레임의 전송 때문에, 이러한 프레임의 부재를 탐지하는 것을 실패할 수 있다.
N3의 충돌 탐지기는 신호 ACK1을 스누핑하고, ACK1의 시퀀스 식별자를 메모리에 저장하고, 그리고 이들 값을 사용하여 N3가 ACK2를 놓친 경우에도 프레임 데이터 3의 전송이 충돌을 야기하였는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, N3의 충돌 탐지기는 또 다른 무선 장치 N1과 N2 사이의 후속 수신확인 프레임 ACK4를 스누핑하고, ACK1 및 ACK4의 시퀀스 식별자 사이의 차이에 기초하여 프레임 데이터2가 N2에 의해 수신되었는지 또는 N3에 의한 전송이 충돌을 야기하여 프레임 데이터2의 수신을 방해하였는지 여부를 추론할 수 있다. 이하에서 설명된 충돌-탐지 프로세스에 관하여 비교가 수행될 수 있다.
희귀(scarce) 무선 스펙트럼을 더욱 공격적으로 사용하기 위하여, 일부 구체 예는 충돌의 수를 감소시키며 여기에 기재된 기술 중 일부를 사용하여 비교적 신뢰성 있게 충돌을 탐지할 수 있다. 한 구체 예에서, 무선 네크워크 내 충돌을 감지하기 위한 프로세스가 제공된다. 프로세스는 제1 타임 슬롯에서 제1 데이터 프레임을 제2 무선 장치로 전송하는 제1 무선 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제1 데이터 프레임은 또한 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 상기 제2 무선 장치는 상기 제1 데이터 프레임의 성공적인 수신을 수신확인하기 위하여, 제1 타임 슬롯에서 제2 데이터 프레임(예컨대, 수신확인ACK 신호)을 상기 제1 무선 장치로 전송할 수 있으며, 여기서 상기 제2 데이터 프레임은 또한 상기 제1 데이터 프레임으로부터의 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 시퀀스 번호는, 제1 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제1 데이터 프레임의 전송이 성공적인 경우, 제1 무선 장치에 의해 변할 수 있다. 그렇지만, 제1 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제1 데이터 프레임의 전송이 성공적이지 않은 경우, 시퀀스 번호는 제1 무선 장치에 의해 변하지 않는다. 더욱이, 제3 무선 장치는 제1 무선 장치 또는 제2 무선 장치로부터 제1 타임 슬롯에서 시퀀스 번호를 청취할 수 있는데, 예컨대, 제3 무선 장치는 제1 및 제2 무선 장치 사이의 결합 전송을 수신할 수 있다. 프로세스는 제2 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로 제3 데이터 프레임을 전송하는 제1 무선 장치를 더욱 포함하는데, 여기서 상기 제3 데이터 프레임은 또한 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 상기 제2 무선 장치는 상기 제3 데이터 프레임의 성공적인 수신을 수신확인하기 위하여, 제2 타임 슬롯에서 제4 데이터 프레임을 상기 제1 무선 장치로 전송할 수 있으며, 여기서 상기 제4 데이터 프레임은 또한 상기 제3 데이터 프레임으로부터의 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 이러한 구체 예에서, 시퀀스 번호는, 제2 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제3 데이터 프레임의 전송이 성공적인 경우, 제1 무선 장치에 의해 변할 수 있다. 그렇지만, 제2 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제3 데이터 프레임의 전송이 성공적이지 않은 경우, 시퀀스 번호는 제1 무선 장치에 의해 변하지 않는다. 본 실시예에서, 제3 무선 장치는 제1 무선 장치 또는 제2 무선 장치로부터 제2 타임 슬롯에서 시퀀스 번호를 청취, 예컨대 수신하지 않는다. 그 다음으로, 본 예시적인 프로세스에서, 제1 무선 장치는 제3 타임 슬롯에서 제5 데이터 프레임을 제2 무선 장치로 전송할 수 있으며, 여기서 상기 제5 데이터 프레임은 또한 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 상기 제2 무선 장치는 상기 제5 데이터 프레임의 성공적인 수신을 수신확인하기 위하여, 제3 타임 슬롯에서 제6 데이터 프레임을 상기 제1 무선 장치로 전송할 수 있으며, 여기서 상기 제6 데이터 프레임은 또한 상기 제5 데이터 프레임으로부터의 시퀀스 번호를 포함할 수 있다. 시퀀스 번호는, 제3 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제5 데이터 프레임의 전송이 성공적인 경우, 제1 무선 장치에 의해 변할 수 있다. 그렇지만, 제3 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 제5 데이터 프레임의 전송이 성공적이지 않은 경우, 시퀀스 번호는 제1 무선 장치에 의해 변하지 않는다. 이러한 예시적인 프로세스에서, 제3 무선 장치는 제1 무선 장치 또는 제2 무선 장치로부터 제3 타임 슬롯에서 시퀀스 번호를 청취한다. 마지막으로, 프로세스는 제1 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값 및 제3 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값에 기초하여, 제3 데이터 프레임이 제2 타임 슬롯에서 제1 무선 장치에 의해 제2 무선 장치로 성공적으로 전송되었는지 여부를 결정하는 제3 무선 장치를 포함한다.
전술한 프로세스를 사용하여, 심지어 제3 무선 장치가 제2 타임 슬롯 동안 청취하지 않는 경우에도, 상기 제3 무선 장치는 제1 무선 장치와 제2 무선 장치 사이의 충돌을 탐지할 수 있다. 제2 타임 슬롯에서, 제3 무선 장치는 제7 데이터 프레임을 제4 무선 장치로 전송할 수 있다. 그 후 제3 타임 슬롯에서, 제3 무선 장치는 제1 무선 장치와 제2 무선 장치 사이의 전송을 청취할 수 있으며, 제3 무선 장치가 제2 타임 슬롯 내에서 충돌을 야기하였는지, 예컨대, 충돌이 제1 및 제2 무선 장치 사이의 굔환에 의해 간섭된 제3 무선 장치로부터의 신호를 전송함으로써 야기되었는지 여부를 결정할 수 있다.
제3 장치가 자신이 제2 타임 슬롯에서 충돌을 야기하지 않았음을 결정하는 경우, 이에 응답하여, 제3 무선 장치는 상기 제3 무선 장치가 현재 데이터를 전송하는 전송 전력 및 속도에서 제1 무선 장치와 병렬로 전송을 계속 할 수 있다. 제3 무선 장치가 충돌을 야기한 경우, 제3 무선 장치는 두 무선 흐름이 병렬로 진행하는 것을 허용하는 적절한 일치점을 찾기 위하여 속도 및 전력을 조절할 수 있는데, 예컨대, 이전 전송이 잠재적으로 제1 및 제2 무선 장치 사이의 전송에 대하여 충돌을 야기하였다는 것의 결정에 응답하여, 제3 무선 장치는 데이터를 전송하는 속도를 감소시키거나 또는 데이터를 전송하는 전력을 감소시킬 수 있다. 일부 구체 예에서, 제3 무선 장치는 또한 예컨대 제1 무선 장치에 대한 조정을 요청하는 예컨대 REQ 프레임과 같은 신호를 전송함으로써, 제1 무선 장치가 공존을 촉진하기 위하여 자신의 속도 및 전력을 조절하도록 할 수 있다. 더욱이, 일부 구체 예에서, 충돌에 응답하여, 무선 장치는 동시 접속이 가능하지 않은 경우 새로운 매체 접속 스케줄을 달성하기 위하여 노력할 수 있으며, 예컨대, 제3 무선 장치에 의해 전송된 신호는 충돌 탐지에 응답하여 또 다른 무선 장치에 의해 수신될 수 있으며, 각각의 무선 장치는 이에 응답하여 매체 접속 스케줄을 조절할 수 있다. 일부 구체 예에서, 이러한 기술은 무선 채널의 공간 재사용을 개선하기 위하여 사용될 수 있으며, 모든 응용분야가 이런 이득을 반드시 제공하는 것은 아니다. 본 구체 예의 원리는 또한 동일한 무선 스펙트럼이 상향링크 및 하향링크 트래픽을 위하여 사용되는 양상에서 특히 유용할 수 있다. 주어진 시간에서 무선 프레임을 송신할 수 있거나 또는 무선 프레임을 수신할 수 있는 장치에 대하여 또한 유용할 수 있다.
시퀀스 번호는 길이가 단지 1 비트(bit)일 수 있다. 또한 이는 순환적으로 랩 어라운드(wraps around)하는 양의 정수, 예컨대 증가될 때 최대 값에 도달한 이후 0으로 재설정되는 수가 될 수 있다. 기존의 문헌은 가끔 무선 프레임을 전술한 바와 같이 데이터, 제어 및 관리 프레임으로 분류한다. 본 문헌에서, 우리는 무선 프레임의 모든 종류를 포함하기 위하여 데이터 프레임이라는 어구를 사용한다. 일부 구체 예에서, 주변 무선 장치는, 무선 채널 상의 예상된 무선 프레임의 존재 또는 부존재를 측정하기 위하여, 예컨대, 예상된 프레임의 부존재에 기초하여 충돌이 일어났는지 여부 또는 프레임의 존재에 기초하여 충돌이 일어나지 않았는지 여부를 추론하기 위하여, 청취 및 충돌-탐지 메커니즘, 예컨대 전술한 구체 예의 버전을 사용할 수 있다. 무선 장치는 따라서 잇따른 타임 슬롯에서 전송할지 및/또는 전송을 허용할지 여부를 결정하기 위해 무선 프레임의 존재 및 부존재에 관한 이러한 정보를 사용할 수 있다.
이러한 기술의 한 종류가 이하의 예에 제시된다. 한 가지 예시적인 전송 프로세스에서, 시퀀스 번호는 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 전송이 성공적일 때마다 제2 무선 장치로부터 수신확인 신호의 수신에 응답하여 제1 무선 장치에 의해 순차적으로 변한다. 더욱이, 시퀀스 번호는 타임 슬롯에서 제2 무선 장치로의 전송이 성공적이지 않을 때마다 시간 기간 내에 제2 무선 장치로부터 수신확인 신호의 부존재에 응답하여 제1 무선 장치에 의해 순차적으로 변하지 않는다. 제3 무선 장치는 데이터 프레임, 예컨대, 전술한 제3 데이터 프레임이 제1 타임 슬롯 내 시퀀스 번호 값 및 제3 타임 슬롯 내 시퀀스 번호 값에 기초하여 제1 무선 장치에 의해 제2 무선 장치로 제2 타임 슬롯에서 성공적으로 전송되었는지 여부를 결정할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 무선 장치가 순차적으로 시퀀스 번호를 증가시키기 때문에, 제3 무선 장치는 제1 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값과 제3 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값이 순환적으로 1만큼 차이나는 경우, 제3 데이터 프레임이 제2 타임 슬롯에서 성공적이지 않다는 것을 결정할 수 있다. 제3 무선 장치는 또한 제1 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값과 제3 타임 슬롯 내 시퀀스 번호의 값이 순환적으로 2만큼 차이나는 경우 제3 데이터 프레임이 제2 타임 슬롯에서 성공적이지 않다는 것을 결정할 수 있다.
일부 구체 예에서, 스누핑 장치(snooping device)인 N3는 충돌을 탐지하기 위하여 이하의 의사-코드에 의해 제시되는 프로세스를 수행하는 충돌 탐지기를 포함할 수 있다. 의사-코드는 무선 장치의 구체적인 기계 판독가능 매체 상의 컴퓨터 프로그램 제품으로서, 또는 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스와 같이 집적 회로에 유선연결된 하드웨어로서 인코딩될 수 있다. 의사-코드는
또 다른 무선 장치들 사이의 교환으로부터의 수신확인 신호를 스누핑하고, 그리고 예컨대, Channel_Measurement 모듈을 갖는 무선 장치가 수신확인 프레임을 수신하는 것과 대략적으로 동시에 또 다른 무선 장치가 수신확인 프레임을 교환하기 때문에 놓친 교환 또는 관찰되지 않았던 교환으로부터의 시퀀스 번호를 추론하도록 구성되는 Channel_Measurement로 표시된 모듈을 포함한다. Channel_Measurement 모듈을 사용하여, 일부 구체 예에서, 무선 장치는 전송이 충돌을 야기하였는지 여부를 결정하기 위하여 스누핑하고, 전송하고, 다시 스누핑할 수 있다.
한 구체 예에서, oldSEQBit는 이전에 스누핑된 프레임, 예컨대, ACK1 또는 데이터 1로부터 시퀀스 식별자를 저장할 수 있다. 한 구체 예에서, 시퀀스 식별자는 단일 비트이며, 또 다른 구체 예에서 더 많은 비트를 포함할 수 있다. 모듈은 예컨대 도 28의 데이터 3과 같은 프레임을 전송하기 위하여 모듈 TX_Frame을 호출할 수 있다. 전송 이후, 본 구체 예의 모듈은 예컨대, 데이터 4 또는 ACK 4로부터의 또 다른 시퀀스 식별자를 스누핑하고 newSEQBit에 저장할 수 있다. 모듈은 그 후 newSEQBit를 oldSEQBit와 비교하여 충돌이 야기되었는지 여부를 결정할 수 있다. 값이 충돌을 지시하는 경우, 모듈은 전술한 바와 같이, 스케줄, 데이터 속도, 또는 전송 전력을 비롯하여 무선 장치로부터의 전송의 기여도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 1-bit 시퀀스 식별자를 갖는 도 28의 양상에서, 모듈은 newSEQBit가 oldSEQBit와 동일한지 여부를 결정하여, 시퀀스 식별자가 예컨대 1에서 0으로 다시 1로 또는 0에서 1로 다시 0으로 순환적으로 완료됨에 따라, 충돌이 일어나지 않았는지 여부를 추론할 수 있다. 또 다른 구체 예에서, 시퀀스 번호는 더 큰 숫자, 예컨대 2 또는 그 이상의 비트를 가질 수 있으며, 모듈은 충돌이 일어났는지 여부를 결정하기 위하여 newSEQBit가 oldSEQBit 더하기 1 증가분과 동일한지 여부를 결정할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 시퀀스 식별자는 충돌 탐지의 강인성을 증가시키기 위하여 길이가 증가될 수 있다. 또한, 일부 구체 예에서, 스누핑 기술은 충돌 탐지를 더욱 강인하게 하기 위하여 전술한 것들의 변형일 수 있다. 예를 들어, 도 29-31에 도시된 기술은 일부 도시된 토폴로지에서 더욱 강인한 충돌 탐지를 제공할 수 있다.
무선 장치의 수가 증가하고 있다. 무선 장치의 수가 증가함에 따라, 무선 장치의 종류의 수 또한 증가하고 있다. 무선 네트워크에 참여하는 몇 가지 서로 다른 종류의 무선 장치가 존재한다. 각각의 장치는 자신만의 한계점 및 능력을 가진다. 예를 들어, 일부 무선 장치는 전기 콘센트에 플러그될 수 있는 반면, 다른 것들은 배터리에 의해 전력공급받을 수 있다. 일부 무선 장치는 더 큰 용량의 배터리에 의해 전력공급받을 수 있으며 일부는 작은 용량의 배터리에 의해 전력공급받을 수 있다. 일부 무선 장치는 일반적으로 인간에 의해 운반될 수 있으나 다른 것들은 인간에 의해 통상적으로 운반될 수 없다. 일부 무선 장치는 차량에 장착될 수 있으나 다른 것들은 그럴 수 없다. 본 기술의 구체 예는 무선 장치의 종류 사이를 구별할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 무선 장치를 구별하는 프로세스가 제공된다. 본 프로세스는 자신의 셀룰러 또는 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 데이터 프레임을 전송, 예컨대 송신 또는 브로드캐스팅하는 제1 무선 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 데이터 프레임은 종류 필드를 포함한다. 제2 무선 장치는 데이터 프레임을 수신하고 상기 데이터에 포함된 종류 필드에 기초하여 제1 무선 장치의 장치 종류를 결정한다. 전술한 바와 같이, 데이터 프레임에 의해 우리는 무선 프레임의 종류를 의미한다. 예로서, 무선 프레임은 분산 비코닝 메커니즘을 사용하여 무선 장치에 의해 브로드캐스트되는 비콘일 수 있다. 예로서, 종류 필드는 이하의 장치 종류를 나타낼 수 있다: 인간에 의해 운반되는 무선 장치, 인간에 의해 운반되지 않는 무선 장치, 동물에 의해 운반되는 무선 장치, 동물에 의해 운반되지 않는 무선 장치, 차량에 구비된 무선 장치, 차량에 구비되지 않은 무선 장치, 전력원에 현재 플러그된 무선 장치, 및 전력원에 현재 플러그되지 않은 무선 장치. 서로 다른 종류의 무선 장치를 갖는 무선 네크워크에서, 장치 종류 정보가 유용할 수 있다. 다중-도약 셀룰러 네트워크에서, 이러한 정보가 특히 유용한데 왜냐하면 도약 결정이 전술한 바와 같이 이러한 정보에 기초할 수 있기 때문이며, 모든 구체 예가 여기에 기술된 프로세스를 수행하는 것은 아니다. 예를 들어, 대용량 배터리에 의해 전력 공급되는 무선 장치는 소규모 배터리를 갖는 무선 장치와 대조적으로 더욱 우수한 도약 선택을 할 수 있다. 본 실시예에서 명백하듯이, 이는 도약하는 장치 및 도약되는 장치 둘 모두에서 이득이 된다. 또한, 본 발명의 앞서 기술한 구체 예 중 하나는 특정한 요인 및 장치의 현재 상태에 기초하여 개별적으로 도약하는 것을 허용하거나 허용하지 않도록 무선 장치에 권한을 준다.
일부 구체 예에서, 장치 종류 필드는 장치가 인간에 의해 운송될 수 있는 종류인지, 예컨대 셀 폰 또는 랩탑인지 여부를 나타낼 수 있으며, 이러한 필드는 도약 결정을 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 무선 장치는 그 장치 종류가 인간-인성(human-borne) 장치 종류임을 결정하고 무선 장치가 또 다른 장치를 도약할 것을 더욱 가능하게 하도록 또 다른 장치를 도약할 것인지를 결정하기 위한 상기 임계치 요인을 조절할 수 있다. 일부 구체 예에서, 이는 무선 장치를 조작하는 사람에게 노출되는 전자기 복사선의 양을 감소시키는 경향이 있는데, 왜냐하면 셀룰러 기지국에 대한 직접 연결과 비교하여 중간 장치를 도약할 때 무선 장치가 더 낮은 전력에서 전송하는 것으로 예상되기 때문이다.
본 발명의 원리는 예컨대 에너지 절약, 교통 교차로에서 차량 교통 흐름 촉진 등과 같은 몇몇 응용분야를 위하여 사용될 수 있다. 예시적인 프로세스(2500)가 도 25A에 도시되고 무선 장치(2522) 및 제어기(2554)를 포함하는 무선 제어 기기(2520)의 예시적인 구체 예가 도 25B에 제시된다. 예를 들어, 무선 장치(2522)는 전기 기기 제어기(2524)에 연결될 수 있으며, 여기서 장치 종류를 표시하는 프레임을 수신하는 무선 장치(2522)가 프레임에 포함된 종류 필드에 기초하여 제1 무선 장치(2518)의 장치 종류를 탐지할 수 있으며, 이는 단계(2510)에 제시된다. 장치 종류를 표시하는 프레임은 노드-상태 신호와 같은 비콘일 수 있으며, 이는 무선 장치(2522)의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신될 수 있다. 제2 무선 장치(2522)는, 이에 응답하여, 단계(2512 및 2514)에 제시된 바와 같이, 제1 무선 장치(2518)의 탐지된 장치 종류에 기초하여 전기 기기(2520)를 턴온 또는 턴오프시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 무선 장치(2518)가 통상적으로 인간에 의해 운반되는 무선 장치, 예컨대, 셀 폰이며 전기 기기 제어기에 대해 최근에 무선적으로 보일 수 있게 된 경우, 전기 기기 제어기는 라이트를 켜고, HVAC를 켜고, 온도조절기를 조절하고, 문을 여는 등의 작업을 한다. 전기 기기 제어기(2524)는 제1 무선 장치(2518)에 의한 전송을 예컨대 주기적으로, 예컨대, 매 100 밀리초마다, 지속적으로 관찰할 수 있으며, 전기 기기 제어기가 제1 무선 장치의 존재를 계속하여 탐지하는 경우, 일부 구체 예에서 아무런 작동을 하지 않을 수 있다. 유사하게, 무선 탐지 메커니즘이 시간 초과된 경우, 예컨대, 전기 기기 제어기는 제1 무선 장치로부터 전송을 수신하는 것을 중지하고, 갱신되지 않으며, 전기 기기 제어기는 라이트를 끄고, HVAC를 끄고, 온도조절기를 조절하고, 문을 닫는 등의 작업을 한다. 일부 구체 예에서, 전기 기기 제어기는 현재 인접하면서 통상 인간에 의해 운반되지 않는 또 다른 무선 장치를 무시할 수 있다. 일부 구체 예는 전기를 절약하는 것을 도울 것으로 예상된다. 이러한 구체 예 중 일부에서 수동 스위치가 거짓 경보를 극복하기 위해 사용될 수도 있다.
또 다른 구체 예에서, 도 26A 및 B에 도시된 바와 같이 교통 신호등(2602)은 교통 신호등 제어기(2612)와 연결되고 복수의 수신 안테나(2614, 2616, 2618)를 갖는 무선 장치(2610) 및 신호등(2604)을 포함한다. 도시된 무선 장치(2610)는 주변 무선 장치(2620)까지의 거리 및 방향을 탐지, 예컨대 추정할 수 있다. 프로세스(2622)의 단계(2624)에 도시된 바와 같이, 교통 신호등 제어기(2612)는 제1 무선 장치(2620)로부터 브로드캐스트되는 종류를 표시하는 프레임을 무선 장치(2610)로부터 수신할 수 있으며, 단계(2626)에 도시된 바와 같이 프레임에 포함된 종류 필드에 기초하여 제1 무선 장치의 장치 종류를 탐지할 수 있다. 제1 무선 장치 종류가 상기 무선 장치가 차량 또는 보행자(예컨대, 이와 결합된 것)인 것을 나타내는 경우, 교통 신호등 제어기(2612)는 특정한 기술을 사용하여 데이터 프레임이 수신되었던 방향에 기초하여 제1 무선 장치(2620)의 방향을 탐지할 수 있으며, 제어기(2612)는 단계(2628)에 도시된 바와 같이 신호등(2604)에 의해 관리되는 교통 차선에 무선 장치(2620)가 있는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어 교통 신호등 제어기(2612)는 제2 무선 장치의 각각의 안테나로부터 수신된 신호와 비교하거나 또는 제1 무선 장치(2620)로부터의 비콘 내에 인코딩된 헤딩 정보를 사용함으로써, 데이터 프레임이 수신되었던 방향을 결정할 수 있으며, 이하에서 더욱 설명된다. 교통 신호등 제어기는 또한 프레임이 수신되었던 신호 세기, 신호 품질, 또는 서비스 메트릭의 품질에 기초하여 제1 무선 장치의 근접성을 탐지, 예컨대 추정할 수 있다. 교통 신호등 제어기는 그 후 이에 응답하여, 단계(2630)에 도시된 바와 같이, 이러한 근접성, 방향 및 장치 종류 정보를 사용하여 이에 따라 대응하는 교통 신호등을 제어할 수 있으며, 예컨대, 교통 신호등 제어기는 예컨대 신호등을 향하는 것과 같이 특정 방향을 향하면서 특정 교차로에서 교통 신호등을 대기하는 차량을 표시하는 것으로 탐지된 각각의 무선 장치에 대한 카운터를 증가시킬 수 있으며, 교통 신호등 제어기는 예를 들어 높은 카운트가 발생하는 경우 거리 교통에 대하여 녹색 신호의 시간을 증가시키고 거의 교통이 탐지되지 않은 경우 거리의 녹색 신호의 시간을 감소시킴으로써, 카운트에 응답하여 적색 신호 또는 녹색 신호의 시간을 조절할 수 있다. 본 발명의 원리는 또한 교통 교차로에서 교통 흐름을 조절하는데 매우 유용할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 원리는 이른 아침 및 늦은 밤 시간대에 특히 유용할 수 있다.
또 다른 구체 예에서, 프로세스는 비콘을 송신하는 제1 무선 장치 및 상기 비콘을 수신하고 상기 비콘에 의해 인코딩되거나 또는 다른 방식으로 전송된 데이터를 교통-신호등 제어기에 전달하는 제2 무선 단말을 포함할 수 있다. 교통-신호등 제어기는 다음 중 적어도 하나를 수행하기 위하여, 비콘의 전달된 일부분(또는 전부)를 수신하고 전달된 데이터를 사용할 수 있다: 차량 관찰, 차량 규제, 차량 경로설정, 차량 제어, 사람들 관찰, 사람들 규제, 사람들 경로설정, 사람들 제어, 및 교통 신호등 제어. 예를 들어, 교통 신호등 제어기는 교통을 관찰하기 위한 차량 카운트와 관련된 메모리에 카운터를 증가시킴으로써, 전달된 데이터의 수신에 응답할 수 있다. 또는 교통 신호등 제어기는 전술한 바와 같이 신호등의 타이밍을 조절함으로써 상기 비콘에 응답할 수 있다. 일부 구체 예에서, 교통 신호등 제어기는 사람들을 관찰하기 위하여 메모리에 장치의 식별자를 저장함으로써 특정 무선 장치의 존재를 로그할 수 있거나, 또는 교통 신호등 제어기는 교통을 과도사용되는 도로로부터 과소사용되는 도로로 우회시키기 위하여 도로 표지의 상태를 변화시킬 수 있다. 일부 구체 예에서, 제1 무선 장치는 다음 중 어느 하나와 관련된다: 차량, 차량에 장착된 장치, 사람, 및 사람에 의해 운반되는 장치. 더욱이, 제2 무선 장치가, 예컨대 교통-신호등 제어기에 대하여 고정 근접거리에서 근접하여 함께 위치될 수 있다. 또한, 교통-신호등 제어기는 차량 교통을 더욱 우수하게 관리하기 위하여 또 다른 교통-신호등 제어기와 통신할 수 있다. 예를 들어, 제1 교통 신호등 제어기는 교통 유량을 추정하기 위하여 단위 시간에 특정 방향으로 지나가는 차량의 수를 카운트할 수 있으며, 제1 교통 신호등 제어기는 교통 유량을 나타내는 값을 상류 교통 신호등 제어기에 전송할 수 있으며, 이는 상기 값을 수신하고 제2 교통 신호등 제어기에 의해 제어되는 신호의 타이밍을 조절함으로써 응답할 수 있으며 이에 따라 고-유량 교통은 녹색 신호를 경험할 가능성이 더 크게 된다. 또한, 비콘(예컨대, 장치 종류 필드 내 비콘)은 다음 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함할 수 있다: 제1 무선 단말의 종류, 제1 무선 단말의 목적(예컨대, 지도 애플리케이션에 들어가는 예상 경로 또는 차량의 방향 신호 상태[즉, 방향 신호가 좌측 또는 우측으로 점멸하는지 여부], 차량의 방향[예컨대, 북쪽, 남쪽, 동쪽, 또는 서쪽]), 및 제1 무선 단말 근처의 무선 단말의 수. 비콘에 대신하여, 또 다른 구체 예에서, 제1 무선 단말은 제2 무선 단말 및 교통-신호등 제어기와 통신하기 위한 또 다른 무선 통신 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어, 교통 신호등 제어기는 비콘 내에 인코딩된 필드의 결합에 기초하여 변할 수 있는데, 예컨대, 교통 신호는 위치, 방향, 및 방향-신호 상태 또는 교차로에서 좌회전 또는 우회전 또는 직진하려는 운전자의 표현된 의도를 나타내기 위한 GPS 목적지에 기초하여 신호등의 타이밍을 변화시킬 수 있다.
도 27은 교통 시스템(2701)의 구체 예의 일반화된 개략도인데 여기서 교통 시스템은 차량(2702)의 존재를 탐지하는 능력을 가지며, 상기 차량 각각은 예컨대 도 26을 참조하여 앞서 설명된 무선 단말과 같은 무선 단말을 갖는다. 이러한 구체 예에서, 교통 시스템(2701)은 수 개의 교통-신호등(2705) 및 교통-신호등 교차로(2706)와의 유선 또는 무선 네크워크 연결부(2704)를 갖는 구역 교통-신호등 제어기(2703)를 포함한다. 유선 또는 무선네크워크 연결부(2704)는 구역 교통-신호등 제어기와 교통-신호등(2705), 예컨대 도 26의 교통 신호등(2602) 사이에서 데이터를 교환하기 위하여 사용된다. 데이터는 예컨대 도 26의 프로세스(2622)에서 기재된 방식으로, 차량 및 보행자 교통을 고나찰, 규제, 제어, 및 경로설정시키기 위해 사용될 수 있다. 교통-신호등 교차로(2722)는 교통 시스템(2701)의 구역 내 수개 중에 하나이다. 교통-신호등(2724)(교통 신호등(2705) 중 개별적인 하나)은 교통-신호등 교차로(2722)(교차로(2706) 중 개별적인 하나)에서 교통을 규제한다. 교통-신호등(1024) 및 교통-신호등 교차로(1022)는 이러한 구체 예에서 네트워크 연결부(2704)를 통하거나 또는 직접적으로 구역 교통-신호등 제어기(2704)에 유선 또는 무선링크(1030)를 통해 연결된다. 무선 링크(2730)는 예를 들어 셀룰러 연결일 수 있다. 차량(또는 보행자)(2728)은 가끔 비콘(2726)을 전송한다. 비콘(2726)은 교통-신호등(2724)에 의해 수신될 수 있다. 교통-신호등(2724)은 또한 또 다른 주변 차량 및 보행자로부터 비콘을 수집할 수 있다. 차량에는 무선 서브시스템이 장착될 수 있으며, 보행자는 휴대용 무선 장치를 운반할 수 있다. 차량 및 보행자에 의해 전송된 비콘은 차량, 자동차, 보행자, 동물 및 기계를 관찰하고, 규제하고, 제어하고, 그리고 경로설정하기 위해 사용될 수 있다. 비콘은 또한 예컨대 좌회전, 우회전, 방향 설정, 긴급, 응급, 또는 또 다른 특수 상황과 각은 차량 또는 보행자의 의도를 포함할 수 있다. 제1 무선 단말과 중복 기능을 갖는 무선 단말이 주변 차량 또는 보행자에 관한 정보를 집성하고 이들이 전송하는 비콘에 이러한 정보를 포함시킬 수 있다. 제1 무선 단말과 중복 기능을 갖는 무선 단말이 특정 방향에서 주변 차량 또는 보행자에 관한 정보를 집성하고 이들이 전송하는 비콘에 이러한 정보를 포함시킬 수 있다. 더욱이, 교통-신호등은 오류를 감소시키기 위하여 비콘으롭터 정보를 수집할 때 크라우드-소싱 기법(crowd-sourcing techniques)을 사용할 수 있는데, 예컨대, 복수의 차량이 몇몇 불규칙성을 표시하는 경우, 단지 이에 응답하여, 본 실시예에서, 교통 신호등은 예컨대 신호등의 타이밍을 변화시킴으로써 작용할 수 있다. 교통-신호등은 또한 신뢰성 정보를 표시하기 위하여 수집된 정보에 대한 신뢰값 및 샘플 사이즈를 포함할 수 있다. 주변 차량 및 보행자로부터 비콘 및 또 다른 무선 통신을 통하여 수신된 정보를 수집하고 집성한 이후, 교통-신호등 및 교통-신호등 교차로는 상기 정보를 구역 교통-신호등 제어기로 전송할 수 있다. 일부 구체 예에서, 이들은 비콘의 단지 일부분을 보유하고 전송할 수 있고 유용한 정보의 손실 없이 차원 감소 기법(dimensionality reduction techniques)을 사용할 수 있다. 여러 차량 및 보행자로부터 수집된 정보의 전체 청크(chunks)를 구역 교통-신호등 제어기로 송신하는 것이 유용할 수 있는 한편, 유용한 부분을 선택하는 것이 네트워크 대역폭을 절약하는 것을 도울 수 있다. 구역 교통-신호등 제어기는 유선 및 무선 링크를 통하여 전술한 바와 같이 차량 및 보행자로부터의 국지적 실시간 정보를 수신할 수 있다. 구역 교통-신호등 제어기는 그 후 이에 응답하여, 현재 혼잡 수준, 차량 및 보행자의 요구, 하루 중 시간, 해결책의 복잡성, 새로운 경로 스케줄의 실행 및 전개의 안정성, 및 수집된 정보의 신뢰성을 고려하여, (종래 시스템에 비하여) 더욱 우수한 교통 경로 스케줄을 계산하기 위해 또 다른 교통-신호등 제어기와 통신하기 위하여 상기 전달된 정보를 이용한다. 더욱 우수한 교통 및 보행자 경로 스케줄이 국지 구역 또는 대규모 구역에 대하여 달성된 경우, 스케줄은 그 후 유선 또는 무선링크를 통하여교통-신호등에 전송될 수 있다. 교통-신호등은 그 후 새로운 경로 스케줄에 따라 작동할 수 있다. 본 기술의 구체 예는 또 다른 시스템에 비하여 도로 상의 교통 혼잡을 감소시킬 것으로 예상된다. 더욱이, 구체 예는 가끔, 예컨대 주기적으로, 예컨대 매 10분 마다, 상태를 변화시키기 위해 교통 경로 스케줄을 조절하기 위해 반복될 수 있다.
추가 구체 예는 이하에서 번호가 부여되어 설명된 청구항에 의해 설명된다:
2. 제 1 항에 있어서, 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 발신 셀룰러 장치로부터 기지국으로 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 전송하는 단계는
발신 셀룰러 장치에서, 또 다른 무선 장치로부터의 신호로부터 비-셀룰러 송신을 위한 하나 이상의 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 프레임-간 스페이싱 기간을 획득하는 단계, 여기서 상기 프레임-간 스페이싱 기간은 해당 무선 장치가 추후 데이터 프레임을 송신하기 이전에 해당 무선 장치에 의해 종전 데이터 프레임의 송신 이후 상기 또 다른 무선 장치 각각이 경과하도록 허용되는 시간 기간임;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치에서 상기 하나 이상의 또 다른 무선 장치로부터 비-셀룰러 신호의 신호 세기를 표시하는 데이터를 획득하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 임계치 신호 세기 미만의 신호 세기를 갖는 그 밖의 다른 무선 장치에 의해 사용되는 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 하나 이상의 또 다른 무선 장치 중 하나가 제1 데이터 프레임을 송신하는 것을 중지하는 대략적인 시간을 감지하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯에 속하는 시간의 양이 감지된 시간 이후에 경과되었는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 발신 셀룰러 장치로부터 제2 데이터 프레임을 송신하는 단계
를 포함하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국과 무선으로 연결될 것이지 여부를 결정하는 단계는
상기 발신 셀룰러 장치를 사용하여 상기 기지국의 제1 신호 세기를 감지하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치를 사용하여 그 밖의 다른 기지국의 제2 신호 세기를 감지하는 단계; 및
상기 제1 신호 세기와 상기 제2 신호 세기 사이의 차이에 기초하여, 상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국과 무선으로 연결될 것이지 여부를 결정하는 단계
를 포함하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
그 밖의 다른 릴레이 셀룰러 장치에서, 또 다른 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 또 다른 릴레이 셀룰러 장치로부터, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 또 다른 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 그 밖의 다른 무선 신호를 전송하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 또 다른 릴레이 셀룰러 장치로부터 전송된 또 다른 무선 신호를 수신하는 단계;
를 포함하며,
여기서 기지국과 발신 셀룰러 장치 사이에서 교환된 데이터를 위한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치를 선택하는 단계는 상기 릴레이 셀룰러 장치와 상기 또 다른 릴레이 셀룰러 장치 사이에서 선택하기 위하여 무선 신호에 기초하는 정보와 또 다른 무선 신호에 기초하는 정보를 상기 발신 셀룰러 장치에서 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
상기 발신 셀룰러 장치에서, 발신 셀룰러 장치와 릴레이 셀룰러 장치 사이의 무선 연결의 퇴화 또는 릴레이 셀룰러 장치와 기지국 사이의 무선 연결의 퇴화를 감지하는 단계; 및
감지된 퇴화에 기초하여, 상기 발신 셀룰러 장치에서, 기지국과 발신 셀룰러 장치 사이에서 교환된 데이터에 대한 릴레이로서 또 다른 릴레이 셀룰러 장치를 선택하는 단계;
를 포함하는, 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
발신 셀룰러 장치에서 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 기지국으로부터 하향-링크 데이터를 수신하는 단계를 포함하고, 여기서 발신 셀룰러 장치에서 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 기지국으로부터 하향-링크 데이터를 수신하는 단계는
하향-링크 프레임-간 스페이싱 기간을 사용하여 릴레이 장치의 비-셀룰러 인터페이스로부터 발신 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 하향-링크 데이터를 전송하는 단계를 포함하며;
그리고 상기 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 발신 셀룰러 장치로부터 기지국으로 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 전송하는 단계는
상기 하향-링크 프레임-간 스페이싱 기간과는 다른 상향-링크 프레임-간 스페이싱 기간을 사용하여 상향-링크 데이터를 발신 장치의 비-셀룰러 인터페이스로부터 릴레이 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴레이 셀룰러 장치에서, 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계는
상기 릴레이 셀룰러 장치에서 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치가 겪는 셀룰러 간섭을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
릴레이 셀룰러 장치에서 발신 셀룰러 장치로부터의 비-셀룰러 신호의 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러가 겪는 비-셀룰러 간섭을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치와 관련된 사용자에 의해 지불되는 셀룰러 서비스에 대한 가격을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치에 의해 저장된 에너지의 양을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치 상의 안테나의 수에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
하루 중 시간을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
기지국과 릴레이 셀룰러 장치 사이의 도약의 수를 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계; 및
릴레이 셀룰러 장치로부터 기지국과의 무선 통신을 위한 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
를 포함하는, 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 발신 셀룰러 장치로부터 기지국으로 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 전송하는 단계는 복수의 데이터 프레임 내 상기 상향-링크 데이터를 발신 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로부터 릴레이 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 데이터 프레임 각각은 상기 복수의 데이터 프레임 중에서 서로 다른 데이터 프레임을 구별하는 시퀀스 식별자를 포함하며, 상기 방법은
그 밖의 다른 셀룰러 장치에서 상기 시퀀스 식별자를 수신하는 단계;
또 다른 셀룰러 장치에서, 상기 시퀀스 식별자 중 적어도 일부를 서로 비교하는 단계;
비교에 기초하여, 또 다른 셀룰러 장치에서, 비교된 시퀀스 식별자와 관련된 데이터 프레임의 전송 동안 충돌이 발생하였는지 여부를 확인하는 단계;
충돌 확인에 응답하여, 또 다른 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스의 기여도를 변화시키는 단계;
를 더욱 포함하는, 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 무선 신호를 전송하는 단계는 다음 파라미터 각각을 표시하는 데이터를 전송하는 단계를 포함하는 방법:
릴레이 셀룰러 장치와 기지국 사이의 도약의 수;
릴레이 셀룰러 장치에서 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 신호 세기;
릴레이 셀룰러 장치로부터 발신 셀룰러 장치로의 비-셀룰러 신호의 신호 세기;
기지국을 운영하는 셀룰러 네트워크 캐리어의 신원;
릴레이 셀룰러 장치에 연결된 안테나의 수;
릴레이 셀룰러 장치의 움직임; 및
릴레이 셀룰러 장치에 의해 획득된 비-셀룰러 신호의 신호 세기.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 무선 신호를 전송하는 단계는
상기 릴레이 셀룰러 장치에서, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 데이터 및 시간에 따라 변하는 값 둘 모두를 획득하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치에서, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 데이터 및 시간에 따라 변하는 값 둘 모두를 암호화하는 단계; 및
셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 무선 신호를 갖는 상기 암호화된 데이터를 전송하는 단계;
를 포함하는, 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 발신 셀룰러 장치로부터 기지국으로 상향-링크 데이터를 전송하는 단계는
상기 발신 셀룰러 장치에서 상기 발신 셀룰러 장치와 관련된 셀룰러-보안 식별자에 기초하여 보안 키를 획득하는 단계, 여기서 상기 보안 키는 기지국과 관련된 셀룰러 네트워크로부터 수신됨;
발신 셀룰러 장치에서 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 상기 보안 키로 암호화하여 암호화된 데이터를 형성하는 단계;
상기 암호화된 데이터를 발신 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 릴레이 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송하는 단계; 및
상기 암호화된 데이터를 상기 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 기지국으로 전송하는 단계;
를 포함하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치에서 셀룰러 신호의 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 발신 셀룰러 장치가 겪는 셀룰러 간섭을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 단계.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치에서 릴레이 셀룰러 장치로부터의 비-셀룰러 신호의 비-셀룰러 신호 세기를 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러가 겪는 비-셀룰러 간섭을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치와 관련된 사용자에 의해 지불된 셀룰러 서비스에 대한 가격을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치에 의해 저장된 에너지의 양을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치 상의 안테나의 수에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, wherein the step of 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계 comprises determining based on a value indicative of 하루 중 시간 that 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계.
21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치로부터 기지국과의 무선 통신을 위한 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
22. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계는 상기 발신 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 값에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
23. 제 1 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발신 장치와 관련된 보안 키로 하향-링크 데이터를 암호화하여 암호화된 하향-링크 데이터를 형성하는 단계;
상기 암호화된 하향-링크 데이터를 기지국으로부터 상기 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스로 전송하는 단계;
상기 암호화된 하향-링크 데이터를 상기 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스에서 수신하는 단계;
상기 암호화된 하향-링크 데이터를 릴레이 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로부터 발신 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 전송하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 암호화된 하향-링크 데이터를 상기 보안 키로 해독하는 단계; 및
상기 하향-링크 데이터의 적어도 일부분을 상기 발신 셀룰러 장치의 사용자에게 제공하는 단계;
를 포함하는, 방법.
24. 비-전이 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 갖는 상기 비-전이 메모리를 포함하는 핸드-헬드 무선 장치에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
또 다른 무선 장치에 의한 비-셀룰러 송신으로부터 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 프레임-간 스페이싱 기간을 표시하는 데이터를 획득하는 단계;
하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 프레임-간 스페이싱 기간을 표시하는 상기 획득된 데이터를 스케줄의 복수의 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯과 비교하는 단계;
비교에 기초하여, 미사용 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하는 단계;
하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치가 제1 데이터 프레임을 전송하는 것을 종료하는 대략적인 시간을 감지하는 단계;
선택된 상기 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯에 대응하는 시간의 양이 감지된 시간 이후 경과되었는지 여부를 결정하는 단계;
선택된 상기 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯에 대응하는 경과된 시간 양 동안 그 밖의 다른 무선 장치가 전송을 시작하였는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 그 밖의 다른 무선 장치가 경과된 시간 양 동안 전송을 시작하지 않았다면, 이에 응답하여 제2 데이터 프레임을 핸드-헬드 무선 장치로부터 전송하는 단계.
25. 제 24 항에 있어서, 또 다른 무선 장치에 의한 비-셀룰러 송신으로부터 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치에 의해 사용되는 프레임-간 스페이싱 기간을 표시하는 데이터를 획득하는 단계는 상기 핸드-헬드 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치 각각으로부터 스케줄-상태 신호를 수신하는 단계를 포함하는, 핸드-헬드 무선 장치.
26. 제 24 항에 있어서, 상기 핸드-헬드 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치 각각으로부터 스케줄-상태 신호를 수신하는 단계는
저-전력 작동 모드로 들어가는 단계;
이전 스케줄 상태 신호가 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치 중 하나로부터 수신된 이래로, 하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치 중 하나의 스케줄-상태 신호 전송들 사이의 기간에 대응하는 시간의 양이 경과하였는지 여부를 결정하는 단계;
하나 이상의 상기 또 다른 무선 장치 중 하나의 스케줄-상태 신호 전송들 사이의 기간이 경과한 경우, 이에 응답하여, 고-전력 작동 모드로 들어가는 단계;
를 포함하는, 핸드-헬드 무선 장치.
27. 제 24 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 또한 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
경과된 시간 양 동안 그 밖의 다른 무선 장치가 전송을 시작한 경우, 이에 응답하여, 또 다른 무선 장치가 전송을 종료한 이후 상기 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯에 대응하는 그 밖의 다른 시간 양이 경과되었는지 여부를 결정하는 단계.
28. 제 24 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 또한 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 상기 제2 데이터 프레임을 전송한 이후 스케줄 경합 윈도우의 절반보다 더 긴 시간 기간이 경과하였는지 여부를 결정하는 단계; 및
스케줄 경합 윈도우의 절반보다 더 긴 시간 기간이 경과한 경우, 이에 응답하여, 상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 제3 데이터 프레임를 전송하는 단계.
28. 제 28 항에 있어서, 상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 상기 제2 데이터 프레임을 전송한 이후 스케줄 경합 윈도우의 절반보다 더 긴 시간 기간이 경과하였는지 여부를 결정하는 단계는 상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 상기 제2 데이터 프레임을 전송한 이후 스케줄 경합 윈도우의 절반 더하기 상기 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯보다 더 긴 시간 기간이 경과하였는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 핸드-헬드 무선 장치.
29. 제 24 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 또한 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
상기 핸드-헬드 무선 장치가 다중-도약 셀룰러 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이 노드로서 작동할 것인지 여부를 결정하는 단계; 및
핸드-헬드 무선 장치가 상기 핸드-헬드 무선 장치가 릴레이 노드로서 작동할 것을 결정하는 경우, 이에 응답하여, 상기 핸드-헬드 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 그 밖의 다른 무선 장치로부터 데이터를 수신하는 단계,
여기서 상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 상기 제2 데이터 프레임을 전송하는 단계는 상기 또 다른 무선 장치로부터 수신된 데이터를 전송하는 단계를 포함함.
30. 제 29 항에 있어서, 상기 또 다른 무선 장치로부터 수신된 데이터를 전송하는 단계는 상기 데이터를 셀룰러 기지국으로 전송하는 단계를 포함하는, 핸드-헬드 무선 장치.
31. 제 24 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 데이터 프레임은 그 밖의 다른 핸드-헬드 무선 장치로 전송된 하향링크 데이터 프레임이며, 상기 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 또한 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 전송될 데이터 프레임이 상향링크 데이터 프레임인지 또는 하향링크 데이터 프레임인지 여부를 결정하는 단계;
상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 전송될 데이터 프레임이 상향링크 데이터 프레임인지 또는 하향링크 데이터 프레임인지 여부의 결정에 응답하여, 하향링크 프레임의 전송과 다른 상향링크 데이터 프레임의 전송을 위한 스케줄을 선택하는 단계.
32. 제 24 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 데이터 프레임은 그 밖의 다른 핸드-헬드 무선 장치로 전송되는 하향링크 데이터 프레임이며, 상기 저장된 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 또한 다음 단계를 수행하도록 하는, 핸드-헬드 무선 장치:
하나 이상의 도약을 통하여 셀룰러 네트워크로의 직접 또는 간접 전송을 위한 상향링크 데이터 프레임을 획득하는 단계;
무작위 또는 유사-무작위 값을 선택하는 단계;
하나 이상의 상기 또 다른무선 장치 중 하나가 제1 데이터 프레임을 전송하는 것을 종료하는 대략적인 시간을 감지하는 단계;
선택된 상기 무작위 또는 유사-무작위 값에 대응하는 시간의 양이 또 다른 감지된 시간 이후 경과되었는지 여부를 결정하는 단계;
선택된 상기 무작위 또는 유사-무작위 값에 대응하는 경과된 시간 양 동안 그 밖의 다른 무선 장치가 전송을 시작하였는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 그 밖의 다른 무선 장치가 경과된 시간 양 동안 전송을 시작하지 않았다면, 이에 응답하여 제3 데이터 프레임을 상기 핸드-헬드 무선 장치로부터 전송하는 단계.
33. 무선 네크워크 내 전송 스케줄링 방법에 있어서, 상기 방법은
무선 장치에서, 무선 전송을 위한 데이터 프레임이 상향링크 데이터 프레임인지 또는 하향링크 데이터 프레임인지 여부를 결정하는 단계;
상기 결정에 기초하여, 상기 무선 장치에서, 상기 데이터 프레임을 전송하기 위한 스케줄을 선택하는 단계, 여기서 상기 스케줄은 둘 이상의 후보 스케줄 중에서 선택되며, 상기 둘 이상의 후보 스케줄은 프레임-간 스페이싱 기간의 서로 다른 기여도를 가짐; 및
선택된 스케줄에 따라 상기 무선 장치로부터 상기 데이터 프레임을 전송하는 단계;
를 포함하는, 무선 네크워크 내 전송 스케줄링 방법.
34. 제 33 항에 있어서, 상기 둘 이상의 후보 스케줄 중 하나가 결정론적 스케줄이고 상기 둘 이상의 후보 스케줄 중 하나가 비-결정론적 스케줄인지 여부를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
35. 제 33 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 둘 이상의 후보 스케줄 중 하나가 각각 결정론적 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯의 서로 다른 수를 갖는 결정론적 스케줄인, 방법.
36. 제 33 항 내지 제 35 항 중 어느 한 항에 있어서, 스케줄을 선택하는 단계는
상기 둘 이상의 후보 스케줄 중에서 결정론적 스케줄을 선택하는 단계; 및
선택된 상기 스케줄에 기초하고 또 다른 무선 장치에 의해 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯의 메모리에 저장된 리스트에 기초하여 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
37. 제 36 항에 있어서, 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하는 단계는 또 다른 무선 장치로부터의 무선 신호의 신호 세기를 표시하는 데이터에 기초하여 그 밖의 다른 무선 장치에 의해 이미 선택된 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
38. 제 33 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 선택된 상기 스케줄에 따라 상기 무선 장치로부터 상기 데이터 프레임을 전송하는 단계는
상기 데이터 프레임이 셀룰러 네트워크에 대한 암호화에 의해 암호화되는지 여부를 결정하는 단계, 여기서 상기 셀룰러 네트워크에 대한 암호화는 셀룰러 사용자 식별자에 기초함; 및
상기 데이터 프레임이 셀룰러 네트워크에 대한 암호화에 의해 암호화되지 않는 경우, 상기 데이터 프레임을 비-셀룰러 네트워크에 대한 암호화로 암호화시키는 단계;
를 포함하는, 방법.
39. 제 33 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서, 선택된 상기 스케줄에 따라 상기 무선 장치로부터 상기 데이터 프레임을 전송하는 단계는
무선 매체에 접속하기 위하여 또 다른 무선 장치에 대한 시간 윈도우를 획득하는 단계;
상기 시간 윈도우 동안 그 밖의 다른 무선 장치가 무선 매체에 접속하였는지 여부를 결정하는 단계;
상기 시간 윈도우 동안 또 다른 무선 장치가 상기 무선 매체에 접속하지 않았다는 결정에 응답하여, 상기 무선 장치로부터 상기 데이터 프레임을 전송하는 단계; 및
상기 시간 윈도우 동안 또 다른 무선 장치가 상기 무선 매체에 접속하였다는 결정에 응답하여, 무선 매체에 접속하기 위하여 또 다른 무선 장치에 대한 그 밖의 다른 시간 윈도우를 획득하는 단계;
를 포함하는, 방법.
40. 무선 장치에 있어서, 상기 장치는
안테나;
상기 안테나와 통신적으로 연결된 무선 송수신기;
상기 무선 송수신기와 통신적으로 연결된 비-셀룰러 인터페이스; 및
상기 비-셀룰러 인터페이스와 통신적으로 연결된 스케줄러;
를 포함하며, 상기 스케줄러는 복수의 또 다른 무선 장치의 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 상기 안테나, 무선 송수신기, 및 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신된 신호로부터 수신하고, 수신된 상기 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯에 기초하여 상기 무선 장치로부터의 신호를 전송하기 위해 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하도록 구성되는, 무선 장치.
41. 제 40 항에 있어서, 상기 무선 장치는 네트워크에 대한 유선 연결을 수신하도록 구성된 무선 액세스 포인트인, 무선 장치.
42. 제 40 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케줄러는 실패한 전송 시도를 카운트하고, 임계치를 넘어가는 카운트에 응답하여, 덜 공격적인 스케줄로 변화하기 위하여 또 다른 무선 장치에 요청을 전송하도록 구성되는, 무선 장치.
43. 제 40 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스케줄러는 성공적인 전송을 카운트하고, 그 밖의 다른 임계치를 넘어가는 카운트에 응답하여, 더욱 공격적인 스케줄로 또 다른 무선 장치에 요청을 전송하도록 구성되는, 무선 장치.
44. 제 40 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 장치는 셀룰러 핸드셋이며, 상기 스케줄러는 무선 장치로부터의 전송을 위한 데이터가 상향링크 데이터인지 또는 하향링크 데이터인지 여부를 결정하고, 전송을 위한 데이터가 상향링크 데이터라는 결정에 응답하여, 무작위 또는 유사 무작위 카운트에 기초하여 프레임-간 스페이싱 기간 슬롯을 선택하도록 상기 스케줄러가 구성되는지 여부를 결정하도록 구성되는, 무선 장치.
45. 제 40 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 장치는 상기 무선 장치가 셀룰러 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 셀룰러 신호 세기를 표시하는 값에 기초하여 또 다른 셀룰러 장치를 위한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하도록 구성되는, 무선 장치.
46. 데이터를 셀룰러 네트워크로 전송하는 방법에 있어서, 상기 방법은
발신 장치에서 셀룰러 네트워크를 통한 전송을 위한 데이터를 획득하는 단계;
상기 셀룰러 네트워크에 의해 상기 발신 장치와 관련된 셀룰러-보안 식별자에 기초하여 암호화 키를 획득하는 단계;
상기 발신 장치에서 상기 데이터를 상기 암호화 키로 암호화하여 암호화된 데이터를 형성하는 단계;
상기 암호화된 데이터를 상기 셀룰러 네트워크의 기지국으로 통신할 수 있는 릴레이 장치를 선택하는 단계; 및
상기 암호화된 데이터를 상기 발신 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 릴레이 장치의 비-셀룰러 인터페이스로 무선으로 전송하는 단계;
를 포함하는, 데이터를 셀룰러 네트워크로 전송하는 방법.
47. 제 46 항에 있어서, 상기 방법은
상기 릴레이 장치에서, 상기 전송된 암호화된 데이터를 수신하는 단계;
상기 암호화된 데이터가 셀룰러 네트워크를 위하여 암호화되는지 여부를 결정하는 단계; 및
상기 암호화된 데이터를 릴레이 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 셀룰러 기지국으로 또는 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 또 다른 릴레이 셀룰러 장치로 전송하는 단계;
를 포함하는, 방법.
48. 제 46 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발신 무선 장치의 SIM 카드에 저장된 데이터에 기초하여 상기 데이터를 암호화하는 단계를 포함하는, 방법.
49. 제 46 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발신 장치에서, 무선 액세스 포인트로의 전송을 위한 데이터를 획득하는 단계; 및
상기 무선 액세스 포인트로의 전송을 위한 데이터를 상기 셀룰러 네트워크를 통한 전송을 위한 데이터와 다른 형태의 암호화로 암호화시키는 단계;
를 포함하는, 방법.
50. 셀룰러 장치 작동 방법에 있어서, 상기 방법은
셀룰러 장치에서 하나 이상의 도약-결정 파라미터를 표시하는 데이터를 획득하는 단계;
상기 하나 이상의 도약-결정 파라미터를 표시하는 데이터에 기초하여, 상기 셀룰러 장치에서, 셀룰러 네트워크와 통신할 때 도약하기 위한 복수의 또 다른 셀룰러 장치 중 하나를 선택하는 단계; 및
상기 셀룰러 장치로부터 복수의 또 다른 셀룰러 장치 중 선택된 하나로 상기 데이터를 전송함으로써 셀룰러 네트워크로 데이터를 전송하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 장치 작동 방법.
51. 제 50 항에 있어서, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치의 잔류 배터리 수명을 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
52. 제 50 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도약-결정 파라미터는 셀룰러 기지국에 대한 셀룰러 연결을 위한 또 다른 셀룰러 장치의 활용가능 대역폭의 양을 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
53. 제 50 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
55. 제 50 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치의 사용자에 의해 지불된 가입 요금을 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
56. 제 50 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치로부터의 비-셀룰러 신호의 세기를 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
57. 제 50 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치에서 또는 게이트웨이 셀룰러 장치에서 셀룰러 신호의 세기를 표시하는 데이터를 포함하며, 여기서 상기 게이트웨이 셀룰러 장치를 통하여 상기 또 다른 셀룰러 장치가 셀룰러 기지국과 무선 연결되도록 구성되는, 방법.
58. 제 50 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치에서 비-셀룰러 신호로부터의 간섭을 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
59. 제 50 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치에서 또는 게이트웨이 셀룰러 장치에서 셀룰러 신호로부터의 간섭을 표시하는 데이터를 포함하며, 여기서 상기 게이트웨이 셀룰러 장치를 통하여 상기 또 다른 셀룰러 장치가 셀룰러 기지국과 무선 연결되도록 구성되는, 방법.
60. 제 50 항 내지 제 59 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치의 안테나의 수를 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
61. 제 50 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 도약-결정 파라미터는 또 다른 셀룰러 장치 각각을 통한 경로를 위하여 셀룰러 기지국으로의 도약의 수를 표시하는 데이터를 포함하는, 방법.
62. 제 50 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어,
상기 셀룰러 장치로부터 복수의 또 다른 셀룰러 장치 중 선택된 하나로 상기 데이터를 전송함으로써 셀룰러 네트워크로 데이터를 전송하는 단계는 상기 데이터를 상기 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 전송하는 단계를 포함하는, 방법.
63. 비-전이 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 갖는 상기 비-전이 메모리를 포함하는 셀룰러 장치에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 셀룰러 장치에 의해 실행될 때 상기 셀룰러 장치로 하여금 다음 단계를 수행하도록 하는, 셀룰러 장치:
셀룰러 장치에서, 하나 이상의 릴레이-결정 파라미터를 표시하는 데이터를 획득하는 단계;
상기 하나 이상의 릴레이-결정 파라미터를 표시하는 데이터에 기초하여, 상기 셀룰러 장치에서, 그 밖의 다른 무선 장치에 대한 릴레이로서 상기 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 신호를 전송하는 단계; 및
상기 셀룰러 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 또 다른 무선 장치로부터 데이터를 수신하는 단계; 및
상기 또 다른 무선 장치로부터 수신된 상기 데이터를 상기 셀룰러 장치의 셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 셀룰러 네트워크로 전송하는 단계.
64. 제 63 항에 있어서, 상기 릴레이-결정 파라미터는 상기 셀룰러 장치에 의해 저장된 에너지의 잔류량을 표시하는 데이터 및 상기 셀룰러 장치에 의한 사용을 위하여 활용가능한 셀룰러 대역폭을 표시하는 데이터를 포함하는, 셀룰러 장치.
65. 제 63 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 릴레이-결정 파라미터는 장치의 종류 및 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 데이터를 포함하는, 셀룰러 장치.
66. 제 63 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 릴레이-결정 파라미터는 장치의 종류 및 셀룰러 장치의 움직임을 표시하는 데이터를 포함하는, 셀룰러 장치.
67. 제 63 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 릴레이-결정 파라미터는 하루 중 시간 및 상기 셀룰러 장치의 이전 사용 패턴을 포함하는, 셀룰러 장치.
68. 제 63 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 릴레이-결정 파라미터는 상기 셀룰러 장치의 사용자에 의해 지불된 가입 요금, 상기 셀룰러 장치에서 비-셀룰러 신호의 세기, 및 상기 셀룰러 장치에서 셀룰러 신호의 세기를 표시하는 데이터를 포함하는, 셀룰러 장치.
69. 제 63 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 릴레이-결정 파라미터는 상기 셀룰러 장치에서 비-셀룰러 신호로부터의 간섭을 표시하는 데이터 및 셀룰러 신호의 간섭을 표시하는 데이터를 포함하는, 셀룰러 장치.
70. 제 63 항 내지 제 69 항 중 어느 한 항에 있어, 상기 그 밖의 다른 무선 장치에 대한 릴레이로서 상기 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 신호는 상기 셀룰러 장치로부터 셀룰러 기지국으로의 셀룰러 연결의 품질에 관한 정보를 인코딩하는 노드-상태 신호인, 셀룰러 장치.
71. 제 70 항에 있어서, 상기 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 신호는 주기적으로 전송되는, 셀룰러 장치.
72. 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크를 통한 신호 라우팅 방법에 있어서, 상기 방법은
발신 무선 장치에 있어서, 복수의 잠재 게이트웨이 셀룰러 장치로부터 도약-적합성 데이터를 수신하는 단계, 여기서 상기 도약-적합성 데이터는 상기 발신 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 수신됨;
상기 도약-적합성 데이터에 기초하여, 상기 발신 무선 장치에서, 상기 발신 무선 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 무선 전송되는 데이터를 전달하기 위하여 상기 복수의 잠재 게이트웨이 셀룰러 장치 중 적어도 하나를 선택하는 단계;
상기 발신 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 적어도 하나의 선택된 게이트웨이 셀룰러 장치로 데이터를 전송하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크를 통한 신호 라우팅 방법.
73. 제 72 항에 있어서, 상기 도약-적합성 데이터는 다음 파라미터 중 적어도 하나를 포함하는, 방법:
게이트웨이로부터의 신호의 비-셀룰러 신호 세기, 도약의 수, 안테나 수의 표시, 게이트웨이의 움직임 표시, 게이트웨이가 연결된 셀 캐리어, 게이트웨이의 프로세싱 전력의 표시, 게이트웨이의 배터리 수명의 표시, 게이트웨이에서 수신된 셀룰러 신호의 표시, 게이트웨이에서 두 기지국으로부터의 신호 세기 사이의 차이의 표시, 연결이 게이트웨이를 통하여 형성되는 경우 또 다른 셀룰러 장치에 의해 관찰된 셀룰러 간섭의 추정양.
74. 셀룰러 네트워크와 셀룰러 장치 사이에서 통신된 데이터를 라우팅하는 방법에 있어서, 상기 방법은
제1 셀룰러 장치로 제1 기지국의 제1 신호 세기를 감지하는 단계;
상기 제1 셀룰러 장치로 제2 기지국의 제2 신호 세기를 감지하는 단계; 및
상기 제1 신호 세기와 상기 제2 신호 세기 사이의 차이에 기초하여, 릴레이 셀룰러 장치 및 상기 제1 기지국과 상기 제2 기지국 중 하나를 통하여 상기 제1 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 통신되는 데이터를 라우팅하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 네트워크와 셀룰러 장치 사이에서 통신된 데이터를 라우팅하는 방법.
75. 제 74 항에 있어서, 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 상기 제1 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 통신되는 데이터를 라우팅하는 단계는 상기 제1 기지국에 대한 더 작은 무선 거리를 갖고 상기 제1 셀룰러 장치보다 상기 제2 기지국에 대한 더 큰 무선 거리를 갖는 릴레이 셀룰러 장치를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
76. 셀룰러 장치로부터 셀룰러 네트워크로 신호를 라우팅하는 방법에 있어서, 상기 방법은
잠재 경로에 의해 야기되는 것으로 추정되는 셀룰러 네트워크와 셀룰러 장치 사이에서의 상기 잠재 경로 상이 아닌 또 다른 장치가 겪는 무선 간섭의 수준을 표시하는 간섭 데이터를 획득하는 단계;
상기 간섭 데이터에 기초하여, 상기 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이의 직접 연결과 상기 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이의 다중-도약 연결 사이에서 선택하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 장치로부터 셀룰러 네트워크로 신호를 라우팅하는 방법.
77. 메쉬 네트워크에서 무선 장치의 역할을 결정하는 방법에 있어서, 상기 방법은
무선 장치에서 메쉬 네트워크에서 릴레이로서 그리고 메쉬 네트워크에서 싱크로서 상기 무선 장치의 안정성을 표시하는 복수의 파라미터를 감지하는 단계;
상기 파라미터에 기초하여, 상기 무선 장치에서 상기 무선 장치가 메쉬 네트워크 내 또 다른 장치에 대하여 싱크로서 또는 릴레이로서 활용가능할 것인지 여부를 결정하는 단계; 및
선택된 역할을 표시하는 신호를 메쉬 네트워크 내 또 다른 무선 장치로 전송하는 단계;
를 포함하는, 메쉬 네트워크에서 무선 장치의 역할을 결정하는 방법.
78. 다중-도약 네트워크를 통한 경로의 일부를 선택하는 방법에 있어서, 상기 방법은
무선 장치에서 복수의 노드-상태 신호를 수신하는 단계, 여기서 각각의 노드-상태 신호는 메쉬 네트워크에서 릴레이로서 또는 싱크로서 작용하도록 구성된 복수의 또 다른 무선 장치 중에서 그 밖의 다른 무선 장치로부터 수신됨;
상기 노드-상태 신호에 기초하여 정보를 상기 무선 장치의 메모리에 저장하는 단계;
상기 무선 장치에서 셀룰러 네트워크에 연결하기 위한 요청을 수신하는 단계;
상기 노드-상태 신호에 기초하여 상기 무선 장치의 메모리로부터 상기 정보를 회수하는 단계;
무선 장치에 대하여, 상기 메모리로부터 회수된 상기 정보에 기초하여 메쉬 네트워크를 통하여 셀룰러 네트워크에 연결되는지 여부를 결정하는 단계;
상기 결정이 메쉬 네트워크를 통한 셀룰러 네트워크로의 연결로 결정되는 경우, 이에 응답하여, 무선 장치에 대하여, 메모리로부터 회수된 상기 정보에 기초하여 복수의 또 다른 무선 장치 중에서 릴레이 또는 싱크를 선택하는 단계; 및
선택된 릴레이 또는 싱크를 통하여 데이터를 상기 무선 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 전송하는 단계;
를 포함하는, 다중-도약 네트워크를 통한 경로의 일부를 선택하는 방법.
79. 제 78 항에 있어서, 무선 장치에 대하여 메모리로부터 회수된 상기 정보에 기초하여 복수의 또 다른 무선 장치 중에서 릴레이 또는 싱크를 선택하는 단계는 상기 노드-상태 신호에 의해 전달된 복수의 파라미터에 가중 계수를 곱하여 총 릴레이 만족도 점수를 형성하는 단계 및 상기 복수의 또 다른 무선 장치 중에서 가장 높은 릴레이 만족도 점수를 갖는 릴레이를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
80. 제 78 항에 있어서, 무선 장치에 대하여 메모리로부터 회수된 상기 정보에 기초하여 복수의 또 다른 무선 장치 중에서 릴레이 또는 싱크를 선택하는 단계는 상기 릴레이 또는 싱크를 통하여 상기 셀룰러 기지국까지의 도약의 수에 기초하여 릴레이 또는 싱크를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
81. 비-전이 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 갖는 상기 비-전이 메모리를 포함하는 셀룰러 장치에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 상기 셀룰러 장치에 의해 실행될 때 상기 셀룰러 장치로 하여금 다음 단계를 수행하도록 하는, 셀룰러 장치:
무선 메쉬 네트워크에서 보조 릴레이 장치와 관련된 식별자를 셀룰러 장치의 메모리에 저장하는 단계;
상기 메쉬 네트워크에서 기본 릴레이 장치를 통하여 데이터를 릴레이함으로써 상기 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 상기 데이터를 전송하는 단계;
상기 셀룰러 장치와 상기 기본 릴레이 장치 사이의 연결의 퇴화를 감지하는 단계;
상기 보조 릴레이 장치와 관련된 식별자를 메모리로부터 회수하는 단계; 및
상기 보조 릴레이 장치를 통하여 데이터를 릴레이함으로써 상기 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 상기 데이터를 전송하는 단계.
82. 제 81 항에 있어서, 상기 보조 릴레이 장치와 관련된 식별자를 메모리로부터 회수하는 단계는
부분적으로, 상기 셀룰러 기지국까지의 도약 카운트, 셀룰러 신호 세기를 표시하는 데이터, 및 셀룰러 간섭의 양을 표시하는 데이터에 기초하여 복수의 보조릴레이 장치를 등급매기는 단계; 및
상기 등급에 따라 상기 복수의 보조릴레이 장치 중에서 보조 릴레이 장치를 선택하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 장치.
83. 제 81 항에 있어서,
상기 셀룰러 장치는 셀룰러 인터페이스 및 비-셀룰러 인터페이스를 포함하며, 상기 보조 릴레이 장치를 통하여 데이터를 릴레이함으로써 상기 셀룰러 장치와 상기 셀룰러 네트워크 사이에서 상기 데이터를 전송하는 단계는 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 데이터를 전송하는 단계를 포함하는, 셀룰러 장치.
84. 다중-도약 무선 네크워크 내 데이터에 대한 경로(route)를 시그널링하는 방법에 있어서, 상기 방법은
무선 장치에서, 상기 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 도약의 수를 표시하는 데이터를 획득하는 단계;
상기 무선 장치에서, 상기 셀룰러 기지국과 관련된 셀룰러 무선 캐리어의 식별자를 획득하는 단계;
상기 무선 장치에서, 게이트웨이 무선 장치로부터 제1 노드-상태 신호를 수신하는 단계, 여기서 상기 제1 노드-상태 신호는 상기 게이트웨이 장치에서 상기 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 시게를 표시하는 데이터를 포함함;
노드-상태 신호가 전송된 이래로 시간 기간이 경과하였는지 여부를 결정하는 단계; 및
시간 기간이 경과한 경우, 이에 응답하여, 상기 무선 장치로부터 제2 노드-상태 신호를 전송하는 단계;
를 포함하며, 여기서 상기 제2 노드-상태 신호는 상기 무선 장치와 셀룰러 기지국 사이의 도약의 수를 표시하는 데이터, 상기 셀룰러 기지국과 관련된 셀룰러 무선 캐리어의 식별자, 및 상기 게이트웨이 장치에서 상기 기지국으로부터의 셀룰러 신호의 세기를 표시하는 데이터를 포함하는, 다중-도약 무선 네크워크 내 데이터에 대한 경로를 시그널링하는 방법.
85. 제 84 항에 있어서, 상기 노드-상태 신호는 상기무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 전송되는, 방법.
86. 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 제1 무선 장치로부터 제2 무선 장치로 비-셀룰러 인터페이스 상에서 제1 요청을 전송하는 단계, 여기서 상기 제1 요청은 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 허가를 상기 제2 무선 장치로부터 수신하는 단계; 및
상기 제1 무선 장치에 의해 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 방법.
87. 제 86 항에 있어서,
상기 제1 무선 장치에 의해 셀룰러 인터페이스 상에서 상기 기지국으로부터의 신호 세기를 결정하는 단계; 및
상기 기지국으로부터의 상기 신호 세기가 임계치 미만인 경우 상기 제1 요청을 상기 제2 무선 장치로 전송하는 단계;
를 더욱 포함하는, 방법.
88. 제 87 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 상기 제1 무선 장치로 제3 무선 장치의 비-셀룰러 인터페이스 상에서 제2 요청을 전송하는 단계, 여기서 상기 제2 요청은 상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 제3 무선 장치의 상기 비-셀룰러 인터페이스를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제1 무선 장치 및 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 허가를 상기 제1 무선 장치로부터 수신하는 단계; 및
상기 제3 무선 장치에 의해 상기 제1 무선 장치 및 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 제3 무선 장치의 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하는 단계;
를 더욱 포함하는, 방법.
89. 제 87 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 무선 장치는 배터리 사용, 대역폭 사용 및 하루 중 시간 과금의 요인 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 상기 제1 무선 장치에 허가를 허여할 것인지 여부를 결정하는, 방법.
90. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는
셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하고 용량을 개선하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 메모리 유닛; 및
상기 메모리 유닛과 연결된 제어기;
를 포함하며, 상기 제어기는 상기 컴퓨터 프로그램에 응답하여
제1 요청을 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 상기 무선 장치로부터 제2 무선 장치로 전송하기 위한 회로, 여기서 상기 제1 요청은 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 허가를 상기 제2 무선 장치로부터 수신하기 위한 회로; 및
상기 무선 장치에 의해 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 회로;
를 포함하는, 무선 장치.
91. 제 90 항에 있어서, 상기 제어기는
상기 무선 장치에 의해 셀룰러 인터페이스 상에서 상기 기지국으로부터의 신호 세기를 결정하기 위한 회로; 및
상기 기지국으로부터의 상기 신호 세기가 임계치 미만인 경우 상기 제1 요청을 상기 제2 무선 장치로 전송하기 위한 회로;
를 더욱 포함하는, 무선 장치.
92. 제 90 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어기는
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 제3 무선 장치로부터 제2 요청을 수신하기 위한 회로, 여기서 상기 제2 요청은 상기 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 요청임; 및
상기 무선 장치 및 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 상기 제3 무선 장치에 허가를 허여하기 위한 회로;
를 더욱 포함하는, 무선 장치.
93. 제 90 항 내지 제 92 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 무선 장치는 배터리 사용, 대역폭 사용 및 하루 중 시간 과금의 요인 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 상기 무선 장치에 허가를 허여할 것인지 여부를 결정하는, 무선 장치.
94. 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은
상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 제1 무선 장치로부터 제2 무선 장치로 비-셀룰러 인터페이스 상에서 제1 요청을 전송하기 위한 프로그래밍 명령, 여기서 상기 제1 요청은 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 허가를 상기 제2 무선 장치로부터 수신하기 위한 프로그래밍 명령; 및
상기 제1 무선 장치에 의해 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 프로그래밍 명령;
을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
95. 제 94 항에 있어서,
상기 제1 무선 장치에 의해 셀룰러 인터페이스 상에서 상기 기지국으로부터의 신호 세기를 결정하기 위한 프로그래밍 명령; 및
상기 기지국으로부터의 상기 신호 세기가 임계치 미만인 경우 상기 제1 요청을 상기 제2 무선 장치로 전송하기 위한 프로그래밍 명령;
을 더욱 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
96. 제 94 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 제3 무선 장치로부터 제2 요청을 수신하기 위한 프로그래밍 명령, 여기서 상기 제2 요청은 상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 요청임; 및
상기 제1 무선 장치 및 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 상기 제3 무선 장치에 허가를 허여하기 위한 프로그래밍 명령;
을 더욱 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
97. 제 94 항 내지 제 96 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 무선 장치는 배터리 사용, 대역폭 사용 및 하루 중 시간 과금의 요인 중 적어도 하나에 기초하여 상기 제2 무선 장치를 통하여 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 상기 무선 장치에 허가를 허여할 것인지 여부를 결정하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
98. 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은
상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 제1 무선 장치로부터 제2 무선 장치에 의해 요청을 수신하는 단계, 여기서 상기 요청은 상기 제1 무선 장치를 통하여 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 상기 요청을 수용하는 단계; 및
상기 제2 무선 장치에 의해 상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 방법.
99. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는
셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장하고 용량을 개선하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위한 메모리 유닛; 및
상기 메모리 유닛과 연결된 제어기;
를 포함하며, 상기 제어기는 상기 컴퓨터 프로그램에 응답하여
상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 제1 무선 장치로부터 요청을 수신하기 위한 회로, 여기서 상기 요청은 상기 제1 무선 장치를 통하여 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 상기 요청을 수용하기 위한 회로; 및
상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 회로;
를 포함하는, 무선 장치.
100. 셀룰러 네트워크의 커버리지를 확장시키고 용량을 개선하기 위한 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은
상기 셀룰러 네트워크의 셀 내 제1 무선 장치로부터 제2 무선 장치에 의해 요청을 수신하기 위한 프로그래밍 명령, 여기서 상기 요청은 상기 제1 무선 장치를 통하여 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 기지국과 통신하도록 하는 요청임;
상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하도록 하는 상기 요청을 수용하기 위한 프로그래밍 명령; 및
상기 제2 무선 장치에 의해 상기 제1 무선 장치를 통하여 상기 비-셀룰러 인터페이스 상에서 상기 셀의 상기 기지국과 통신하기 위한 프로그래밍 명령;
을 포함하는, 컴퓨터 프로그램 제품.
101. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는
셀룰러 네트워크의 셀 내 기지국과의 통신을 수행하기 위한 셀룰러 인터페이스; 및
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 또 다른 무선 장치와의 통신을 수행하기 위한 비-셀룰러 인터페이스;
를 포함하는, 무선 장치.
102. 제 17 항에 있어서, 상기 비-셀룰러 인터페이스는 주변 무선 장치를 도약하기 위하여 사용되는, 무선 장치.
103. 제 17 항에 있어서, 상기 비-셀룰러 인터페이스는 주변 무선 장치에 대한 복수의 도약을 수행하기 위하여 사용되는, 무선 장치.
104. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는
셀룰러 네트워크의 셀 내 기지국과의 통신을 수행하기 위한 셀룰러 인터페이스, 여기서 상기 셀룰러 인터페이스는 제1 다중-도약 제어기를 포함하며, 상기 제1 다중-도약 제어기는 상기 무선 장치가 다중-도약을 수행하는 것을 허용하도록 구성됨; 및
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 또 다른 무선 장치와의 통신을 수행하기 위한 비-셀룰러 인터페이스, 여기서 상기 비-셀룰러 인터페이스는 제2 다중-도약 제어기를 포함하며, 상기 제2 다중-도약 제어기는 상기 무선 장치가 다중-도약을 수행하는 것을 허용하도록 구성됨;
을 포함하는, 무선 장치.
105. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는:
셀룰러 네트워크의 셀 내 기지국과의 통신을 수행하기 위한 셀룰러 인터페이스;
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 또 다른 무선 장치와의 통신을 수행하기 위한 비-셀룰러 인터페이스; 및
상기 셀룰러 인터페이스 및 상기 비-셀룰러 인터페이스에 연결된 다중-도약 제어기, 여기서 상기 다중-도약 제어기는 상기 무선 장치가 다중-도약을 수행하는 것을 허용하도록 구성됨;
을 포함하는, 무선 장치
106. 무선 장치에 있어서, 상기 무선 장치는:
셀룰러 네트워크의 셀 내 기지국과의 통신을 수행하기 위한 셀룰러 인터페이스;
상기 셀룰러 네트워크의 상기 셀 내 또 다른 무선 장치와의 통신을 수행하기 위한 비-셀룰러 인터페이스; 및
상기 셀룰러 인터페이스 및 상기 비-셀룰러 인터페이스에 연결된 범용 프로세서, 여기서 상기 범용 프로세서는 다중-도약 제어기를 포함하며, 상기 다중-도약 제어기는 상기 무선 장치가 다중-도약을 수행하는 것을 허용하도록 구성됨;
을 포함하는, 무선 장치
107. 무선 네크워크 내 충돌을 감지하는 방법에 있어서, 상기 방법은
제1 데이터 프레임을 제1 무선 장치로부터 제2 무선 장치로 제1 타임 슬롯에서 전송하는 단계, 여기서 상기 제1 데이터 프레임은 시퀀스 식별자를 포함함;
상기 제1 무선 장치가 상기 제1 데이터 프레임을 전송하는 동안 중복 데이터 프레임을 제3 무선 장치로부터 제4 무선 장치로 전송하는 단계;
제2 데이터 프레임을 제2 무선 장치로부터 제1 무선 장치로 상기 제1 타임 슬롯에서 전송하여 상기 제1 데이터 프레임의 성공적인 수신을 수신확인하는 단계, 여기서 상기 제2 데이터 프레임은 상기 제1 데이터 프레임으로부터의 상기 시퀀스 식별자를 포함함;
상기 제1 무선 장치에서, 상기 제1 타임 슬롯에서 상기 제2 무선 장치로의 상기 제1 데이터 프레임의 전송이 성공적이었다는 결정에 응답하여, 상기 시퀀스 식별자를 변화시키는 단계;
상기 제1 무선 장치에서, 상기 제1 타임 슬롯에서 상기 제2 무선 장치로의 상기 제1 데이터 프레임의 전송이 성공적이지 못하였다는 결정에 응답하여, 상기 시퀀스 식별자를 변화없이 유지시키는 단계;
상기 제1 무선 장치로부터, 제3 데이터 프레임을 상기 제2 무선 장치로 제2 타임 슬롯에서 전송하는 단계, 여기서 상기 제3 데이터 프레임은 상기 시퀀스 식별자를 포함함;
제3 데이터가 성공적으로 수신되었다는 결정에 응답하여, 상기 제2 무선 장치로부터, 제4 데이터 프레임을 상기 제1 무선 장치로 상기 제2 타임 슬롯에서 전송하는 단계, 여기서 상기 제4 데이터 프레임은 상기 제3 데이터 프레임으로부터의 상기 시퀀스 식별자를 포함함;
상기 제1 무선 장치에서, 상기 제2 타임 슬롯에서 상기 제2 무선 장치로의 상기 제3 데이터 프레임의 전송이 성공적이었다는 결정에 응답하여, 상기 시퀀스 식별자를 변화시키는 단계;
상기 제1 무선 장치에서, 상기 제2 타임 슬롯에서 상기 제2 무선 장치로의 상기 제3 데이터 프레임의 전송이 성공적이지 못하였다는 결정에 응답하여, 상기 시퀀스 식별자를 변화없이 유지시키는 단계;
제3 무선 장치에서, 상기 제1 무선 장치 및 상기 제2 무선 장치로부터 제1 타임 슬롯에서 상기 시퀀스 식별자를 수신하거나 또는 상기 제1 무선 장치 또는 상기 제2 무선 장치로부터 상기 제2 타임 슬롯에서 상기 시퀀스 식별자를 수신하는 단계; 및
상기 시퀀스 식별자가 변하였다는 결정에 응답하여, 상기 제3 무선 장치에서, 상기 중복 데이터 프레임에 비하여, 더 낮은 데이터 속도, 더낮은 전력에서, 상이한 프레임-간 스페이싱 기간에서, 또는 이들의 조합에서, 그 밖의 다른 데이터 프레임을 전송하는 단계;
를 포함하는, 무선 네크워크 내 충돌을 감지하는 방법.
108. 제 107 항에 있어서, 상기 시퀀스 식별자는 길이가 1 비트(one bit)인, 방법.
109. 제 107 항 내지 제 108 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 시퀀스 식별자는 순환적으로 랩 어라운드(wraps around)하는 양의 정수인, 방법.
110. 제 107 항 내지 제 109 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무선 장치는 연속적인 타임 슬롯을 전송하거나 또는 상기 연속적인 타임 슬롯에서의 전송을 허용하는지 여부를 결정하기 위하여 무선 프레임의 존재 및 부존재를 사용하는, 방법.
111. 비-전이 메모리에 저장된 컴퓨터 프로그램 제품을 갖는 상기 비-전이 메모리를 포함하는 무선 장치에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은 핸드-헬드 무선 장치에 의해 실행될 때 상기 무선 장치로 하여금 다음 단계를 수행하도록 하는, 무선 장치:
데이터 프레임을 비-셀룰러 인터페이스 상에서 전송 전력, 전송 속도, 및 프레임-간 스페이싱 기간에서 전송하는 단계;
또 다른 무선 장치들 사이에서 전송된 프레임의 시퀀스 식별자를 수신하는 단계; 및
또 다른 무선 장치들 사이에서 전송된 프레임의 상기 시퀀스 식별자의 변화에 기초하여, 데이터 프레임을 비-셀룰러 인터페이스 상에서 전송하는 단계가 충돌을 야기하였는지를 탐지하고, 이에 응답하여, 상기 전송 전력, 상기 전송 속도, 상기 프레임-간 스페이싱 기간, 또는 이들의 조합을 변화시키는 단계.
112. 제 111 항에 있어서, 상기 프레임-간 스페이싱 기간을 변화시키는 것은 결정론적 전송 스케줄의 공격성을 감소시키도록 변화시키는 위한 요청을 또 다른 무선 장치에 전송하는 것을 포함하는, 무선 장치.
113. 전기 기기에 있어서, 상기 전기 기기는
제어기; 및
무선 장치;
를 포함하며,
상기 무선 장치는 그 밖의 다른 무선 장치로부터 무선 노드-상태 신호를 수신하고, 상기 노드-상태 신호에 인코딩된 종류 필드를 식별하고, 상기 종류 필드가 또 다른 무선 장치 근처에 인간의 존재 가능성을 표시하는 카테고리의 멤버인지 여부를 결정하고 상기 종류가 상기 카테고리에 속한다는 결정에 응답하여, 상기 전기 기기의 작동을 변형시키기 위한 명령을 상기 제어기에 전송하도록 구성되는, 전기 기기.
114. 제 113 항에 있어서, 상기 전기 기기의 작동을 변형시키는 것은 상기 전기 기기를 켜는 것을 포함하는, 전기 기기.
115. 제 113 항 내지 제 114 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 기기는 히터 또는 공기-조절기를 포함하는, 전기 기기.
116. 제 113 항 내지 제 114 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전기 기기의 작동을 변형시키는 것은 상기 전기 기기의 사용자- 구성가능 설정을 변화시키는 것을 포함하는, 전기 기기.
117. 차량 교통을 관리하는 방법에 있어서, 상기 방법은
제1 무선 단말로부터 비콘을 전송하는 단계;
제2 무선 단말에서 상기 비콘을 수신하는 단계;
상기 비콘에 인코딩된 데이터를 교통-신호등 제어기로 전송하는 단계;
교통-신호등 제어기에서 상기 비콘에 의해 인코딩된 상기 데이터를 수신하는 단계; 및
수신된 상기 데이터에 응답하여, 상기 교통-신호등 제어기에 의해 적어도 부분적으로 제어되는 교통 신호등의 작동을 변형시키는 단계;
를 포함하는, 차량 교통을 관리하는 방법.
118. 제 117 항에 있어서, 교통 신호등의 작동을 변형시키는 단계는 차량의 카운트를 증가시키는 단계, 교통 신호등의 타이밍을 변형시키는 단계, 경로를 차량에 지시하는 단계, 사람들의 카운트를 증가시키는 단계를 포함하는, 방법.
119. 제 117 항 내지 제 118 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 무선 단말은 차량, 차량에 장착된 장치, 사람, 또는 사람에 의해 운반되는 장치와 관련되는, 방법.
120. 제 117 항 내지 제 119 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 무선 단말은 상기 교통-신호등 제어기에 연결되는, 방법.
121. 제 117 항 내지 제 120 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 교통-신호등 제어기로부터, 상기 비콘에 인코딩된 상기 데이터에 기초하여 데이터를 그 밖의 다른 교통-신호등 제어기로 전송하는 단계;
또 다른 교통-신호등 제어기에서 상기 비콘에 인코딩된 상기 데이터에 기초하여 상기 데이터를 수신하는 단계;
수신된 상기 데이터에 응답하여, 또 다른 교통-신호등 제어기에 의해 적어도 부분적으로 제어되는 그 밖의 다른 교통 신호등의 작동을 변형시키는 단계;
를 더욱 포함하는, 방법.
122. 제 117 항 내지 제 121 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비콘이 다음 중 적어도 하나에 관한 정보를 포함하는 것을 포함하는, 방법:
상기 제1 무선 단말의 종류, 상기 제1 무선 단말의 의지, 및 제1 무선 단말 근처의 무선 단말의 수.
123. 교통 신호등에 있어서, 상기 교통 신호등은
적색 신호;
녹색 신호;
제어기로서:
제1 무선 단말로부터 비콘을 수신하고; 그리고
상기 비콘에 의해 전달된 정보에 응답하여 상기 적색 신호가 켜져 있는 시간 기간을 변화시키도록 구성된 상기 제어기;
를 포함하는, 교통 신호등.
124. 차량 교통을 관리하기 위하여 컴퓨터 판독가능한 저장 매체에 포함된 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은
제1 무선 단말로부터 비콘을 수신하기 위한 프로그래밍 명령;
상기 비콘에 기초하여, 다음 중 적어도 하나를 수행하기 위한 프로그래밍 명령: 차량 관찰, 차량 규제, 차량 경로설정, 차량 제어, 사람들 관찰, 사람들 규제, 사람들 경로설정, 사람들 제어, 및 교통 신호등 제어;
를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
125. 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크 상에서 데이터를 전달하는 방법에 있어서, 상기 방법은
릴레이 셀룰러 장치에서, 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
발신 셀룰러 장치에서, 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 무선 신호를 전송하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 전송된 상기 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 전송된 상기 무선 신호에 기초하여, 상기 발신 셀룰러 장치에서,
상기 기지국과 상기 발신 셀룰러 장치 사이에서 교환된 데이터를 위한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치를 선택하는 단계; 및
상기 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 상기 발신 셀룰러 장치로부터 상기 기지국으로 상기 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 전송하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크 상에서 데이터를 전달하는 방법.
비록 방법, 무선 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품이 몇 가지 구체 예와 관련하여 기재되지만, 여기에 제시된 특정한 형태에 제한되는 것은 아니며, 그 반대로, 이러한 대안, 변형 및 균등물을 포함할 수 있으며, 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 사상 및 범위 내에 합리적으로 포함될 수 있다.
Claims (1)
- 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크 상에서 데이터를 전송하는 방법에 있어서, 상기 방법은
릴레이 셀룰러 장치에서, 셀룰러 신호 품질에 기초하여 상기 릴레이 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 자신을 활용가능하게 만들 것인지 여부를 결정하는 단계;
발신 셀룰러 장치에서, 셀룰러 신호 품질에 기초하여 상기 발신 셀룰러 장치가 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 릴레이를 통하여 셀룰러 네트워크의 기지국에 무선으로 연결할 것인가를 결정하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크에서 다른 셀룰러 장치에 대한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치의 활용가능성을 표시하는 무선 신호를 전송하는 단계;
상기 발신 셀룰러 장치에서, 상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 전송된 상기 무선 신호를 수신하는 단계;
상기 릴레이 셀룰러 장치로부터 전송된 상기 무선 신호에 기초하여, 상기 발신 셀룰러 장치에서, 기지국과 발신 셀룰러 장치 사이에서 교환된 데이터를 위한 릴레이로서 상기 릴레이 셀룰러 장치를 선택하는 단계; 및
상기 릴레이 셀룰러 장치를 통하여 발신 셀룰러 장치로부터 기지국으로 기지국으로의 전송을 위한 상향-링크 데이터를 전송하는 단계;
를 포함하는, 셀룰러 및 다중-도약, 비-셀룰러 네트워크 상에서 데이터를 전송하는 방법.
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