KR101152932B1 - Wireless channel coexistence system using active channel reservation in wlan and wpan and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무선 채널 예약을 통한 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(WPAN)의 무선 채널 공존 시스템 및 그 방법이다.The present invention is a wireless channel coexistence system and method of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area network (WPAN) through a wireless channel reservation.

본 발명의 무선 채널 공존 시스템은 제1 무선망 시스템의 제1 단말과 데이터를 송수신하는 제1 무선망 시스템의 인터페이스부; 제2 단말과 주기적으로 데이터를 송수신하는 제2 무선망 시스템의 인터페이스부; 제1 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하며, 무선 채널 예약 시간 정보에 기초하여 메시지를 생성하고, 생성한 메시지를 제1 무선망 시스템의 인터페이스부로 전달하는 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부; 제2 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하고, 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기에 대한 설정을 하는 제2 무선망 시스템의 코디네이터; 및 제2 무선망 시스템의 코디네이터로부터 전송받은 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기에 기초하여 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부를 제어하는 능동 채널 예약부를 포함한다.The wireless channel coexistence system of the present invention includes an interface unit of a first wireless network system for transmitting and receiving data with a first terminal of a first wireless network system; An interface unit of a second wireless network system that periodically transmits and receives data with a second terminal; An access point control unit of the first wireless network system controlling the interface unit of the first wireless network system, generating a message based on wireless channel reservation time information, and transferring the generated message to the interface unit of the first wireless network system; A coordinator of the second wireless network system that controls the interface unit of the second wireless network system and sets the wireless channel reservation time and the data communication repetition period; And an active channel reservation unit configured to control an access point controller of the first wireless network system based on a wireless channel reservation time and a data communication repetition period received from the coordinator of the second wireless network system.

본 발명에 의하면, 서로 다른 데이터를 송수신이 가능하게 하는 공존시스템은 서로 다른 통신 방법에 따른 충돌을 없애고, 데이터 처리를 효율적으로 향상시킨다.According to the present invention, a coexistence system capable of transmitting and receiving different data eliminates collisions according to different communication methods and efficiently improves data processing.

WLAN, WPAN, 채널 예약, 채널 공존, 억세스포인트(AP) WLAN, WPAN, Channel Reservation, Channel Coexistence, Access Point (AP)

Description

무선 채널 예약을 통한 무선 로컬 통신망(ＷＬＡＮ)과 무선 개인영역 통신망(ＷＰＡＮ)의 무선 채널 공존 시스템 및 그 방법{WIRELESS CHANNEL COEXISTENCE SYSTEM USING ACTIVE CHANNEL RESERVATION IN WLAN AND WPAN AND METHOD THEREOF}WIRELESS CHANNEL COEXISTENCE SYSTEM USING ACTIVE CHANNEL RESERVATION IN WLAN AND WPAN AND METHOD THEREOF} Wireless Channel Coexistence System between Wireless Local Area Network (WLAN) and Wireless Personal Area Network (WPAN)

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(LR-WPAN)의 공존을 위한 시스템망을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a system network for coexistence of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area communication network (LR-WPAN) according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공존시스템(AP)을 상세히 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating in detail a coexistence system (AP) according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템망의 데이터 전송을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating data transmission of a coexistence system network according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 채널 예약을 이용한 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(LR-WPAN)의 공존 밴드영역에 기초한 데이터 송수신 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a data transmission / reception method based on a coexistence band region of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area communication network (LR-WPAN) using wireless channel reservation according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 무선 데이터 통신 시스템에서 두 가지 무선 통신 기술의 채널 공존 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 무선 채널 예약을 통해 IEEE802.11기반의 WLAN(Wireless Local Area Network; 이하 "WLAN"이라 함.)과 IEEE802.15.4기반의 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network; 이하 "LR-WPAN"이라 함.)이 동시에 동작할 수 있도록 하는 무선 채널 공존 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a channel coexistence system and a method of two wireless communication technologies in a wireless data communication system, and to an IEEE802.11-based Wireless Local Area Network (WLAN) through wireless channel reservation. The present invention relates to a wireless channel coexistence system and a method for allowing an IEEE 802.15.4-based Low Rate-Wireless Personal Area Network (LR-WPAN) to operate simultaneously.

IEEE 802.11 WLAN은 종래의 Ethernet이 유선 환경에서만 동작한다는 단점을 개선하기 위해 제안되었으며, 특정한 인가가 필요없는 ISM(Industrial, Scientific and Medical)대역인 2.4Ghz 대역을 사용한다.IEEE 802.11 WLAN has been proposed to improve the disadvantage that the conventional Ethernet operates only in a wired environment, and uses the 2.4Ghz band, which is an Industrial, Scientific and Medical (ISM) band, which does not require specific authorization.

자신의 데이터 전송이 성공적으로 이루어졌는지 확인할 수 있는 Ethernet환경과는 달리, IEEE 802.11 WLAN은 충동 여부를 감지할 수 없기 때문에, 데이터 충돌을 방지하기 위한 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)를 사용하는 Ethernet(이더넷)과는 달리, 서로간의 데이터 간섭을 피하기 위해 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)를 사용한다.Unlike the Ethernet environment, which allows you to verify that your data transmission was successful, IEEE 802.11 WLAN cannot detect impulse, so you can use Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD) to prevent data collisions. Unlike Ethernet, which uses Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA / CA) to avoid data interference between each other.

이러한 802.11 WLAN을 이용한 종래 기술로는 국내 특허공보 2004-0097371호에 개시된 "무선 LAN 대역폭 사용량 관리 방법 및 시스템"이 개시되어 있다. 이 종래의 기술은 억세스 포인트(AP)에서의 무선 LAN 대역폭 사용량 관리 방법 및 시스템에 관하여 개시하고 있다.As a conventional technology using such an 802.11 WLAN, a "wireless LAN bandwidth usage management method and system" disclosed in Korean Patent Publication No. 2004-0097371 is disclosed. This prior art discloses a method and system for managing wireless LAN bandwidth usage at an access point (AP).

IEEE802.15.4 LR-WPAN은 그 상위 단의 ZigBee 표준과 함께 사용되는 무선 통신 기술로서, 차세대 센서 네트워크(Sensor Network) 및 홈 네트워크(Home Network)를 중심으로 점차 발전하고 있는 무선 기술이다.IEEE802.15.4 LR-WPAN is a wireless communication technology used in conjunction with the upper level ZigBee standard, and is a wireless technology that is gradually developing around the next generation sensor network and home network.

IEEE802.15.4 LR-WPAN은 IEEE802.11 WLAN과 같이 특정한 인가가 필요없는 ISM대역인 2.4Ghz 대역을 사용하며, 센서(Sensor)이용 목적으로 인하여 저전력 소모를 가장 큰 목표로 설계된 프로토콜(Protocol)이다.The IEEE802.15.4 LR-WPAN uses the 2.4Ghz band, which is an ISM band that does not require a specific license, such as IEEE802.11 WLAN, and is a protocol designed for the purpose of low power consumption for the purpose of sensor use.

또한, IEEE802.15.4 LR-WPAN은 IEEE802.11 WLAN이 사용하는 CSMA/CA를 사용하지만, 지속적으로 무선 채널을 사용하는 IEEE802.11 WLAN과는 달리 전체 시간 중 아주 짧은 기간 동안 무선 채널을 사용한다.In addition, the IEEE802.15.4 LR-WPAN uses CSMA / CA used by the IEEE802.11 WLAN, but unlike the IEEE802.11 WLAN which uses the wireless channel continuously, the IEEE802.15.4 LR-WPAN uses the wireless channel for a very short period of time.

이러한 IEEE802.15.4 LR-WLAN을 이용한 종래 기술로 국내 특허공보 제2005-0029515호에 "무선 개인영역 네트워크에서 음성통신을 위한 무선통신 방법"을 개시하고 있다. 이 종래 기술은 IEEE802.15.4 표준을 기반으로 하는 무선 개인 영역 네트워크 환경에서 음성 통신을 위한 무선 통신 방법을 개시하고 있다.In the prior art using the IEEE802.15.4 LR-WLAN, Korean Patent Publication No. 2005-0029515 discloses a "wireless communication method for voice communication in a wireless personal area network". This prior art discloses a wireless communication method for voice communication in a wireless personal area network environment based on the IEEE802.15.4 standard.

현재 이 두 기술이 공존하기 위해서는 서로 다른 주파수를 사용하여 시스템을 구축하여야만 한다. 그러나 지금 사용되고 있는 IEEE802.11 WLAN 서비스들은 여러 개의 AP가 서로 다른 주파수를 사용하는 방식으로 운용되기 때문에 IEEE802.15.4 LR-WPAN이 사용할 수 있는 주파수 대역이 매우 미미하다.Currently, in order for these two technologies to coexist, systems must be built using different frequencies. However, the IEEE802.11 WLAN services currently used are operated in such a manner that multiple APs use different frequencies, so the frequency band that IEEE802.15.4 LR-WPAN can use is very small.

그에 따라, 무선 로컬 통신망(WLAN)에 비해서 상대적으로 작은 전력의 신호를 사용하는 무선 개인영역 통신망(LR-WPAN)의 통신 신호는 무선 로컬 통신망(WLAN)의 통신 신호에 의해서 심각한 잡음을 겪게 되어 데이터 전송이 불가능하게 된다.Accordingly, a communication signal of a wireless personal area network (LR-WPAN) that uses a signal of relatively small power compared to a wireless local area network (WLAN) is subjected to severe noise by the communication signal of the wireless local area network (WLAN). The transmission becomes impossible.

따라서 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 능동적 무선 채널 예약을 통해 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(WPAN)이 동시에 동작할 수 있도록 하는 무선 채널 공존 시스템 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention for solving the above problems is to provide a wireless channel coexistence system and method for allowing a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area network (WPAN) to operate simultaneously through active wireless channel reservation. will be.

전술한 기술 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 첫 번째 특징에 따라서 제1 무선망 시스템의 제1 단말 및 제2 무선망 시스템의 제2 단말과 데이터를 송수신을 지원하는 공존 시스템은, In order to solve the above technical problem, in accordance with the first aspect of the present invention, a coexistence system for supporting data transmission and reception with the first terminal of the first wireless network system and the second terminal of the second wireless network system,

제1 무선망 시스템의 제1 단말과 데이터를 송수신하는 제1 무선망 시스템의 인터페이스부; 제2 단말과 주기적으로 데이터를 송수신하는 제2 무선망 시스템의 인터페이스부; 제1 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하며, 무선 채널 예약 시간 정보에 기초하여 메시지를 생성하고, 생성한 메시지를 제1 무선망 시스템의 인터페이스부로 전달하는 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부; 제2 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하고, 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기에 대한 설정을 하는 제2 무선망 시스템의 코디네이터; 및 제2 무선망 시스템의 코디네이터로부터 전송받은 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기에 기초하여 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부를 제어하는 능동 채널 예약부를 포함한다.An interface unit of the first wireless network system for transmitting and receiving data with the first terminal of the first wireless network system; An interface unit of a second wireless network system that periodically transmits and receives data with a second terminal; An access point control unit of the first wireless network system controlling the interface unit of the first wireless network system, generating a message based on wireless channel reservation time information, and transferring the generated message to the interface unit of the first wireless network system; A coordinator of the second wireless network system that controls the interface unit of the second wireless network system and sets the wireless channel reservation time and the data communication repetition period; And an active channel reservation unit configured to control an access point controller of the first wireless network system based on a wireless channel reservation time and a data communication repetition period received from the coordinator of the second wireless network system.

여기서, 제2 무선망 시스템의 코디네이터는, 사용자에 의해 설정된 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기 값을 능동 채널 예약부로 전송한다.Here, the coordinator of the second wireless network system transmits the wireless channel reservation time and the data communication repetition period value set by the user to the active channel reservation unit.

여기서, 제1 무선망 시스템은 WLAN(Wireless Local Area Network)이며, 제2 무선망 시스템은 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)이다.Here, the first wireless network system is a wireless local area network (WLAN), and the second wireless network system is a low rate-wireless personal area network (LR-WPAN).

여기서, 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부에서 생성하는 메시지는 무선 채널 할당을 위한 RTS메시지이다.Here, the message generated by the access point controller of the first wireless network system is an RTS message for radio channel assignment.

본 발명의 두 번째 특징에 따라서 다수의 제1 무선망 시스템의 제1 단말 및 제2 무선망 시스템의 제2 단말의 통신을 모두 지원하는 공존 시스템의 데이터 송수신 방법은,According to a second aspect of the present invention, a data transmission / reception method of a coexistence system supporting both communication between a first terminal of a plurality of first wireless network systems and a second terminal of a second wireless network system includes:

a) 제2 단말의 데이터 통신 주기 및 채널 예약 시간을 설정하는 단계; b) 제2 단말의 통신 주기가 도래하면, 제1 무선망 형식의 채널 요청을 이용하여 무선 채널을 확보하는 단계; c) 확보된 무선 채널을 이용하여 제2 단말의 데이터를 송수신하는 단계; 및 d) 설정된 채널 예약 시간의 종료에 기초하여 제2 단말과 연결을 해제하는 단계를 포함한다.  a) setting a data communication period and a channel reservation time of the second terminal; b) when a communication period of the second terminal arrives, acquiring a wireless channel using a channel request of a first wireless network type; c) transmitting and receiving data of the second terminal using the secured wireless channel; And d) releasing the connection with the second terminal based on the end of the set channel reservation time.

여기서, 제1 무선망 시스템은 WLAN(Wireless Local Area Network)이며, 제2 무선망 시스템은 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)이다.Here, the first wireless network system is a wireless local area network (WLAN), and the second wireless network system is a low rate-wireless personal area network (LR-WPAN).

여기서, b)단계는 i) 무선 채널 확보를 위한 RTS 메시지 패킷을 생성하는 단계; ii) 생성된 패킷을 제1 무선망 시스템의 제1 단말로 전달하는 단계; 및 iii) 제1 무선망 시스템의 제1 단말로부터 RTS(Ready To Send)메시지에 응답하는 CTS(Clear To Send)메시지를 전송받는 단계를 포함한다.Here, step b) includes: i) generating an RTS message packet for securing a wireless channel; ii) delivering the generated packet to a first terminal of a first wireless network system; And iii) receiving a clear to send (CTS) message in response to a ready to send (RTS) message from a first terminal of the first wireless network system.

여기서, 제2 무선망 시스템의 제2 단말은 설정된 통신 주기에 따라, 주기적인 데이터 통신을 한다.Here, the second terminal of the second wireless network system performs periodic data communication according to the set communication period.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 무선 채널 예약을 통한 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(WPAN)의 무선 채널 공존 시스템 및 그 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a wireless channel coexistence system and method of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area communication network (WPAN) through a wireless channel reservation according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(WPAN)의 공존을 위한 시스템망을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a system network for coexistence of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area communication network (WPAN) according to an embodiment of the present invention.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템망은 LR-WPAN 및 WLAN의 서로 다른 방법으로 데이터 통신을 가능하게 하는 무선 채널 공존 시스템망으로, 공존 시스템(AP), LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network; 이하 "LR-WPAN"이라 함.)(100), WLAN(Wireless Local Area Network; 이하 "WLAN"이라 함.)(200)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the coexistence system network according to an embodiment of the present invention is a wireless channel coexistence system network that enables data communication using different methods of LR-WPAN and WLAN. (Low Rate-Wireless Personal Area Network; hereinafter referred to as "LR-WPAN") 100, WLAN (Wireless Local Area Network; hereinafter referred to as "WLAN") (200).

공존 시스템(AP)(300)은 억세스 포인트(Access Point; 이하 "AP"라 함.)와 연계하여 무선 채널 공존 통신 기능을 수행하며, LP-WPAN 단말(100)의 IEEE802.15.4 표준 데이터 및 WLAN 단말(Access Terminal)(200)의 IEEE802.11 표준 데이터를 전송받아 처리하는 무선 채널 공존 시스템이다.The coexistence system (AP) 300 performs wireless channel coexistence communication function in association with an access point (hereinafter, referred to as an "AP"), and the IEEE802.15.4 standard data and the WLAN of the LP-WPAN terminal 100. A wireless channel coexistence system for receiving and processing IEEE802.11 standard data of a terminal (Access Terminal) 200.

LR-WPAN 단말(100)은 IEEE 802.15.4표준에 따른 LR-WPAN의 단말이며, WLAN 단말(200)은 IEEE 802.11표준에 따른 WLAN의 단말이다. The LR-WPAN terminal 100 is a terminal of the LR-WPAN according to the IEEE 802.15.4 standard, and the WLAN terminal 200 is a terminal of the WLAN according to the IEEE 802.11 standard.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 공존시스템(AP)을 상세히 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating in detail a coexistence system (AP) according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템(AP)은 IEEE 802.15.4표준에 따른 LR-WPAN 단말(100)과 IEEE802.11표준에 따른 WLAN 단말(200)로부터 전송받은 데이터를 효율적으로 공유함으로써, 두 표준에 따른 데이터 처리가 가능하게 한다.As shown in FIG. 2, the coexistence system (AP) according to an embodiment of the present invention transmits data received from the LR-WPAN terminal 100 according to the IEEE 802.15.4 standard and the WLAN terminal 200 according to the IEEE802.11 standard. Efficient sharing allows for data processing according to both standards.

공존시스템은 능동 채널 예약부(ACROS부; Active Channel Reservation for cOexiStence)(310), WLAN AP(Access Point) 제어부(320), LR-WPAN 코디네이터(Coordinator)(330), WLAN NIC(Network Interface Card)(340), LR-WPAN NIC(350)를 포함한다.The coexistence system includes an active channel reservation unit (ACROS); an active channel reservation for cOexiStence (310), a WLAN access point (320) control unit (320), an LR-WPAN coordinator (330), and a WLAN network interface card (NIC). 340, an LR-WPAN NIC 350.

능동 채널 예약부(310)는 전체적인 공존시스템을 관리 및 제어하는 역할을 하며, IEEE 802.15.4표준에 따른 LR-WPAN NIC(350)과 IEEE802.11표준에 따른 WLAN NIC(340)로부터 전송한 데이터가 채널공존을 통하여 효율적인 데이터 전송이 이루어질 수 있게 제어한다.The active channel reservation unit 310 manages and controls the entire coexistence system and transmits data from the LR-WPAN NIC 350 according to the IEEE 802.15.4 standard and the WLAN NIC 340 according to the IEEE802.11 standard. Control the efficient data transmission through channel coexistence.

또한, 능동 채널 예약부(310)는 무선팬 코디네이터(LR-WPAN Coordinator)(330)의 설정된 채널 예약 시간 및 데이터 통신 주기에 따라, 무선랜 억세스 포인트(WLAN Access Point) 제어부(320)의 패킷의 생성 설정을 제어한다.In addition, the active channel reservation unit 310 according to the set channel reservation time and the data communication period of the wireless fan coordinator (LR-WPAN Coordinator) 330, the packet of the WLAN access point control unit (320) Control generation settings.

또한, WLAN AP 제어부(320) 및 LR-WPAN Coordinator(330)를 중재하는 ACROS Software부(312)를 포함한다.It also includes an ACROS software unit 312 that mediates the WLAN AP controller 320 and the LR-WPAN Coordinator 330.

WLAN AP 제어부(320)는 능동 채널 예약부(310) 및 IEEE802.11 WLAN NIC(340)와 통신을 하며, WLAN NIC(340)을 제어한다. 또한, 능동 채널 예약부(310)로부터 전송 받은 공존을 위한 명령을 기초로 RTS메시지를 생성하여 WLAN NIC(340)로 전달한다. The WLAN AP controller 320 communicates with the active channel reservation unit 310 and the IEEE802.11 WLAN NIC 340 and controls the WLAN NIC 340. In addition, the RTS message is generated and transmitted to the WLAN NIC 340 based on the coexistence command received from the active channel reservation unit 310.

LR-WPAN Coordiantor(330)는 능동 채널 예약부(310) 및 IEEE802.15.4 LR-WPAN NIC(350)와 통신을 하며, 능동 채널 예약부(310)와 송수신되어지는 동기화 신호를 기초로 LR-WPAN NIC(350)을 제어한다.The LR-WPAN Coordiantor 330 communicates with the active channel reservation unit 310 and the IEEE802.15.4 LR-WPAN NIC 350 and based on a synchronization signal transmitted / received with the active channel reservation unit 310. The NIC 350 is controlled.

여기서, LR-WPAN Coordinator(330)는 사용자의 설정에 의하여 LR-WPAN 단말 (100)의 활성화 기간에 따른 무선채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복 주기를 설정하고, 설정된 값을 능동 채널 예약부로 전송된다.Here, the LR-WPAN Coordinator 330 sets the wireless channel reservation time and data communication repetition period according to the activation period of the LR-WPAN terminal 100 according to the user's setting, and transmits the set value to the active channel reservation unit.

무선랜 인터페이스부(WLAN NIC)(340)는 IEEE 802.11의 표준에 의한 데이터 송수신 장치로써, WLAN MAC(342) 및 WLAN PHY(344)를 포함하며 상기 도1의 WLAN 단말(200)과 데이터 송수신을 한다.The WLAN interface unit (WLAN NIC) 340 is a data transmission / reception apparatus according to the IEEE 802.11 standard, and includes a WLAN MAC 342 and a WLAN PHY 344 and transmits and receives data to and from the WLAN terminal 200 of FIG. do.

무선팬 인터페이스부(LR-WPAN NIC)(350)는 IEEE 802.15.4 표준에 의한 데이터 송수신 장치로써, LR-WPAN MAC(352) 및 LR-WPAN PHY(354) 상기 도1의 LR-WPAN 단말(100)과 데이터 송수신을 한다.The wireless fan interface unit (LR-WPAN NIC) 350 is a data transmission / reception apparatus based on the IEEE 802.15.4 standard, and the LR-WPAN MAC 352 and the LR-WPAN PHY 354 of the LR-WPAN terminal of FIG. Send and receive data with 100).

이상에서 본 발명의 실시 예에 따른 공존시스템(AP)(300)에 대하여 상세히 설명하였다. 본 발명의 공존시스템(300)은 AP와 결합하여 WLAN 단말(200)과 WLAN NIC(340)사이의 무선채널을 사용하지 않게 함으로써, LR-WPAN 단말(100)과 LR-WPAN NIC(350)사이에 데이터를 송수신할 수 있게 한다.The coexistence system (AP) 300 according to an embodiment of the present invention has been described in detail above. The coexistence system 300 of the present invention does not use a wireless channel between the WLAN terminal 200 and the WLAN NIC 340 in combination with the AP, thereby between the LR-WPAN terminal 100 and the LR-WPAN NIC 350. Allows data to be sent and received.

또한, 본 발명의 공존시스템(300)은 WLAN 단말(200)과 결합할 수도 있으며, WLAN 단말과 결합하여 LR-WPAN의 Coordinator기능을 수행하고, LR-WPAN 통신 이용에 따른 무선채널을 할당함으로써, 서로 다른 두 통신 장치의 데이터 송수신이 가능하게 한다.In addition, the coexistence system 300 of the present invention may be combined with the WLAN terminal 200, by combining with the WLAN terminal to perform the coordinator function of the LR-WPAN, by assigning a radio channel according to the use of the LR-WPAN communication, Enables data transmission and reception of two different communication devices.

다음은 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템의 무선 채널 예약을 통한 두 통신 장치의 데이터 송수신 과정을 설명하기로 한다.Next, a data transmission / reception process of two communication devices through wireless channel reservation of a coexistence system according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템망의 데이터 전송을 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating data transmission of a coexistence system network according to an embodiment of the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템망의 채널공존에 따른 WPAN의 데이터 전송은 공존 시스템 무선채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복 주기를 설정에 의해 결정되어 진다.As shown in FIG. 3, data transmission of a WPAN according to channel coexistence of a coexistence system network according to an embodiment of the present invention is determined by setting a coexistence system radio channel reservation time and a data communication repetition period.

공존 시스템(300)과 WLAN 단말(200)과의 데이터 통신 중에(S100), 설정 정보에 기초한 LR-WPAN 단말(100)의 데이터 통신 요청시간이 되면, 공존 시스템(300)은 WLAN 단말(200)로 데이터 통신을 위한 무선 채널확보를 위해 RTS(Ready To Send; 이하 'RTS'라 함.)메시지를 전송한다(S104).During the data communication between the coexistence system 300 and the WLAN terminal 200 (S100), when the data communication request time of the LR-WPAN terminal 100 based on the setting information is reached, the coexistence system 300 is a WLAN terminal 200 In order to secure a wireless channel for data communication, a RTS (Ready To Send; RTS) message is transmitted (S104).

이에 대응하여, WLAN 단말(200)은 공존시스템으로 응답메시지인 CTS(Clear To Send; 이하 'CTS'라 함.)메시지를 전송한다(S106).In response, the WLAN terminal 200 transmits a clear to send (CTS) message, which is a response message, to the coexistence system (S106).

LR-WPAN 단말(100)은 상기 RTS/CTS메시지 전송을 통해 공존시스템과 데이터 통신을 위한 무선 채널을 확보하게 되어 데이터 통신을 하게 된다(S108).The LR-WPAN terminal 100 secures a wireless channel for data communication with the coexistence system through the RTS / CTS message transmission to perform data communication (S108).

여기서, 상기 RTS/CTS 메시지는 상기 LR-WPAN의 데이터 전송 주기에 기초한WLAN의 채널 공존 시간 정보가 저장된다. Here, the RTS / CTS message stores channel coexistence time information of the WLAN based on the data transmission period of the LR-WPAN.

공존 시스템은 일정시간 데이터 통신을 한 후 무선 채널 설정 시간의 종료 시각이 되면, LR-WPAN 단말과 데이터 통신을 해제한다(S110).The coexistence system releases data communication with the LR-WPAN terminal when the end time of the wireless channel setting time after the data communication for a predetermined time (S110).

그리고 나서, 공존시스템의 데이터 통신 반복 주기만큼 지속적인 반복을 통해 WLAN데이터 통신 중에 WPAN의 데이터를 공존하여 전송시킨다.Then, the data of the WPAN coexist and transmit during the WLAN data communication through the continuous repetition as the data communication repetition period of the coexistence system.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 무선 채널 예약을 이용한 무선 로컬 통신망(WLAN)과 무선 개인영역 통신망(LR-WPAN)의 공존 밴드영역에 기초한 데이터 송수신 방법을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a data transmission / reception method based on a coexistence band region of a wireless local area network (WLAN) and a wireless personal area communication network (LR-WPAN) using wireless channel reservation according to an embodiment of the present invention.

도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 공존 시스템(AP)(300)의 LR-WPAN Coordinator(330)는 사용자의 설정에 의하여 데이터 통신 반복 주기 및 채널 예약 시간이 설정된다(S200). As shown in FIG. 4, in the LR-WPAN Coordinator 330 of the coexistence system (AP) 300 according to an embodiment of the present invention, a data communication repetition period and a channel reservation time are set by a user (S200). .

여기서, LR-WPAN Coordinator(330)는 설정된 데이터 송수신 설정 정보를 공존 시스템의 ACROS Software부(312)로 알린다.Here, the LR-WPAN Coordinator 330 informs the ACROS Software unit 312 of the coexistence system of the set data transmission / reception setting information.

공존 시스템(AP)(300)의 ACROS Software부(312)는 WLAN NIC(340)과 LR-WPAN NIC(350)의 시간 정보를 동기화시키고 유지한다(S202).The ACROS software unit 312 of the coexistence system (AP) 300 synchronizes and maintains time information of the WLAN NIC 340 and the LR-WPAN NIC 350 (S202).

ACROS Software부(312)는 LR-WPAN Coordinator(330)로부터 전송받은 데이터 통신 반복 주기 및 채널 예약 시간 정보에 기초하여 IEEE 802.11 WLAN AP 제어부(320)로 AP의 주소를 임의의 주소로 바꾼 RTS 메시지를 생성하여 WLAN 단말(200)로 전송하도록 명령한다(S204).The ACROS Software unit 312 sends an RTS message in which the AP address is changed to an arbitrary address to the IEEE 802.11 WLAN AP controller 320 based on the data communication repetition period and channel reservation time information received from the LR-WPAN Coordinator 330. Generate and instruct to transmit to the WLAN terminal 200 (S204).

이때, RTS메시지를 전송할 때, 변경한 임의의 주소는 네트워크 안에 존재하지 않는 주소를 이용한다.At this time, when transmitting the RTS message, the changed random address uses an address that does not exist in the network.

여기서, RTS메시지는 설정되어진 무선 채널 예약 시간에 기초하여 생성된다.Here, the RTS message is generated based on the set radio channel reservation time.

WLAN 단말(200)은 RTS메시지를 전송 받은 후, 이에 응답하는 CTS메시지를 생성하여 브로드캐스팅(Broadcasting)한다(S206).After receiving the RTS message, the WLAN terminal 200 generates and broadcasts a CTS message corresponding thereto (S206).

WLAN 제어부는 CTS메시지를 전송받아, LR-WPAN 데이터 전송을 위한 채널을 확보하게 된다.The WLAN controller receives the CTS message and secures a channel for LR-WPAN data transmission.

다른 모든 WLAN 단말(200)들은 상기 WLAN 단말(200)로부터 전송받은 CTS메시지를 전송받아 NAV(Network Alloction Vector)를 설정하며, 설정된 기간동안 무선 채널을 사용하지 않는다.All other WLAN terminals 200 receive a CTS message received from the WLAN terminal 200 to set a Network Alloction Vector (NAV), and do not use a wireless channel for the set period.

이러한 공존 시스템과 WLAN 단말(200)과의 RTS/CTS메시지 교환은 무선 채널환경의 Hidden Node문제를 해결하기 위하여 고안되었으며, 실제로 무선 채널을 사용이 없다하더라도 모든 WLAN 단말(200)들은 무선 채널을 사용하지 않는다.The RTS / CTS message exchange between the coexistence system and the WLAN terminal 200 is designed to solve the hidden node problem of the wireless channel environment, and all WLAN terminals 200 use the wireless channel even if the wireless channel is not actually used. I never do that.

상기 S206단계에서 공존 시스템이 CTS메시지를 전송받으면 WLAN 단말(200)이 NAV의 설정에 따른 기간동안 무선 채널을 사용하지 않으므로, ARCOS부(310)는 LR-WPAN Coordinator(330)를 제어하여 LR-WPAN 단말(100)과 간섭없이 무선 채널을 이용한 데이터 송수신을 하게 된다.(S208).When the coexistence system receives the CTS message in step S206, since the WLAN terminal 200 does not use the wireless channel for a period according to the NAV setting, the ARCOS unit 310 controls the LR-WPAN Coordinator 330 to control the LR-. Data transmission and reception using a wireless channel without interference with the WPAN terminal 100 (S208).

공존 시스템(AP)(300)의 LR-WPAN NIC(350)은 LR-WPAN 단말(100)의 활성화 기간동안 무선 채널을 사용한 후, 비활성화 기간 동안에는 프로토콜 자체적으로 통신이 금지된다(S210).After the LR-WPAN NIC 350 of the coexistence system (AP) 300 uses the radio channel during the activation period of the LR-WPAN terminal 100, the protocol itself is prohibited during the deactivation period (S210).

능동 채널 예약부는 LR-WPAN Coordinator의 설정에 따른 반복 주기를 확인하여(S212), 반복 주기가 다 되었을 때에는 종료하게 된다.The active channel reservation unit checks the repetition period according to the setting of the LR-WPAN Coordinator (S212), and terminates when the repetition period is reached.

반복 주기가 남았다면, 능동 채널 예약부(310)는 LR-WPAN Coordinator(330)의 설정에 따라, WLAN 제어부(320)로 데이터 송수신 명령을 하고, WLAN NIC(340)와 WLAN 단말(200)의 통신연결을 통해 무선채널을 이용하게 된다(S201).If the repetition period remains, the active channel reservation unit 310 sends a data transmission and reception command to the WLAN control unit 320 according to the setting of the LR-WPAN Coordinator 330, and the WLAN NIC 340 and the WLAN terminal 200 The wireless channel is used through the communication connection (S201).

결국, 공존 시스템은 지속적인 반복을 통하여 WLAN과 LR-LWPAN이 수시로 같은 대역의 무선채널을 사용함으로써, 공존 데이터 전송이 가능하게 된다.As a result, in the coexistence system, the WLAN and the LR-LWPAN frequently use radio channels in the same band through continuous repetition, thereby enabling coexistence data transmission.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 그 외에 다양한 변경이나 변형이 가능하다. Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited thereto, and various other changes and modifications are possible.

본 발명에 따르면, WLAN 단말과 LR-WPAN 단말의 서로 다른 데이터를 송수신이 가능하게 하는 공존시스템은 서로 다른 통신 방법에 따른 충돌을 없애고, 데이터 처리를 효율적으로 향상시키며, 무선 채널 예약에 따른 재전송 횟수 감소로 인한 전력을 효율적으로 감소시키는 효과가 있다.According to the present invention, a coexistence system capable of transmitting and receiving different data between a WLAN terminal and an LR-WPAN terminal eliminates collisions according to different communication methods, improves data processing efficiently, and retransmits according to radio channel reservation. There is an effect of effectively reducing the power due to the reduction.

또한, 기존의 장비들에 대한 수정 없이 두 기술의 공존을 이루어낼 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an effect that can achieve the coexistence of the two technologies without modification to the existing equipment.

Claims (11)

제1 무선망 시스템 및 제2 무선망 시스템이 공존하는 공존 시스템에 있어서,In the coexistence system where the first radio network system and the second radio network system coexist, 상기 제1 무선망 시스템과 상기 제2 무선망 시스템은 서로 같은 주파수 대역을 사용하고 서로 다른 무선 통신 기술을 사용하며,The first wireless network system and the second wireless network system use the same frequency band and use different wireless communication technologies, 상기 공존 시스템은,상기 제1 무선망 시스템에 접속된 제1 단말에게 무선 채널 할당을 위한 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지를 전송하여 송신 응답(Clear to Send, CTS) 메시지를 수신하는 제1 무선망 시스템의 인터페이스부;The coexistence system may be configured to receive a clear to send (CTS) message by transmitting a request to send (RTS) message for allocating a radio channel to a first terminal connected to the first wireless network system. 1 interface unit of a wireless network system; 상기 제2 무선망 시스템에 접속된 제2 단말과 데이터 통신 반복주기마다 데이터를 송수신하는 제2 무선망 시스템의 인터페이스부;An interface unit of a second wireless network system configured to transmit and receive data with a second terminal connected to the second wireless network system at every data communication repetition period; 상기 제1 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하고, 무선 채널 예약 시간에 기초하여 생성한 상기 송신 요청 메시지를 상기 제1 무선망 시스템의 인터페이스부에게 전달하는 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부;An access point control unit of the first wireless network system controlling the interface unit of the first wireless network system and transferring the transmission request message generated based on a wireless channel reservation time to an interface unit of the first wireless network system; 상기 제2 무선망 시스템의 인터페이스부를 제어하고, 상기 무선 채널 예약 시간 및 상기 데이터 통신 반복주기를 설정 하는 제2 무선망 시스템의 코디네이터; 및A coordinator of a second wireless network system that controls an interface unit of the second wireless network system and sets the wireless channel reservation time and the data communication repetition period; And 상기 제2 무선망 시스템의 코디네이터로부터 수신한 상기무선 채널 예약 시간 및 상기 데이터 통신 반복주기에 기초하여 제1 무선망 시스템의 억세스 포인트 제어부를 제어하는 능동 채널 예약부를 포함하고,An active channel reservation unit controlling an access point control unit of the first wireless network system based on the wireless channel reservation time and the data communication repetition period received from the coordinator of the second wireless network system; 상기 송신 요청 메시지 및 상기 송신 응답 메시지는 상기 무선 채널 예약 시간을 포함하고,The transmission request message and the transmission response message include the radio channel reservation time; 상기 송신 요청 메시지의 보내는 주소는 네트워크 안에 존재하지 않는 주소를 사용하며,The sending address of the transmission request message uses an address that does not exist in the network. 상기 제1 무선망 시스템에 접속된 다른 단말들은 상기 제1 단말이 브로드캐스팅하는 상기 송신 응답 메시지를 수신하여 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하고 NAV가 설정된 기간 동안 무선 채널을 사용하지 않고,Other terminals connected to the first wireless network system receive the transmission response message broadcast by the first terminal to set a network allocation vector (NAV) and do not use a wireless channel for a period in which the NAV is set, 상기 제2 무선망 시스템의 인터페이스부는 상기 송신 응답 메시지가 수신되면 상기 다른 단말들이 사용하지 않는 무선 채널을 이용하여 제2 단말과 데이터를 송수신하고, 상기 무선 채널 예약 시간이 만료하면 상기 제2 단말과 데이터 통신을 해제하는 공존 시스템.When the transmission response message is received, the interface unit of the second wireless network system transmits and receives data with the second terminal using a wireless channel not used by the other terminals, and when the wireless channel reservation time expires, Coexistence system to turn off data communication. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 무선망 시스템의 코디네이터는, 사용자에 의해 설정된 무선 채널 예약 시간 및 데이터 통신 반복주기 값을 상기 능동 채널 예약부로 전송하는 특징을 갖는 공존 시스템.And the coordinator of the second wireless network system transmits a wireless channel reservation time and a data communication repetition period value set by a user to the active channel reservation unit. 제2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제1 무선망 시스템은 WLAN(Wireless Local Area Network)이며, 상기 제2 무선망 시스템은 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)인 것을 특징으로 하는 공존시스템.And the first wireless network system is a wireless local area network (WLAN), and the second wireless network system is a low rate-wireless personal area network (LR-WPAN). 삭제delete 삭제delete 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 제1 무선망 시스템의 인터페이스부 및 상기 제2 무선망 시스템의 인터페이스부는 MAC 주소 및 PHY주소를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 공존 시스템.And an interface unit of the first wireless network system and an interface unit of the second wireless network system each include a MAC address and a PHY address. 제1 무선망 시스템 및 제2 무선망 시스템이 공존하는 공존 시스템의 데이터 송수신 방법에 있어서,A data transmitting / receiving method of a coexistence system in which a first wireless network system and a second wireless network system coexist, 상기 제1 무선망 시스템과 상기 제2 무선망 시스템은 서로 같은 주파수 대역을 사용하고 서로 다른 무선 통신 기술을 사용하며,The first wireless network system and the second wireless network system use the same frequency band and use different wireless communication technologies, 상기 공존 시스템의 데이터 송수신 방법은,The data transmission and reception method of the coexistence system, 상기 제2 무선망 시스템에 접속된 제2 단말의 데이터 통신 주기 및 무선 채널 예약 시간을 설정하는 단계;Setting a data communication period and a wireless channel reservation time of a second terminal connected to the second wireless network system; 상기 무선 채널 예약 시간에 기초하여 상기 무선 채널 예약 시간을 포함하고 보내는 주소는 네트워크 안에 존재하지 않는 주소로 설정된 무선 채널 할당을 위한 송신 요청(Request to Send, RTS) 메시지를 생성하는 단계;Generating a request to send (RTS) message for allocating a radio channel based on the radio channel reservation time and having an outgoing address set to an address that does not exist in the network; 상기 송신 요청 메시지를 상기 제1 무선망 시스템에 접속된 제1 단말로 전송하는 단계;Transmitting the transmission request message to a first terminal connected to the first wireless network system; 상기 제1 단말로부터 상기 송신 요청 메시지에 응답하며 상기 무선 채널 예약 시간이 포함된 송신 응답(Clear to Send, CTS) 메시지를 수신하는 단계;Receiving a clear to send (CTS) message from the first terminal in response to the transmission request message and including the radio channel reservation time; 상기 송신 응답 메시지가 수신되면 무선 채널을 이용하여 상기 제2 단말의 데이터를 송수신하는 단계; 및Transmitting and receiving data of the second terminal using a wireless channel when the transmission response message is received; And 상기 무선 채널 예약 시간이 종료하면 상기 제2 단말과 데이터 통신 연결을 해제하는 단계를 포함하고,Releasing a data communication connection with the second terminal when the wireless channel reservation time ends; 상기 제1 단말은 상기 송신 응답 메시지를 브로드캐스팅(Broadcasting)하며, 상기 송신 응답 메시지를 수신한 상기 제1 무선망 시스템에 접속된 다른 단말들은 NAV(Network Allocation Vector)를 설정하고 NAV가 설정된 기간 동안 무선 채널을 사용하지 않으며, 상기 제2 단말과의 데이터 송수신은 상기 NAV 기간 동안 사용되지 않는 무선 채널을 통해 이루어지는 공존 시스템의 데이터 송수신 방법. The first terminal broadcasts the transmission response message, and the other terminals connected to the first wireless network system receiving the transmission response message configure a network allocation vector (NAV) and the NAV is set during the period. The data transmission / reception method of the coexistence system which does not use a radio channel and the data transmission / reception with the second terminal is performed through a radio channel which is not used during the NAV period. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제1 무선망 시스템은 WLAN(Wireless Local Area Network)이며, 상기 제2 무선망 시스템은 LR-WPAN(Low Rate-Wireless Personal Area Network)인 것을 특징으로 하는 공존 시스템의 데이터 송수신 방법. And the first wireless network system is a wireless local area network (WLAN), and the second wireless network system is a low rate-wireless personal area network (LR-WPAN). 삭제delete 삭제delete 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 무선망 시스템의 제2 단말은 상기 설정된 통신 주기에 따라, 주기적인 데이터 통신을 하는 것을 특징으로 하는 공존 시스템의 데이터 송수신 방법.And a second terminal of the second wireless network system performs periodic data communication according to the set communication period.
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