JP5145360B2

JP5145360B2 - 無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法及び無線近距離個人通信機器

Info

Publication number: JP5145360B2
Application number: JP2009549007A
Authority: JP
Inventors: ジンシム、ウー; シクシン、ヨン; ギルパーク、ヨン; ウォンユー、ジェ; テーイム、ヨン; インチョン、ホ
Original assignee: SK Telecom Co Ltd
Current assignee: SK Telecom Co Ltd
Priority date: 2007-02-13
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-02-13
Also published as: EP2109961A1; WO2008100087A1; KR101421558B1; KR20080075805A; US7995502B2; CN101589578A; CN101589578B; EP2109961A4; JP2010518729A; US20100110931A1

Description

本発明は、無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）での効率的な住所割り当て方法及び無線近距離個人通信機器に関するものであり、より詳細には、ＷＰＡＮ環境で各機器らの論理住所値を効率的に分配して、サービスモデルに制限を置かないで最終住所値を基準に住所値を割り当てて拡張性及び流動性を有するようにする無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法及び無線近距離個人通信機器に関するものである。

無線個人通信ネットワーク（ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ、以下‘ＷＰＡＮ’と称する）技術は、人とコンピューターそして事物が一つで連結されるユビキタスネットワークのための核心要素技術のうちの一つとして、既存のセンサーネットワーク環境と物理的な実際環境を組み合わせる役割をするセンサーネットワークが代表的な活用の例である。

センサーネットワークは、ユビキタス時代に進んでいる現実において重要な位置を占めている。特に、家庭でユビキタスネットワーキングがなされると、国家的な次元のインフラを駆逐するのに大きなモチーブを提供するはずであるために、家庭内のユビキタスネットワーキング環境の構築は、非常に重要な意味を有する。また、ユビキタスネットワークのひとつであるホームネットワーキング技術は、ユビキタス時代を迎えて既存の家電市場が経験している深刻な沈滞現象を解消してくれることができる核心技術として目立っているし、この中心にセンサーネットワークがある。

数百、数千個の小さなセンサーモジュールで構成されるものとして期待されるセンサーネットワークは、知能型ホームネットワークでの遠隔モニタリング、生産工程自動制御、倉庫物流管理、病院での患者遠隔モニタリング、外部浸入探知のための保安システムなど多様な分野で応用されるものとして期待される。

一方、このような技術をＷＰＡＮが担当することができるし、ＷＰＡＮの特徴としては、１０ｍ以内の伝送範囲、低い電力消費、センサーなどに装着することができる程度の小さな大きさを有するなどの長所を有している。このＷＰＡＮ技術として現在脚光を浴びている技術として低速−低電力ＷＰＡＮ技術であるジグビー（ＺｉｇＢｅｅ）を挙げられる。しかし、現在ジグビー技術は、ネットワークの制約性及び不安定性を見せている。

図１は、ジグビーで一つのノードが伝送するビーコン（Ｂｅａｃｏｎ）の伝送間隔を示したものである。一つのノードは、ビーコンを送った後データを送受信する区間を有した後、電力の消費を減らすために休眠区間を有する。この時の間隔は、一定にして次回のビーコン伝送、データ送受信、休眠区間にもまったく同じく適用される。すなわち、一定な間隔でビーコン伝送、データ送受信、休眠区間が繰り返されるものである。

休眠区間ではデータの伝送が可能であるが受信は不可能であり、ビーコンの伝送は自分の下にノードを連結するために必要なものであるので、ネットワーク構成において一番末端にあるノードの場合一定時間が経った後にはビーコン伝送を要しない。

図２は、１番ノードと２番ノードとの間のビーコン伝送時に発生する二つのノードの間のビーコン伝送状況を示す。１番ノードは２番ノードにビーコンを伝送して次のビーコンを伝送するまでのタイムスロットを２番ノードに伝送する。これを受けた２番ノードは、１番ノードとビーコン伝送衝突を避けるために１番ノードが使わない区間のスタート部分に自分のビーコンを送るものである。

一方、ジグビー（Ｚｉｇｂｅｅ）ネットワークプロトコルの主な機能のうちで一つは、クラスタツリーを駆逐するための論理的な住所を割り当てるものである。クラスタツリーはジグビーコーディネート（Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｏｒ）を最上位ルートにして、ジグビーネットワーク内のすべてのノードをその下位ツリー構造で連結することで形成されて、ジグビーネットワークが形成されてツリーが構築される時、各ノードは自分の親ノードから各機器を区分してデータ伝送経路などを把握できるようにする論理的住所の割り当てを受けるようになる。

既存の住所割り当て方法を説明するためにいくつかの用語を先に説明すると次のようである。まず、Ｃ_ｍは親ノードが有することができる最大の子ノード数を意味する。すなわち、一つの機器にＣ_ｍ個まで機器の連結が可能であるということを意味する。しかし、Ｃ_ｍで定義される機器らは自分の機器にそれ以上の下位機器を連結させることができない。このようなことをエンドデバイスと称する。

Ｌ_ｍは、ツリー構造の最大レベル数または深さ（ｄｅｐｔｈ）を意味する。図３は、Ｌ_ｍの例を見せている。すなわち、Ｌ_ｍ値が２なら連結される機器の深さが図３のように二段まで連結されるものである。

Ｒ_ｍもＣ_ｍのように下位に連結される機器の個数を示す。しかし、Ｃ_ｍと違いＲ_ｍで定義される機器は、その機器の下位にまた他の機器を連結することができる機能を取り揃えている。このようなことをコーディネートと称する。

前記のようなＣ_ｍ、Ｌ_ｍ、Ｒ_ｍ値が決まることによってセンサーネットワーク機器の無限拡張を制限することができるものであり、一つのサービスモデルが選定されて、これに合うセンサーネットワークを具現する時サービスモデルに合う機器の個数を制限すると言える。すなわち、同じＷＰＡＮの機器らの間にはこの値らが同じ値で設定されなければならない。

一方、ジグビーコーディネートは、ジグビーネットワークを形成する時に論理的住所を割り当てるために各親ノードが有することができる最大の子ノード数“Ｃ_ｍ”と、ツリー構造の最大レベル数または深さ（ｄｅｐｔｈ）“Ｌ_ｍ”を決めて、これを基に各親ノードはブロック大きさ（Ｂｌｏｃｋｓｉｚｅ）と住所ブロック値（Ｃｓｋｉｐ）を計算して、自分の子ノードらが使用する論理的住所ブロックをジグビーコーディネートから割り当てを受ける。

住所ブロック値は、機器が自分の下位に住所ブロック値程度他の機器を連結することができる個数を示す。すなわち、住所ブロック値が０ならコーディネートとしての機能をする機器であっても、それ以上自分の下位に住所値を割り当てることができないことを示すものであり、これは下位に機器を連結することができないことを意味する。

図４は、住所ブロック値（Ｃｓｋｉｐ（ｄ））を求める公式を示して、深さ値であるｄによってｄ値を有する深さの機器が（ｄ＋１）値を有する下位に連結された機器を含んで、その以下に連結が可能な機器の個数が分かることができる。また、エンドデバイスとして機能する機器には、下位に機器を連結させる機能を使わないので住所ブロックを割り当てる必要がない。それで、エンドデバイスの場合には自分が使用する一つの住所のみの割り当てを受けるようになる。

図５の数式によってｎ番目に連結されるエンドデバイスに割り当てる住所値を求めることができるし、このような方法を使ってサービスモデルによって形成されたＷＰＡＮ機器らの間に住所を割り当てることができるものである。図５の数式で、Ａ_ｎはエンドデバイスのうちでｎ番目に連結する機器の住所を、Ａ_{ｐａｒｅｎｔ}は連結をしようとする機器の上位機器の住所を、Ｃｓｋｉｐ（ｄ）は連結をしようとする機器の上位機器の住所ブロック値である。

住所ブロック割り当て方法の例示を示すためにサービスモデルにＣ_ｍ＝４、Ｒ_ｍ＝３、Ｌ_ｍ＝３の値を有して住所割り当てをして無線個人通信ネットワーク構造を具現してみる。

先ず、一番先に生成された機器を利用して最大連結可能機器の個数を求めなければならない。一番先に生成された機器の場合深さ値であるｄ＝０であるので、図４を利用して図６と同じ住所ブロック値を求める。このような公式によってＣｓｋｉｐ（１）＝５、Ｃｓｋｉｐ（２）＝１、Ｃｓｋｉｐ（３）＝０の住所ブロック値を有するようになる。すなわち、このサービスモデルは、深さが１である機器は深さが２以後である機器を最大５個まで、深さが２である機器は深さが３である機器を１個、深さが３である機器はそれ以上の機器を連結することができないエンドデバイスの役割をするようになる。

図７は、前で説明した例題を利用して作ったネットワークの構成例を示す。

図７で１番の機器は、Ｃｓｋｉｐ（１）＝５値を有するので、２番の機器を含んでその以下に連結される機器の個数が５個を超えることができないものである。

前で説明したところのような住所割り当て方法は、ネットワークを構成するために何も問題がなさそうに見えるが、センサーネットワークの場合狭い空間に数えきれないほど多い機器が存在することができる場合が多いために、図７のようなネットワークを構成するためにすべて必要な住所ブロックの個数は１７個であるが、図７で分かるように５２という住所値を有するノードも存在するようになるので、分配効率が落ちることが分かる。

また、無線個人通信のセンサーネットワークとしてたくさん活用されているジグビー技術の住所値は、１６ビットであるために一つのＷＰＡＮ領域で最大６５，５３６個の機器らに住所を割り当てることができる。しかし、現在の住所分配方法は自分に連結される機器の数をあらかじめ計算して、その数程度の住所ブロックを有するようになるものであるので、結局自分がとても多い住所ブロックを所有しているが誰も自分に連結をしなかったら自分が有している住所ブロックは不要に、無駄使いになる問題が発生する。

そして、他のコーディネートは自分に割り当てた住所ブロックをすべて消費して、それ以上連結を許容することができなくなることもあり得る。すなわち、多い機器が連結をする機器には大きい住所ブロックを与えて無線個人通信領域内に連結しようとする機器をできる限りたくさん許容しなければならないと言う住所分配の公平性が排除されていると言える。

結局、これはユビキタスセンサーネットワークにおいて多様なセンサー機器らの連結を邪魔するようになるものであり、前で使ったＣ_ｍ、Ｒ_ｍ、Ｌ_ｍ値を決めるようになると許容することができる機器の個数も制限されて、決まったサービスモデルではない他の機器らの間の拡張性及び効率性が低下される結果をもたらす。結局、サービスモデル自体を変えなければならない問題を起こすようになって、これは多様なサービスが共に共存しなければならないユビキタスネットワーキングにもそぐわないと言える。

したがって、本発明は前記のような従来技術の諸般短所と問題点を解決するためのものであり、ＷＰＡＮ環境で各機器らの論理住所値を効率的に分配して、サービスモデルに制限を置かない効率的な住所値の分配による拡張性及び流動性を有するようにする無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法及び無線近距離個人通信機器を提供することに本発明の目的がある。

また、本発明は一番先に生成された機器すなわち、最上位ノードを中心に住所値を管理することでＷＰＡＮ領域内のすべての機器らの住所分配の効率性及び安全性を向上できるようにする無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法及び無線近距離個人通信機器を提供することにまた他の目的がある。

前記目的を達成するための本発明は、ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）での住所割り当て方法として、最上位機器が、住所割り当て情報を管理する第１段階と；前記住所割り当て情報を参照して、連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる第２段階と；該第２段階で住所値を割り当てることによって前記住所割り当て情報を更新して、その更新された住所割り当て情報を下位機器らに送る第３段階；及び自分の下位機器への住所値割り当てを遂行した下位機器らの少なくとも一つから住所割り当て情報の更新が要請されれば、前記住所割り当て情報を更新して、その更新された住所割り当て情報を前記下位機器らに送る第４段階と；を含む無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法を提供する。

前記第１段階で管理される住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であることができるし、次に割り当てることができる住所値であることもできる。
そして前記第４段階は、少なくとも一つ以上の下位機器が住所値を重複して割り当てた場合に、前記重複された住所値を再割り当てするために再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を送る段階；をさらに含むことができる。

前記目的を達成するためのまた他の本発明は、ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）で各機器の住所割り当て方法として、上位機器から住所値の割り当てを受けて上位機器と連結されて、上位機器から下位機器に割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を受信して管理する第１段階と；下位機器から連結が要請されることによって、前記住所割り当て情報を参照して前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる第２段階と；該第２段階で割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報のアップデート情報を上位機器に送る第３段階と；を含む無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法を提供する。

この時前記住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であることができるし、次に割り当てることができる住所値であることもできる。
この時、前記住所割り当て方法は、前記第３段階以後、前記上位機器から更新された住所情報が受信されれば、前記住所割り当て情報を更新する第４段階；をさらに含むことができる。

そして、前記住所割り当て方法は、前記第４段階以後、前記更新された住所割り当て情報を下位機器に送る第５段階；をさらに含むことができる。

また、前記住所割り当て方法は、前記第３段階以後、ふたつ以上の機器が同一な住所値を割り当てることによって前記上位機器から住所再調整命令が受信されれば、前記住所値を割り当てた下位機器の住所値を調整する段階と；をさらに含むことができる。

この時前記住所値を調整する段階は、前記上位機器から再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を受信する段階と；前記下位機器の住所値を前記住所再調整命令に含まれた再割り当てする住所値で調整する段階；を含むことができる。

一方前記第３段階で、前記アップデート情報は、ユニキャスト通信のための経路情報を含むことができる。

前記目的を達成するための他の本発明は、無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器として、機器間のデータ送受信を遂行する通信部と；割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を管理して、前記通信部を通じて下位機器から連結の要請を受けて前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てて、前記住所割り当て情報を更新して、前記更新された住所割り当て情報を前記通信部を通じて下位機器らに送って、前記通信部を通じて住所値を割り当てて、その自分の下位機器への住所値割り当てを遂行した前記下位機器らのうちで少なくとも一つから前記住所割り当て情報のアップデートの要請を受けて、前記アップデートの要請によって更新された住所割り当て情報を前記通信部を通じて下位機器らに送る制御部；を含む無線近距離個人通信機器を提供する。

この時、前記制御部が管理する前記住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であるか、または次に割り当てることができる住所値であることができる。

そして、前記制御部は、前記下位機器らのうちで少なくとも一つによって割り当てた住所値が重複されるかの可否を判断して、前記通信部を通じて前記重複された住所値を再割り当てするために再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を送ることができる。

前記目的を達成するためのまた他の本発明は、無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器として、機器間のデータ送受信を遂行する通信部と；該通信部を通じて上位機器に連結を要請して住所の割り当てを受けて、下位機器に割り当てる住所を決めるための住所割り当て情報を前記上位機器から受信して管理し、前記通信部を通じて下位機器から連結要請を受ければ前記住所割り当て情報を参照して、前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てて、前記通信部を通じて前記下位機器に割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報に対するアップデート情報を前記上位機器に送る制御部；を含む無線近距離個人通信機器を提供する。

この時、前記住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であるか、または次に割り当てる住所値であることができる。

そして、前記制御部は、前記通信部を通じて上位機器から更新された住所情報が受信されれば、前記住所割り当て情報を更新して、前記通信部を通じて前記更新された住所割り当て情報を前記下位機器に送ることができる。

また前記制御部は、前記通信部を通じて前記上位機器から再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を受信して、前記下位機器の住所値を前記再割り当てする住所値で調整することができる。

したがって、本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法によると、ＷＰＡＮ環境で各機器らの論理住所値を連結手順によって順次に分配するために、効率的な住所値の使用が可能であるだけではなく、相異なサービスモデルを有している機器らの間にも住所の衝突が起きなくて安定的なネットワーク構成が可能であるという長所がある。

また、本発明によると、サービスモデルに制限を置かない住所値割り当てによって、決まった住所ブロックの数程度だけ機器を連結することができることから脱して、もうすこし広くネットワークを拡張することができるようになるので、拡張性及び流動性を有することができるという効果がある。

そして、本発明によると一番先に生成された機器すなわち、最上位機器を中心に住所値
を管理するためにＷＰＡＮ領域内のすべての機器らの住所分配の効率性及び安全性が向上するという長所がある。

併せて、本発明によると最終住所値のアップデート情報を上位機器に伝送する時、経路設定情報を共に伝送するので、情報の変更が必要な時に上位から下位への別途の経路設定過程を経らないで安定的に直ちにデータを伝送することができるようになるという長所がある。

一つのノードが伝送するビーコンの伝送間隔を説明するための図面である。

二つのノード間のビーコン伝送状況を説明するための図面である。

ツリー構造の深さ（Ｌ_ｍ）を説明するための図面である。

住所ブロック値を求める数式である。

エンドデバイスの住所値を求める数式である。

住所ブロック値の一実施例を説明するための数式である。

従来の住所割り当て方法によるネットワークの構成例である。

本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法を説明するためのネットワーク構成例示図である。

本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法による二つのノードの住所重複時の処理過程を説明するための一実施例図である。

本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法による二つのノードの住所重複時の処理過程を説明するための他の実施例図である。

本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法による三つのノードの住所重複時の処理過程を説明するための一実施例図である。

本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで最上位機器が下位機器に住所を割り当てることによる最上位ノードの動作過程を示した流れ図である。

本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで下位機器の住所割り当てによる最上位機器の動作過程を示した流れ図である。

本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで下位機器の住所割り当てによる住所重複時の最上位機器動作の過程を示した流れ図である。

本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで上位機器にアップデート情報を伝送する下位機器動作過程を示した流れ図である。

本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで上位機器からのアップデート情報受信時に下位機器の動作過程を示した流れ図である。

本発明の一実施例による無線近距離個人通信機器の構成図である。

本発明の前記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳しい事項は、本発明の明細書に添付された図面に基づいた以下の詳細な説明によってより明確に理解されるであろう。

先ず、図８は本発明の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法を説明するためのネットワーク構成例示図である。

本発明の住所割り当て方法は、ネットワークに生成される機器らに住所を割り当てることにおいて、住所値の無駄使いなしに割り当てるようにするために、最上のノードである最初機器から下位に連結される機器に順次に住所値を割り当てる。

このために本発明の無線近距離個人通信機器（ＷＰＡＮ機器）は、一番最後に割り当てた最終住所値または次に割り当てる住所値を住所割り当て情報として管理して、また各機器が住所割り当て情報を管理するために上位機器と下位機器との間にはアップデート情報及び住所割り当て情報を送受信する。

前記した本発明の動作を図８のようなネットワーク環境に適用して説明すると次のようである。

本実施例では、最上位ノードである機器Ａ（最初機器）は説明の便宜のために住所値１を有するものにして、以後連結される機器らに割り当てる住所値は１ずつ増加されるものとして仮定して説明する。

まず、機器Ａは自分に連結される下位機器らがあるかを探索し、機器Ｂ、Ｃ、Ｄも探索を通じて機器Ａを見つけて連結を要請する機器間のディスカバリー過程が遂行される。

機器Ａは、一番先に生成されていたから機器Ｂ、Ｃ、Ｄを自分の下位に連結するために回答して、機器Ａは本発明の順次な住所割り当て方法に根拠して機器Ｂ、Ｃ、Ｄの手順で直接住所を割り当てる。機器Ａの住所値が１であり、住所値を１ずつ増加させるとする時、機器Ｂの住所値が２、機器Ｃの住所値が３、機器Ｄの住所値を４に割り当てる。

この時、機器Ａは下位機器に住所値を割り当てることによって自分が管理する最終住所値を更新する。最終住所値はビーコンペイロードに乗せられて伝送され、機器らが住所の割り当てを受ける時度に１ずつ増加するようになる。

例えば、機器Ａが初めて機器Ｂにビーコンを送る時は住所割り当てと係わる最終住所値が１であったが、機器Ｂ、Ｃ、Ｄと連結を通じてそれぞれ住所を割り当てる度に最終住所値は１ずつ増加される。したがって、最も先に生成された機器Ａは自分に連結を要請する機器らに直接住所を割り当てて、それぞれの住所を割り当てる度にビーコンペイロードの最終住所値を１ずつ増加させて、機器Ｄまで連結された後には最終住所値が４になる。これによって現状態で機器Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは同じ最終住所値である４を自分のビーコンペイロードに設定してビーコンを伝送する。

また、本発明では上位機器が下位機器に住所値を割り当てて、この時最終住所値を参照して住所値を割り当てるので、各機器らは最終住所値をリアルタイムでアップデートしなければならない。よって、本発明で最初機器である機器Ａは、自分の最終住所値が更新されれば、その更新された最終住所値を含むアップデート情報を自分の下位機器らに送る。ここで、アップデート情報を送るということは、ビーコンペイロードの最終住所値を更新して、ビーコンを送るということを意味する。

一方機器Ｂ、Ｃ、Ｄまで連結された以後、機器Ｅが探索を通じて機器Ｂを確認して連結を要請した場合、機器Ｂは現在住所値が４まで割り当てたことを自分のビーコンペイロードの最終住所値を通じて確認して、機器Ｅで住所値５を割り当てて、自分を割り当てた住所値情報すなわち、最終住所値情報を含むアップデート情報を自分の上位機器である機器Ａに伝送する。

下位機器である機器Ｂが最上位機器である機器Ａに送るアップデート情報は、アップデートコマンドに該当するものであり、最上位機器は受信したアップデート情報に根拠して自分が管理する最終住所値を修正して、修正された最終住所値を下位機器らに送る。

すなわち、機器Ａは機器Ｂからアップデート情報を受けた後に自分のビーコンペイロードの最終住所値情報を修正してビーコンを送ることで、他の機器らにアップデート情報を送る。これによって機器ＣとＤは、機器Ａが送るビーコンを通じてアップデート情報を確認して、自分のビーコンペイロードの最終住所値を修正してビーコンを送る。

この時、機器Ｆが電源をつければ機器Ｆも探索を通じて機器Ｂと機器Ｅのビーコンを聞くようになって、機器Ｂの深さが上位にあるので、機器Ｂに連結を要請する。機器Ｂは機器Ｆに同様に自分のビーコンペイロードの最終住所値情報を基に住所を割り当てて、最終住所値情報が５に更新されたので、機器Ｆには住所値６を割り当てる。

そして、機器Ｂは機器Ｆに住所を割り当てた後アップデート情報を機器Ａに送って、自分のビーコン伝送周期に新たにアップデートされた最終住所値情報をビーコンペイロードに設定して下位機器らにビーコンを送る。機器Ａは機器Ｂから受けたアップデート情報を受けて自分の情報伝送周期（ビーコン伝送時間）に新たにアップデートされた最終住所値情報を送る。これによって、機器ＣとＤなど他の機器らは機器Ａの情報（ビーコン）を聞いて自分の最終住所値をアップデートする。

現在の機器Ｆまで住所値を割り当てたし、最終住所値は６になった状態である。これから機器Ｈが電源をつけて周辺の機器を探索して、これを通じて機器Ｄを見つけて連結を要請したら、機器Ｄは現在自分の最終住所値が６であるので、機器Ｈに住所値で７を割り当てる。

そして、機器Ｄは機器Ａにアップデート情報を送って最終住所値をアップデートするようにして、機器Ｄからアップデート情報を受けた機器Ａは自分の最終住所値を７にアップデートして自分の伝送周期に送る。

機器Ａからビーコンを受けた機器ＢとＣは、自分の最終住所値をアップデートして伝送して、機器Ｅと機器Ｆも機器Ｂのビーコンを聞いて同様に自分の最終住所値をアップデートする。このような過程を通じて現在ネットワーク上で動作するすべての機器の最終住所値は７になった。

以後ネットワークに参加する機器Ｉの場合にも同じ方法で、機器Ｄから最終住所値を利用した機器Ｉの住所値として８の割り当てを受けるようになって、アップデート情報の送受信を通じてすべての機器らの最終住所値が８にアップデートされる。

一方、図８を通じて説明した住所割り当て方式を使用する場合ネットワークの特性上同時に電源をつけて連結を要請する場合に住所重複が発生する場合がある。これに対する解決方案を図９ないし図１１を通じて説明すると次のようである。

図９及び図１０は、二つのノードの住所重複時の処理過程を説明するための実施例図であり、図１１は三つのノードの住所重複時の処理過程を説明するための実施例図である。

まず、重複が発生する場合は、図９のように機器Ｂ、Ｃ、Ｄが機器Ａからそれぞれ住所値の割り当てを受けた状態で、ほとんど同時に機器ＥとＩが機器ＢとＤに連結を要請する場合がある。

この場合、機器Ｂと機器Ｄの最終住所値は４であるので、機器ＢとＤはそれぞれ住所値５を機器Ｅと機器Ｉに割り当てた後、それぞれ機器Ａにアップデート情報を送るようになって、この時機器Ｅと機器Ｉは重複された住所を有するようになる。

機器Ａは、最初機器として住所割り当てと係わった住所テーブルを有するので、機器Ａはアップデート情報を通じて新たに割り当てた機器の住所値と全体情報に含まれた最終住所値を比べる。よって、前記のような場合機器Ａは機器Ｂと機器Ｄからアップデート情報を受ける時に、機器ＢとＤがそれぞれ同じ住所値を機器Ｅと機器Ｉに割り当てたことが分かる。

この時機器Ａは、機器Ｂと機器Ｄのうちで一つの機器を選択して住所を再調整しろ、という住所再調整命令を送って、機器Ａが機器Ｄに住所再調整命令を送ったと仮定すると、機器Ｄは機器Ａから受けた新しい住所値である住所値６を機器Ｉに割り当てて問題を解決するようになる。

ここで、機器Ａは最終住所値が５であることを分かっているので、住所値６を割り当てろ、という住所再調整命令を送ることができるし、機器Ａが機器Ｂと機器Ｄから受信したアップデート情報を通じて自分のビーコンペイロードの最終住所値を５に修正してビーコンを伝送するので、機器Ｄは機器Ａのビーコンを聞いて新たに割り当てる住所値を決めることもできる。

一方、下位機器から上位機器へのアップデート情報の伝送時には、ネットワーク通信経路を容易に捜すことができるようにするために住所のアップデート情報に経路を共に乗せてデータを作って送ることが望ましくて、これによって最初機器はアップデート情報を見て再調整が必要な機器にユニキャスト通信で再調整命令データを送ることができるようになるし、これを利用するようになると別にネットワーク通信のために経路設定過程などを省略することができるようになるので、通信速度増加及び柔軟性を確保することができるようになる。

次に、図１０は機器Ｉまで住所を割り当てた状態で機器ＸとＹがほとんど同時に機器ＥとＩに連結を要請して、機器ＥとＩは自分の情報内にある最終住所値を参照して、機器ＸとＹにそれぞれ同じ住所値７を割り当てた場合の機器ＸとＹの住所の重複を解決する過程を説明するためのものである。

機器ＥとＩが自分の情報内にある最終住所値を参照して、機器ＸとＹにそれぞれ住所値７を割り当てた後、機器Ｅは機器Ｂに住所値７を含むアップデート情報を伝送して、この情報を受けた機器Ｂが再び機器Ａにアップデート情報を送るようになる。

そして、機器Ｉも同じ方法で機器Ａにアップデート情報を送るようになって、機器Ａはそれぞれのアップデート情報を受けた後機器ＥとＩが重複される住所値を割り当てたことが分かる。

この時、機器Ａは機器Ｅまたは機器Ｉのうちで一つの機器を選択して（ここでは機器Ｉを選択したと仮定する）、アップデート情報に共にあった経路設定データを見て安定的に機器Ｉに向けて住所値８に割り当てろ、という住所再調整命令を送って、これによって機器Ｉは住所再調整命令を受けて機器Ｙの住所値を８に修正する。

一方、機器Ａは機器ＥとＩからアップデート情報を受けて現在まですべて８個の住所値が使われることを分かるようになるので、自分のビーコンペイロードの最終住所値を８に修正する。

図１１は、機器Ｄまでそれぞれ住所を割り当てた状態でほとんど同時に機器ＥとＧ、そしてＩがそれぞれ機器Ｂ、Ｃ、Ｄに連結を要請する場合住所重複を解決する過程を説明するための図面である。

機器Ｂ、Ｃ、Ｄは、それぞれ自分の最終住所値情報を基に機器Ｅ、Ｇ、Ｉに住所値５を割り当てる。その後、機器Ｂ、Ｃ、Ｄはアップデート情報を機器Ａに伝送するようになって、機器Ａはこの情報を受けて機器Ｅ、Ｇ、Ｉが重複された住所値を使用することが分かる。

したがって、機器Ａは機器Ｂ、Ｃ、Ｄのうちで任意の機器２個を選択して住所値を修正するための住所再調整命令を送る（ここでは機器Ｃ、Ｄに送ると仮定する）。各住所再調整命令には住所値６と住所値７の情報が含まれて、機器Ａは最終住所値を７に更新する。

住所再調整命令を受けた機器ＣとＤは、機器ＧとＩを新しい住所値である６と７に修正して、これによってそれぞれの機器は住所値の重複なしに自分の固有住所を有するようになる。

次に、図１２ないし図１６を通じて前で説明した本発明の住所割り当て方法による各機器らの動作過程を整理して説明する。

先ず、図１２は本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで最上位機器が下位機器に住所を割り当てることによる最上位ノードの動作過程を示した流れ図である。

図１２に示すように、最初に生成された機器である最上位機器は、自分の住所値を割り当てて、自分の住所値を最終住所値として管理しなければならない（Ｓ１０１）。

次に、機器間ディスカバリー過程によって、下位機器から連結が要請されれば（Ｓ１０２）、前記最上位機器は最終住所値を参照して該当の下位機器に住所を割り当てる（Ｓ１０３）。本発明で住所値はツリー構造の連結手順によって順次に割り当てて、望ましくは最上位機器の住所値に１を加えた値で割り当てる。

一方、本発明では住所値を割り当てたノードは必ず最終住所値の更新のためのアップデート過程を遂行しなければならない。よって、前記最上位機器は新規に割り当てた住所値によって最終住所値を更新する（Ｓ１０４）。

また、前記最上位機器には複数の下位機器が連結されることができるので、本発明の最上位機器は特定下位機器への住所割り当てによって最終住所値の更新がなされると、下位機器らに現在更新された最終住所値情報を含むアップデート情報を伝送する（Ｓ１０５）。

この時、前記住所の割り当てを受けた下位機器の場合には、住所の割り当てを受けることによって自分の最終住所値を自分の住所値として管理することができるので、前記最上位機器は下位機器らのうちで前記アップデートを遂行するようにさせた機器すなわち、現在住所の割り当てを受けた下位機器を除いた残りの下位機器らだけにアップデート情報を送ることができるし、住所値を割り当てた機器だけが最終住所値を管理できるように具現される場合には、すべての下位機器にアップデート情報を送れば良い。

次に、図１３は本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで下位機器の住所割り当てによる最上位機器の動作過程を示した流れ図である。

図１３に示すように、最初に生成された機器である最上位機器は、自分の住所値を割り当てて、自分の住所値を最終住所値として管理していながら（Ｓ２０１）、図１２の過程によって下位機器らの連結要請による住所割り当て過程を遂行する（Ｓ２０２）。

一方、本発明で住所値を割り当てた機器は、アップデート過程を遂行しなければならないし、住所値の割り当ては最上位機器だけではなく下位機器が連結されるすべての上位機器によってもなされるので、最上位機器の最終住所値アップデートは下位機器からのアップデート情報受信によって遂行されることができる。

すなわち、最上位機器と連結された下位機器が、またその下位機器に住所を割り当てた場合に、前記住所を割り当てた下位機器から最上位機器にアップデート情報が受信されれば（Ｓ２０３）、最上位機器は自分の最終住所値を更新して（Ｓ２０４）、更新された最終住所値を含むアップデート情報を下位機器らに送る（Ｓ２０５）。

アップデート情報を最上位機器に送った下位機器の場合には、その下位機器への住所割り当て後自分の最終住所値を直接更新することができるので、前記最上位機器は下位機器らのうちで前記アップデートを遂行するようにさせた機器、すなわち、現在アップデート情報を最上位機器に送った下位機器を除いた残りの下位機器らだけにアップデート情報を伝送することもできる。

しかし、この場合前記アップデートを遂行するようにさせた下位機器が直接その下位の機器らにもアップデート情報を送らなければならないし、また住所重複が発生する場合誤ったアップデートが遂行されることもあるので、下位機器からのアップデート情報は無条件に最上位機器に上がって、以後最上位機器の最終住所値伝送によってすべての下位機器らが最終住所値修正を遂行することが効率上望ましい。

図１４は、本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで下位機器の住所割り当てによる住所重複時の最上位機器動作過程を示した流れ図である。

図１４に示すように、最上位機器が複数の下位機器からアップデート情報を受信した場合（Ｓ３０１）、前記最上位機器は複数の下位機器がそれぞれその下位機器らに割り当てた住所値が同一であるかの可否を判断することができる。

すなわち、現在まで住所値を割り当てた機器の個数が８個であるが、下位機器らから受信したアップデート情報に含まれた最終住所値が７である場合、前記最上位機器は二つの機器に同一な住所値を割り当てたことが分かる。

したがって、最上位機器が重複された住所の存在事実を認識すると（Ｓ３０２）、前記最上位機器は同一な住所値を割り当てた二つの下位機器のうちでいずれか一つの下位機器を選択して住所再調整命令を送って、この時住所再調整命令には割り当てる住所値情報を含ませて送る（Ｓ３０３）。

これによって、住所再調整命令を受信した下位機器は、それに含まれた住所値で再びその下位機器の住所値を割り当てることで、住所の衝突を避ける。

また、前記最上位機器は住所再調整命令に含ませて送った住所値情報によって最終住所値を更新して（Ｓ３０４）、最終住所値の更新がなされることによって自分の下位機器らで前記更新された最終住所値を含むアップデート情報を送る（Ｓ３０５）。

図１５は、本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで上位機器にアップデート情報を送る下位機器動作過程を示した流れ図である。

図１５に示すように、上位機器から住所値の割り当てを受けた（Ｓ４０１）下位機器は、ＷＰＡＮ領域にある機器らの住所値を割り当てることによって持続的に上位機器から最終住所値を含むアップデート情報を受信して、それによって最終住所値情報を管理する（Ｓ４０２）。

次に、前記のように最終住所値情報を管理している下位機器がその下位機器から連結要請を受信すると（Ｓ４０３）、連結要請を受けた機器は最終住所値を参照して前記連結要請した下位機器に住所値を割り当てる（Ｓ４０４）。すなわち、最終住所値が２なら、住所値３を割り当てる。

そして、住所値を割り当てた機器は前でも言及したようにアップデート過程を遂行しなければならないので、このために前記住所値を割り当てた機器は自分の上位機器にアップデート情報を伝送して（Ｓ４０５）、この時アップデート情報には前記現在割り当てた住所値情報が含まれる。

また、本場合のように下位機器から上位機器へのアップデート情報伝送時、下位機器は経路設定情報をアップデート情報に含ませて送ることが望ましい。

一方、アップデート情報を受信することによって、該当上位機器はもし自分が最上位機器である場合アップデート情報によって最終住所値情報を更新した後再び下位機器らにアップデート情報を伝送して、最上位機器ではない場合には最上位機器まで前記アップデート情報を伝達することで結局最上位機器が最終住所値情報を更新するようにしてくれる。

最後に、図１６は本発明の一実施例による無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法のうちで上位機器からのアップデート情報受信時に下位機器の動作過程を示した流れ図である。

図１６に示すように、上位機器から住所値の割り当てを受けた下位機器は、ＷＰＡＮ領域にある機器らの住所値を割り当てることによって持続的に上位機器から最終住所値を含むアップデート情報を受信して、それによって最終住所値情報を管理する（Ｓ５０１）。

以後、上位機器からアップデート情報が受信されれば（Ｓ５０２）、前記下位機器は自分が管理している最終住所値情報を前記アップデート情報に含まれた最終住所値情報で更新して保存して（Ｓ５０３）、自分に連結された下位機器らがさらに存在する場合にはその下位機器らにもアップデート情報を伝送して（Ｓ５０４）すべての機器らがリアルタイムで最終住所値を更新、管理できるようにする。

一方、前述した実施例では、各機器が管理する住所割り当て情報として最後に割り当てた住所値すなわち、最終住所値を管理するものとして説明したが、本発明で住所割り当て情報は最終住所値であることもできて、次に割り当てる住所値であることもできる。

すなわち、各機器は連結を要請する新しい機器に最終住所値の次の住所値を割り当てるために、すでに割り当てた最終住所値を管理するか、または次に割り当てる次の住所値を管理することができる。

前述した本発明の住所割り当て方法は、ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）を通じてビーコン及びデータ送受信を遂行する無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器に適用される。

図１７に示すように、本発明の住所割り当て方法が適用される無線近距離個人通信機器１００は、ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）を通じて機器間のビーコン及びデータ送受信を遂行する通信部１１０及び機器間の連結のために住所割り当てと係わる諸般制御及び処理を担当する制御部１２０で構成されることができる。すなわち、前記制御部１２０は前述した本発明の住所割り当て方法を実行する役割を担当して、もう一度整理して見ると次のようである。

先ず、前記制御部１２０は、下位機器に割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を管理する。前で言及したところのように、住所割り当て情報は最終割り当てた住所値であるか、または次に割り当てる住所値であることができる。

最上位機器の場合、前記制御部１２０は通信部１１０を通じて連結を要請した下位機器に前記住所割り当て情報を参照して住所値を割り当てた後、前記住所割り当て情報を次の住所値に更新して、その更新された住所割り当て情報を下位機器らに伝送する。

最上位機器ではない場合、前記制御部１２０は下位機器に住所値を割り当てた後住所割り当て情報（アップデート情報）を最上位機器に送って、最上位機器を通じて前記住所割り当て情報がネットワークにあるすべての下位機器らに伝送されるようにする。

また、最上位機器の場合前記制御部１２０は住所値割り当てを遂行した下位機器から住所割り当て情報の更新が要請された場合に、前記住所割り当て情報を次の住所値に更新して、その更新された住所割り当て情報を、通信部１１０を通じて自分の下位機器らに送る。最上位機器ではない場合、前記制御部１２０は下位機器からの住所割り当て情報更新要請を最上位機器に伝達することができるし、上位機器から受信される住所割り当て情報で自分の住所割り当て情報を更新するか、または下位機器に伝達することができる。

一方、複数個の機器がそれぞれ同一な住所値をその下位機器らに割り当てた場合、前記制御部１２０は同一な住所値情報が含まれた住所割り当て情報更新要請を受信することができる。したがって、前記制御部１２０は住所値割り当てを遂行した下位機器からの住所割り当て情報更新要請時、複数個の下位機器が同一な住所値を割り当てたかの可否を判断して、複数個の下位機器が同一な住所値を割り当てた場合、前記複数個の下位機器が順次に住所値を割り当てるように住所再調整命令を伝送して、同一な住所値が複数の機器に割り当てないようにする。

この時、前記制御部１２０は同一な住所値を割り当てた機器のうちで一つの機器のみを除いた残りの機器らに住所再調整命令が伝送されるようにする。そして、住所再調整命令を受信した機器で、前記制御部１２０は住所再調整命令に含まれた住所値または更新された最終住所値を根拠で住所値を再割り当てする動作を遂行する。

一方、前記制御部１２０は、自分の上位機器または下位機器から最終住所値が受信されれば、受信された最終住所値で自分が管理している最終住所値を更新することができる。

本発明が属する技術分野の当業者は本発明がその技術的思想や必須特徴を変更しなくて他の具体的な形態で実施されることができるので、以上で記述した実施例らはすべての面で例示的なものであり、限定的なのではないものとして理解しなければならない。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求範囲によって現わされて、特許請求範囲の意味及び範囲、そして、その等価概念から導出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。

前述した本発明は、ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）で連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる無線近距離個人通信機器（ＷＰＡＮ機器）に適用されて、ＷＰＡＮ環境で各機器らの論理住所値を効率的に分配して、サービスモデルに制限を置かないで最終住所値を基準に住所値を割り当てて拡張性及び流動性を有するようにするところに活用されることができる。

Claims

ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）での効率的な住所割り当て方法であって、該方法は最上位機器が行うものであり、
割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を管理する第１段階と；
前記住所割り当て情報を参照して、連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる第２段階と；
前記第２段階で住所値を割り当てることによって前記住所割り当て情報を更新して、その更新された住所割り当て情報を下位機器らに送る第３段階；及び
自分の下位機器への住所値割り当てを遂行した下位機器らのうちで少なくとも一つから住所割り当て情報の更新が要請されれば、前記住所割り当て情報を更新して、その更新された住所割り当て情報を前記下位機器らに送る第４段階；
を含む無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法。
前記第１段階で管理される住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であるか、または次に割り当てる住所値であることを特徴とする請求項１に記載の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法。
前記第４段階は、
前記下位機器らのうちで少なくとも一つによって割り当てた住所値が重複する場合、前記重複された住所値を再割り当てするために再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を送る段階；
をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法。
ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）での効率的な住所割り当て方法であって、
上位機器から住所値の割り当てを受けて上位機器と連結されて、上位機器から下位機器に割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を受信して管理する第１段階と；
下位機器から連結が要請されることによって、前記住所割り当て情報を参照して前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる第２段階と；
前記第２段階で割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報のアップデート情報を上位機器に送る第３段階；
を含み、
前記第３段階以後、
前記上位機器から更新された住所情報が受信されれば、前記住所割り当て情報を更新する第４段階；及び
前記更新された住所割り当て情報を前記下位機器に送る第５段階；
をさらに含むことを特徴とする無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法。
ツリー構造を支援する無線個人通信ネットワーク（ＷＰＡＮ）での効率的な住所割り当て方法であって、
上位機器から住所値の割り当てを受けて上位機器と連結されて、上位機器から下位機器に割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を受信して管理する第１段階と；
下位機器から連結が要請されることによって、前記住所割り当て情報を参照して前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てる第２段階と；
前記第２段階で割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報のアップデート情報を上位機器に送る第３段階；
を含み、
前記上位機器から再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を受信する段階と；
前記下位機器の住所値を前記再割り当てする住所値で調整する段階；
をさらに含むことを特徴とする無線個人通信ネットワークでの効率的な住所割り当て方法。
無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器であって、
機器間のデータ送受信を遂行する通信部と；
割り当てる住所値を決めるための住所割り当て情報を管理して、前記通信部を通じて下位機器から連結の要請を受けて前記下位機器に住所値を割り当てて前記住所割り当て情報を更新して、前記更新された住所割り当て情報を前記通信部を通じて下位機器らに送って、前記通信部を通じて住所値を割り当てて、その自分の下位機器への住所値割り当てを遂行した前記下位機器らのうちで少なくとも一つから前記住所割り当て情報のアップデートの要請を受けて、前記アップデートの要請によって更新された住所割り当て情報を前記通信部を通じて前記下位機器らに送る制御部と；
を含む無線近距離個人通信機器。
前記住所割り当て情報は、すでに割り当てた最終住所値であるか、または次に割り当てる住所値であることを特徴とする請求項６に記載の無線近距離個人通信機器。
前記制御部は、
前記下位機器らのうちで少なくとも一つによって割り当てた住所値が重複するかを判断して、前記通信部を通じて前記重複された住所値を再割り当てするために再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を送ることを特徴とする請求項６に記載の無線近距離個人通信機器。
無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器であって、
機器間のデータ送受信を遂行する通信部と；
前記通信部を通じて上位機器に連結を要請して住所の割り当てを受けて、
下位機器に割り当てる住所を決めるための住所割り当て情報を前記上位機器から受信して管理し、
前記通信部を通じて下位機器から連結要請を受ければ、前記住所割り当て情報を参照して前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てて、
前記通信部を通じて前記下位機器に割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報に対するアップデート情報を前記上位機器に送る制御部と；
を含み、
前記制御部は、
前記上位機器から更新された住所情報が受信されれば、前記住所割り当て情報を更新して、前記通信部を通じて前記更新された住所割り当て情報を前記下位機器に送ることを特徴とする無線近距離個人通信機器。
無線近距離個人通信（ＷＰＡＮ）機器であって、
機器間のデータ送受信を遂行する通信部と；
前記通信部を通じて上位機器に連結を要請して住所の割り当てを受けて、
下位機器に割り当てる住所を決めるための住所割り当て情報を前記上位機器から受信して管理し、
前記通信部を通じて下位機器から連結要請を受ければ、前記住所割り当て情報を参照して前記連結を要請した下位機器に住所値を割り当てて、
前記通信部を通じて前記下位機器に割り当てた住所値を含む前記住所割り当て情報に対するアップデート情報を前記上位機器に送る制御部と；
を含み、
前記制御部は、
前記通信部を通じて前記上位機器から再割り当てする住所値を含む住所再調整命令を受信して、前記下位機器の住所値を前記再割り当てする住所値で調整することを特徴とする無線近距離個人通信機器。