KR100640327B1 - 고속 개인용 무선 네트워크에서의 브릿지 동작을 위한새로운 프레임 구조와 데이터 전송 방법 - Google Patents

고속 개인용 무선 네트워크에서의 브릿지 동작을 위한새로운 프레임 구조와 데이터 전송 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 본 발명은 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고속 개인용 무선 네트워크에서 서로 다른 피코넷에 포함된 디바이스들 간의 통신을 지원할 수 있는 고속 개인용 무선 네트워크에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에 있어서 브리지 기능을 제공하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스 간에도 통신이 가능하게 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 프레임 구조와 메시지 전달 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 있어서, 상기 자식 피코넷에 위치하며, 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비하며, 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 소정의 디바이스가 데이터 전송을 위한 MAC 헤더 데이터 구조를 구성함에 있어서, 상기 소정의 디바이스가 속한 피코넷을 알리는 소스 피코넷 아이디 필드와, 상기 소정의 디바이스가 데이터를 전송하고자 하는 목적지 디바이스가 속한 목적지 피코넷을 알리는 목적지 피코넷 아이디 필드를 더 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 브릿지 동작을 위한 새로운 데이터 구조를 제공함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은WPAN 등에 이용됨.
WPAN, 피코넷, PNC, C-PNC

Description

고속 개인용 무선 네트워크에서의 브릿지 동작을 위한 새로운 프레임 구조와 데이터 전송 방법{The Frame Structure and Data Transmission Method for Bridge Operation of WPAN}
도 1은 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서 디바이스들 간에 형성된 피코넷(Piconet)의 일실시예 구성도.
도 2는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서 종속 피코넷이 형성된 일실시예 구성도.
도 3 은 일반적인 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서의 메시지 구조도.
도 4 는 본 발명에 따른 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서의 피코넷 간의 통신을 위한 프레임 구조도.
도 5 는 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷 간의 통신이 가능한 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크의 일실시예 구성도.
도 6 은 본 발명에 따른 브릿지에서 PNID 정보에 따른 스위칭 동작에 관한 일실시예 동작 흐름도.
도 7 은 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷에 속한 디바이스간의 데이터 통신에 대한 일실시예 신호 흐름도.
도 8 은 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷에 속한 디바이스간의 데이터 통신에 대한 또다른 일실시예 신호 흐름도.
본 발명은 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 고속 개인용 무선 네트워크에서 서로 다른 피코넷에 포함된 디바이스들 간의 통신을 지원할 수 있는 고속 개인용 무선 네트워크에 관한 것이다.
UWB를 이용한 무선통신기술은 3.1∼10.6GHz대의 주파수 대역을 사용하면서 10m∼1km의 전송거리를 보장하는 기술이다. UWB 무선통신기술은 지난 40여 년 간 미 국방성에서 군사용 무선통신기술로 사용되다가 미국 통신 주파수 관할 기관인 연방통신위원회(FCC)에 의해 민간에 개방된 기술이다.
이러한 UWB 무선통신기술은 수 GHz대의 초광대역을 사용하는 초고속의 무선 데이터 전송기술로서, 기존 IEEE 802.11과 블루투스 등에 비해 빠른 전송 속도(500Mpbs∼1Gbps)와 저전력(휴대폰과 무선랜의 100분의 1) 특성을 갖는 기술이다. UWB 무선통신기술은 근거리(평균 10∼20m에서 최대 100m) 공간에서 컴퓨터와 주변기기 및 가전 제품들을 초고속 무선 인터페이스로 연결하는 근거리 개인 통신망이나 건물 벽을 투시하는 벽 투시용 레이더, 고정밀도의 위치측정, 차량충돌 방지장치, 지뢰매설 탐지, 분실방지 시스템, 신체내부 물체 탐지 등 여러 분야에서 활용될 수 있다.
UWB 무선통신기술은 IEEE 802.15.3에 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)로서 표준화 규격이 제안되고 있다. IEEE 802.15.3 규격에 앞서 먼저 IEEE 802 계열의 규격들을 비교해 보면, IEEE 802.15.1은 블루투스 표준을 제정하는 그룹이고, IEEE 802.11은 무선 랜(Wireless LAN) 표준을 제정하는 그룹이다.
우선, IEEE 802.15.1에 의한 블루투스(Blue Tooth)는 널리 알려져 있는 개인용 네트워크(Personal Area Network : PAN) 기술로서 상용화 단계에 있으며, 최근 많은 제품에 채용되어 상용화되고 있는 기술이고, 무선 랜 표준을 담당하는 IEEE 802.11 계열도 이미 표준화가 완료되는 상태에 있다. 이와 같은 블루투스는 2.4GHz(ISM Band)의 주파수 대역을 주로 사용하고, 통신 거리는 10m 내에서의 개인용 네트워크(PAN) 솔루션으로 이용된다.
그리고, IEEE 802.15.3의 세분화된 그룹을 살펴보면, TG1(Task Group1), TG2, 및 TG3으로 나눌 수 있다. 여기서, TG1은 블루투스에 대한 규격제정 작업을 하고 있으며, TG2는 블루투스 제품이 기존의 무선 랜(Wireless LAN)사업과 공존할 수 있는 방법에 대한 기술분석을 하는 모임이다. 그리고, TG3는 고속 데이터 전송율(High Data Rate)의 개인용 네트워크(PAN) 솔루션을 위한 표준을 연구하는 그룹으로서, 55Mbps 이상의 전송속도를 갖게 하는 전송방식을 연구하고 있다. 본 발명에서 관심을 가지는 분야는 바로 이 TG3에 따른 고속 데이터 전송율(High Data Rate)의 개인용 네트워크(PAN) 솔루션에 관한 것이다.
도 1은 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서 디바이스들 간에 형성된 피코넷(Piconet)의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 고속 개인용 무선 네트워크를 형성하는 피코넷은 복수의 통신 디바이스들(10,12,14,16,18)로 구성된다. 이중 하나의 디바이스(10)는 피코넷 코오디네이터(Piconet Coordinator : PNC)로서 동작한다. 여기서, 피코넷 코오디네이터라 함은 해당 피코넷의 마스터와 같은 역할을 한다. 즉, 각각의 디바이스들간의 동기를 맞추고, 데이터 통신을 위한 타임 슬롯을 관리하고 그 밖의 제어 동작을 수행한다.
즉, PNC 디바이스(10)는 연결된 디바이스들(12,14,16,18)과 동기를 맞추기 위해 비콘(beacon)이라는 메세지를 사용하여 피코넷에 위치하는 디바이스들(12,14,16,18)의 통신에 필요한 타임 슬롯을 관리한다. 또한, PNC 디바이스(10)는 QoS(Quality of Signal), 파워 세이브 모드(Power Save mode) 및 피코넷 억세스(piconet access)를 제어하는 역할을 추가적으로 수행한다.
이와 같이, 피코넷 코오디네이터 역할을 할 수 있는 IEEE 802.15.3 디바이스(10)는 하나의 피코넷을 형성할 수가 있다. 피코넷 코오디네이터로서의 능력을 가지고 있는 디바이스가 피코넷을 형성하는 과정을 다음과 같다.
우선, PNC 디바이스(10)는 피코넷을 시작하기 위하여 채널을 검색을 하여, 사용하지 않는 채널 중 하나를 선택해서 비콘 프레임(Beacon frame)을 브로드캐스팅한다. 그리고, 브로드 캐스팅된 비콘 프레임을 수신한 디바이스들(12,14,16,18)은 이에 응답하여 통신을 위한 채널을 설정한다. 이때, PNC 디바이스(10)는 디바이스들(12,14,16,18) 각각에게 대응되는 아이디를 할당하여 제공해준다.
한편, 어떤 디바이스가 이미 형성된 피코넷에 참여하고자 할 때에는, 가입(Association) 절차를 통하여 참여한다. 즉, 외부로부터 이미 형성된 피코넷(A)으로 이동한 디바이스는 PNC 디바이스(10)에 의해 형성된 피코넷(A)의 하나의 디바이스로서 연결하여줄 것을 요구한다. 이에 따라, PNC 디바이스(10)는 피코넷(A)에서 사용할 수 있는 단일의 디바이스 아이디를 가입을 요구한 디바이스에 제공한다.
이러한 과정을 통해 도 1과 같은 피코넷이 형성된다. 여기서 PNC 디바이스(10)를 제외한 각 디바이스들(12,14,16,18)은 데이터 전송을 위해, PNC 디바이스(10)에게 데이터 전송을 요청한다. 그리고, PNC 디바이스(10)는 각 디바이스들(12,14,16,18)로부터의 데이터 전송요청에 따라 각 디바이스들(12,14,16,18)에게 통신 가능한 타임슬롯을 할당을 하여 준다. 이때, PNC 디바이스(10)는 각각의 디바이스들(12,14,16,18)에게 타임슬롯을 할당할 때, 비콘 프레임(Beacon Frame)을 사용한다. 이에 대하여, 각각의 디바이스들(12,14,16,18)은 PNC 디바이스(10)로부터 할당받은 타임슬롯에 대응하는 시간동안 데이터 전송을 수행한다.
한편, 어떤 디바이스가 피코넷 내에서 통신을 종료하기를 원할 때나, PNC 디바이스(10)가 그 디바이스와의 연결을 끊고자 할 때는, PNC 디바이스(10)와 그 디바이스 간에 탈퇴(Disassociation) 절차를 수행한다. 이에 따라, PNC 디바이스(10)는 피코넷 탈퇴 절차를 통해 등록되어 있던 디바이스에 대한 정보를 삭제한다.
PNC 디바이스(10)와 복수의 디바이스들(12,14,16,18)간에 형성되는 피코넷은 독립적으로 피코넷에 존재하는 디바이스들에게 타임슬롯을 할당할 수 있는 독립 피코넷(Independent Piconet)과 피코넷의 외부에 위치하는 PNC 디바이스로부터 제공된 타임슬롯을 피코넷 내부에 존재하는 디바이스들에게 분배하여 할당하는 종속 피코넷(Dependent Piconet)으로 나눌 수 있다. 어떤 독립 피코넷(Independent Piconet)에서 종속 피코넷(Dependent Piconet)이 새로 발생하게 되면, 이때의 독립 피코넷을 부모 피코넷(Parent Piconet)이라고 하고 새로 발생한 종속 피코넷을 자식 피코넷(Child Piconet) 또는 이웃 피코넷(Neighbor Piconet)이라 한다. 즉, 독립 피코넷이 부모 피코넷이 되고, 종속 피코넷이 자식 피코넷이 된다. 이때, 자식 피코넷(종속 피코넷)은 부모 피코넷의 PNC 디바이스로부터 제공된 채널을 공유하여 사용한다.
도 2는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서 종속 피코넷이 형성된 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바에 따르면, 기존에 형성된 피코넷은 부모 피코넷(30)이 되고, 부모 피코넷(30)의 PNC 디바이스를 P-PNC 디바이스(32)라 한다. 그리고, 부모 피코넷(30)을 구성하는 디바이스들(22,32,42) 중에서 P-PNC 디바이스(32) 이외에 PNC 디바이스가 될 수 있는 능력을 가지고 있는 어떤 디바이스는 자식 피코넷(20)을 형성할 수 있다.
우선, P-PNC 디바이스(32)는 부모 피코넷(30)에 위치하면서 자식 피코넷을 형성하고 있는 C-PNC 디바이스(22) 및 그 밖의 디바이스(34)에 타임슬롯을 할당하여 비콘 프레임을 통해 각각 전송한다. 여기서, C-PNC 디바이스(22)는 자식 피코넷(20)에서 PNC 기능을 수행하는 디바이스를 의미한다.
그리고, C-PNC 디바이스(22)는 자식 피코넷(20)을 형성할 수 있고 자식 피코넷(20)을 형성하고 있는 디바이스(24)를 따로 관리 및 제어한다. 또한 자식 피코넷(20) 내에서의 통신은 자식 피코넷(20)을 형성하고 있는 디바이스들(22,24)끼리만 가능하다.
따라서, C-PNC 디바이스(22)는 자식 피코넷(20)을 관리 및 제어하면서, 부모 피코넷(30)을 형성하는 하나의 멤버이다. 따라서, C-PNC 디바이스(22)는 부모 피코넷(30)에 있는 디바이스들(32, 34)과 통신을 수행할 수 있다.
그러나, 종래의 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에서는 부모 피코넷(30)에 있는 디바이스(34)와 자식 피코넷(20)에 있는 디바이스(24) 간의 통신은 제공할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에 있어서 브리지 기능을 제공하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스 간에도 통신이 가능하게 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 프레임 구조와 메시지 전달 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 있어서, 상기 자식 피코넷에 위치하며, 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비하며, 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 소정의 디바이스가 데이터 전송을 위한 MAC 헤더 데이터 구조를 구성함에 있어서, 상기 소정의 디바이스가 속한 피코넷을 알리는 소스 피코넷 아이디 필드와, 상기 소정의 디바이스가 데이터를 전송하고자 하는 목적지 디바이스가 속한 목적지 피코넷을 알리는 목적지 피코넷 아이디 필드를 더 포함하도록 하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 브릿지 동작을 위한 새로운 데이터 구조를 제공한다.
한편, 본 발명은, 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되며, 상기 자식 피코넷에 위치하며 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하여 각각의 디바이스들이 전체 디바이스 정보를 저장하도록 하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비한 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 있어서, 상기 제 1 소정의 디바이스가 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로부터 데이터 전송을 위한 제 1 채널 시간을 할당받아 상기 제 1 채널 시간에 데이터를 상기 제 1 피코넷 코디네이터로 전송하는 제 1 단계; 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 전송받은 데이터를 버퍼링하는 제 2 단계; 및 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 2 피코넷 코디네이터로 데이터 전송을 위한 제 2 채널 시간을 할당받아 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 소정의 디바이스로 전달하는 제 3 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은, 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되며, 상기 자식 피코넷에 위치하며 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하여 각각의 디바이스들이 전체 디바이스 정보를 저장하도록 하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비한 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 있어서, 상기 제 2 소정의 디바이스가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로부터 데이터 전송을 위한 제 1 채널 시간을 할당받아 상기 제 1 채널 시간에 데이터를 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 2 피코넷 코디네이터로 전송하는 제 1 단계; 상기 제 2 피코넷 코디네이터가 전송받은 데이터를 버퍼링하는 제 2 단계; 및 상기 제 2 피코넷 코디네이터가 상기 데이터 전송을 위한 제 2 채널 시간을 할당하여 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 소정의 디바이스로 전달하는 제 3 단계를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3 은 일반적인 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서의 메시지 구조도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 일반적인 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서의 메시지는 MAC 프레임 바디(300)와 MAC 헤더(310)로 이루어지며, 이중 MAC 프레임 바디(300)는 에러 제어를 위한 FCS(301)와 전달하고자 하는 데이터를 포함하는 프레임 페이로드(302)로 이루어진다.
그리고, MAC 헤더(310)는 1바이트로 구성되어 메시지를 구별하기 위한 스트림 인덱스(Stream Index) 필드(303), 3바이트로 구성되어 프래그멘테이션 제어를 위한 Fragmentation 제어 필드(304), 1바이트로 구성되어 소스 디바이스를 표시하는 SrcID 필드(305), 1바이트로 구성되어 목적지 디바이스를 표시하는 DestID 필드(306), 2바이트로 구성되어 디바이스들이 위치한 피코넷을 표시하기 위한 PNID 필드(307) 및 2바이트로 구성되어 프레임 제어를 위한 프레임 제어 필드(308)를 포함하여 구성된다.
여기서, 소스 디바이스(Srcid 필드)와 목적지 디바이스(DestID 필드)를 구분할 수는 있지만, PNID 필드(307)가 하나이기 때문에 근본적으로 하나의 피코넷에서만 디바이스 간의 통신이 이루어지게 된다.
따라서, 본 발명에서는 도 4 와 같은 새로운 프레임 구조를 제안한다.
도 4 는 본 발명에 따른 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크에서의 피코넷 간의 통신을 위한 프레임 구조도이다.
도 4에 도시된 바에 따르면, 도 3에서 제시한 종래의 프레임 구조도와 같은 형태의 구조도에서, 2바이트로 구성된 PNID 필드(307)를 각각 1바이트로 구성된 SrcPNID 필드(41)와 DestPNID 필드(42)로 나누어 표시하도록 하여 소스 디바이스와 목적지 디바이스가 각각 다른 피코넷에 위치하는 경우에도 그 각각의 피코넷의 위치를 표시할 수 있도록 함으로써, 서로 다른 피코넷에 속한 디바이스들 간에도 통신이 가능하도록 하는 것이다.
물론, 이와 같이 소스 피코넷과 목적지 피코넷을 구분하는 것만으로는 통신이 이루어질 수는 없다. 즉, 소스 피코넷과 목적지 피코넷 간의 통신이 이루어지도록 중간에서의 매개를 위한 구성이 필요한데, 이에 대한 구성을 도 5에서 제시하고 있다.
도 5 는 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷 간의 통신이 가능한 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크의 일실시예 구성도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크는 부모 피코넷(50)과 자식 피코넷(51)으로 구성되며, 부모 피코넷(50)은 P-PNC 디바이스(501)와 디바이스 2(504) 그리고 자식 피코넷의 C-PNC/BRG 디바이스(502)를 포함한다. 또한, 자식 피코넷(51)은 C-PNC/BRG 디바이스(502)와 디바이스 1(503)로 구성된다.
여기서, C-PNC/BRG 디바이스(502)는 각각의 피코넷 간의 통신이 이루어지도록 제어하는 역할을 수행한다. 즉, C-PNC/BRG 디바이스(502)는 도 4와 같이 소스 PNID와 목적지 PNID를 구분하여 제공하는 경우에 각각의 PNID 값을 이용하여 소스 디바이스와 목적 디바이스간의 통신을 제공한다. 이와 같이 소스 PNID와 목적지 PNID의 차이에 따른 C-PNC/BRG 디바이스(502)의 동작은 도 6을 통해 후술하기로 한다.
도 5에 따른 구성에 의하면, C-PNC/BRG 디바이스(502)는 종래와는 달리 브릿지 동작을 더 포함하고 있다. 즉, 종래의 자식 피코넷에 대한 피코넷 코디네이터의 역할 뿐만 아니라 피코넷 간의 브릿지로써의 역할을 수행한다. 본 발명의 실시예에서는 자식 피코넷 코디네이터와 브릿지를 하나의 디바이스가 수행하도록 예시하고 있으나 이는 본 발명의 설명을 위한 예일 뿐이며, C-PNC와 브릿지(BRG)를 각각 분리하여 자식 피코넷의 디바이스들 중의 하나가 브릿지(BRG) 동작을 수행하도록 할 수도 있다.
본 발명에 따른 브릿지 동작은 다음과 같다.
우선, PNC에 의한 피코넷의 동작을 살펴보면, 우선 IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크의 구성은 다음과 같이 이루어진다. IEEE802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크를 지원하는 다수의 디바이스들이 일정한 거리 내에서 설정을 통해 상호 연결이 이루어지며, 이때 다수의 디바이스들 중의 하나를 피코넷 코디네이터(PNC)로 동작하도록 한다.
P-PNC 디바이스(501)는 부모 피코넷 내의 디바이스들(502, 504)로부터 전송된 정보를 이용하여 MAC 주소(Media Access Control address)(64bits)와 디바이스 아이디(Device ID)(8bits)들로 구성되는 맵핑정보를 생성하여, 부모 피코넷 관리 정보 베이스(P-MIB : Parent Piconet Management Information Base)에 저장 및 관리한다. 그리고, P-PNC 디바이스(501)는 부모 피코넷(50)에 등록되어 있는 디바이스들(502, 504)의 정보를 비콘 프레임(beacon frame)을 사용하여 브로드캐스팅(broadcasting)한다.
그리고, P-PNC 디바이스(501)가 브로드캐스팅한 비콘 프레임은 부모 피코넷(50)에 등록되어 있는 디바이스들(502, 504)만 수신할 수 있다. 그리고, 부모 피코넷(50)의 각 디바이스들(502, 504)은 P-PNC 디바이스(501)로부터 전송된 비콘 프레임의 정보를 이용하여 디바이스들(502, 504)에 대한 맵핑 정보를 생성하여 각각의 디바이스별 MIB에 저장 및 관리한다.
한편, 자식 피코넷(51)을 관리 및 제어하는 C-PNC/BRG 디바이스(502)는 자식 피코넷 관리 정보 베이스(C-MIB : Child Piconet Management Information Base)의 맵핑 정보로 등록되어 있지 않는 자식 피코넷(51)에 존재하는 디바이스1(503) 의 정보를 비콘 프레임을 사용하여 브로드캐스팅한다. 여기서, 비콘 프레임은 C-PNC/BRG 디바이스(502)에 자식 피코넷(51)으로 등록되어 있는 디바이스(503)만 수신할 수 있다.
또한, 디바이스1(503)은 C-PNC/BRG 디바이스(502)로부터 브로드캐스팅된 비콘 프레임 정보를 이용하여 C-PNC/BRG 디바이스(502)의 C-MIB에 등록되어 있는 디바이스들에 대한 맵핑정보를 각각의 디바이스별 C-MIB에 저장 및 관리한다.
이와 같이 종래의 경우는 부모 피코넷과 자식 피코넷간의 디바이스들에 대한 정보를 공유할 방법이 없었다. 그러나, 본 발명에 따른 브릿지 동작에 의해 부모 피코넷과 자식 피코넷간의 디바이스들에 대한 정보를 공유할 수 있게 된다.
즉, 브릿지 기능을 갖는 디바이스는 서로 다른 피코넷에 위치하는 디바이스들에 대한 정보를 각기 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스들에게 브로드캐스팅한다. 여기서, 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스들에 대한 정보를 브릿징 정보(Bridging Information)라 한다. 이와 같이 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스들에 대한 정보를 수신하면, 각각의 디바이스들은 각각 수신된 다른 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 통해 연결된 모든 피코넷의 디바이스들에 대한 브릿징 관리 정보 베이스(Bridging Management Information Base : B-MIB)을 생성한다.
한편, 브릿지 기능을 갖는 디바이스는 서로 다른 피코넷에 위치하는 디바이스로부터 전송된 데이터를 스위칭하는 기능을 갖는다.
이와 같은 브릿지 동작을 수행하게 되면, 종래의 디바이스 ID를 할당하는 경우, 각각의 피코넷 간의 정보 교류가 없음에 따라, 디바이스 ID가 각각의 피코넷 별로 중복되게 설정되는 문제점이 없어지게 된다. 즉, 전체의 디바이스 ID를 관리하게 됨에 따라, 디바이스 ID가 중복되는 경우(ID overlap)가 발생하지 않게 된다.
도 6 은 본 발명에 따른 브릿지에서 PNID 정보에 따른 스위칭 동작에 관한 일실시예 동작 흐름도이다.
도 6에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 브릿지 디바이스는 MAC 헤더와 프레임 바디를 포함하여 구성된 데이터를 수신하면(601), MAC 헤더에 포함된 소스 PNID와 목적지 PNID가 일치하는지 여부를 확인한다(602).
그리고, 602 단계의 확인 결과, 목적지 PNID와 소스 PNID가 일치하면, 브릿지에서의 데이터 처리 동작을 수행하지 않고, 해당 피코넷의 PNC에 의한 피코넷 내의 데이터 처리 방법에 따른 통신을 수행한다.
한편, 602 단계의 확인 결과, 목적지 PNID와 소스 PNID가 일치하지 않으면, 일단 전달된 데이터를 버퍼링을 하고(604), 전달하고자 하는 피코넷의 PNC로부터의 CTA(Channel Time Allocaton)를 수신할 때까지 대기한다(605). 그리고, 전달하고자 하는 피코넷으로부터의 CTA를 수신하면 데이터를 전송한다(606).
도 7 은 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷에 속한 디바이스간의 데이터 통신에 대한 일실시예 신호 흐름도이다.
도 7 에 도시된 바에 따르면, 자식 피코넷에 속한 디바이스1(503) 로부터 부모 피코넷에 속한 디바이스2(504)로의 데이터 전송에 대한 예시를 보여주고 있다.
우선 디바이스간의 데이터 전송을 위해서는 부모 피코넷과 자식 피코넷간의 연계가 이루어지고(701), 브릿징 동작을 통해 각각의 디바이스들에 대한 MIB를 저장한다(702).
그리고, 디바이스1(503) 은 데이터 전송을 위하여 C-PNC/BRG(502)에 채널 시간을 요청하고(703), C-PNC/BRG(502)가 TDM 방식의 데이터 할당을 하는데 있어서 자원의 사용이 가능하게 되면(704) 채널 시간 응답을 디바이스1(503)로 전달한다(705).
그리고, C-PNC/BRG(502) 는 제어 정보가 기술된 비콘을 형성하여(706) 요청된 데이터의 전송을 위한 스트림 CTA를 포함하는 비콘을 디바이스1(503)로 전송한다(707). 그리고, 스트림 CTA를 수신한 디바이스1(503)은 해당 채널 시간에 데이터 스트림을 C-PNC/BRG(502)로 전송한다(708).
그리고, C-PNC/BRG(502)는 전송된 데이터 스트림을 버퍼링을 하고(709), 데이터 전송을 위하여 PNC(501)에 채널 시간을 요청하고(710), PNC(501)가 TDM 방식의 데이터 할당을 하는데 있어서 자원의 사용이 가능하게 되면(711) 채널 시간 응답을 PNC/BRG(502)로 전달한다(712).
그리고, PNC(501)는 제어 정보가 기술된 비콘을 형성하여(713) 요청된 데이터의 전송을 위한 스트림 CTA를 포함하는 비콘을 C-PNC/BRG(502)로 전송한다(714). 그리고, 스트림 CTA를 수신한 C-PNC/BRG(502)는 해당 채널 시간에 데이터 스트림을 디바이스2(504)로 전송한다(715). 여기서, C-PNC/BRG(502)와 디바이스2(504)는 같은 피코넷 내의 데이터 전송을 수행하기 때문에 그 데이터의 전송을 하는데 있어서, PNC(501)를 거치지 않는다.
이상의 동작이 가능하기 위해서는 각각의 디바이스들에 대한 피코넷의 위치를 확인하는 것이 가능하여야 한다. 이는 도 4에서 제시된 본 발명에 따른 데이터 구조를 통해 목적지 피코넷 아이디와 소스 피코넷 아이디를 제공함으로써, 가능하게 된다. 또한, 데이터를 피코넷 간에 전송하기 위해서는 도 6에서 제시하는 브릿지에서의 목적지 피코넷 아이디와 소스 피코넷 아이디에 따른 브릿징 동작의 수행이 요구된다.
도 8 은 본 발명에 따른 서로 다른 피코넷에 속한 디바이스간의 데이터 통신에 대한 또다른 일실시예 신호 흐름도이다.
도 8 에 도시된 바에 따르면, 부모 피코넷에 속한 디바이스2(504)로부터 자식 피코넷에 속한 디바이스1(503)으로의 데이터 전송에 대한 예시를 보여주고 있다.
우선 디바이스간의 데이터 전송을 위해서는 부모 피코넷과 자식 피코넷간의 연계가 이루어지고(801), 브릿징 동작을 통해 각각의 디바이스들에 대한 MIB를 저장한다(802).
그리고, 디바이스2(504)는 데이터 전송을 위하여 PNC(501)에 채널 시간을 요청하고(803), PNC(501)가 TDM 방식의 데이터 할당을 하는데 있어서 자원의 사용이 가능하게 되면(804) 채널 시간 응답을 디바이스2(504)로 전달한다(805).
그리고, PNC(501)는 제어 정보가 기술된 비콘을 형성하여(806) 요청된 데이터의 전송을 위한 스트림 CTA를 포함하는 비콘을 디바이스2(504)로 전송한다(807). 그리고, 스트림 CTA를 수신한 디바이스2(504)는 해당 채널 시간에 데이터 스트림을 C-PNC/BRG(502)로 전송한다(808). 여기서, C-PNC/BRG(502)와 디바이스2(504)는 같은 피코넷 내의 데이터 전송을 수행하기 때문에 그 데이터의 전송을 하는데 있어서, PNC(501)를 거치지 않는다.
그리고, C-PNC/BRG(502)는 전송된 데이터 스트림을 버퍼링을 하고(809), CTA가 포함된 제어 정보가 기술된 비콘을 형성하고(810) 해당 CTA에 데이터 스트림을 디바이스1(503)로 전송한다(811). 이상의 방법을 통해 서로 다른 피코넷 간의 통신을 수행하는 것이 가능하다.
이상의 동작이 가능하기 위해서는 각각의 디바이스들에 대한 피코넷의 위치를 확인하는 것이 가능하여야 한다. 이는 도 4에서 제시된 본 발명에 따른 데이터 구조를 통해 목적지 피코넷 아이디와 소스 피코넷 아이디를 제공함으로써, 가능하게 된다. 또한, 데이터를 피코넷 간에 전송하기 위해서는 도 6에서 제시하는 브릿지에서의 목적지 피코넷 아이디와 소스 피코넷 아이디에 따른 브릿징 동작의 수행이 요구된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
즉, 본 발명에 있어서는 하나의 자식 피코넷과 하나의 부모 피코넷을 한정하여 설명을 하고 있으나, 제 1 자식 피코넷과 제 1 자식 피코넷을 부모 피코넷으로 하는 제 2 자식 피코넷, 제 2 자식 피코넷을 부모 피코넷으로 하는 제 3 자식 피코넷 등의 직렬적으로 연결되는 다수의 피코넷 간의 통신에 적용하는 것은 본원 발명의 기재 내용을 이용한다면, 당업자에게 주지의 일이다.
또한, 부모 피코넷의 다수의 디바이스들이 각각의 자식 피코넷을 형성하는 경우에도 동일하게 적용된다.
상기와 같은 본 발명은, 초광대역(Ultra Wide Band : UWB)를 이용하는 IEEE 802.15.3 고속 개인용 무선 네트워크(Wireless Personal Area Network: WPAN)에 있어서 브리지 기능을 제공하는 디바이스를 이용하여 서로 다른 피코넷에 존재하는 디바이스 간에도 통신이 가능하도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 브릿지 디바이스를 이용하여 전체 디바이스들의 정보를 브로드캐스팅하므로 디바이스 아이디가 중첩되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.

Claims (13)

  1. 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되며, 상기 자식 피코넷에 위치하며, 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
    상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 소정의 디바이스가 데이터 전송을 위한 MAC 헤더 데이터 구조를 구성함에 있어서, 상기 소정의 디바이스가 속한 피코넷을 알리는 소스 피코넷 아이디 필드와, 상기 소정의 디바이스가 데이터를 전송하고자 하는 목적지 디바이스가 속한 목적지 피코넷을 알리는 목적지 피코넷 아이디 필드를 미리 포함하는 준비 단계와;
    상기 브릿지 디바이스는,
    상기 제 1 소정의 디바이스로부터 데이터를 전송받는 제 1 단계;
    상기 제 1 소정의 디바이스로부터의 데이터에 포함된 상기 소스 피코넷 아이디 필드와 상기 목적지 피코넷 아이디 필드의 값을 비교하는 제 2 단계;
    상기 제 2 단계의 비교 결과 상기 소스 피코넷 아이디 필드와 상기 목적지 피코넷 아이디 필드의 값이 같으면, 상기 데이터에 대한 브릿지 동작을 종료하는 제 3 단계;
    상기 제 2 단계의 비교 결과 상기 소스 피코넷 아이디 필드와 상기 목적지 피코넷 아이디 필드의 값이 틀리면, 상기 데이터를 버퍼링하는 제 4 단계; 및
    상기 목적지 피코넷으로부터의 시간 할당 메시지를 수신하여 상기 버퍼링 중인 상기 데이터를 상기 시간 할당 메시지에 의해 할당된 시간에 전송하는 제 5 단계를 포함하는 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 브릿지 장치는, 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터(C-PNC)로써 동작을 하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 소스 피코넷 아이디 필드 및 상기 목적지 피코넷 아이디 필드는 각각 1바이트로 구성되는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 대한 정보를 상기 브릿지 디바이스를 통해 브로드캐스팅함으로써, 상기 디바이스들 간의 디바이스 식별이 중첩되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법.
  6. 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되며, 상기 자식 피코넷에 위치하며 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하여 각각의 디바이스들이 전체 디바이스 정보를 저장하도록 하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비한 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
    상기 제 1 소정의 디바이스가 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로부터 데이터 전송을 위한 제 1 채널 시간을 할당받아 상기 제 1 채널 시간에 데이터를 상기 제 1 피코넷 코디네이터로 전송하는 제 1 단계;
    상기 제 1 피코넷 코디네이터가 전송받은 데이터를 버퍼링하는 제 2 단계; 및
    상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 2 피코넷 코디네이터로 데이터 전송을 위한 제 2 채널 시간을 할당받아 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 소정의 디바이스로 전달하는 제 3 단계를 포함하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 제 1 소정의 디바이스가 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로 채널 시간을 요청하는 제 4 단계;
    상기 채널 시간을 요청받은 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 자원의 사용이 가능한지를 확인하여 상기 채널 시간 요청에 대해 응답하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 응답을 한 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 제 1 채널 시간을 포함하는 비콘을 형성하여 상기 제 1 소정의 디바이스로 전달하는 제 6 단계; 및
    상기 제 1 소정의 디바이스가 상기 제 1 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 1 피코넷 코디네이터로 전달하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 2 피코넷 코디네이터로 채널 시간을 요청하는 제 8 단계;
    상기 채널 시간을 요청받은 상기 제 2 피코넷 코디네이터가 자원의 사용이 가능한지를 확인하여 상기 채널 시간 요청에 대해 응답하는 제 9 단계;
    상기 제 9 단계의 응답을 한 상기 제 2 피코넷 코디네이터가 상기 제 2 채널 시간을 포함하는 비콘을 형성하여 상기 제 1 피코넷 코디네이터로 전달하는 제 10 단계; 및
    상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 디바이스로 전달하는 제 11 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 피코넷 코디네이터는 상기 브릿지 디바이스인 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  10. 다수의 디바이스들을 포함하여 미리 형성된 부모 피코넷과, 상기 부모 피코넷에 위치하는 디바이스에 의해 할당된 타임슬롯을 이용하여 새로 형성된 자식 피코넷으로 구성되며, 상기 자식 피코넷에 위치하며 상기 부모 피코넷의 디바이스에 대한 정보와 상기 자식 피코넷의 디바이스들에 대한 정보를 상기 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에 포함된 디바이스들에 브로드캐스팅하여 각각의 디바이스들이 전체 디바이스 정보를 저장하도록 하고, 상기 자식 피코넷에 포함된 제 1 소정의 디바이스와 상기 부모 피코넷에 포함된 제 2 소정의 디바이스 간의 데이터 전달이 이루어지도록 동작하는 브릿지 디바이스를 구비한 고속 개인용 무선 네트워크 시스템에서의 데이터 전송 방법에 있어서,
    상기 제 2 소정의 디바이스가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로부터 데이터 전송을 위한 제 1 채널 시간을 할당받아 상기 제 1 채널 시간에 데이터를 상기 자식 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 2 피코넷 코디네이터로 전송하는 제 1 단계;
    상기 제 2 피코넷 코디네이터가 전송받은 데이터를 버퍼링하는 제 2 단계; 및
    상기 제 2 피코넷 코디네이터가 상기 데이터 전송을 위한 제 2 채널 시간을 할당하여 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 소정의 디바이스로 전달하는 제 3 단계를 포함하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 단계는,
    상기 제 2 소정의 디바이스가 상기 부모 피코넷의 피코넷 코디네이터인 제 1 피코넷 코디네이터로 채널 시간을 요청하는 제 4 단계;
    상기 채널 시간을 요청받은 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 자원의 사용이 가능한지를 확인하여 상기 채널 시간 요청에 대해 응답하는 제 5 단계;
    상기 제 5 단계의 응답을 한 상기 제 1 피코넷 코디네이터가 상기 제 1 채널 시간을 포함하는 비콘을 형성하여 상기 제 1 소정의 디바이스로 전달하는 제 6 단계; 및
    상기 제 1 소정의 디바이스가 상기 제 1 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 피코넷 코디네이터로 전달하는 제 7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 제 2 피코넷 코디네이터가 상기 제 2 채널 시간을 포함하는 비콘을 형성하는 제 8 단계; 및
    상기 제 2 피코넷 코디네이터가 상기 제 2 채널 시간에 상기 데이터를 상기 제 2 디바이스로 전달하는 제 9 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 피코넷 코디네이터는 상기 브릿지 디바이스인 것을 특징으로 하는 고속 개인용 무선 네트워크에서의 데이터 전송 방법.
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