KR100678933B1 - 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법과, 백본네트워크와 연결된 조정자 기반의 무선 네트워크들간의통신 방법 - Google Patents

조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법과, 백본네트워크와 연결된 조정자 기반의 무선 네트워크들간의통신 방법 Download PDF

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Abstract

제1 조정자 기반 무선 네트워크와 백본 네트워크로 연결된 제2 조정자 기반 무선 네트워크간의 통신 방법은 상기 제2 조정자 기반의 무선 네트워크와 상기 백본 네트워크를 연결하는 중계장치로부터 원격 채널 시간 할당에 필요한 정보를 포함한 데이터 전송 알림 프레임을 제공받는 단계와, 상기 중계장치가 채널 시간 할당을 상기 제2 조정자에게 요청하도록 하는 원격 채널 시간 할당 프레임을 전송하는 단계, 및 할당된 채널 시간에 상기 중계장치가 제공한 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크로부터의 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.
WPAN(Wireless Personal Area Network), IEEE802.15.3, 피코넷, 채널 시간 할당(channel time allocation)

Description

조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법과, 백본 네트워크와 연결된 조정자 기반의 무선 네트워크들간의 통신 방법{Method for communication in coordinator-based wireless network, and method for communication between coordinator-based wireless networks connected with back bone network}
도 1은 인프라스트럭처 모드의 무선 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 2는 애드 혹 모드의 무선 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 3은 종래의 조정자 기반 무선 네트워크 간의 통신 상태를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 프레임 구조를 나타내는 구조도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스 및 유무선 브릿지의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수신측 채널 시간 할당(channel time allocation)의 메커니즘을 설명하는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 채널 시간 요청 명령(channel time request command)을 나타내는 구조도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템에서 수신측 채널 시간 할당 과정을 보여주는 예시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 목적 디바이스에 의한 원격 채널 시간 할당 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 백본 네트워크로 연결된 피코넷간의 데이터 송신 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 무선 네트워크 통신에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조정자 기반의 무선 네트워크 환경에서 통신 방법에 관한 것이다.
통신 및 네트워크 기술의 발달에 따라 최근의 네트워크 환경은 동축 케이블 또는 광 케이블과 같은 유선 매체를 이용하는 유선 네트워크 환경으로부터 다양한 주파수 대역의 무선 신호를 이용하는 무선 네트워크 환경으로 변해가고 있다. 이에 따라, 무선 네트워크 인터페이스 모듈을 포함하고 이동성(mobility)이 가능하며, 다양한 정보를 처리하여 특정한 기능을 수행하는 컴퓨팅 장치(이하, '무선 네트워크 장치'라고 한다)들이 개발되고 있으며, 또한 이러한 무선 네트워크 장치들이 효율적으로 통신을 하기 위한 무선 네트워크 기술들이 등장하고 있다.
무선 네트워크는 크게 2가지의 형태로 나눌 수 있다.
우선, 도 1에서 도시하고 있는 것과 같이 액세스 포인트(Access Point)를 포함하는 무선 네트워크 형태로서, '인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
또다른 형태로서, 도 2에서 도시하고 있는 것과 같이 액세스 포인트(Access Point)를 포함하지 않는 무선 네트워크 형태로서, '애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크'라고도 한다.
인프라스트럭쳐 모드(infrastructure mode)의 무선 네트워크는 무선 네트워크를 유선 네트워크와 연결하거나, 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들간에 통신을 하기 위하여 액세스 포인트(Access Point)가 데이터 전달의 중계 역할을 수행하게 된다. 따라서, 모든 데이터는 액세스 포인트(Access Point)를 거쳐야 한다.
애드 혹 모드(ad-hoc mode)의 무선 네트워크는 액세스 포인트(Access Point)와 같은 중계 장치를 거치지 않고, 단일의 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들이 직접 서로에게 데이터를 송수신하는 형태이다.
이러한 네트워크 형태는 다시 2가지로 나눌 수 있는데, 단일의 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들 중 임의로 선정된 무선 네트워크 장치가 다른 무선 네트워크 장치들에게 데이터를 전송할 수 있는 시간(이하, '채널 시간(channel time)'이라 한다)을 할당해 주는 조정자 역할을 수행하고, 다른 무선 네트워크 장치들은 정해진 채널 시간(channel time)에만 데이터를 전송할 수 있도록 하는 네트워크 형태와, 상기와 같이 조정자 역할을 수행하는 무선 네트워크 장 치가 존재하지 않고, 모든 네트워크 장치들이 자신이 원할 때면 언제든지 데이터를 전송할 수 있는 네트워크 형태가 있다.
이 때, 전자의 경우, 즉 조정자 역할을 하는 무선 네트워크 장치가 존재하는 네트워크 형태(이하, '조정자 기반 무선 네트워크'이라고 한다)는 조정자를 중심으로 독립된 단일의 무선 네트워크를 형성하게 되고, 일정한 공간 내에 다수의 조정자 기반 무선 네트워크가 존재하는 경우에 각각의 조정자 기반 무선 네트워크는 다른 조정자 기반 무선 네트워크와 구별하기 위하여 고유한 식별 정보를 갖게 된다.
따라서, 특정한 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들은 자신이 속한 조정자 기반 무선 네트워크에서는 조정자에 의해 정해진 채널 시간(channel time) 동안에 다른 네트워크 장치들과 데이터를 송수신할 수 있으나, 다른 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치와는 통신할 수 없는 문제점이 있다.
예컨대, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 3개의 조정자 기반 무선 네트워크(310, 320, 330)을 포함하는 홈 네트워크 시스템에 있어서, 무선 네트워크-1(310)이 1층 거실에 구축되어 있고, 무선 네트워크-2(320)가 2층 공부방에 구축되어 있고, 무선 네트워크-3(330)이 1층 침실에 구축되어 있다고 가정한다.
만일, 사용자가 2층 공부방에서 휴대용 동영상 플레이어(325)를 이용하여 1층 거실에 있는 미디어 서버(315)에 저장된 영화를 보려고 할 경우에는, 무선 네트워크-1(310)과 무선 네트워크-2(320)사이에 통신할 수 있는 방법이 없기 때문에 사용자는 영화를 감상할 수 없게 된다. 따라서 사용자가 영화를 보기 위해서는 1층 거실로 내려와야 하는 불편이 생기게 된다.
이러한 문제점이 발생하는 이유는 무선 전파의 도달 거리 제한, 다른 조정자 기반 무선 네트워크에 관한 정보의 부존재, 채널 시간(channel time)의 할당 문제 등이 발생하기 때문이다.
따라서, 서로 다른 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들간에 데이터를 송수신하기 위해 새로운 네트워크 토폴로지(topology)를 구성할 필요가 생기게 되었고, 특히 데이터를 수신하는 무선 네트워크 장치가 속하는 조정자 기반 무선 네트워크에서 채널 시간 할당(channel time allocation)을 요청하는 방법이 필요하게 되었다. 특히 채널 시간 할당(channel time allocation)을 요청하는 것과 관련하여, 조정자 기반 무선 네트워크의 대표적인 예라고 할 수 있는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers; 미국 전기 전자 학회)802.15.3 규격을 따르는 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Nework, 이하 'WPAN'이라고 칭한다)에서는 데이터를 송신하고자 하는 무선 네트워크 장치만이 채널 시간 할당(channel time allocation)을 요청할 수 있다. 즉, 채널 시간 할당(channel time allocation)에 필요한 정보들을 데이터를 송신하고자 하는 무선 네트워크 장치만이 알고 있기 때문에는 데이터를 수신하거나, 데이터를 중계하는 네트워크 장치들은 채널 시간 할당(channel time allocation)을 할 수 없게 되는 것이다. 이 때, IEEE802.15.3 규격은 무선 네트워크에 있어서, 국제표준협회(ISO)가 발표한 네트워크 모델에 관한 OSI(Open System Interconnection, 개방 시스템 상호 연결) 7 계층(Layer) 중 물리계층(Physical Layer)에 해당하는 PHY 계층과 데 이터 링크 계층(Data-link Layer)에 해당하는 MAC(Medimum Access Control) 계층에 대한 표준을 제안하고 있는 규격을 말한다.
따라서, WPAN과 같은 조정자 기반 무선 네트워크에 있어서, 서로 다른 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 무선 네트워크 장치들 간에도 데이터 송수신을 원할하게 하기 위해 송신된 데이터를 수신하는 장치도 채널 시간 할당(channel time allocation)을 요청할 수 있는 방법이 필요하게 되었다.
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 데이터를 수신하는 무선 장치에서도 채널 시간 할당을 요청할 수 있는 방법을 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명은 백본 네트워크로 연결된 조정자 기반의 무선 네트워크들간의 통신 방법을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시에 따른 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법은 송신 디바이스가 데이터 송신을 위한 채널 시간 할당을 상기 무선 네트워크의 조정자에게 요청하도록 상기 송신 디바이스에게 원격 채널 시간 할당 요청 프레임을 전송하는 단계, 및 할당된 채널 시간에 상기 송신 디바이 스가 전송하는 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법은 데이터 송신을 위한 채널 시간 할당을 무선 네트워크의 조정자에게 요청하도록 하는 원격 채널 시간 할당 요청 프레임을 목적 디바이스로부터 수신하는 단계와, 상기 원격 채널 시간 할당 요청에 따라 상기 조정자에게 채널 시간 할당을 요청하는 단계, 및 할당된 채널 시간에 상기 목적 디바이스에게 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 백본 네트워크로 연결된 제2 조정자 기반 무선 네트워크간의 통신 방법은 상기 제2 조정자 기반 무선 네트워크의 목적 디바이스가 원격 채널 시간 할당을 요청할 수 있도록 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크의 송신 디바이스가 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 상기 백본 네트워크를 연결하는 중계장치에 데이터 전송 알림 프레임을 제공하는 단계, 및 상기 데이터 전송 알림 프레임을 제공한 후, 상기 송신 디바이스가 상기 목적 디바이스에게 전송할 프레임을 상기 중계장치에 제공하는 단계를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 백본 네트워크로 연결된 제2 조정자 기반 무선 네트워크간의 통신 방법은 상기 제2 조정자 기반의 무선 네트워크와 상기 백본 네트워크를 연결하는 중계장치로부터 원격 채널 시간 할당에 필요한 정보를 포함한 데이터 전송 알림 프레임을 제공받는 단계와, 상기 중계장치가 채널 시간 할당을 상기 제2 조정자 에게 요청하도록 하는 원격 채널 시간 할당 프레임을 전송하는 단계, 및 할당된 채널 시간에 상기 중계장치가 제공한 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크로부터의 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 채널 시간 할당을 요청하는 장치 및 방법을 설명하기 위한 블록도 또는 처리 흐름도에 대한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성 하도록 기구를 만들 수 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑제되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
한편, 본 발명을 보다 용이하게 이해하기 위하여, 이하에서는 조정자 기반 무선 네트워크에 대한 실시예로서 IEEE802.15.3 규격을 WPAN을 예를 들어 설명하도록 하는데, 구체적으로는 MAC계층을 중심으로 다수의 WPAN을 유선 백본(backbone)을 이용하여 연결함으로써, 서로 다른 WPAN에 속하는 무선 네트워크 장치들간에 데이터를 송수신할 수 있는 네트워크 시스템을 설명하도록 한다.
또한, WPAN에서는 무선 네트워크 장치를 '디바이스'라고 하고, 적어도 1이상의 디바이스(들)에 의해 형성되는 단일의 네트워크를 '피코넷(piconet) '이라고 하므로, 용어의 통일을 위해 이하에서는 WPAN에서 정의하고 있는 용어를 사용하도록 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템을 나타내는 예시도이다.
상기 네트워크 시스템(400)은 다수의 피코넷 (420, 460, 480)과, 피코넷들과 연결된 유선 네트워크(440)와 유선 네트워크와 연결된 게이트웨이(410)와, 각각의 피코넷들(420, 460, 480)을 유선 네트워크(440)와 연결하는 중계 장치(422, 462, 482)들로 구성될 수 있다. 이 때, 피코넷(420, 460, 480)들의 명확한 구별을 위해 각각 '제1 피코넷(420)', '제2 피코넷(460)', '제3 피코넷(480)'이라고 칭하기로 한다.
또한, 각각의 피코넷에 속하는 디바이스들 중 조정자 역할을 하는 디바이스가 선택될 수 있는데, WPAN에서는 조정자 역할을 하는 디바이스를 '피코넷 코디네이터(Piconet coordinator)'라고 하며, 이하에서는 'PNC'라고 칭하기로 한다.
또한, 중계 장치를 보다 명확하게 구별하기 위해 제1 피코넷(420)에 속한 중계 장치(422)를 '제1 중계 장치', 제2 피코넷(460)에 속한 중계 장치(462)를 '제2 중계 장치', 제3 피코넷(480)에 속한 중계 장치(482)를 '제3 중계 장치'라고 칭하기로 하는데, 중계 장치는 네트워크 토폴로지(topology)에 따라 라우터, 유무선 브릿지, 디바이스 또는 PNC를 포함할 수 있다. 예컨대, 중계 장치가 유무선 브릿지인 경우에는 네트워크 시스템(400)은 '192.168.9.x'와 같은 IP 서브넷(subnet)을 형성하고 있고, 각각의 피코넷(420, 460, 480)은 자신을 구별할 수 있는 피코넷 식별 정보에 의해 식별이 가능하다.
한편, 유선 네트워크(440)는 동축 케이블(coax cable), 광 케이블, 전력선, 전화선 등 통신 가능한 매체에 기반하는 어떠한 방식의 유선 네트워크 프로토콜(protocol)도 따를 수 있다. 어떠한 유선 네트워크 프로토콜을 따르느냐 하는 것은 본 발명이 적용되는 물리적 환경에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 실시에 따르면, 예컨대 디바이스-1_1(430)이 디바이스-1_2(435)과 통신하려는 경우, 즉 같은 피코넷 내에서 통신이 이루어지는 경우에는 종래의 IEEE802.15.3 규격을 따르면 된다. 그러나, 디바이스-1_1(430)이 제2 피코넷(460)에 속하는 디바이스-2_1(465)과 통신하려고 하면, 우선, 제1 중계 장치(422)가 디바이스-1_1(430)이 송신한 프레임을 수신한다. 그리고 나서, 제1 중계 장치(422)는 프레임에 포함된 정보를 전달할 수 있는 구조를 갖는 프레임을 생성한다. 이것은 전송 매체 특성에 따라 통신 프로토콜의 구조가 달라지고, 이에 따라 프레임 구조도 달라질 수 있기 때문이다. 제1 중계 장치(422)에 의해 생성된 프레임은 유선 네트워크(440)를 통하여 제2 중계 장치(462)로 전송된다. 이 때, 프레임이 제1 중계 장치(422)로부터 제2 중계 장치(462)로 전달되는 방법은 브로드캐스트(broadcast) 또는 멀티캐스트(multicast)에 의한 방법도 가능하고, 제2 중계 장치(462)에게로만 직접 전달하는 방법을 이용할 수도 있다.
상기 제2 중계 장치(462)는 제1 중계 장치(422)로부터 수신한 프레임을 다시 IEEE802.15.3 규격을 따르는 프레임의 형태로 변환시킨 후, 디바이스-2_1(465)로 프레임을 전송하게 된다.
이 때, 디바이스-1_1(430)이 전송한 프레임에 대한 응답 과정은 디바이스-1_1(430)와 제1 중계 장치(422) 사이, 제1 중계 장치(422)와 제2 중계 장치(462) 사이, 제2 중계 장치(462)와 디바이스-2_1(465)사이에서 각각 수행될 수 있으나, 디바이스-1_1(430)와 디바이스-2_1(465) 사이에서 수행될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 데이터 구조를 나타내는 구조도이다.
상기와 같은 통신 메커니즘을 수행하기 위해서 종래의 IEEE802.15.3 규격을 따르는 프레임 구조를 변형할 필요가 있다. 그리고, 프레임 구조의 변경은 중계 장치(422, 462, 482)의 종류에 따라 달라지는바, 본 발명에서는 중계 장치(422, 462, 482)로서 유무선 브릿지를 이용하기로 하며, 이에 따른 새로운 프레임 구조를 제안하기로 한다. 따라서, 본 발명에 대한 실시예에서 설명되는 모든 피코넷과 유선 백본(backbone)은 단일의 IP 서브넷(subnet)을 갖게 된다. 그리고, 유무선 브릿지는 자신이 속해 있는 피코넷에서는 디바이스 또는 PNC로서 기능할 수 있다.
상기 도 5에서는 본 발명의 실시를 위해 IEEE802.15.3 규격에서 정의하고 있는 맥(MAC) 프레임을 변형한 구조를 나타내고 있는데, 본 실시예에는 가능한한 기존의 맥 프레임 구조와 호환이 되는 구조를 같도록 새로운 맥 프레임 구조를 제공한다. 특히 프레임 바디(522)의 'ExtInfo' 필드(542)와 헤더(header)(510)의 'Frame control' 정보 필드(511) 중 'Reserved' 영역(537)을 새롭게 정의하였다.
이하, 각각의 중요한 정보 필드에 대해 간단히 설명하도록 한다.
맥(MAC) 프레임은 크게 맥(MAC) 프레임의 여러 가지 정보를 나타내는 헤더(header)(510)과 프레임 바디(520)를 포함한다. 이 때, 프레임 바디(520)는 IEEE802.15.3의 규격을 따르는 프로토콜 수트(protocol suite) 중 맥 계층(MAC layer)의 상위 계층으로부터 전달받은 프로토콜 데이터 유닛(Protocol Data Unit; PDU)을 페이로드(payload)(522)로 하고, 프레임 전송 오류를 판별하는 FCS(Frame Check Sum) 정보 필드(524)를 포함한다. 예컨대, 응용 계층(application layer)이 맥 계층(MAC layer)의 상위 계층일 경우에는 페이로드(payload)(522)에는 어플리케이션 데이터가 실리게 되는 것이다.
또한, 헤더(header)(510)에는 피코넷을 식별할 수 있는 식별자를 나타내는 'PNID(Piconet Identifier)' 정보 필드(512)와, 맥 프레임(MAC frame)을 전송하는 디바이스(device)를 식별하는 'SrcID' 정보 필드(514)와, 맥 프레임(MAC frame)을 수신하는 타켓이 되는 디바이스(device)를 식별하는 'DestID' 정보 필드(513)를 포함한다. 이 밖에 헤더(510)에는 'Fragmentation control' 필드(516)와 'Stream index' 필드(515)가 포함된다.
현재까지 공개된 IEEE802.15.3 규격을 따르는 무선 통신 방식에 있어서는, 'PNID' 정보 필드(514)에 의해 식별되는 단일의 피코넷에 속하는 디바이스(device)들 간에만 통신이 가능하도록 설계되어 있었다.
따라서, 서로 다른 피코넷에 속하는 디바이스들 간에 통신이 가능하도록 하기 위해서는 피코넷 식별 정보를 나타내는 'PNID' 필드(512)만으로는 부족하고 다른 부가적인 정보를 더 필요로 한다.
본 발명의 실시예로서, 프레임 바디(frame body)(520)에 별도의 'ExtInfo' 필드(542)를 두어 유선 네트워크로 연결된 다른 피코넷간의 확장된 통신에 사용되도록 한다. 일 실시예에 있어서, ExtInfo 필드(542)는 유선 네트워크로 연결된 다른 피코넷의 피코넷 아이디 정보가 포함된다. 이 경우에는 백본 네트워크로 연결된 모든 피코넷은 고유한 피코넷 아이디를 가지고 있어야 하는데, 피코넷 아이디는 PNC 간의 주기적인 통신을 통해 유일하도록 조정할 수도 있고 유무선 브릿지가 관리할 수도 있다. 다른 실시예에 있어서, ExtInfo 필드(542)에는 송신 디바이스와 목적 디바이스를 식별할 수 있는 유일한 식별자, 예를 들면 송신 디바이스의 맥 주소와 목적 디바이스의 맥 주소를 포함할 수 있다.
한편, 각각의 유무선 브릿지들은 자신이 속한 피코넷에서 수신한 프레임의 최종 목적지가 자신이 속한 피코넷에 있는 디바이스인지, 다른 피코넷에 있는 디바이스인지 구별할 필요가 있다. 물론 'PNID' 필드(512)에 소정의 값, 예를 들면 '0xFFFF' 값을 기록하여 다른 피코넷 간의 통신임을 유무선 브릿지들이 알 수 있게 할 수도 있다. 즉, 이러한 경우에 유무선 브릿지는 ExtInfo 필드(542)에서 송신과 목적지에 대한 정보를 얻는다. 그렇지만 이와 같이 종전의 IEEE 802.15.3 규격의 필드를 다른 목적으로 사용하는 점보다는 간접적으로 다른 피코넷간의 통신임을 알려줄 수 있다. 즉, 단일의 피코넷에 속하는 디바이스들 간에 송수신되는 프레임인지, 아니면 서로 다른 피코넷에 속하는 디바이스들 간에 송수신되는 프레임인지를 나타내 주는 '전송 모드 정보'를 도 5에서 도시한 헤더(header)(510)의 'frame control' 정보 필드(511) 중 'Reserved' 필드(537)의 일부 비트 혹은 전체 비트를 이용하여 표시할 수 있다. Reserved 영역(537)은 IEEE802.15.3 규격에서는 'frame control' 필드(511)에 포함된 여러 하위 필드들 중 하나로 를 정의하고 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, frame control 필드(511)는 프로토콜의 버전을 표시하는 'protocol version' 필드(531)와 프레임의 종류를 나타내는 'frame type' 필드(532)와 보안아이디(SECID)에 의해 특정된 키를 사용하여 프레임이 보호되는지 여부를 나타내는 'SEC' 필드(533)와 확인응답의 정책을 나타내는 'ACK policy' 필드(534)와 이전 프레임의 재전송인지 여부를 나타내는 'Retry' 필드(535)와 CTA의 남은 채널 시간을 사용하지 않는 것을 나타내는 'more data' 필드(536) 및 미래의 사용을 위해 유보된 'Reserved' 필드(537)를 포함한다.
Reserved 필드(537)에 다른 피코넷간의 통신이라는 전송 모드정보가 없는 경우에는 종전의 경우와 마찬가지로 SrcID(514)와 DestID(513) 값을 기준으로 송신 및 목적 디바이스를 구별할 수 있다. 그렇지만 Reserved 필드(537)에 다른 피코넷간의 통신이라는 전송 모드 정보가 있는 경우에는 ExtInfo 필드(542)를 이용하여 통신할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 송신 디바이스는 전송하려는 프레임의 SrcID(514)에는 송신 디바이스의 아이디를 표시하고 DestID(513)에는 송신 피코넷의 유무선 브릿지의 아이디를 표시한다. 이 경우에 송신 피코넷의 유무선 브릿지는 프레임을 수신하고 ExtInfo 필드(542)를 목적 피코넷과 디바이스의 정보를 얻고 목적지로 프레임을 전송한다. 목적 피코넷의 유무선 브릿지는 프레임을 수신하고 SrcID(514)에 자신의 아이디를 표시하고 DestID(513)에 목적 디바이스의 아이디를 표시하여 전송한다.
다른 실시예에 있어서, 송신 디바이스는 전송하려는 프레임의 SrcID(514)에는 자신의 아이디를 표시하고 DestID(513)에는 수신 디바이스의 아이디를 표시한다. 만일 이런 경우에 있어서 전송되는 프레임에 표시된 DestID와 동일한 아이디를 갖는 디바이스가 있는 경우라도 디바이스는 Reserved 필드(537)에 포함된 전송 모드 정보를 통해 다른 피코넷이 목적지인 것을 알 수 있다. 프레임을 수신한 송신 피코넷의 유무선 브릿지는 프레임을 목적 피코넷으로 전송하고, 목적 피코넷의 유무선 브릿지는 프레임을 목적 디바이스에 전송한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 디바이스 및 유무선 브릿지의 구성을 나타내는 예시도이다.
유무선 브릿지(600)는 피코넷을 통하여 프레임을 송수신하는 무선 네트워크 인터페이스부(610)와, 유선 네트워크(650)와 연결되어 프레임을 송수신하는 유선 네트워크 인테페이스부(610)와, 무선 네트워크 인터페이스부(605)가 수신한 프레임을 전달받아, 프레임에 포함된 전송 모드 정보를 이용하여 전송 모드를 판별하는 전송 모드 판별부(625)와, 프레임을 유선 네트워크(650)를 통하여 다른 피코넷으로 전송하기 위해 프레임으로 변환하는 프레임 변환부(630)와, 유선 네트워크(650)로 연결된 다른 피코넷의 식별 정보와 다른 유무선 브릿지들에 대한 정보를 포함하고 있는 저장부(620)와, 무선 네트워크 인터페이스부(605), 유선 네트워크 인터페이스부(610), 전송 모드 판별부(625), 프레임 변환부(630) 그리고 저장부(620)들 간의 발생하는 프로세스를 관리하는 제어부(615)를 포함한다. 이 때, 전송 모드 판별부(625)와, 프레임 변환부(630)와, 제어부(615)는 단일의 집적 회로 칩으로 구현할 수도 있다.
상기 디바이스(670)는 데이터 프레임 영역과 정보 프레임 영역을 포함하는 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜 데이터 유닛을 포함하는 프레임을 생성하는 디바이스 제어부(672)와, 생성된 프레임을 송신하는 송수신부(674)를 포함한다.
이하에서, 유무선 브릿지(600)와 디바이스(670)의 동작을 구체적으로 설명하도록 한다.
한편, 본 발명에 대한 설명을 용이하게 하기 위하여, 이하에서는 유무선 브릿지가 피코넷으로부터 프레임을 수신하는 경우와 유선 네트워크를 통하여 프레임을 수신하는 경우로 나누어 설명한다.
1. 무선 매체로 전송되는 프레임을 수신하는 경우
(1) 동일 피코넷에 속하는 디바이스간에 통신을 하는 경우
디바이스(670)의 디바이스 제어부(672)는 맥 프레임을 생성할 때 도 5에서 도시한 맥 프레임(500)에 있는 헤더(header)(510)의 'frame control' 필드(511)에 포함된 'Reserved' 필드(537)에 전송 모드 정보, 예를 들면 b11 및 b12의 두 비트를 '00'으로 설정한다. 그리고 나서 디바이스(670) 가 속하는 피코넷 식별 정보 'PNID' 필드(512)에 설정하고, 'DestID' 필드(513)에는 목적 디바이스(미 도시됨) 식별 정보를 설정하고 'SrcID' 필드(514)에는 디바이스(670)를 식별하는 식별 정보를 설정한다.
프레임 생성이 끝나면, 디바이스(670)는 송수신부(674)를 통해 프레임을 무선 채널을 통해 전송한다. 이 때, 유무선 브릿지(600)는 무선 네트워크 인터페이스부(605)를 통해 프레임을 수신한다. 전송 모드 판별부(625)는 수신된 프레임으로부터 전송 모드 정보를 추출한다. 추출된 전송 모드 정보가 '00'이므로 유무선 브릿지(600)는 수신된 프레임을 폐기한다.
(2) 다른 피코넷에 속하는 디바이스간에 통신을 하는 경우
우선, 디바이스(670)의 디바이스 제어부(672)는 도 5에서 도시한 맥 프레임(500)에 있는 헤더(header)(510)의 'frame control' 정보 필드(512) 중 'Reserved' 필드(537)에 전송 모드를 '11'를 설정하고, 'ExtInfo' 필드(542)에는 목적 디바이스를 찾을 수 있도록 하는 정보를 포함시킨다.
제1 실시예에 있어서, 'ExtInfo' 필드(542)에는 목적 디바이스가 속하는 피코넷의 식별 정보(PNID)를 설정한다. 그리고, 'DestID' 필드(513) 에는 목적 디바이스의 식별 정보를, 'SrcID' 필드(514)에는 디바이스(670)를 식별하는 식별 정보를 설정한다.
제2 실시예에 있어서, 'ExtInfo' 필드(542)에는 프레임을 송신하는 디바이스(670)와 목적 디바이스를 네트워크에서 식별할 수 있는 고유한 식별자, 예를 들면 맥 주소를 표시한다. 그리고, 'DestID' 필드(513) 에는 유무선 브릿지(600)의 식별 정보를, 'SrcID' 필드(514)에는 디바이스(670)를 식별하는 식별 정보를 설정한다.
프레임 생성이 끝나면, 디바이스(670)는 송수신부(674)를 통해 프레임을 무선 채널을 통해 전송한다. 이 때, 유무선 브릿지(600)는 무선 네트워크 인터페이스부(605)를 통해 프레임을 수신한다. 전송 모드 판별부(625)는 수신된 프레임으로부터 전송 모드 정보를 추출한다. 추출된 전송 모드 정보가 '11'이므로 수신된 프레임은 프레임 변환부(630)로 전달된다. 프레임 변환부(630)는 유선 네트워크(650)가 동작하는 프로토콜에 맞도록 프레임을 변환한다. 프레임 변환부(630)에 의해 생성된 프레임은 유선 네트워크 인터페이스부(610)를 거쳐 유 선 네트워크(650)로 전송된다. 이 때, 전송하는 방법은 브로드캐스트(broadcast) 또는 멀티캐스트(multicast)에 의한 방법도 가능하고, 목적 디바이스가 소속된 피코넷의 유무선 브릿지로 직접 전달하는 방법을 이용할 수도 있다.
2. 유선 매체로 전송되는 프레임을 수신하는 경우
유무선 브릿지(600)는 유선 네트워크 인터페이스부(610)를 통해 유선 네트워크(650)로부터 전송되는 프레임을 수신하고, 프레임 변환부(630)가 수신된 프레임을 전달받는다. 이 때, 프레임 변환부(630)는 프레임으로부터 전송 모드 정보를 추출하고, 추출된 전송 모드 정보가 '11'인 경우에는 유무선 브릿지(600)가 속한 피코넷이 목적 피코넷인지를 확인한다. 유무선 브릿지(600)는 목적 피코넷이 자신이 속한 피코넷인 경우에 수신한 프레임을 피코넷의 전송 규격에 맞는 프레임으로 변환한 후 목적 디바이스로 프레임에 포함된 맥 프레임에 대한 정보를 전달하지마, 목적 피코넷이 자신이 속한 피코넷이 아닌 경우에는 폐기한다. 이를 위하여 프레임 변환부(630)는 수신된 프레임을 무선 프로토콜, 예를 들면 IEEE 802.15.3 규격의 프레임으로 변환한다. 변환된 프레임은 무선 네트워크 인터페이스부(605)를 통해 목적 디바이스에 전달된다. 피코넷에서 프레임 전송을 위해서 위해서는 채널 시간(channel time)이 할당되어야 한다.
IEEE802.15.3 규격에 따르면 채널 시간 할당(channel time allocation)을 요청할 수 있는 디바이스는 데이터를 전송하고자 하는 송신 디바이스이어야 하므로, 데이터를 수신하고자 하는 목적 디바이스가 송신 디바이스와는 다른 피코넷에 속하는 경우에는 데이터 수신을 위한 채널 시간 할당(channel time allocation)을 수행 하는 메커니즘이 필요하게 된다. 목적 디바이스 측에서의 채널 시간 할당 과정은 도 7을 통해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 수신측 채널 시간 할당(channel time allocation)의 메커니즘을 설명하는 예시도이다.
특별한 설명이 없는 한 동작 과정 및 사용되는 용어는 IEEE802.15.3 규격을 기반으로 하고 있다. 이 때, 이하에서는, 디바이스를 'DEV'로 나타내기로 하고, 데이터를 전송하고자 하는 디바이스를 '송신 디바이스'라 하고, 데이터를 최종적으로 수신하는 디바이스를 '목적 디바이스'라고 하기로 한다. 도 7에서 DEV-2는 목적 디바이스에 해당하고 DEV-3는 유무선 브릿지에 해당한다.
DEV-2는 목적 디바이스로서 프레임 수신을 위한 채널을 할당받을 필요가 있다. 그렇지만 기존의 IEEE802.15.3 규격에서는 채널 시간 할당 요청은 동일 피코넷에 속하는 송신 디바이스만 가능하다. 유무선 브릿지를 이용한 통신의 경우에 목적 피코넷에서는 유무선 브릿지가 송신 디바이스가 된다. 본 발명의 실시예는 기존의 표준의 형식을 유지하면서 수신측에서도 채널 시간 할당을 요청하는 방법을 제공한다.
DEV-2는 자신이 데이터를 수신할 채널 시간을 DEV-3를 통해 간접적으로 할당받을 수 있다. 즉, DEV-2는 DEV-3에게 DEV-3가 PNC에게 채널 시간 할당을 요청하도록 원격 채널 시간 할당 프레임을 전송한다. 원격 채널 시간 할당 프레임을 수신한 DEV-3는 PNC에 채널 시간 할당을 요청한다. 도 7을 참조하여 보다 자세히 살펴본다.
먼저, DEV-2의 DME(Device Management Entity)는 자신의 MLME(Mac Layer Management Entity)의 MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.request 메시지를 호출한다. 일 실시예에 있어서, MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.request 메시지의 구조는 기존의 IEEE 802.15.3 규격에 의한 MLME-CREATE-STREAM.request 구조와 동일하며 다음과 같다.
MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.request (
TrgtID,
DSPSSetIndex,
StreamRequestID,
StreamIndex,
ACKPolicy,
Priority,
PMCTRqType,
CTAType,
CTARateType,
CTARateFactor,
CTRqTU,
MinNumTUs,
DesiredNumTUs,
RequestTimeout
)
MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.request 메시지의 각 파라미터는 기존의 IEEE 802.15.3 규격에 의한 MLME-CREATE-STREAM.request 메시지의 각 파라미터 의미와 동일하다. 즉, TrgtID는 MLME 요청의 목적이 되는 목적 디바이스 아이디를 특정한다. 이 밖에 다른 파라미터의 의미는 기존의 IEEE 802.15.3 규격을 따른다.
DEV-2의 MLME는 호출된 MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.request 메시지를 원격 채널 시간 요청 명령(remote channel time request command)으로 변환하여 DEV-3로 전송한다. 원격 채널 시간 요청 명령의 프레임 형식에 대해서는 도 8을 참조하여 설명한다.
DEV-3의 MLME는 원격 채널 시간 요청 명령을 수신하면 DEV-2로 확인응답(ACK) 프레임을 전송하고 MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.indication 메시지로 자신의 DME에 원격 채널 시간 요청 명령이 수신되었음을 알린다.
DEV-3의 DME는 MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.indication 메시지를 받으면 DEV-3가 DEV-2에 데이터를 전송할 채널 시간 할당을 PNC에 요청한다. 구체적으로 살펴보면, DEV-3 DME는 자신의 MLME의 MLME-CREATE-STREAM.request 메시지를 호출한다.
DEV-3의 MLME는 호출된 MLME-CREATE-STREAM.request 메시지를 원격 채널 시간 요청 명령으로 변환하여 PNC로 전송한다.
PNC는 리소스를 이용할 수 있는 경우라면 채널할당이 성공적이라는 채널 시간 응답 명령을 DEV-3에 전송한다. 이상에서 DEV-3와 PNC간의 동작은 기존의 IEEE 802.15.3 규격에 따른 방식과 동일한 방식으로 동작된다.
DEV-3의 MLME는 채널할당이 성공적이라는 채널 시간 응답 명령을 수신하고, 채널할당이 성공적이라는 원격 채널 시간 응답 명령을 DEV-2에 전송한다. DEV-2의 MLME는 채널할당이 성공적이라는 원격 채널 시간 응답 명령을 수신하면 자신의 DME에게 채널할당이 성공적이라는 MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.cfm 메시지를 보내준다.
일 실시예에 있어서, MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.confirm 메시지의 구조는 기존의 IEEE 802.15.3 규격에 의한 MLME-CREATE-STREAM.confirm 구조와 동일하며 다음과 같다.MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.confirm (
StreamRequestID,
StreamIndex,
AvailableNumTUs,
ReasonCode,
ResultCode
)
이 때, MLME-REMOTE-CREATE-STREAM.confirm 메시지의 각 파라미터는 기존의 IEEE 802.15.3 규격에 의한 MLME-CREATE-STREAM.confirm 메시지의 각 파라미터 의미와 동일하다.
한편, PNC는 채널 시간 할당이 되면 비콘을 생성하고 비콘을 피코넷의 디바이스들에게 브로드캐스팅한다.
도 8은 원격 채널 시간 요청 명령(remote channel time request command)을 나타내고 있는데, 원격 채널 시간 요청 명령(800)은 원격 채널 시간 요청 블록(channel time request block)(810)이 여러 개 모여 구성된다. 원격 채널 시간 요청 명령(800)은 기존의 명령 프레임들과 구별하기 위하여 명령 타입을 새롭게 정의한다. 예를 들면 명령 타입을 "Ox0021"로 설정하여 기존 명령들과 구별할 수 있다. 한편, 도 8에는 도시되지 않았으나 도 7의 원격 채널 시간 응답 명령의 경우도 기존의 명령과 구별될 수 있도록 명령 타입을 새롭게 정의한다. 예를 들면 명령 타입을 "Ox0022"로 설정하여 기존 명령들과 구별할 수 있다.
원격 채널 시간 요청 블록(810)에서도 Target ID로 목적 디바이스를 지정하게 된다. 원격 채널 시간 요청 명령(800)을 수신한 DEV-3는 원격 채널 시간 요청 명령(800)과 동일한 구조의 채널 시간 요청 명령(미 도시됨)을 PNC에 전송한다.
PNC는 채널 시간 할당이 가능한 지 살펴보고, 그 결과를 채널 시간 응답 명령으로 DEV-3로 전송한다.
채널 시간 할당이 성공적으로 이루어진 경우에는 지정된 시간에 DEV-3는 DEV-2로 스트림을 전송하게 된다.
도 7과 도 8을 참조하여 설명한 실시예에 따르면 기존의 IEEE 802.15.3 규격의 형식을 거의 바꾸지 않고도 목적 디바이스가 송신 디바이스를 통해 간접적으로 채널 시간 할당을 요청할 수 있다. 목적 디바이스에 의한 채널 시간 할당은 백본 네트워크로 연결된 다른 피코넷간의 통신에서 유용할 수 있다. 이에 대해서는 도 9을 참조하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 네트워크 시스템에서 수신측 채널 시간 할당 과정을 보여주는 예시도이다.
도 9의 네트워크 시스템에서 피코넷_A(910)와 피코넷_B(920)이 백본 네트워크(900)로 연결되어 있다. 각 피코넷에는 유선 네트워크인 백본 네트워크와 무선 네트워크인 피코넷간의 데이터 중계를 위한 중계장치가 있다. 예를 들면 피코넷_A(910)에는 중계장치_A(913)가 있고 피코넷_B(920)에는 중계장치_B(923)가 있다.
DEV_A(912)가 다른 피코넷에 속하는 DEV_B(922)에 데이터를 전송하려면 중계장치_A(913)에게 데이터를 전송한다. 중계장치_A(913)는 DEV_A(912)로부터 받은 데이터를 백본 네트워크(900)의 규격에 따른 데이터로 변환시킨 후 중계장치_B(923)에 전달한다. 중계장치_B(923)는 데이터를 DEV_B(922)에 전달한다. 피코넷에서의 데이터 전달을 위해서 채널 시간 할당이 필요한데, 이는 송신 디바이스가 PNC를 통해 할당받는다. 예를 들면 DEV_A(912)는 PNC_A(911)에게 채널 시간 할당을 요청하여 채널 시간을 할당받고, 중계장치_B(923)는 PNC_B(921)에게 채널 시간 할당을 요청하여 채널 시간을 할당받는다.
적은 양의 비실시간 데이터가 전송되는 경우에 중계장치_B(923)는 데이터를 버퍼에 저장해두고 PNC_B(921)로부터 필요한 채널 시간을 할당받아 데이터를 전송할 수 있다. 그렇지만 DEV_A(912)가 DEV_B(922)에 실시간으로 대용량 데이터, 예를 들면 동영상 데이터를 전송하려고 할 때, 피코넷_B(920)에서의 채널 시간 할당이 문제된다. 왜냐하면 중계장치_B(923)는 DEV_A(912)가 전송할 데이터의 성질이나 양을 알 수가 없기 때문에 DEV_B(922)에 적절한 시간에 적절한 양의 데이터를 전송할 수 없게 된다.
이러한 경우에 도 9에 도시된 바와 같이, DEV_B(922)가 원격 채널 시간 할당 요청을 통해 중계장치_B(923)가 DEV_B(922)에 데이터를 전송할 채널 시간을 확보할 수 있도록 한다. 구체적인 과정은 다음과 같다.
DEV_A(912)가 DEV_B(922)에게 데이터 전송을 알려주는 프레임을 전송한다(S910). 데이터 전송 알림 프레임은 IEEE 802.15.3 MAC 상위 계층의 프레임, 예를 들면 응용계층의 프레임으로서 피코넷_B(920)의 DEV-2(922)는 데이터 전송 알림 프레임을 수신하여 필요한 채널 시간을 알 수 있다.
DEV_A(912)가 전송한 데이터 전송 알림 프레임을 중계장치_A(913)가 수신하여 피코넷_B(920)의 중계장치_B(923)로 중계해준다(S920). 일 실시예에 있어서, 중계방식은 IEEE 802.15.3 규격의 프레임을 백본 네트워크(900)의 프레임 전송 규격으로 변환하여 전송한다. 다른 실시예에 있어서, 중계방식은 IEEE 802.15.3 규격의 프레임에 백본 네트워크(900)의 프레임 전송을 위한 헤더 정보를 부가하여 전송한다.
중계장치_B(923)는 백본 네트워크(900)를 통해 전송된 데이터 전송 알림 프레임을 IEEE 802.15.3 규격의 프레임으로 변환하여 DEV_B(922)에 전송한다(S930).
DEV_B(922)는 데이터 전송 알림 프레임을 수신한 후, 중계장치_B(923)가 DEV_B(922)에 데이터를 전송하는데 필요한 채널 시간 할당을 PNC_B(921)에 요청하도록 중계장치_B(923)에 원격 채널 시간 할당을 요청한다(S940).
중계장치_B(923)는 원격 채널 시간 할당을 요청에 따라 PNC_B(921)에 채널할당을 요청한다(S950). PNC는 사용가능한 리소스가 있는 경우에 중계장치_B(923)가 DEV_B(922)에 데이터를 전송하는데 사용할 채널 시간을 할당한다. 채널 시간이 할당되면 PNC_B(921)는 비콘을 통해 채널 시간 할당 정보를 브로드캐스팅한다.
도 9의 실시예에서 중계장치는 유무선 브릿지일 수 있으며, 피코넷에서는 하나의 멤버 디바이스가 된다. 한편, PNC는 중계장치와 별개로 설명하였지만 중계장치가 PNC를 포함할 수도 있다.
목적 디바이스에서 (원격으로) 시간 할당을 요청할 수 있도록 하는 방법은 비단 백본 네트워크로 연결된 피코넷간의 통신에서만 유용하게 사용되는 것은 아니다. 예를 들면 이러한 방법은 동일한 피코넷에서도 유용할 수 있다. 즉, 목적 디바이스가 자신이 필요로 하는 데이터 전송속도나 QoS(Quality of Service)을 결정해야 할 필요가 생길 수도 있는데, 이러한 경우에 할당받아야할 채널 시간을 목적 디바이스측에서 결정할 필요가 있게 된다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 단일 피코넷에서의 목적 디바이스에 의한 원격 채널 시간 할당 과정을 보여주는 흐름도이다. 단일 피코넷에서의 원격 채널 시간 할당의 경우에 송신 디바이스와 목적 디바이스간에 프레임을 주고 받는다.
먼저 목적 디바이스는 채널 시간 할당에 관한 정보를 수집한다(S1010). 채널 시간 할당에 관한 정보란 할당받아야 할 채널 시간을 결정하는데 사용되는 정보를 의미한다. 채널 시간 할당에 관한 정보는 목적 디바이스 자신이 갖고 있는 경우도 있을 수 있으나, 송신 디바이스를 통해서 받을 수 있다.
목적 디바이스의 DME는 채널 시간 할당에 관한 정보를 통해 필요한 채널 시간을 계산하고 원격 채널 시간 할당 메시지를 생성한다(S1020). 원격 채널 시간 할당 메시지에 따라 목적 디바이스의 MLME는 원격 채널 시간 할당 명령을 생성하도록 하고, 생성된 원격 채널 시간 할당 명령을 송신 디바이스로 전송한다(S1030).
송신 디바이스는 원격 채널 시간 할당 명령을 수신한 후, 송신 디바이스의 DME는 채널 시간 할당 메시지를 생성한다(S1040). 채널 시간 할당 메시지에 따라 송신 디바이스의 MLME는 채널 시간 할당 명령을 생성하고, 생성된 채널 시간 할당 명령을 PNC로 전송한다(S1050).
PNC는 사용가능한 리소스를 찾아서 채널 시간 할당이 가능한 경우에 요청받은 채널 시간을 할당한다(S1060). 채널 시간 할당에 대한 정보는 비콘에 포함되며 브로드캐스팅을 통해 피코넷에 포함된 모든 디바이스들에게 전송된다.
채널 시간이 할당된 후, 송신 디바이스는 해당 채널 시간에 데이터를 목적 장치에 전송한다(S1070).
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 백본 네트워크로 연결된 피코넷간의 데이터 송신 과정을 보여주는 흐름도이다.
먼저 송신 디바이스가 데이터 전송 알림 프레임을 목적 디바이스에 전송한다(S1110).
송신 디바이스가 전송하는 데이터 전송 알림 프레임은 송신 디바이스가 속하는 피코넷과 백본 네트워크를 연결하는 중계장치에서 무선 프레임에서 유선 프레임으로 변환되어 백본 네트워크로 중계되고, 목적 디바이스가 속하는 피코넷과 백본 네트워크를 연결하는 중계장치에서 유선 프레임에서 무선 프레임으로 변환되어 목적 디바이스로 중계된다(S1120).
목적 디바이스는 데이터 전송 알림 프레임을 수신한다(S1130). 목적 디바이스는 데이터 전송 알림 프레임을 통해 필요한 여러 정보들(예컨대, 대역폭)을 맥 계층(MAC layer)의 상위 계층에서 동작하는 미들웨어 또는 어플리케이션으로부터 전달받을 수 있다.
데이터 전송 알림 프레임을 수신하여 필요한 채널 시간을 계산한 목적 디바이스는 원격 채널 시간 할당 방법에 의해 데이터 수신을 위한 채널 시간을 할당받는다(S11440).
한편, 송신 디바이스는 데이터 전송 알림 프레임을 전송한 후에 데이터 프레임을 전송한다(S1150). 전송된 데이터 프레임은 중계장치들을 거쳐 유선과 무선간의 변환 과정을 거쳐 중계된다(S1160).
목적 디바이스는 할당된 채널 시간에 전송되는 데이터를 수신한다(S1170).
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따르면 데이터를 송신하는 디바이스뿐만 아니라 데이터를 수신하는 목적 디바이스도 원격 채널 시간 할당 요청을 통해 채널 시간을 할당받을 수 있다. 목적 디바이스에 의한 원격 채널 시간 할당 요청 방식을 백본 네트워크로 연결된 서로 다른 피코넷간의 통신에 적용하면 데이터 전송에 필요한 채널 시간을 수 신측에서도 손쉽게 할당받을 수 있다.

Claims (13)

  1. 수신 디바이스, 송신 디바이스 및 조정자를 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법에서 있어서,
    상기 수신 디바이스는, 상기 송신 디바이스가 데이터 송신을 위한 채널 시간 할당을 상기 조정자에게 요청하도록 상기 송신 디바이스에게 원격 채널 시간 할당 요청 프레임을 전송하는 단계;
    상기 송신 디바이스의 채널 시간 할당 요청에 따라 상기 조정자가 할당한 채널 시간에, 상기 수신 디바이스는 상기 송신 디바이스가 전송하는 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 채널 시간 할당을 위한 정보는 상기 송신 디바이스를 통해 수신한 데이터 전송 알림 프레임으로부터 얻는 단계를 더 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에서 전송되는 프레임들은 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 프레임과 호환되는 프레임인 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  4. 목적 디바이스, 송신 디바이스 및 조정자를 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법에서 있어서,
    상기 송신 디바이스는, 데이터 송신을 위한 채널 시간 할당을 상기 조정자에게 요청하도록 하는 원격 채널 시간 할당 요청 프레임을 상기 목적 디바이스로부터 수신하는 단계;
    상기 송신 디바이스가 상기 원격 채널 시간 할당 요청에 따라 상기 조정자에게 채널 시간 할당을 요청하는 단계; 및
    할당된 채널 시간에, 상기 송신 디바이스는 상기 목적 디바이스에게 데이터 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목적 디바이스가 원격 채널 시간 할당 요청 프레임을 생성할 수 있도록 채널 시간 할당을 위한 정보를 포함하는 데이터 전송 알림 프레임을 상기 목적 디바이스에게 전송하는 단계를 더 포함하는 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 무선 네트워크에서 전송되는 프레임들은 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 프레임과 호환되는 프레임인 조정자 기반의 무선 네트워크 통신 방법.
  7. 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 백본 네트워크로 연결된 제2 조정자 기반 무선 네트워크간의 통신 방법에 있어서,
    상기 제2 조정자 기반 무선 네트워크의 목적 디바이스가 상기 제2 조정자 기반 무선 네트워크에 속하는 중계 장치에게 원격 채널 시간 할당을 요청할 수 있도록 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크의 송신 디바이스가 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 상기 백본 네트워크를 연결하는 중계장치에 데이터 전송 알림 프레임을 제공하는 단계; 및
    상기 데이터 전송 알림 프레임을 제공한 후, 상기 송신 디바이스가 상기 목적 디바이스에게 전송할 프레임을 상기 중계장치에 제공하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신 디바이스가 제공하는 프레임은 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 프레임과 호환되는 프레임으로서 상기 백본 네트워크를 통해 상기 목적 디바이스에 전달될 수 있도록 하는 추가정보를 포함하며, 상기 추가정보는 상기 제2 조정자 기반 무선 네트워크의 고유한 식별자 또는 상기 목적 디바이스의 고유한 식별자인 통신 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1 조정자 기반 무선 네트워크와 백본 네트워크로 연결된 제2 조정자 기반 무선 네트워크간의 통신 방법에 있어서,
    상기 제2 조정자 기반의 무선 네트워크와 상기 백본 네트워크를 연결하는 중계장치로부터 원격 채널 시간 할당에 필요한 정보를 포함한 데이터 전송 알림 프레임을 제공받는 단계;
    상기 중계장치가 채널 시간 할당을 상기 제2 조정자에게 요청하도록 하는 원격 채널 시간 할당 프레임을 상기 중계장치로 전송하는 단계; 및
    할당된 채널 시간에 상기 중계장치가 제공한 상기 제1 조정자 기반 무선 네트워크로부터의 데이터 프레임을 수신하는 단계를 포함하는 통신 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 조정자 기반의 무선 네트워크에서 송신 또는 수신되는 프레임들은 IEEE 802.15.3 규격을 따르는 프레임과 호환되는 프레임인 통신 방법.
  13. 제1항 내지 제8항, 제11항 그리고 제12항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램을 기록한 매체.
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