KR100679021B1

KR100679021B1 - 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법

Info

Publication number: KR100679021B1
Application number: KR1020040086226A
Authority: KR
Inventors: 최윤화; 최형욱
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-26
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2007-02-06
Also published as: CN1728668A; KR20060009795A

Abstract

조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법은 무선 네트워크와 결합한 디바이스가 자신의 위치 정보를 알기 위해 상기 무선 네트워크로 자신의 식별자와 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 전송하는 단계 및 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 무선 네트워크로부터 전송되는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 디바이스가 수신하는 단계를 포함한다.

무선 네트워크, 802.15.4, 위치 기반 서비스(Location Based Service), UWB, 802.15.4a

Description

조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법{Method for location based service in coordinator-based wireless network}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 802.15.4의 클러스터-트리 네트워크(Cluster-tree Network)를 보여주는 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추적 디바이스가 조정자에게 자기 위치 인식을 요청하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조정자가 추적 디바이스에 대해 원격 위치 인식을 요청하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PAN조정자나 클러스터 헤더가 아닌 다른 디바이스가 다른 디바이스의 위치 추적을 요청하는 과정을 보여주는 순서도이다.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 PAN 조정자가 있는 클러스터의 외부에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 추적하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중계 디바이스의 외부에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 추적하는 과정을 나타낸 순서도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOA 방식을 통한 위치 추적을 보여주는 개념도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDOA 방식을 통한 위치 추적을 보여주는 구성도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 기능을 802.15.4에 구현하기 위한 MAC층의 프레임 포맷이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 명령어 파라메터를 보여주는 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

31 : PAN 조정자 11, 21 : 클러스터 헤더(조정자)

101, 102 : 추적 디바이스 301, 302, 401, 402 : 기준 디바이스

본 발명은 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법에 관한 것이다.

현재의 네트워크는 컴퓨터간의 네트워크가 아니라, 다른 장치와 데이터를 교환하고자 하는 모든 장치들을 연결하고 있다. 과거 유선을 통해 네트워크를 구축하는 것이 주요 이슈였으나, 새로운 배선 공사, 이동성의 제한 등으로 인해 무선을 통한 통신 기술에 대한 필요성이 부각되었다. 무선 네트워킹 기술로 약 50~100m영역의 WLAN(Wireless Local Area Network: 무선랜) 기술과 10m이하의 좁은 영역의 WPAN(Wireless Personal Area Network)이 현재 표준화되고 있으나, 가정내의 활동 영역과 이동성을 고려하여 가전기기에 적용하기 위해서는 전력 소모가 적고 기기들간의 애드 혹(Ad-hoc)네트워킹이 가능한 WPAN 기술이 더 적합한 것으로 볼 수 있 다.

조정자 기반 무선 네트워크는 조정자를 통해 무선 네트워크의 통신 시점과 경쟁 모드의 관리등이 이루어 지는 네트워크를 의미한다. 조정자 기반 무선 네트워크에는 802.15 워킹 그룹 내에서 정한 프로토콜의 다수가 포함된다.

IEEE 802.15 워킹 그룹은 WPAN을 위한 그룹으로 짧은 거리로 구성된 네트워크 안에서 이동성 있는 컴퓨팅 디바이스들로 구성된 WPAN의 표준을 설립하였다. WPAN 표준은 총 4개의 태스킹 그룹(Tasking Group, TG)으로 나누어지는데, TG1에서 블루투스(Bluetooth) 1.x에 기반한 WPAN 표준화 작업을 진행 중이며 TG2에서는 무선 네트워크들의 공존(Co-Existence)에 대해 연구하고 있다. TG3에서는 적은 전력을 소모하고 20Mbps 이상의 고속전송률을 제공하는 기술(UWB, Ultra Wideband)에 대해 연구하고 있으며, TG4에서는 극소의 전력 소모를 가지면서 최대 250Kbps급의 저속 데이터 전송에 적합한 기술(Zigbee)을 연구 중이다.

802.15.4는 LR-WPAN(Low Rate-WPAN)으로 불리며, 저속의 데이터 전송률을 요구하는 응용에서 무선으로 연결된 간단한 구조를 가진 저가형 통신 네트워크를 지향하고 있다. 2000년 7월부터 시작된 IEEE 802.15.4 표준화(ZigBee)는 무선 통합 리모콘, 가전 기기 컨트롤러, 빌딩제어, 장난감 등에 사용하기 위한 저속이나 저가격, 저소비 전력의 무선전송기술의 표준을 제정하기 위한 그룹으로, 2003년도에 물리 계층 및 MAC 계층의 표준을 마무리한 상태이다. 표준안에는 전송속도를 주파수에 따라 250kbps(2.4GHz ISM 대역에서 16개의 채널), 40kbps/20kbps(915MHz 대역에서 10개의 채널/868MHz 대역에서 1개의 채널) 전송속도로 되어 있으며, 도달 거리 는 1~100m 로 설정할 수 있게 되어 있다.

이러한 IEEE 802.15.4의 표준 활동 결과를 토대로 네트워크 계층을 포함한 상위계층에 대한 구체적인 표준활동이 직비(ZigBee)라는 협력단체에서 이루어지고 있다. 분산화된 기기간의 네트워크 프로토콜 및 애드혹(ad-hoc) 무선 네트워킹에 대한 기존 표준안의 보완을 위해 필립스(Philips), 모토롤라(Motorola), 하니웰(Honeywell), 미쓰비시(Mistbishi), 인벤시스(Invensys), 삼성이 프로모터로, 약 50여 개 업체가 멤버로서 직비 연합 (ZigBee Alliance)에 참여하고 있다. 구체적인 상호 연동 테스트를 위해 체크 리스트 작업과 세부적인 애플리케이션 정의 작업을 진행중이다. IEEE 802.15.4의 목적은 1) 저전력 소모, 2) 저비용, 3) 인프라스트럭쳐의 최소화이며, 이러한 특성은 센서와 컨트롤 장치에 있어서 무선을 접목시킬 때의 필요성을 충족시킨다.

한편 802.15.4a는 향후 대두되는 유비쿼터스 환경의 기본이 되는 정밀한 위치 인식 기능(Location Awareness)을 제공하기 위한 새로운 네트워킹 기술로서 UWB(Ultra Wideband)를 이용한 저속 위치기반 네트워크 표준화를 목표로 하고 있다.

802.15.4a는 802.15.4의 하부 네트워킹 기술로, 802.15.4의 매체제어층(Medium Access Control, MAC)을 그대로 사용하면서, 물리층(Physical Layer, PHY)으로 UWB(Ultra Wideband)를 사용하고 있다. 그러나 802.15.4는 위치추적과 관련된 프로토콜이 미정의되었다. 따라서 802.15.4a의 위치추적 기술을 구현하기 위해 조정자 기반 무선 네트워크에 위치 기반 기술을 추가하는 것이 필요하다. 또한 위치 추적시에 해당 디바이스의 사용자가 자신의 위치를 추적하는 것을 허용할 것인지 여부를 선택할 수 있게 하여, 개인 사생활(Privacy)의 보호가 가능하도록 한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 조정자를 기반으로 하는 무선 네트워크에서 위치 추적 기능을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 또다른 기술적 과제는 조정자 기반 무선 네트워크의 위치 추적 기능을 이용하여 UWB와 같은 무선 통신 기술을 기반으로 하는 디바이스의 위치 추적이 가능하게 하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법에 관한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 무선 네트워크와 결합한 디바이스가 자신의 위치 정보를 알기 위해 상기 무선 네트워크로 자신의 식별자와 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 전송하는 단계 및 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 무선 네트워크로부터 전송되는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 디바이스가 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 무선 네트워크와 결합한 제 1 디바이스가 제 2 디바이스의 위치 정보를 알기 위해 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 전송하는 단계 및 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 무선 네트워크로부터 전송되는 상기 제 2 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 제 1 디바이스가 수신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 무선 네트워크로부터 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 제 2 디바이스가 수신하는 단계 및 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스가 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 무선 네트워크로부터 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 제 2 디바이스가 수신하는 단계, 위치 추적을 승락할 것인지, 거부할 것인지에 대해 판단하는 단계, 및 상기 판단 결과 위치 추적을 승락하는 경우, 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스가 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 다른 디바이스가 전송한 상기 디바이스의 식별자와 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 시간정보를 이용하여 상기 디바이스의 위치를 계산하는데 사용되는 위치계산 정보를 얻는 단계, 및 상기 디바이스의 식별자와 상기 위치계산 정보를 포함하는 제 2 프레임을 네트워크 조정자로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 2 디바이스가 전송한 상기 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 시간정보를 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는데 사용되는 위치계산 정보를 얻는 단계, 및 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 위치계산 정보를 포함하는 제 2 프레임을 네트워크 조정자로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 디바이스의 식별자와 상기 디바이스의 위치계산 정보를 포함하는 복수의 프레임들을 네트워크로부터 수신하는 단계, 상기 위치계산 정보들을 이용하여 상기 디바이스의 위치를 계산하는 단계, 및 상기 계산된 위치 정보를 포함한 프레임을 상기 디바이스에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 위치계산 정보를 포함하는 복수의 프레임들을 네트워크로부터 수신하는 단계, 상기 위치계산 정보들을 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는 단계, 및 상기 계산된 위치 정보를 포함한 프레임을 상기 제 1 디바이스에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 네트워크로부터 수신하는 단계, 상기 제 1 프레임을 상기 네트워크의 제 2 디바이스에게 송신하는 단계, 상기 제 2 디바이스로부터 위치 추적을 거부함을 알리는 제 2 프레임을 수신하는 단계, 및 상기 제 1 디바이스에게 상기 제 2 프레임을 송신하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 디바이스의 위치추적을 위해 제 1 디바이스가 전송한 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 무선 네트워크의 조정자에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 전송하는 단계, 상기 제 2 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 전송한 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 위치정보를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계, 및 상기 제 1 무선 네트 워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 디바이스의 위치추적을 위해 제 1 디바이스가 전송한 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 무선 네트워크의 조정자에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 전송하는 단계, 상기 제 2 프레임을 수신한 제 2 디바이스가 위치 추적을 거부하는 경우, 상기 제 2 프레임에 대한 응답으로 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계 및 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스가 위치 추적을 거부하는 정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 1 무선 네트워크의 조정자가 전송한 제 1 무선 네트워크 식별자와 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계, 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 2 무선 네트워크와 결합한 상기 제 2 디바이스에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식 별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계, 상기 제 2 무선 네트워크로부터 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자와 및 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 위치계산 정보를 포함하는 복수의 제 3 프레임들을 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계, 상기 제 2 네트워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스의 위치계산 정보들을 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는 단계, 및 상기 제 2 네트워크 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크 조정자에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따른 조정자 기반 무선 네트워크 통신에서의 위치추적 방법은 제 1 무선 네트워크의 조정자가 전송한 제 1 무선 네트워크 식별자와 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계, 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 제 3 무선 네트워크 조정자로 전송하는 단계, 상기 제 3 무선 네트워크가 전송한 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계, 및 상기 제 2 무선 네트워크 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크 조정자에게 전송하는 단계를 포함한다.

본 명세서에서 사용하게 되는 용어는 다음과 같다

- 조정자 기반 무선 네트워크

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. 조정자 네트워크는 액세스포인트나 기지국을 통해 무선 통신을 하는 인프라스트럭쳐 네트워크와는 구별되는 개념으로서, 크게는 애드혹 네트워크에 포함되는 개념으로 생각할 수 있으나, 하나 또는 복수의 조정자들을 포함하는 특징을 갖는다. 조정자는 무선 네트워크에 필요한 시간 정보를 전송할 수 있고, 이 정보를 수신한 무선 네트워크 디바이스들은 네트워크에 결합할 수 있고, 또 다른 네트워크 디바이스에게 정보를 송신할 수 있다. 본 명세서에서는 이러한 조정자 기반 무선 네트워크의 하나인 802.15.4를 기반으로 설명하겠으나, 본 발명의 일 실시예에 불과하며 이에 한정되는 것은 아니다.

- 비콘(Beacon) 프레임

비콘 프레임은 네트워크의 존재를 알리며, 네트워크의 유지 보수에 있어서 중요한 역할을 담당한다. 비콘 프레임은 네트워크 디바이스들이 네트워크에 참여하 기 위해 필요한 파라미터를 포함한다. 네트워크 조정자는 무선 네트워크에 참여하는 디바이스들이 네트워크를 찾고, 인식할 수 있도록 비콘 프레임을 주기적으로 전송한다.

- 프로브 요청(Probe Request)

프로브 요청 프레임은 네트워크 디바이스가 네트워크의 영역을 찾기 위하여 사용하는 프레임이다.

- 프로브 응답(Probe Response)

네트워크 디바이스의 프로브 요청을 수신한 네트워크 조정자는 네트워크 참여를 위해 필요한 정보를 세팅한 프로브 응답 프레임을 디바이스에게 송신한다.

- 디바이스, 네트워크 디바이스

무선 네트워크를 구성하며, 다른 장치와 통신을 수행할 수 있는 기능을 가지는 장치를 의미한다. 802.15.4를 예를 들 경우, 무선 통합 리모콘, 가전 기기 컨트롤러 외에도 빌딩 제어를 위한 장치도 될 수 있으며, 장남감, 마우스, 요리기구 등도 될 수 있다. 홈 네트워크 또는 유비쿼터스 환경 내에서 통신 기능을 가지며 제어 기능, 센서 기능 등을 주 기능으로 하는 장치도 이에 해당한다.

- 위치 인식 프레임

위치 인식 프레임은 네트워크 디바이스가 자신의 위치를 알기위해, 혹은 자신의 위치를 찾고자 하는 다른 디바이스에게 자신의 위치를 알리기 위해 송신하는 프레임이다. 위치 인식 프레임을 수신한 다른 디바이스들은 위치 추적 알고리즘을 통해 상기 네트워크 디바이스의 위치를 알 수 있다. 이 위치 인식 프레임에는 프레 임의 송신 시점, 찾고자 하는 디바이스의 식별자, 위치추적 대상 디바이스의 식별자 등이 포함될 수 있다.

- 위치 정보 측정 프레임(위치 계산 정보 프레임)

위치 정보 측정 프레임은 상기 위치 인식 프레임을 수신한 디바이스가 프레임의 송신 시점과 수신 시점, 또는 프레임을 포함한 신호의 수신 각도 또는 수신 세기등을 통해 상기 위치 인식 프레임을 송신한 디바이스의 위치를 계산한 결과를 포함한다. 위치를 계산한 결과는 프레임의 송수신 시점의 차이일 수도 있고, 송수신 시점에 기반한 거리 정보일 수 있다. 혹은 디바이스와의 거리와 수신각도, 혹은 신호의 파형에 의한 거리 정보등도 포함될 수 있다.

- 위치 통보 프레임

위치 통보 프레임은 상기 위치 정보 측정 프레임(위치 계산 정보 프레임)을 수신한 특정 디바이스에서 상기 위치 정보 측정 프레임에 있는 정보를 통해 네트워크 디바이스의 위치를 측정하여 얻은 위치 정보를 포함하는 프레임이다. 이 프레임은 위치를 알고자 하는 디바이스에 송신될 수 있다.

- 위치 인식 요청 프레임

외부에서 특정 디바이스의 위치를 알기 위해 위치 인식 프레임을 송신할 것을 요청하는 프레임이다. 위치 인식 요청 프레임은 클러스터 외부에 존재하는 클러스터 조정자가 송신할 수 있고, 또는 클러스터 내부의 조정자가 송신할 수 있다. 이외에도 클러스터 내, 외부에 존재하는 디바이스가 송신할 수 있다. 따라서 이들의 식별자 정보도 프레임 내에 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 802.15.4의 클러스터-트리 네트워크(Cluster-tree Network)를 보여주는 구성도이다. 802.15.4에는 스타 위상(Star Topology)과 동등계층 위상(Peer-to-peer topology), 그리고 동등계층의 특별한 형태인 클러스터-트리 네트워크가 존재한다.

스타 위상은 도 1의 20과 같은 형태이며, 하나의 네트워크 조정자(Network Coordinator)(21)를 가지게 된다. 이 조정자를 통해 다른 네트워크 디바이스들간에 통신을 취하게 되며, 스타 위상에는 전기능 디바이스(Full Function Device, FFD)와 축소기능 디바이스(Reduced Function Device, RFD) 모두 참여할 수 있다. 전기능 디바이스는 다른 네트워크 디바이스와도 통신할 수 있는 기능과 네트워크 조정자가 될 수 있는 기능을 갖춘 디바이스이다. 축소기능 디바이스는 오직 네트워크 조정자를 통해서만 통신이 가능하며, 다른 디바이스와 통신할 수 없기 때문에, 네트워크 조정자가 될 수 없다.

동등계층 위상은 도 1의 10과 같은 형태이며, 하나의 네트워크 조정자를 가지게 되며, 각 디바이스들은 다른 디바이스들과 서로 통신할 수 있다. 따라서 전술한 축소기능 디바이스는 동등계층 위상에 참여하지 못한다.

클러스터 트리 네트워크는 동등계층 위상의 특별한 형태로, 도 1과 같이 여러 네트워크(10, 20, 30)가 통합된 형태가 될 수 있다. 둘 이상의 네트워크들이 결합한 형태이며, 각 네트워크를 하나의 클러스터라고 명명한다. 도 1에는 세 개의 클러스터(10, 20, 30)가 존재하며, 각 클러스터의 네트워크 조정자는 각각 11, 21, 31이 된다. 클러스터의 네트워크 조정자를 클러스터 헤더(Cluster Header)라고 명 명한다. 이 중에서 클러스터 트리 네트워크를 조정하는 PAN 조정자(PAN Coordinator)(31)를 정할 수 있는데, PAN 조정자(31)는 다른 네트워크 디바이스들보다 더 많은 계산 능력과 자원을 가지는 것이 바람직하다. 도 1의 네트워크를 통과하는 디바이스는 그 상황에 따라 해당 클러스터 내의 네트워크 디바이스들과 통신을 할 수 있다.

위치를 얻는 상황은 크게 두 가지로 나뉘어질 수 있다. 네트워크 디바이스가 PAN 조정자 또는 클러스터 헤더에게 자신의 위치가 어디인지 알기위해 위치 인식을 요청하는 상황과, PAN 조정자 또는 클러스터 헤더가 네트워크 디바이스의 위치를 알고자 하는 상황이다. 전자를 자기 위치 인식(Self location awareness) 요청이라 하고, 후자를 원격 위치 인식(Remote location awareness) 요청이라 한다.

설명의 편의를 위해, 이후 명세서에서는 위치를 알고자 하는 네트워크 디바이스를 추적 디바이스라 하고, 추적 디바이스로부터 위치 추적을 위한 정보를 수신하는 네트워크 디바이스를 기준 디바이스라고 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 추적 디바이스가 조정자에게 자기 위치 인식을 요청하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 2는 클러스터에 참여하는 추적 디바이스(101)가 자신의 위치가 어디인지 알기 위해 위치 인식을 요청하는 것으로, PAN 조정자 또는 클러스터 헤더 모두 조정자의 역할을 수행한다. 이하 PAN 조정자 또는 클러스터 헤더를 조정자로 명명한다. 하나의 클러스터는 도 1의 관점에서는 전체를 구성하는 일부 네트워크이지만, 클러스터가 하나만 존재할 경우에는 하나의 네트워크 자체가 될 수 있다. 본 명세서에서는 802.15.4의 여러 위상 중에서 가장 복잡한 클러스터-트리 네트워크를 기준으로 설명하지만, 스타 네트워크 또는 동등계층 네트워크에도 적용할 수 있다.

도 2는 무선 네트워크에 추적 디바이스(101)가 능동적으로 참여하는 과정(Active scanning)부터 보여주고 있다. 조정자는 지속적으로 비콘(Beacon) 프레임을 전송한다(S101). 그러나 비콘 프레임을 받지 못한 추적 디바이스(101)는 자신이 네트워크에 참여함을 네트워크에 알리기 위해 프로브 요청 프레임을 전송한다(S103). 어떤 디바이스가 네트워크에 참여한다는 사실을 알게 된 조정자(31)는 네트워크의 정보가 포함된 프로브 응답 프레임을 송신한다(S104). 수신된 프로브 응답 프레임을 통해 네트워크 결합에 필요한 정보를 얻게된 추적 디바이스(101)는 결합 요청 프레임을 송신한다(S107). 조정자(31)는 추적 디바이스에게 결합에 필요한 정보를 세팅한 결합 응답 프레임을 송신한다(S108). 이후 추적 디바이스는 네트워크에 결합하여 통신을 할 수 있다. 네트워크에 결합한 추적 디바이스는 자신의 위치를 찾기 위해 자기 위치 인식 요청 프레임을 전송한다(S115). 이 프레임은 클러스터 내의 기준 디바이스(301, 302)들과 조정자(PAN 조정자 또는 클러스터 헤더)가 수신한다. 이 프레임 내에 포함된 시간 정보와 수신된 프레임의 신호의 세기(Received Signal Strength, RSS)등의 정보를 통해 추적 디바이스의 위치와 관련된 데이터를 측정할 수 있다. 기준 디바이스(301, 302)들은 측정한 데이터를 조정자에게 송신하고(S121), 조정자는 상기 측정 데이터를 바탕으로 위치 추적 알고리즘을 수행하여 계산할 수 있다. 조정자가 측정된 위치값을 포함하는 위치 통보 프레임을 추적 디바이스(101)로 송신하면(S150), 추적 디바이스(101)는 자신의 위치를 알게 된다. 이후, 추적 디바이스(101)가 이동하여 위치가 변경된 경우, 이미 네트워크에 결합된 상태이므로 S115에서 S150 과정을 통해 자신의 위치를 알 수 있다. 위치 추적 알고리즘에 대해서는 후술하고자 한다.

기준 디바이스와 추적 디바이스는 위치를 알고자 하는 대상이 되는가 되지않는가의 차이이다. 따라서 도 2에서 추적 디바이스(101)는 자신의 위치를 알게 되었으므로 기준 디바이스가 될 수 있고, 또다른 디바이스가 네트워크에 참여할 경우 기준 디바이스로서 위치 정보를 수신하여 상기 다른 디바이스의 위치를 측정할 수 있다. 또한 기준 디바이스라 해도, 자신의 위치가 이동될 경우, S115내지 S150의 단계를 거쳐 새로운 위치를 측정할 수 있다. 즉, 기준 디바이스라 해도 다시 추적 디바이스가 될 수 있다. 따라서 기준 디바이스와 추적 디바이스의 차이는, 위치를 측정하기 위한 기준인지 또는 위치를 추적하고자 하는 대상인지의 차이라 볼 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 조정자가 추적 디바이스에 대해 원격 위치 인식을 요청하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 3은 네트워크 조정자가 추적 디바이스를 발견하여 정보를 보내는 수동적 참여(Passive scanning)의 예를 보여주고 있다. 도 2와 마찬가지로 PAN 조정자와 클러스터 헤더를 모두 조정자로 명명한다. 새롭게 참여하는 디바이스 역시 네트워크 디바이스지만 다른 네트워크 디바이스(기준 디바이스)와의 구별을 위해 추적 디바이스(102)로 명명한다. 조정자(11)는 네트워크의 유지, 관리를 위해 지속적으로 비콘 프레임을 송신한다(S201). 이 비콘 프레임을 통해 네트워크의 존재를 알게 된 추적 디바이스는 결합 요청 프레임을 송 신하게 되고(S207), 조정자(11)가 결합 요청을 받아들이는 결합 응답 프레임을 송신하면(S208), 추적 디바이스(102)는 네트워크에 결합하여 통신을 할 수 있다.

추적 디바이스의 결합을 알게 된 조정자(11)는 해당 추적 디바이스의 위치를 알기 위해 원격 위치 인식 요청 프레임을 송신한다(S211). 위치 인식 요청 프레임은 도 2에서 살펴본 자기 위치 인식 요청(Self Detect Initiation) 프레임과는 다르다. 디바이스가 위치 추적을 요청한 것이 아니라, PAN 조정자 또는 클러스터 헤더와 같은 조정자가 위치 추적을 요청한 것이다. 따라서, 프라이버시(Privacy)를 고려하여 추적 디바이스가 위치 추적을 허용할 것인지의 여부를 결정하게 할 수 있다. 도 3은 위치 추적 대상인 디바이스가 사용자의 프라이버시를 위해 위치 추적을 승락할 것인지를 S212단계에서 결정한다. 추적 디바이스(102)가 자신의 위치를 측정할 것을 승락시에는 자신의 위치 정보를 조정자와 주변 디바이스들에게 전송한다.

추적 디바이스(102)는 자신의 위치를 측정할 수 있도록 자신의 네트워크 식별자와 시간 정보 등을 세팅한 원격 위치 응답 프레임을 송신한다(S215). 이 프레임을 수신한 기준 디바이스들(401, 402)과 조정자(11)는 이 프레임 내에 포함된 시간 정보와 수신된 프레임의 신호의 세기(Received Signal Strength, RSS)등의 정보를 통해 추적 디바이스의 위치와 관련된 데이터를 측정한다. 기준 디바이스(401, 402)들은 이 측정 데이터를 조정자에게 송신하며(S221), 조정자는 측정 데이터를 바탕으로 위치 추적 알고리즘을 수행하여 추적 디바이스의 위치를 알 수 있다.

반면, 추적 디바이스(102)의 사용자가 S212 단계에서 자신의 위치를 측정하 는 것을 거부할 경우, 추적 디바이스(102)는 원격 위치 인식 거부 응답(Detect Call Deny Response) 프레임을 조정자와 주변 디바이스들에 전송한다(S216).

위치 추적의 결과는 네트워크 관리에 유용한 정보이다. 따라서 모든 디바이스는 아니라도 조정자인 디바이스는 네트워크 또는 클러스터를 구성하는 디바이스의 위치 정보를 알 필요가 있다. 따라서 PAN 조정자 또는 클러스터 헤더는 네트워크의 설정 정보에 따라 다른 디바이스의 위치를 알 수 있도록 할 수 있다.

(1) PAN 조정자와 클러스터 헤더 모두에 위치 정보를 알리지 않는 경우

PAN 조정자와 클러스터 헤더 모두에게 위치 정보를 알리지 않으므로, 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 전송한다(S216).

(2) PAN 조정자에만 위치 정보를 강제적으로 알려야 하는 경우

PAN 조정자는 네트워크 전체를 제어하고 조정하므로 디바이스의 위치를 알 필요가 있다. 네트워크의 관리를 위해 PAN 조정자의 위치 추적이 허용되는 경우에는 추적 디바이스가 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 보낼 수 없고, 원격 위치 인식 응답 프레임을 보내게 된다.

(2)의 경우 사용자의 승락 또는 거부 응답과 관계없이 무조건 원격 위치 인식 요청 프레임을 송신하는 방식과, 추적 디바이스의 사용자에게 위치 추적에 대한 승락과 거부 여부를 묻지 않고 바로 원격 위치 인식 요청 프레임을 송신하는 방식으로 나뉘어진다. 사용의 편의를 위해서는 사용자에게 묻지 않고 바로 원격 위치 인식 응답 프레임을 보내는 방식을 사용할 수 있다.

한편, 원격 위치 인식 요청 프레임을 전송한 조정자가 클러스터 헤더인 경우 에는 (2)에서 PAN 조정자만이 디바이스의 위치를 강제적으로 얻을 수 있기 때문에 클러스터 헤더라 해도 다른 디바이스의 위치 정보를 알 수는 없다. 조정자 기반 네트워크를 구성하는 클러스터가 영속적인 네트워크의 성격을 가지기 보다는 일정 시간동안만 존재하는 특성을 가지기 때문이다. 따라서, 추적 디바이스(102)가 자신의 위치 정보를 알리는 것을 거부할 경우에는 마찬가지로 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 클러스터 헤더(11)와 기준 디바이스(401, 402)에 전송한다(S216). 그리고 더 이상의 진행은 없다.

(3) PAN 조정자와 클러스터 헤더에 위치 정보를 강제적으로 알리는 경우

추적 디바이스(102)는 위치 인식 요청에 대해 거부할 수 없다. 수락하던 거부하던 디바이스의 위치는 조정자(11)에게 알려지는 경우를 의미한다. 이 경우에는 사용자의 편의를 위하여 사용자의 위치 추적에 대한 승락/거부 여부를 묻지 않고 S215와 S221 단계로 진행될 수 있다.

도 3의 S212 단계는 선택적이다. 만약 해당 네트워크가 강제적으로 디바이스들 간에 위치 인식이 가능하게 하는 경우에는 추적 디바이스의 위치 추적에 대한 수락 또는 거부와 관계없이 진행된다. 추적 디바이스가 네트워크의 성격이 위치를 측정하는 것의 승락을 강제하는 경우, 사용자에게 승락 여부를 묻는 메시지를 보내지 않고 추적 디바이스가 원격 위치 인식 요청 프레임을 보내는 단계로 진행할 수 있다. 이 상황에서는 S201~S221 단계만이 존재한다. 반면, 사용자가 승락/거부에 따라 달라지지만, 거부를 한다고 하여도 전술한 (3)의 경우에서 살펴 보듯이, 조정자에게 위치 정보가 전달될 수 있다.

한편 사용자는 편의를 위해 자신의 추적 디바이스의 응답 여부를 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 위치 추적을 요청한 디바이스가 조정자인 경우 무조건 원격 위치 인식 응답 프레임을 보내도록 설정할 수 있다. 모든 디바이스에 대해 허용하거나, 자신이 속한 클러스터를 구성하는 디바이스들에 대해서만 위치 추적을 승락하도록 설정할 수도 있다. 설정이 있은 이후에는 사용자의 추가 조작이 없어도, 허용된 디바이스 또는 조정자에 한하여 원격 위치 인식 응답 프레임을 전송하고, 그 외의 디바이스들에 대해서는 원격 위치 인식 거부 응답을 전송한다.

도 3은 위치 추적시 각 디바이스의 소유자인 사용자의 프라이버시를 보호하기 위한 구성이 추가되었다. 따라서, 네트워크의 구성에 따라서 S212 단계와 S216 단계는 생략되어 진행될 수 있다.

도 2와 도 3은 네트워크에 참여하는 과정과 추적 디바이스의 위치를 찾는 과정을 포괄하여 도시한 것으로, 반드시 자기 위치 인식을 요청하는 디바이스가 네트워크에 능동적으로 결합하는 도 2의 과정을 따라야 하는 것은 아니다. 도 3의 수동적 참여를 통해서도 일단 네트워크에 결합한 후에는 다시 자기 위치 인식을 요청하는 프레임을 송신할 수 있다. 반대로 도 2와 같이 능동적으로 네트워크에 참여한 후라도, 조정자가 해당 추적 디바이스의 위치를 알기위해 원격 위치 인식 요청 프레임을 전송할 수도 있다. 한편 기준 디바이스는 추적 디바이스의 위치를 측정하기 위한 프레임들을 수신하고, 이 프레임을 통해 얻은 위치 계산 정보를 다시 클러스터 헤더에 전달하는 중계 역할을 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 PAN조정자나 클러스터 헤더가 아닌 다른 디바이스가 제 3의 디바이스의 위치 추적을 요청하는 과정을 보여주는 순서도이다. 전술한 도 2와 도 3이외에 추가적인 단계를 더 필요로 할 수 있다. 다른 디바이스의 위치를 추적하는 것은, 그 디바이스의 프라이버시(Privacy)를 침해할 수 있기 때문에, 디바이스와 디바이스 사이에 발생하는 위치 추적 요청은 추적을 당하는 디바이스의 승락 하에 이루어질 수 있다. 클러스터를 구성하는 디바이스(401)가 조정자(클러스터 헤더, 11)에 102 디바이스의 위치 추적을 요청할 수 있다. 이때 401 디바이스는 자신의 식별자와 찾고자 하는 디바이스의 식별자를 프레임의 정보로 하여 요청할 수 있다(S251). 조정자(클러스터 헤더, 11)는 원격 위치 인식 요청 프레임을 수신하여, 추적 디바이스(102)에게 보낸다(S252). 추적 디바이스는 자신의 위치를 401 디바이스가 추적하려 함을 알게 된다. 추적 디바이스의 사용자에게 "401 디바이스가 위치 추적을 요청합니다. 승락하시겠습니까?"와 같은 문자를 통해 보여질 수 있다. 사용자가 문자를 보고, 401 디바이스에 자신의 디바이스(102)의 위치 추적을 승락한다면, 자신의 위치 추적을 위한 시간 정보를 포함하는 프레임(원격 위치 인식 응답 프레임)을 송신한다(S255). 원격 위치 인식 응답 프레임을 수신한 기준 디바이스들(401, 402)와 조정자(11)는 프레임 내에 존재하는 정보를 바탕으로 위치 계산 정보를 산출하여 측정 데이터라는 프레임을 조정자(클러스터 헤더, 11)에게 송신한다(S257). 조정자(11)는 자신이 수신한 위치 계산 정보를 가지고 추적 디바이스(102)의 위치 정보를 401 디바이스에게 송신한다(S260).

그러나 S253 단계에서 사용자가 자신의 위치를 측정하는 것을 거부하는 경우, 102 디바이스는 원격 위치 인식 거부 응답(Detect Call Deny Response) 프레임 을 송신한다(S256). 원격 위치 인식 거부 응답 프레임은 조정자(11)와 다른 기준 디바이스(401, 402)에 전달된다.

도 4의 예에서도 추적 디바이스의 사용자가 원격 위치 인식 응답 프레임에 대한 승락 또는 거부할 것이라는 정보를 미리 설정할 수 있다. 특정 디바이스 식별자에 대해서, 혹은 모든 디바이스 식별자에 대해서 자신의 위치 추적을 승락할 것인지 거부할 것인지를 미리 설정해 둘 수 있다. 설정을 통해 사용자는 추후, 위치 추적에 대한 메시지에 일일히 답변할 필요 없이, 자신의 프라이버시에 대한 공개 수준을 유지 할 수 있다.

도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 PAN 조정자가 있는 클러스터의 외부에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 추적하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 5는 PAN 조정자가 포함되지 않은 다른 클러스터에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 식별하는 과정을 보여준다. 도 5는 도 1의 구성에서 PAN 조정자(31)가 다른 클러스터(10)에 존재하는 추적 디바이스(102)의 위치를 찾는 과정을 보여준다. 도 5의 실시예는 PAN 조정자(31)가 추적 디바이스(102)의 위치를 찾는 경우와 다른 디바이스가 PAN 조정자(31)에 추적 디바이스(102)의 위치를 요청하는 경우를 포함한다.

PAN 조정자는 클러스터 헤더(11, 21)들에게 원격 위치 인식을 요청하는 프레임을 송신한다(S311). PAN 조정자는 특정 디바이스의 위치를 추적하기 위해 원격 위치 인식 요청 프레임을 송신할 수 있다. 또한, 다른 클러스터 헤더가 보낸 위치 추적 요청 프레임을 수신하여 PAN 조정자가 원격 위치 인식 요청 프레임을 전체 네트워크로 송신할 수 있다. 이 프레임을 수신한 클러스터 헤더는 자신의 클러스터 내에 해당 추적 디바이스가 존재하는지를 알기 위해 상기 원격 위치 인식을 요청하는 프레임을 송신한다(S312). S311단계와 S312 단계는 프레임의 구현에 따라 같은 내용을 담을 수도 있고, 다른 내용을 담을 수도 있다. S311단계의 프레임은 클러스터 헤더(11)가 수신하여, S312단계에서 자신의 클러스터를 구성하는 네트워크 디바이스들에게 송신한다는 차이가 있다. 원격 위치 인식 요청 프레임을 수신한 추적 디바이스는 자신의 위치를 추적하는 것을 승락할지, 혹은 거부할지를 결정한다(S314).

자신의 위치를 추적하는 것을 허락한다면, 자기의 위치를 알리기 위한 정보가 포함된 원격 인식 응답 프레임을 기준 디바이스(401, 402)와 클러스터 헤더(11)에게 보낸다(S315). 기준 디바이스는 수신한 원격 인식 응답 프레임에 포함된 정보를 통해 측정한 데이터를 클러스터 헤더(11)에 송신한다(S321). 클러스터 헤더(11)는 취합한 데이터를 통해 추적 디바이스의 위치를 알게 되며, 위치 통보 프레임을 PAN 조정자에게 송신한다(S331).

클러스터 외부에 존재하는 PAN 조정자가 디바이스의 위치를 알기 위해 원격 위치 인식 요청을 하는 경우에는 추적 디바이스의 사용자에게 위치 추적에 대한 승락/거부의 의사를 묻지 않고 진행할 수 있다. 이 과정은 도 3에서 설명하였다. 네트워크의 설정에 따라, PAN 조정자가 모든 디바이스의 위치를 측정할 수 있는 경우라면, 추적 디바이스의 사용자가 굳이 위치 추적에 대한 승락/거부 응답을 할 필요 없이, 원격 위치 인식 응답 프레임을 송신할 수 있다. 그리고 사용자의 승락/거부 응답이 있어도 PAN 조정자에게 원격 위치 인식 응답 프레임이 송신될 수 있다.

반면, 제 3의 디바이스가 PAN 조정자를 통해 자신의 위치를 추적하는 경우, 혹은 네트워크의 설정에 따라 PAN 조정자가 다른 디바이스의 위치 추적을 강제하지 않는 경우에, 추적 디바이스의 사용자가 자신의 위치 추적을 승락하지 않을 수 있다. 추적 디바이스(102)는 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 기준 디바이스(301, 302)와 추적 디바이스가 포함된 클러스터를 관리하는 클러스터 헤더(11)로 송신한다(S316). 클러스터 헤더는 수신한 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 PAN 조정자에게 송신하고(S317), PAN 조정자는 추적 디바이스의 위치를 측정할 수 없음을 알게 된다. 그리고 다른 디바이스가 추적 디바이스의 위치 추적을 요청한 경우라면, 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 전송하여 해당 디바이스에 위치 추적이 거부되었음을 알려준다.

도 6은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 중계 디바이스의 외부에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 추적하는 과정을 나타낸 순서도이다. 원격 위치 인식 요청에서 PAN조정자가 보내는 정보는 직접 클러스터 헤더로 전송될 수 있고, 다른 클러스터 헤더를 거쳐서 전송될 수 있다. 따라서 중간에서 상기 위치 추적을 요청하는 프레임과 위치 추적 결과 정보를 포함하는 프레임을 송수신하게 되는 클러스터 헤더는 일종의 중계 디바이스가 된다.

도 6에서 PAN 조정자는 클러스터 헤더(51)에게 원격 위치 인식 요청 프레임을 송신한다(S411). 클러스터 헤더(51)는 원격 위치 인식 요청 프레임을 다시 제 3의 클러스터 헤더(11)에 송신하고(S412), 클러스터 헤더(11)는 자신의 클러스터내에 존재하는 디바이스에 대한 위치 추적 작업을 수행한다. 여기서 위치 추적 전에 해당 추적 디바이스가 위치 추적을 승락하는 경우와 거부하는 경우에 대해 각기 다른 방식으로 진행됨은 전술한 도 2내지 도 5의 예에서 살펴보았다.

추적 디바이스가 자신의 위치 추적을 승락하는 경우 위치 추적 작업의 결과 클러스터 헤더(11)가 위치 추적을 하면 자신에게 위치 추적 요청 프레임을 전송한 클러스터 헤더(51)에게 위치 통보 프레임을 송신한다(S431). 클러스터 헤더(51)는 위치 통보 프레임을 다시 PAN 조정자에게 송신한다(S432).

반면, 추적 디바이스가 자신의 위치를 측정하는 것을 거부하는 경우, 추적 디바이스가 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 송신한다(S434). 이를 수신한 중계 디바이스(51)은 역시 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 PAN 조정자(31)에게 보낸다(S436)

도 2 내지 도 6에서 위치를 측정하기 위해서 사용할 수 있는 알고리즘은 여러가지가 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 TOA 방식을 통한 위치 추적을 보여주는 개념도이다. TOA(Time of Arrival)는 추적 디바이스(101)와 다른 네트워크 디바이스들(11, 301, 302)간의 신호 전달 시간을 측정하여 거리를 구하는 방식이다. 전파의 전달 시간은 위치를 알리기 위해 보내는 프레임(Self Detect Initiation, Detect Call Response)의 송신 시간과 네트워크 디바이스들이 수신한 시간의 차이를 통해 구할 수 있다. 이 차이와 상기 프레임을 송신한 신호의 전파속도를 계산하여, 네트워크 디바이스(11, 301, 302)를 중심으로 하는 원을 구할 수 있다. 이 방법을 쓰기 위해서는 적어도 세 개의 기준 디바이스가 존재하여야 계산이 가능하다. 만약 세 개 이상의 기준 디바이스가 측정한 값을 보낼 경우, 조정자(11)는 그 중에 가장 정확한 값이라 판단되는 데이터를 세 개 선택하여 계산할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 정확한 신호는 신호의 수신 강도(Received Signal Strength, RSS)로 판단할 수 있다. 예를 들어 수신 신호 강도가 표 1과 같이 나타난다면, 신호가 가장 강한 세 개의 디바이스(11, 301, 302)의 측정 데이터를 기준으로 추적 디바이스의 위치를 계산할 수 있다. 아래의 표 1에서 307 디바이스는 신호의 수신 강도가 약하므로 데이터의 정확성을 보장하기 어려우므로 제외된다.

디바이스	RSS	측정 데이터(m)
11	70	15
301	80	10
302	90	8
307	30	10

그러나 신호의 수신 강도는 예시적인 것으로서, 신호의 왜곡(distortion) 또는 신호의 다른 특성에 따라 기준 디바이스를 결정하는 것도 가능하다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 TDOA 방식을 통한 위치 추적을 보여주는 구성도이다. TDOA(Time Difference of Arrival)는 두 개의 신호원으로부터 전파 도달 시각의 상대적인 차를 측정하여 위치를 결정하는 방식으로 다수의 신호원과 한 개의 수신기로 구성된 전향 링크(forward link) 방식과 한 개의 신호원과 다수의 수신기로 구성된 역 링크(reverse link) 방식이 있다. TDOA의 기본 원리는 두 신호원에서 수신기까지 거리의 차에 비례하는 전파 도달 시간차가 측정되고, 두 신호원에서 거리가 일정한 곳, 즉 두 신호원을 초점으로 하는 쌍곡선 위에 수신기가 위치 하게 된다. 이 때 각 기지국은 동기화되어 있어야 하며 기지국 간의 시간의 동기화는 위성 시계를 이용하여 이루어진다. 세 개의 신호원으로부터 두 개의 쌍곡선이 얻어지고 두 곡선의 교점이 수신기의 위치가 된다.

도 8은 TDOA를 802.15.4에서 적용하는 과정을 보여주는 구성도이다. 여기서 11과 301 네트워크 디바이스로부터 얻어지는 쌍곡선과 11과 302 네트워크 디바이스로부터 얻어지는 쌍곡선의 교점이 추적 디바이스(101)의 위치가 된다. 쌍곡선의 교점을 구하기 위해 기준 네트워크 디바이스(301, 302)가 조정자(11)에 송신하는 데이터는 TOA와 같다. 여러 데이터가 수신된 경우, 조정자(11)는 표 1과 같은 RSS을 통해 측정 데이터를 선택하여 계산할 수 있다.

도 7과 8 외에도 AOA(Angle of Arrival)와 RF 핑거프린터(Radio Frequency Finger Printer) 방식도 사용할 수 있다. AOA는 추적 디바이스로부터 보내 온 프레임 신호의 도래각(입사각도)을 측정하여 네트워크 디바이스를 기준으로 추적 디바이스로부터 오는 신호의 방향을 찾아내 위치를 결정하는 방식이다. 각도를 통한 방향, 즉 셀 사이트(커버 영역)와 신호원이 겹치는 곳을 그 위치로 파악하는 방법이다. 본 실시예에서도, RSS를 통해 가장 신호가 센 몇 개의 네트워크 디바이스로부터 측정된 값을 바탕으로 계산할 수 있다.

RF 핑거프린터는 추적 디바이스가 전송하는 프레임의 특성 값을 얻기 위하여 순간적으로 수신된 신호를 스냅샷하고 스냅샷된 수신기의 송신 신호를 분석하여 수신된 신호의 고유한 특성을 추출, 라디오 카메라(radio camera)가 기존의 데이터베이스와 이 신호를 비교 분석하여 수신기의 위치를 측정하는 측위 방식이다.

본 명세서에서 설명한 상기 위치 측정 알고리즘은 예시적인 알고리즘에 지나지 않는다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치 추적 기능을 802.15.4에 구현하기 위한 MAC층의 프레임 포맷이다. 도 9는 프레임의 송신 시간과 수신 시간의 차이를 통해 위치를 측정하는 알고리즘을 사용하는 일 실시예이며, 위치 추적 방식에 따라 달라질 수 있다.

802.15.4의 명령어 프레임(Command Frame)의 구조는 700과 같다. 프레임 컨트롤(Frame Control)은 16비트 길이이며, 프레임의 타입, 주소 필드, 그리고 다른 제어 플래그를 정의하는 정보를 가진다. 시퀀스 넘버(Sequence Number)는 프레임에 대한 유일한 식별자(unique sequence identifier)를 나타낸다. 주소필드(Address fields)는 가변적인데, 명령어 필드에서는 수신측의 PAN 식별자/주소 필드와 송신측의 PAN 식별자/주소 필드로 이루어진다. 명령어 프레임 식별자는 어떤 명령어를 수행하기 위한 것인지를 나타내는 것으로 720의 표에 나타난 값을 가진다. 0x0b에서 0xff는 예약되었으며, 이후의 사용에 따라 정의될 수 있다. 따라서 위치 추적을 위한 명령어들은 이들 예약된 부분을 이용하여 정의할 수 있다.

명령어 페이로드(Command Payload)는 명령 수행에 필요한 파라메터들을 포함하며, 710과 같이 정의할 수 있다.

추적 디바이스가 자신의 위치가 어디인지 알고자 하는 경우에 전송하는 자기 위치 인식 요청(Self Detect Initiation) 프레임(711)은 0x21이라는 명령어 식별자를 가진다. 명령어 파라메터로는 송신하는 추적 디바이스의 식별자와 프레임 송신 시간이 기록될 수 있다. 상기 프레임을 수신한 다른 기준 디바이스들(조정자를 포함한)은 상기 프레임내의 송신 시간과 프레임의 수신 시간을 통해 거리를 측정할 수 있다. 이 측정된 거리 또는 데이터는 조정자에게 송신되며, 위치 인식을 요청한 추적 디바이스의 위치를 계산할 수 있다.

상기 계산된 결과는 위치 통보(Self Detect Result) 프레임(712)을 통해 송신되는데, 0x22라는 명령어 식별자를 가진다. 명령어 파라메터로는 추적 디바이스의 아이디와 위치 정보를 포함한다.

다음으로 조정자가 특정 네트워크 디바이스의 위치를 알고자 할 경우 사용하는 원격 위치 인식 요청(Detect Call Request) 프레임(713)과 원격 위치 인식 응답(Detect Call Response) 프레임(714), 그리고 위치 추적을 거부하는 경우 송신하는 원격 위치 인식 거부 응답(Detect Call Deny Reponse) 프레임(717)의 구성을 살펴본다. 원격 위치 인식 요청 프레임(713)은 자신의 네트워크내에 존재하는 추적 디바이스의 위치를 찾는 경우와, 자신의 네트워크 내에 존재하지 않는 기준 디바이스의 위치를 찾는 경우에 사용된다. 명령어 파라메터는 찾고자 하는 네트워크 디바이스의 식별자를 포함한다. 상기 프레임을 수신한 추적 디바이스는 자신의 위치를 알리기 위해 원격 위치 인식 응답(Detect Call Response) 프레임(714)을 전송한다. 여기에 포함되는 명령어 파라메터는 자기 위치 인식 요청(Self Detect Initiation) 프레임(711)과 같이 추적 디바이스 식별자와 송신시간이 될 수 있다. 반면 추적 디바이스가 자신의 위치를 나타내기를 거부하는 경우에는 원격 위치 인식 거부 응답(Detect Call Deny Reponse) 프레임(717)을 전송한다. 여기에 포함되는 명령어 파 라메터는 추적 디바이스 식별자가 될 수 있다.

자기 위치 인식 요청(Self Detect Initiation) 프레임(711)과 원격 위치 인식 응답(Detect Call Response) 프레임(714)에는 위치 측정을 위한 기본 데이터가 들어있게 된다. TOA 혹은 TDOA를 사용할 경우 송신 시간이 될 수 있고, RF 핑거프린터를 사용할 경우 신호의 세기와 관련된 정보가 될 수 있다. 이러한 정보를 취합하여, 상기 프레임들을 송신한 추적 디바이스의 위치를 추적하기 위한 데이터를 산출할 수 있다. 측정 데이터(Positioning Data) 프레임(715)은 이러한 산출 데이터를 조정자에게 송신하는 기능을 수행한다. 산출 데이터에는 프레임의 송신시점과 수신시점을 통해 얻은 시간차 정보일 수 있으며, 상기 시간차 정보를 통해 얻은 거리 정보일 수 있다. 또한 신호의 입사각과 거리 정보를 통합한 정보일 수도 있다. 명령어 파라메터로는 자기 위치 인식 요청 프레임(711)과 원격 위치 인식 응답 프레임(714)에 포함된 정보를 통해 산출한 데이터와 신호의 세기(RSS), 상기 데이터를 산출한 기준 디바이스의 위치 등이 될 수 있다. 신호의 세기(RSS)는 여러 네트워크 디바이스가 산출 데이터를 송신할 경우, 가장 신뢰성이 높은 데이터들을 추출하기 위해 사용한다. 따라서 신호의 세기 외에도 위치 추적을 위해 사용하는 알고리즘에 따라 달라질 수 있다. 이외에도, 측정을 한 기준 디바이스의 위치 정보가 필요한데, 상기 산출 데이터가 기준 디바이스의 위치에 대한 상대적인 값이기 때문이다. 만약 네트워크의 조정자가 자신의 네트워크 내에 존재하는 모든 네트워크 디바이스들의 위치를 저장하는 경우에는 상기 기준 디바이스의 위치를 송신할 필요가 없으며, 조정자의 구현에 따라 달라질 수 있다.

위치 통보(Detect Result) 프레임(716)은 특정 네트워크 디바이스의 위치 추적을 요청한 PAN 조정자가 상기 네트워크 디바이스와 다른 PAN에 존재시, 상기 네트워크 디바이스가 결합한 클러스터 헤더가 PAN 조정자에게 위치 정보를 송신할 경우 사용한다. 클러스터 헤더는 PAN 조정자에게 PAN 식별자와 추적 디바이스의 식별자, 그리고 위치 정보를 포함하는 명령어 파라메터와 명령어 프레임을 송신한다.

상기 명령어들은 본 명세서의 청구항에서 사용하게 되는 위치 인식, 위치 통보, 위치 인식 요청 및 위치 정보 측정 프레임을 구현한 일 실시예이다. 자기 위치 인식 요청 프레임(711)과 원격 위치 인식 응답 프레임(714)은 위치 인식 프레임의 예가 되며, 위치 통보 프레임(712, 716)은 위치 통보 프레임의 예가 된다. 원격 위치 인식 요청 프레임(713)은 위치 인식 요청 프레임의 예가 되며, 측정 데이터 프레임(715)은 위치 정보 측정 프레임의 예가 된다.

상기 명령어에서 나타나는 디바이스 식별자, 예를 들어 원격 위치 인식 요청 프레임(713)에서 정의하는 디바이스 식별자에는 다양한 방식으로 식별자의 정보가 다수 포함될 수 있다. 즉, 위치 측정의 대상이 되는 디바이스의 식별자와, 그 디바이스의 위치를 알고자 하는 디바이스의 식별자를 포함할 수 있다. 이외에도 다른 클러스터 내의 디바이스를 찾는 경우, 디바이스의 식별자 외에도 해당 클러스터의 식별자 정보도 포함해야 한다.

도 10에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 프레임의 명령어 파라메터를 보여주는 블록도이다.

(a)는 원격 위치 인식 요청 프레임의 파라메터에서 식별자 정보가 각 상황에 따라 다양하게 구성됨을 보여준다. 도 3의 경우는 클러스터 헤더가 특정 디바이스의 위치를 찾는 것이므로 해당 디바이스의 식별자만 정의한 프레임(7131)이 가능하다. 도 4의 경우는 다른 디바이스가 추적 디바이스의 위치를 찾는 상황이므로 위치 추적을 요청한 디바이스의 식별자와 추적 디바이스, 즉 위치 추적 대상 디바이스의 식별자를 포함하는 프레임(7132)이 가능하다. 도 5, 6의 경우는 다른 클러스터에 존재하는 디바이스의 위치를 추적하기 위한 경우이므로, 위치 추적을 요청한 디바이스의 식별자와 클러스터 식별자, 그리고 추적 대상인 디바이스의 식별자를 포함하는 프레임(7133)이 가능하다. 각 프레임을 구별하기 위해 명령어 프레임에 체크 플래그를 둘 수 있다.

(b)는 원격 위치 인식 응답 프레임의 파라메터에서 식별자 정보가 각 상황에 따라 다양하게 구성됨을 보여준다. (a)와 마찬가지로 도 3의 경우 찾고자 하는 디바이스의 식별자와 송신 시간을 포함한 프레임(7141)이 가능하다. 도 4의 경우는 다른 디바이스가 추적 디바이스의 위치를 찾는 상황이므로 위치 추적을 요청한 디바이스의 식별자와 추적 디바이스, 즉 위치 추적 대상 디바이스의 식별자 및 송신 시간을 포함하는 프레임(7142)이 가능하다. 도 5, 6의 경우는 다른 클러스터에 존재하는 디바이스의 위치를 추적하기 위한 경우이므로, 위치 추적을 요청한 디바이스의 식별자와 클러스터 식별자, 그리고 추적 대상인 디바이스의 식별자, 송신 시간을 포함하는 프레임(7143)이 가능하다. 각 프레임을 구별하기 위해 명령어 프레임에 체크 플래그를 둘 수 있다.

(c)는 원격 위치 인식 거부 응답 프레임의 파라메터에서 식별자 정보가 각 상황에 따라 다양하게 구성됨을 보여준다. 원격 위치 인식 거부 응답 프레임을 나타내기 위해 0x27을 사용한다. (b)에서 살펴본 원격 위치 인식 응답 프레임의 구성과 유사하나 위치 추적을 거부하므로 송신 시간과 같은 위치 추적과 관련된 정보를 포함하지 않는다. 원격 위치 인식 거부 응답 프레임은 추적 디바이스가 위치 추적을 거부함을 알리는 프레임이다. 도 3의 경우는 위치 인식을 거부한 추적 대상 디바이스의 식별자(7151)를 포함한다. 7152는 도 4에서 살펴본 바와 같이 클러스터 내에서 다른 디바이스가 위치 추적을 요청했을 때 추적 디바이스가 위치 추적을 거부할 때 송신하는 프레임의 구조이다. 위치 추적을 요청한 디바이스 식별자와 이를 거부한 추적 대상 디바이스의 식별자를 포함한다. 7153 프레임은 다른 클러스터의 디바이스가 위치 추적을 시도한 경우에 전송하는 프레임이다. 위치 추적을 요청한 클러스터의 식별자와 디바이스의 식별자, 그리고 추적 대상이 되는 디바이스의 식별자를 포함한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명을 구현함으로써 조정자를 기반으로 하는 무선 네트워크에서도 디바이스의 위치를 추적할 수 있게 한다.

특히 UWB를 사용하는 802.15.4a 환경에서 위치 추적을 수행할 수 있는 프로토콜을 제공한다.

Claims

무선 네트워크와 결합한 디바이스가 자신의 위치 정보를 알기 위해 상기 무선 네트워크로 자신의 식별자와 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 전송하는 단계; 및

상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 무선 네트워크로부터 전송되는 상기 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 디바이스가 수신하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치추적 방법.
제 1항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1항에 있어서,

상기 시간정보는 상기 제 1 프레임의 전송시간인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1항에 있어서,

상기 자신의 식별자는 상기 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1항에 있어서,

상기 디바이스는 무선 네트워크의 존재를 확인하기 위한 프로브 요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 프로브 응답을 받아 상기 무선 네트워크의 존재를 확인한 후에, 상기 무선 네트워크로 결합요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 결합응답을 수신하여 상기 무선 네트워크와 결합한 디바이스인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1항에 있어서,

상기 디바이스는 상기 무선 네트워크로부터 비콘을 수신하여 상기 무선 네트워크의 존재를 확인한 후에, 상기 무선 네트워크로 결합요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 결합응답을 수신하여 상기 무선 네트워크와 결합한 디바이스인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
무선 네트워크와 결합한 제 1 디바이스가 제 2 디바이스의 위치 정보를 알기 위해 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 전송하는 단계; 및

상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 무선 네트워크로부터 전송되는 상기 제 2 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 제 1 디바이스가 수신하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치추적 방법.
제 7항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 디바이스는 무선 네트워크의 존재를 확인하기 위한 프로브 요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 프로브 응답을 받아 상기 무선 네트워크의 존재를 확인한 후에, 상기 무선 네트워크로 결합요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 결합응답을 수신하여 상기 무선 네트워크와 결합한 디바이스인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 7항에 있어서,

상기 제 1 디바이스는 상기 무선 네트워크로부터 비콘을 수신하여 상기 무선 네트워크의 존재를 확인한 후에, 상기 무선 네트워크로 결합요청을 하고 상기 무선 네트워크로부터 결합응답을 수신하여 상기 무선 네트워크와 결합한 디바이스인 조 정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
무선 네트워크로부터 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 제 2 디바이스가 수신하는 단계; 및

상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스가 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 12항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 12항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 12항에 있어서,

상기 시간정보는 상기 제 2 프레임의 전송시간인 조정자 기반 무선 네트워크 에서의 위치 추적 방법.
무선 네트워크로부터 제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 1 프레임을 제 2 디바이스가 수신하는 단계;

상기 제 2 디바이스가 위치 추적을 승락할 것인지, 거부할 것인지에 대해 판단하는 단계; 및

상기 판단 결과 위치 추적을 승락하는 경우, 상기 제 1 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 디바이스가 상기 무선 네트워크로 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 16항에 있어서,

상기 판단하는 단계는 상기 제 2 디바이스의 사용자가 선택한 승락 또는 거부에 해당하는 입력값으로 판단하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 16항에 있어서,

상기 판단하는 단계는 상기 제 2 디바이스에 미리 설정된 값과 상기 제 1 디바이스의 식별자를 비교하여 판단하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 16항에 있어서,

상기 판단 결과 위치 추적을 승락하지 않는 경우,

상기 제 2 프레임은 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 16항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 16항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
무선 네트워크에 속한 디바이스가 수행하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법으로서,

다른 디바이스가 전송한 상기 다른 디바이스의 식별자와 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 수신하는 단계;

상기 시간정보를 이용하여 상기 다른 디바이스의 위치를 계산하는데 사용되는 위치계산 정보를 얻는 단계; 및

상기 다른 디바이스의 식별자와 상기 위치계산 정보를 포함하는 제 2 프레임을 네트워크 조정자로 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 22항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 22항에 있어서,

상기 시간정보는 상기 제 1 프레임의 전송시간인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 24항에 있어서,

상기 위치계산 정보는 상기 제 1 프레임의 수신시간과 상기 제 1 프레임의 전송시간의 차이인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 22항에 있어서,

상기 다른 디바이스의 식별자는 상기 다른 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 2 디바이스가 전송한 상기 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 시간정보를 포함한 제 1 프레임을 제 3 디바이스가 수신하는 단계;

상기 제 3 디바이스가 상기 시간정보를 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는데 사용되는 위치계산 정보를 얻는 단계; 및

상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 위치계산 정보를 포함하는 제 2 프레임을 상기 제 3 디바이스가 네트워크 조정자로 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 27항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 27항에 있어서,

상기 시간정보는 상기 제 1 프레임의 전송시간인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 29항에 있어서,

상기 위치계산 정보는 상기 제 1 프레임의 수신시간과 상기 제 1 프레임의 전송시간의 차이인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
네트워크 조정자가 수행하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법으로서,

디바이스의 식별자와 상기 디바이스의 위치계산 정보를 포함하는 복수의 프레임들을 네트워크로부터 수신하는 단계;

상기 위치계산 정보들을 이용하여 상기 디바이스의 위치를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 위치 정보를 포함한 프레임을 상기 디바이스에게 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 31항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 31항에 있어서,

상기 디바이스의 식별자는 상기 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
네트워크 조정자가 수행하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법으로서,

제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 위치계산 정보를 포함하는 복수의 프레임들을 네트워크로부터 수신하는 단계;

상기 위치계산 정보들을 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는 단계; 및

상기 계산된 위치 정보를 포함한 프레임을 상기 제 1 디바이스에게 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 34항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 34항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
네트워크 조정자가 수행하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법으로서,

제 2 디바이스의 위치추적을 요구한 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 네트워크로부터 수신하는 단계;

상기 제 1 프레임을 상기 네트워크의 제 2 디바이스에게 송신하는 단계;

상기 제 2 디바이스로부터 위치 추적을 거부함을 알리는 제 2 프레임을 수신하는 단계; 및

상기 제 1 디바이스에게 상기 제 2 프레임을 송신하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 37항에 있어서,

상기 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네 트워크에서의 위치 추적 방법.
제 37항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 디바이스의 위치추적을 위해 제 1 디바이스가 전송한 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계;

상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 무선 네트워크의 조정자에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 전송하는 단계;

상기 제 2 프레임에 대한 응답으로 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 전송한 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 위치정보를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계; 및

상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스의 위치 정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치추적 방법.
제 40항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 40항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 디바이스의 위치추적을 위해 제 1 디바이스가 전송한 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 수신하는 단계;

상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 제 2 무선 네트워크의 조정자에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 전송하는 단계;

상기 제 2 프레임을 수신한 제 2 디바이스가 위치 추적을 거부하는 경우, 상기 제 2 프레임에 대한 응답으로 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계; 및

상기 제 1 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스가 위치 추적을 거부하는 정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 디바이스로 전송하는 단계를 포 함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치추적 방법.
제 43항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 43항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1 무선 네트워크의 조정자가 전송한 제 1 무선 네트워크 식별자와 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계;

상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 2 무선 네트워크와 결합한 상기 제 2 디바이스에게 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함한 제 2 프레임을 전송하는 단계;

상기 제 2 무선 네트워크로부터 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자와 및 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 위치계산 정보를 포함하는 복수의 제 3 프레임들을 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계;

상기 제 2 네트워크의 조정자가 상기 제 2 디바이스의 위치계산 정보들을 이용하여 상기 제 2 디바이스의 위치를 계산하는 단계; 및

상기 제 2 네트워크 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크 조정자에게 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 46항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 46항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 1 무선 네트워크의 조정자가 전송한 제 1 무선 네트워크 식별자와 제 2 디바이스의 위치추적을 요청한 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 1 프레임을 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계;

상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 식별자를 포함하는 제 2 프레임을 제 3 무선 네트워크 조정자로 전송하는 단계;

상기 제 3 무선 네트워크가 전송한 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스의 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 3 프레임을 상기 제 2 무선 네트워크의 조정자가 수신하는 단계; 및

상기 제 2 무선 네트워크 조정자가 상기 제 1 무선 네트워크 식별자와 상기 제 1 디바이스 식별자와 상기 제 2 디바이스의 식별자 및 상기 제 2 디바이스의 계산된 위치정보를 포함하는 제 4 프레임을 상기 제 1 무선 네트워크 조정자에게 전송하는 단계를 포함하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 49항에 있어서,

상기 제 1, 제 2, 및 제 3 무선 네트워크는 802.15.4의 프로토콜을 사용하는 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.
제 49항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 디바이스의 식별자는 각각 상기 제 1 및 제 2 디바이스의 MAC 주소인 조정자 기반 무선 네트워크에서의 위치 추적 방법.