KR100756039B1 - 개인무선통신 네트워크에서 데이터 전송을 위한 연결 설정장치 및 방법 - Google Patents

개인무선통신 네트워크에서 데이터 전송을 위한 연결 설정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 무선자원을 이용하여 통신을 수행하는 적어도 하나의 디바이스들과 디바이스들을 제어하기 위한 피코넷 코디네이터로 구성된 피코넷을 적어도 둘 이상 갖는 통신시스템에서, 디바이스가 다른 피코넷을 구성하고 있는 피코넷 코디네이터들과 통신을 수행하기 위한 연결을 설정하는 방안을 제안한다. 피코넷 코디네이터와 연결을 설정한 적어도 2개의 피코넷이 중첩되는 영역에 위치한 디바이스가 피코넷 코디네이터로 중첩한 인접 피코넷 코디네이터와 연결 설정을 요청한다. 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락한다는 메시지를 수신한 디바이스가 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청한다. 연결 설정을 허락한다는 메시지를 수신한 디바이스가 인접 피코넷 코디네이터와의 연결을 설정한다.
WPAN, 라우팅 디바이스, 피코넷 코디네이터, 라우팅 영역

Description

개인무선통신 네트워크에서 데이터 전송을 위한 연결 설정 장치 및 방법{PATH SETTING APPARATUS AND METHOD FOR DATA TRANSMISSION IN WPAN}
도 1은 개인무선 통신 네트워크의 구조를 도시한 도면,
도 2는 개인무선 통신 네트워크에서 두 개의 피코넷이 중첩되어 있는 구조를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 두 개의 피코넷이 중첩되어 있는 영역에 있는 디바이스와 피코넷 코디네이터간에 설정된 연결을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 두 개의 피코넷이 중첩되어 있는 영역에 있는 디바이스가 데이터를 전송하기 위한 연결을 설정하는 과정을 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 3 개의 피코넷이 중첩되어 있는 영역에 있는 디바이스와 피코넷 코디네이터간에 설정된 연결을 도시한 도면
도 6은 본 발명에 따른 3 개의 피코넷이 중첩되어 있는 영역에 있는 디바이스가 데이터를 전송하기 위한 연결을 설정하는 과정을 도시한 도면,
도 7은 도 6에 도시된 과정에 의해 재 설정된 연결을 도시한 도면,
도 8은 본 발명에 따른 디바이스가 피코넷 코디네이터가 전달하는 비콘을 수신하는 주기를 도시한 도면, 및
도 9는 본 발명에 따른 디바이스가 피코넷 코디네이터가 전달하는 비콘을 수 신하는 주기를 도시한 다른 도면.
본 발명은 네트워크간의 통신 및 라우팅을 지원하기 위해 적어도 두 개의 네트워크를 연결(링크)하는 방안에 관한 것으로서, 특히 개인 통신무선 네트워크를 구성하고 있는 복수 개의 네트워크들을 상호 연결하는 방안에 관한 것이다.
개인무선통신 네트워크(Wireless Personal Area Network: 이하 "WPAN"이라 한다.)는 10m 이내의 짧은 거리에 존재하는 컴퓨터와 주변기기, 휴대폰, 가전제품 등을 무선으로 연결하여 이들 기기간의 통신을 지원함으로써 다양한 서비스를 지원할 수 있도록 하는 기술이다. 상기 WPAN는 랩탑 PC, PDA 등 개인 휴대형 디지털 전자기기의 발전으로 인해 이들 기기들간의 네트워크 요구에 의해 등장하였다. 상기 WPAN은 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
- 짧은 도달거리
- 작은 크기
- 저전력
- 사용 편의성(즉 사용자가 기기를 가지고 WPAN 영역에 접근하면 자동적으로 동기화 됨)
- 통화 간섭이 적음
이하 도 1을 이용하여 상기 WPAN의 구조(피코넷)에 대해 알아본다. 상기 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 상기 WPAN은 하나의 피코넷 코디네이터(piconet coordinator: 이하 "PNC" 하고 한다.)와 적어도 하나의 디바이스(device: 이하 "DEV"라고 한다.)들로 구성된다. 상기 PNC(100)는 상기 WPAN을 구성하고 있는 복수 개의 DEV들 중에서 선택된다. 상기 PNC(100)와 DEV들(110 내지 114)로 구성된 WPAN의 영역을 피코넷(piconet) 또는 개인통신 네트워크(Personal Access Network: PAN)라고 한다. 상기 피코넷은 반경 10m 이내에 있는 정지하거나 이동중인 DEV들의 영역을 나타낸다. 상기 피코넷에 위치하고 있는 다른 DEV들과 데이터 통신을 수행할 필요가 있는 DEV는 상기 PNC로 데이터 통신에 필요한 무선자원의 할당을 요청한다. 상기 PNC(100)는 상기 무선자원의 할당을 요청한 각 DEV들에 대해 필요한 무선자원을 할당한다. 상기 PNC(100)는 무선자원을 할당함에 있어 하나의 시점에 하나의 무선자원을 할당한다.
도 2는 피코넷의 다른 구조를 도시하고 있다. 상기 WPAN은 데이터 통신의 거리를 확장시키기 위해 하나의 피코넷을 중심으로 다른 피코넷을 중첩하여 사용한다. 일반적으로 각 피코넷(220 또는 222)은 고유한 무선자원을 이용하여 데이터 통신을 수행한다. 즉, 상기 피코넷 코디네이터(200 또는 202)는 16개의 채널 중에서 사용 가능한 하나의 채널을 선택하고, 상기 선택된 채널을 이용하여 피코넷(220 또는 222)을 구성하고 있는 디바이스/피코넷 코디네이터 상호간의 통신을 수행하게 된다. 상기한 바와 같이 상기 피코넷은 고유한 무선자원을 이용하여 통신을 수행하므로 인접한 피코넷에서 사용하는 무선자원에 대한 정보는 가지고 있지 않게 된다. 따라서, WPAN을 구성하고는 피코넷간의 통신은 불가능하게 되며 이를 해소하기 위 한 방안이 논의된다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 WPAN을 구성하는 피코넷들을 상호 연결함으로서 통신을 수행하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 라우팅 디바이스에서 소모되는 전력이 급격히 증가할 경우 상기 디바이스의 일부 기능을 다른 디바이스에서 수행하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 라우팅 디바이스가 피코넷 코디네이터로부터 수신되는 데이터 양에 대응하여 데이터 수신주기를 다르게 설정하는 장치 및 방법을 제안함에 있다.
본원 발명은 WAPN을 구성하는 피코넷들을 상호 연결하고, 데이터 통신을 중계하는 라우터 디바이스를 제안한다.
따라서 본 발명의 목적들을 이루기 위해 하나의 무선자원을 이용하여 통신을 수행하는 적어도 하나의 디바이스들과 상기 디바이스들을 제어하기 위한 피코넷 코디네이터로 구성된 피코넷을 적어도 둘 이상 갖는 통신시스템에서, 상기 디바이스가 다른 피코넷을 구성하고 있는 피코넷 코디네이터들과 통신을 수행하기 위한 연결을 설정하는 방법에 있어서, 피코넷 코디네이터와 연결을 설정한 적어도 2개의 피코넷이 중첩되는 영역에 위치한 디바이스가 상기 피코넷 코디네이터로 중첩한 인접 피코넷 코디네이터와 연결 설정을 요청하는 단계; 연결 설정을 허락한다는 메시 지를 수신한 상기 디바이스가 상기 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청하는 단계; 및 연결 설정을 허락한다는 메시지를 수신한 상기 디바이스가 상기 인접 피코넷 코디네이터와의 연결을 설정하는 단계;로 구성됨을 특징으로 한다.
본 발명의 목적들을 이루기 위해 하나의 무선자원을 이용하여 통신을 수행하는 적어도 하나의 디바이스들과 상기 디바이스들을 제어하기 위한 피코넷 코디네이터로 구성된 피코넷을 적어도 둘 이상 갖는 통신시스템에서, 상기 디바이스가 다른 피코넷을 구성하고 있는 피코넷 코디네이터들과 통신을 수행하기 위한 연결을 설정하는 장치에 있어서, 피코넷 코디네이터와 연결을 설정한 적어도 2개의 피코넷이 중첩되는 영역에 위치하고, 중첩한 인접 피코넷 코디네이터와의 연결 설정을 위해 피코넷 코디네이터와 인접 피코넷 코디네이터에 대해 순차적으로 연결 설정을 요청하는 디바이스; 상기 디바이스의 요청에 따라 연결 설정을 허락하는 메시지를 전송하는 상기 피코넷 코디네이터; 및 상기 디바이스의 연결 요청에 따라 연결 설정을 허락하는 메시지를 전송하면 상기 디바이스와 연결을 설정하는 인접 피코넷 코디네이터;로 구성됨을 특징으로 한다.
이하 도면을 이용하여 본 발명의 기술적 사상에 대해 상세하게 설명한다. 도 3은 본 발명에 따른 WPAN을 구성하고 있는 피코넷과 상기 피코넷을 구성하고 있는 디바이스와 피코넷 코디네이터간에 송수신되는 메시지에 대해 도시하고 있다. 이하, 적어도 2개의 피코넷들로 구성된 통신 시스템을 확장된 피코넷이라 칭하기로 한다.
상기 도 3의 확장된 피코넷은 피코넷 코디네이터1(300)이 제어하는 피코넷1(320)과 피코넷 코디네이터2(302)가 제어하는 피코넷2(322)로 구성되어 있다. 상기 피코넷 코디네이터1(300)은 고유한 무선자원을 이용하여 피코넷1(320)을 구성하는 디바이스들과 통신을 수행한다. 또한, 상기 피코넷 코디네이터1(300)가 할당한 무선자원을 이용하여 디바이스들은 상호간의 통신을 수행한다. 상기 피코넷 코디네이터2(302) 역시 고유한 무선자원을 이용하여 피코넷2(322)를 구성하는 디바이스들과 통신을 수행한다. 일 예로 상기 도 3은 상기 피코넷1(320)에서 사용하는 고유한 무선자원을 채널1로, 피코넷2(322)에서 사용하는 공유한 무선자원을 채널4라고 가정한다.
상기 도 3에서 도시하고 있는 바와 같이 상기 확장된 피코넷을 구성하고 있는 디바이스들 중 특정 디바이스는 적어도 2개의 피코넷에 중첩되어 위치할 수 있다. 즉, 상기 디바이스4(310)는 피코넷1(320)과 피코넷2(322)의 영역에 중첩되어 위치하고 있다. 이하, 적어도 2개의 피코넷의 중첩되어 위치하고 있는 영역을 라우터 영역(Router Area)이라 하며, 상기 라우터 영역에 위치하고 있는 디바이스를 라우터 디바이스(Router Device; R-DEV)라 칭하기로 한다. 특정 디바이스가 라우터 영역에 이미 위치하고 있거나, 라우터 영역으로 이동하는 경우에 상기 라우터 디바이스의 기능을 수행할 수 있다. 이하 상기 디바이스4가 라우터 영역으로 이동하여 라우터 디바이스의 기능을 수행하는 경우에 대해 알아보기로 한다.
상기 라우터 디바이스(310)는 라우터 영역에서 사용 가능한 무선자원을 탐색한다. 상기 탐색 결과 상기 라우터 디바이스(310)는 피코넷1(320)에서 사용하는 채널1과 피코넷2(322)에서 사용하는 채널4를 탐색한다. 상기 라우터 디바이스(310)는 사용 가능한 무선자원을 탐색함으로서 통신이 가능한 피코넷/피코넷 코디네이터의 개수를 파악하게 된다. 상기 라우터 디바이스(310)는 탐색된 무선자원을 이용하여 우선적으로 데이터 통신을 수행할 피코넷을 선택하게 된다. 이하 상기 라우터 디바이스(310)는 피코넷 코디네이터2(302)와 우선적으로 데이터 통신을 수행한다고 가정한다.
상기 라우터 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터2(302)로 라우터 기능 요청 메시지(Router Function Request Message)를 전송한다. 하기 〈표 1〉은 상기 라우터 기능 요청 메시지의 일 예를 나타내고 있다.
2 1 1 3×connection list size
header field command frame identifier connection list size coordinator information for connection
header payload
상기 〈표 1〉의 숫자는 바이트 수를 의미하며, 상기 프레임 명령 식별자(command frame identifier)는 라우터 기능 요청 메시지임을 나타낸다. 상기 연결 리스트 크기(connection list size)는 라우터 영역에서 탐색된 무선채널의 개수를 의미한다. 이 경우 상기 라우터 디바이스가 우선적으로 통신을 수행하고자 하는 피코넷에서 사용하는 무선채널은 제외된다. 상기 도 3의 라우터 디바이스의 연결 리스트 크기는 탐색된 2개의 무선채널들 중 상기 피코넷2에서 사용하는 채널4를 제외한 1이 된다. 상기 연결을 위한 코디네이터 정보(coordinator information for connection)는 상기 라우터 디바이스가 상기 피코넷2와 연결하고자 하는 피코넷 코디네이터에 관한 정보를 나타낸다. 하기 〈표 1〉은 상기 연결을 위한 코디네이터 정보의 일 예를 나타내고 있다.
2 1
coordinator ID channel number reserved
상기 코디네이터 식별자(coordinator ID)는 연결하고자 하는 피코넷 코디네이터의 식별자를 의미하며, 상기 채널 번호는 상기 피코넷 코디네이터에서 사용하는 무선채널의 번호를 의미한다. 상기 도 3을 이용하여 설명하면 상기 코디네이터 식별자는 1이 되며, 상기 채널 번호는 채널 1이 된다. 또한, 상기 라우터 디바이스가 연결하고자 하는 피코넷과 대응하여 상기 〈표 2〉를 구성하게 된다.
상기 라우터 기능 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 라우터 디바이스(310)로 라우터 기능 응답 메시지(Router Function Response Message)를 전송한다. 하기 〈표 3〉은 상기 라우터 기능 응답 메시지의 일 예를 나타내고 있다.
2 1 1 3×connection list size
header field command frame identifier result size coordinator information for result
header payload
상기 결과 크기(result size)는 상기 연결 리스트 크기와 동일한 의미를 갖는다. 즉 상기 라우터 기능 요청 메시지에 포함되어 있는 연결하고자 하는 피코넷의 개수를 나타낸다. 상기 결과를 위한 코디네이터 정보(coordinator information for result)는 상기 연결하고자 하는 피코넷 각각에 대한 결과를 나타낸다. 하기 〈표 4〉는 상기 연결을 위한 코디네이터 정보의 일 예를 나타내고 있다.
2 1
coordinator ID channel number status
상기 상태(status)는 연결하고자 하는 피코넷의 연결 여부를 나타낸다. 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 라우터 기능 요청 메시지를 구성하고 있는 각 피코넷에 대해 상기 〈표 4〉와 정보를 전송한다. 하기 〈표 5〉는 상기 상태의 일 예를 나타내고 있다.
status meaning
000 연결 허락
001 연결 거부
010 연결 유보
111 reserved
상기 연결 허락은 상기 라우터 디바이스(310)가 피코넷 코디네이터1(300)로의 연결을 허락함을 의미한다. 상기 연결 거부는 상기 라우터 디바이스(310)가 피코넷 코디네이터1(300)로의 연결을 거부함을 의미한다. 이는 기존에 다른 디바이스가 피코넷 코디네이터1(300)과 피코넷 코디네이터2(302)를 연결하는 기능을 수행하고 있으므로 상기 라우터 디바이스(310)가 동일한 기능을 수행할 필요가 없음을 의미한다. 상기 연결 유보는 현재는 상기 라우터 디바이스(310)가 피코넷 코디네이터1(300)과 피코넷 코디네이터2(302)를 연결하는 기능을 필요하지 않지만 이후 사용할 필요가 있음을 의미한다.
상기 피코넷 코디네이터2(302)가 라우터 기능 응답 메시지를 생성하기 위해서는 기존에 라우터 기능을 수행하고 있는 디바이스에 관한 정보를 저장하고 있어야 한다. 즉, 기존에 저장되어 있는 정보를 이용하여 라우터 기능을 요청한 디바이 스에 대해 연결을 허락할지 또는 거부할지를 결정할 수 있게 된다. 하기 〈표 6〉은 상기 피코넷 코디네이터2(302)가 저장하고 있는 정보(연결 정보) 테이블의 일 예를 나타내고 있다.
coordinator ID channel Router ID
ox0003 채널 5 ox0003
ox0007 채널 14 ox0007
... ... ...
상기 〈표 6〉에 의하면 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 라우터 디바이스3에 의해 채널5를 사용하고 있는 피코넷 코디네이터3과 연결되어 있다. 또한, 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 라우터7에 의해 채널14를 사용하고 있는 피코넷 코디네이터7과 연결되어 있다. 따라서 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 〈표 6〉을 이용하여 상기 라우터 디바이스(310)의 연결 기능을 허락하게 된다. 상기 연결 허락에 관한 정보를 전송한다면 상기 연결 허락된 라우터 디바이스에 대한 정보가 포함되도록 상기 연결 정보 테이블을 갱신한다. 만약 상기 라우터 디바이스로 연결 유보에 관한 정보를 전송한다면 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 라우터 디바이스에 대한 정보를 저장한다. 상기 저장되는 정보는 상기 〈표 6〉과 동일한 공간에 저장되거나 다른 공간에 저장될 수 있다. 동일한 공간에 저장하는 경우 구별을 위해 일정한 식별자를 부가할 수 있다. 이와 같이 함으로서 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 라우터 디바이스에 대해 라우터 기능을 수행하도록 요청할 수 있다. 하기 〈표 7〉은 상기 피코넷 코디네이터2(302)가 라우터 디바이스(310)에 대해 라우터 기능 요청 메시지(router function request message)의 일 예를 나타내 고 있다.
2 1 1 2×router list size
header field command frame identifier router list size router ID
header payload
상기 라우터 리스트 크기(router list size)는 라우터 기능을 수행하도록 요청하는 라우터 디바이스의 개수를 의미하며, 상기 라우터 식별자(router ID)는 라우터 기능을 수행하도록 요청하는 디바이스의 식별자를 의미한다.
연결 거부 내지 연결 유보 메시지를 전송 받은 라우터 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터1(300)과의 연결 시도를 중단하고, 상기 피코넷 코디네이터2(302) 내지 피코넷2(322)를 구성하고 있는 디바이스들과 통신 기능을 수행한다. 이하 상기 라우터 디바이스(310)가 상기 연결 허락 메시지 또는 라우터 기능 요청 메시지를 수신한 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 라우터 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터1(300)로 라우터 기능 수락 요청 메시지(router function allowance request message)를 전송한다. 상기 라우터 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터1(300)로 라우터 기능 수락 요청 메시지를 전송하기 위해 피코넷1(320)에서 사용하는 무선채널로 변경한다. 상기 라우터 기능 수락 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터는1(300)은 라우터 기능 수락 응답 메시지(router function allowance response message)를 전송한다.
상기 피코넷 코디네이터1(300) 역시 상기 〈표 6〉과 같은 정보를 저장하고 있다. 따라서, 상기 〈표 6〉을 이용하여 상기 라우터 기능 수락 요청 메시지에 대한 응답을 결정한다. 상기 라우터 디바이스(310)에 대한 연결 기능을 수락할 경우에는 수락의 의미가 포함된 라우터 기능 수락 응답 메시지를 전송하며, 연결 기능을 수락하지 않을 경우에는 수락하지 않는다는 의미가 포함된 라우터 기능 수락 응답 메시지를 전송한다. 상기 수락의 의미가 포함된 라우터 기능 수락 응답 메시지를 전송할 경우 상기 피코넷 코디네이터1(300)은 저장하고 있는 상기 〈표 6〉을 갱신한다. 즉, 상기 피코넷 코디네이터1(300)은 라우터 디바이스(310)에 의해 채널4를 사용하고 있는 피코넷 코디네이터2(302)와 연결되어 있다는 정보를 추가하게 된다.
상기 라우터 기능 수락 응답 메시지를 수신한 상기 라우터 디바이스(310)는 피코넷2(322)에서 사용하는 무선채널로 변경한다. 상기 변경된 무선채널을 이용하여 상기 피코넷 코디네이터2(302)로 연결 메시지(connection message)를 전송한다. 상기 연결 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 상기 연결 기능을 수락하지 않는다는 정보가 포함되어 있는 경우 상기 연결 정보 테이블에서 상기 라우터 디바이스(310)에 대한 정보를 삭제하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 상기 피코넷 코디네이터1, 피코넷 코디네이터2, 라우터 디바이스간에 전달되는 메시지의 흐름을 도시하고 있다. 이하 상기 도 4를 이용하여 본 발명에 따른 피코넷 코디네이터1, 피코넷 코디네이터2, 라우터 디바이스간에 전달되는 메시지에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
S400단계에서 라우팅 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터2(302)로 라우 팅 기능 요청 메시지를 전송한다. 상기 라우팅 기능 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터2(302)는 S402단계에서 라우팅 기능 응답 메시지를 상기 라우팅 디바이스(310)로 전송한다. 상기 라우팅 기능 응답 메시지에 포함되는 정보들을 생성하는 방법에 대해서는 상기 도 3에서 설명한 바와 같다.
S404단계에서 상기 라우팅 디바이스(310)는 상기 피코넷 코디네이터1(300)로 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 전송한다. 상기 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터1(300)은 S406단계에서 라우팅 기능 수락 응답 메시지를 상기 라우팅 디바이스(310)로 전송한다. 상기 라우팅 기능 수락 응답 메시지에 포함되는 정보들을 생성하는 방법에 대해서는 상기 도 3에서 설명한 바와 같다. 상기 라우팅 기능 수락 응답 메시지를 수신한 상기 라우팅 디바이스(310)는 S408단계에서 상기 피코넷 코디네이터2(302)로 연결 메시지를 전송한다.
도 5는 본 발명에 따른 두 번째 실시 예를 도시하고 있다. 이하 상기 도 5를 이용하여 본 발명에 따른 두 번째 실시 예에 대해 상세하게 설명하기로 한다. 상기 도 5는 3개의 피코넷을 도시하고 있다. 피코넷 코디네이터1(500)이 관리하는 피코넷1(520)과, 피코넷 코디네이터2(502)가 관리하는 피코넷2(522)와 피코넷 코디네이터3(504)이 관리하는 피코넷3(524)으로 구성되어 있다. 상기 피코넷1(520)은 채널1을 이용하여 통신을 수행하며, 상기 피코넷2(522)는 채널4를 이용하여 통신을 수행한다. 상기 피코넷3(524)은 채널5를 이용하여 통신을 수행한다. 또한 라우터 디바이스4(510)는 피코넷 코디네이터 1(500) 내지 피코넷 코디네이터3(504)을 상호 연결하는 기능을 수행한다. 하기 〈표 8〉은 상기 피코넷 코디네이터2(502)가 저장하 고 있는 정보(연결 정보) 테이블의 일 예를 나타내고 있다.
coordinator ID channel Router ID
ox0001 채널 1 ox0004
ox0003 채널 5 ox0004
... ... ...
이하, 라우터 디바이스5(512)이 피코넷2(522)와 피코넷3(524)으로 이루어진 라우터 영역으로 이동하는 경우에 대해 설명하기로 한다. 상기 라우터 디바이스5(512)는 상기 도 3의 라우터 디바이스(310)와 동일한 기능을 수행한다. 상기 라우터 디바이스5(512)는 상기 피코넷 코디네이터2(502)에 대해 라우터 기능 요청 메시지를 전송한다. 상기 라우터 기능 요청 메시지를 수신한 피코넷 코디네이터2(502)는 상기 라우터 디바이스5(512)로 라우터 기능 응답 메시지를 전송한다. 상기 라우터 기능 응답 메시지는 연결 허락의 의미가 포함되어 있다고 가정한다. 상기 연결 허락의 의미가 포함된 라우터 기능 응답 메시지를 전송한 상기 피코넷 코디네이터2(502)는 상기 연결 정보 테이블을 갱신하게 된다. 하기 〈표 9〉은 상기 피코넷 코디네이터2(502)가 갱신한 연결 정보 테이블의 일 예를 나타내고 있다.
coordinator ID channel Router ID
ox0001 채널 1 ox0004
ox0003 채널 5 ox0004
ox0003 채널 5 ox0005
상기 라우팅 디바이스5(512)는 피코넷 코디네이터3(504)으로 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 전송한다. 상기 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터3(504)은 라우팅 기능 수락 응답 메시지를 상기 라우팅 디바이스5(512)로 전송한다. 상기 라우팅 기능 수락 응답 메시지가 연결을 수락한다는 의미를 포함하고 있을 경우 상기 피코넷 코디네이터2(502)는 상기 〈표 9〉와 같은 정보를 유지하게 된다.
상기와 같은 상기 라우팅 디바이스4(510)는 다른 디바이스들에 비해 전력 소모가 많아지게 된다. 따라서 상기 라우팅 디바이스4(510)가 수행하고 있는 라우팅 기능의 일부를 다른 디바이스에서 담당하는 방안이 필요하다. 도 6은 본 발명에 따른 전력 소모가 많은 라우팅 디바이스의 일부 기능을 다른 디바이스에서 수행하는 과정을 도시하고 있다. 이하 상기 도 5 내지 도 6을 이용하여 라우팅 디바이스4의 일부 기능을 다른 디바이스에서 수행하는 과정에 대해 알아보기로 한다.
S600단계에서 상기 라우팅 디바이스4(510)는 피코넷 코디네이터1(500) 내지 피코넷 코디네이터3(504)으로 연결 해제 요청 메시지(connection release request message)를 전송한다. 상기 연결 해제 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터1(500) 내지 피코넷 코디네이터 3(504)은 저장되어 있는 연결 정보 테이블을 검색한다. 상기 검색에 의해 연결 유보되어 있는 라우터 디바이스에 대한 정보를 알 수 있게 된다. 상기 도 5에 의하면 상기 피코넷 코디네이터1(500)은 연결 유보되어 있는 라우터 디바이스6(514)에 대한 정보를 획득할 수 있게 된다.
S602단계에서 상기 피코넷 코디네이터1(500)은 상기 라우터 디바이스6(514)에 대해 라우터 기능 요청 메시지를 전송한다. 상기 라우터 기능 요청 메시지를 수신한 상기 라우터 디바이스6(514)은 연결 가능한 피코넷에 대한 정보를 탐색한다. 상기 탐색에 의해 상기 라우터 디바이스6(514)은 피코넷 코디네이터3(504)에 대한 정보를 획득한다. 상기 라우터 디바이스6(514)은 획득된 정보를 이용하여 S604단계에서 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 상기 피코넷 코디네이터3(504)으로 전송한다. 상기 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터3(504)은 S606단계에서 상기 라우팅 디바이스6(514)으로 라우팅 기능 수락 응답 메시지를 전송한다.
상기 라우팅 디바이스6(514)은 S608단계에서 상기 피코넷 코디네이터1(500)로 연결 메시지를 전송한다. 상기 연결 메시지에는 연결을 허락한다는 정보가 포함되어 있는 것으로 가정한다. 상기 연결 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터1(500)은 S610단계에서 상기 라우팅 디바이스4(510)로 연결 해제 메시지(connection release message)를 전송한다. 상기 연결 메시지를 전송한 상기 피코넷 코디네이터1(500)은 저장하고 있는 연결 정보 테이블에서 라우팅 디바이스4(510)가 채널5를 사용하는 피코넷 코디네이터3(504)과 연결되어 있다는 정보를 삭제한다. 상기 라우팅 디바이스4(510)는 S612단계에서 전달받은 연결 해제 메시지를 피코넷 코디네이터2(502)와 피코넷 코디네이터3(504)으로 전송한다. 상기 연결 해제 메시지를 수신한 상기 피코넷 코디네이터2(502)와 피코넷 코디네이터3(504)은 라우팅 디바이스4(510)가 채널5를 사용하는 피코넷 코디네이터3(504)과 연결되어 있다는 정보를 삭제한다. 하기 〈표 10〉은 상기 피코넷 코디네이터2(502)가 일부 정보를 삭제한 연결 정보 테이블의 일 예를 나타내고 있다.
coordinator ID channel Router ID
ox0001 채널 1 ox0004
ox0003 채널 5 ox0005
도 7은 상기 도 6의 과정을 수행한 후 라우팅 디바이스의 연결상태를 나타내고 있다. 상기 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 상기 라우팅 디바이스4(510)는 피코넷 코디네이터3(504)과의 연결이 해제되어 있다. 대신 라우팅 디바이스6(514)이 피코넷 코디네이터3(504)과 연결되어 있다. 이에 대해 상세하게 알아보면, 상기 라우팅 디바이스4(510)는 피코넷 코디네이터1(500)과 피코넷 코디네이터2(502)를 연결한다. 상기 라우팅 디바이스5(512)는 피코넷 코디네이터2(502)와 피코넷 코디네이터3(504)을 연결하며, 상기 라우팅 디바이스6(514)은 피코넷 코디네이터3(504)과 피코넷 코디네이터1(500)을 연결한다. 이와 같은 연결 구조를 가짐으로서 상기 라우팅 디바이스4(510) 내지 라우팅 디바이스6(514)은 동일한 전력을 소모하게 된다.
도 8은 본 발명에 따른 두 개의 피코넷 코디네이터와 연결되어 있는 라우팅 디바이스에서 데이터를 송수신하기 위해 동기를 획득하는 과정을 도시하고 있다. 상기 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 상기 라우팅 디바이스는 동기 획득을 위해 각 피코넷 코디네이터들이 전송하는 동기 정보가 포함되어 있는 프레임을 수신하여야 한다. 상기 피코넷 코디네이터는 프레임의 비콘 구간에 상기 동기 정보를 포함시켜 전송한다. 또한 상기 비콘 구간에는 상기 피코넷 코디네이터가 상기 라우팅 디바이스로 전송할 데이터 양에 관한 정보가 포함되어 있다. 이와 같이 적어도 2개의 피코넷 코디네이터들과 연결되어 있는 라우팅 디바이스는 동기 정보들을 획득하 기 위해 각 피코넷 코디네이터에 대응되는 채널로 변경하여야 한다. 상기 채널 변경이 빈번할수록 상기 라우팅 디바이스의 전력소모는 급격히 증가하게 된다. 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 피코넷 디바이스에 따라 채널 변경 주기를 달리하는 방안을 제안한다.
이를 위해 상기 피코넷 코디네이터를 주 피코넷 코디네이터(master piconet coordinator)와 부 피코넷 코디네이터(slave piconet coordinator)로 구분한다. 상기 주 피코넷 코디네이터는 상기 라우팅 디바이스가 라우팅 기능 요청 메시지를 전송한 피코넷 코디네이터를 의미하며, 상기 부 피코넷 코디네이터는 상기 라우팅 디바이스가 라우팅 기능 수락 요청 메시지를 전송한 피코넷 코디네이터를 의미한다. 상기 라우팅 디바이스는 상기 주 피코넷 코디네이터가 전송하는 비콘은 하나의 프레임 단위로 수신한다. 하지만 상기 라우팅 디바이스는 상기 부 피코넷 코디네이터가 전송하는 비콘은 적어도 2개의 프레임 주기로 수신한다.
상기 도 9는 상기 피코넷 코디네이터의 종류에 따라 비콘의 수신주기를 달리하는 과정을 도시하고 있다. 상기 라우팅 디바이스는 주 피코넷 코디네이터로부터 프레임 단위로 비콘을 수신하며, 부 피코넷 코디네이터로부터 2개의 프레임 단위로 비콘을 수신한다. 상기 비콘을 수신함으로서 상기 피코넷 코디네이터가 상기 라우팅 디바이스로 전송할 데이터에 관한 정보를 파악하게 된다. 상기 도 9에서는 상기 라우팅 디바이스가 상기 주 피코넷 코디네이터로부터 전달받은 데이터를 부 피코넷 코디네이터로 전달하고 있음을 보이고 있다. 상기한 바와 같이 상기 라우팅 디바이스는 부 피코넷 코디네이터로부터 전달되는 비콘을 프레임단위로 수신하지 않음으 로 인해 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.
하지만 상기 도 9와 같은 방법을 사용할 경우 상기 라우팅 디바이스는 주 피코넷 코디네이터로부터 수신하는 데이터 양보다 부 피코넷 코디네이터로부터 수신하는 데이터 양이 많은 경우가 발생한다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 상기 부 피코넷 코디네이터는 상기 라우팅 디바이스로 전송할 데이터 양을 수시로 검사한다. 상기 검사 결과 상기 라우팅 디바이스로 전송할 데이터 양이 설정치를 초과할 경우 상기 라우팅 디바이스로 상기 주 피코넷 코디네이터와 부 피코넷 코디네이터의 변경을 요청한다. 상기 변경을 요청하는 정보는 피콘의 일부 구간을 이용하여 전송한다. 상기 정보를 수신한 상기 라우팅 디바이스는 상기 주 피코넷 코디네이터와 부 피코넷 코디네이터를 변경하게 된다. 상기에서는 주 피코넷 코디네이터가 전송하는 비콘의 수신주기를 프레임 단위로 하였으나 사용자의 설정에 따라 달라질 수 있다. 하지만 상기 주 피코넷 코디네이터가 전송하는 비콘의 전송주기는 부 피코넷 코디네이터가 전송하는 비콘의 전송주기보다 짧음은 자명하다.
상기한 바와 같이 본 발명은 적어도 2개의 피코넷으로 구성된 WPAN에서 다른 피코넷을 구성하고 있는 디바이스들을 상호 연결하는 방안을 제안하고 있다. 다른 피코넷을 구성하고 있는 디바이스들을 상호 연결함으로서 피코넷간 통신을 수행할 수 있게 된다. 또한 피코넷을 상호 연결하는 디바이스의 일부 기능을 다른 디바이스가 수행함으로서 전력 소모를 줄일 수 있게 된다.

Claims (25)

  1. 하나의 무선자원을 이용하여 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 디바이스들과 상기 디바이스들을 제어하기 위한 피코넷 코디네이터로 구성된 피코넷을 적어도 둘 이상 갖는 통신시스템에서, 상기 디바이스가 다른 피코넷을 구성하고 있는 피코넷 코디네이터들과 통신을 수행하기 위한 연결 설정 방법에 있어서,
    피코넷 코디네이터와 연결을 설정한 적어도 2개의 피코넷이 중첩되는 영역에 위치한 라우터 디바이스가, 인접 피코넷 코디네이터와 연결 설정을 상기 피코넷 코디네이터로 요청하는 단계;
    상기 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락하는 메시지를 수신한 상기 디바이스가 상기 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청하는 단계; 및
    상기 인접 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락한다는 메시지를 수신한 상기 디바이스가 상기 인접 피코넷 코디네이터와의 연결을 설정하는 단계;로 구성됨을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터들은 고유한 무선자원을 이용하여 상기 디바이스와 연결을 설정함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 설정을 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 상기 인접 피코넷 코디네이터와 연결이 설정되어 있지 않은 경우 상기 디바이스에 대해 연결 설정을 허락함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 연결 설정을 허락한 상기 피코넷 코디네이터는 상기 연결 설정을 요청한 상기 인접 피코넷 코디네이터의 식별자 및 무선자원에 관한 정보를 저장함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 설정을 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 상기 인접 피코넷 코디네이터와 연결이 설정되어 있는 경우 상기 디바이스에 대한 정보를 저장하고 있음을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    적어도 3개의 피코넷 코디네이터들과 연결을 설정한 상기 디바이스가 상기 피코넷 코디네이터들에게 연결 해제를 요청함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 연결 해제를 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 연결 설정이 허락되지 않은 디바이스에 대한 정보가 저장되어 있는지 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연결 설정이 허락되지 않은 디바이스가 있는 경우 상기 디바이스에 대해 상기 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청하도록 지시함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 인접 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락하는 메시지를 수신하면, 상기 디바이스에 대해 상기 인접 피코넷 코디네이터와의 연결 설정을 해제하도록 지시함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    적어도 2 이상의 피코넷 코디네이터들과 연결을 설정한 상기 디바이스는 상기 피코넷 코디네이터들이 전송하는 데이터 양에 따라 설정된 연결로 접속하는 주기를 달리하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디바이스는 전송하는 데이터 양이 많은 피코넷 코디네이터와의 접속 주기가 짧음을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터의 전송 버퍼에 저장되어 있는 데이터 양이 설정치를 초과하면 접속 주기를 짧게 재 설정함을 특징으로 하는 연결 설정 방법.
  13. 하나의 무선자원을 이용하여 통신을 수행하는 적어도 하나 이상의 디바이스들과 상기 디바이스들을 제어하기 위한 피코넷 코디네이터로 구성된 피코넷을 적어도 둘 이상 갖는 통신시스템에서, 상기 디바이스가 다른 피코넷을 구성하고 있는 피코넷 코디네이터들과 통신을 수행하기 위한 연결 설정 장치에 있어서,
    피코넷 코디네이터와 연결을 설정한 적어도 2개의 피코넷이 중첩되는 영역에 위치하고, 중첩한 인접 피코넷 코디네이터와의 연결 설정을 위해 상기 피코넷 코디네이터와 상기 인접 피코넷 코디네이터에 대해 순차적으로 연결 설정을 요청하는 디바이스;
    상기 디바이스의 연결 설정 요청에 따라 연결 설정을 허락하는 메시지를 전송하는 피코넷 코디네이터; 및
    상기 디바이스의 연결 설정 요청에 따라 연결 설정을 허락하는 메시지를 상기 디바이스로 전송하고, 상기 디바이스와 연결을 설정하는 인접 피코넷 코디네이터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터들은 고유한 무선자원을 이용하여 상기 디바이스와 연결을 설정하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 연결 설정을 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 상기 인접 피코넷 코디네이터와 연결이 설정되어 있지 않은 경우 상기 디바이스에 대해 연결 설정을 허락하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터는 상기 연결 설정의 대상이 되는 상기 인접 피코넷 코디네이터의 식별자 및 무선자원에 관한 정보를 저장하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 연결 설정을 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 상기 인접 피코넷 코디네이터와 연결이 설정되어 있는 경우 상기 디바이스에 대한 정보를 저장하고 있는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    적어도 3개의 피코넷 코디네이터들과 연결을 설정한 상기 디바이스는 상기 피코넷 코디네이터들에게 연결 해제를 요청하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 연결 해제를 요청받은 상기 피코넷 코디네이터는 연결 설정이 허락되지 않은 디바이스에 대한 정보가 저장되어 있는지의 유무를 판단하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터는, 상기 연결 설정이 허락되지 않은 디바이스가 있는 경우 상기 디바이스에 대해 상기 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청하도록 지시함을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 피코넷 코디네이터는, 상기 인접 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락한다는 메시지를 수신하면, 상기 디바이스에 대해 상기 인접 피코넷 코디네이터와의 연결 설정을 해제하도록 지시함을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  22. 제 13 항에 있어서,
    적어도 2 이상의 피코넷 코디네이터들과 연결을 설정한 상기 디바이스는 상기 피코넷 코디네이터들이 전송하는 데이터 양에 따라 설정된 연결로 접속하는 주기를 달리하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 전송하는 데이터 양이 많은 피코넷 코디네이터와의 접속 주기가 짧음을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 피코넷 코디네이터의 전송 버퍼에 저장되어 있는 데이터 양이 설정치를 초과하면 접속 주기를 짧게 재 설정하는 것을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
  25. 제 13 항에 있어서,
    상기 디바이스는, 상기 피코넷 코디네이터로부터 연결 설정을 허락한다는 메시지가 수신되면 상기 인접 피코넷 코디네이터로 연결 설정을 요청함을 특징으로 하는 연결 설정 장치.
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