KR100767332B1 - 지그비 네트워크의 간섭 회피 방법 및 상기 방법이 적용된지그비 통신 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 지그비 무선통신 네트워크의 간섭 회피에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크에서 클러스터내 채널과 클러스터간 채널을 구분하여 독립적으로 유지하고 각각의 채널에 대한 간섭을 탐지 및 회피하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 간섭 회피 방법은, 클러스터내의 복수의 지그비 장치간을 연결하는 클러스터내 채널과, 서로 다른 복수의 클러스터간을 연결하는 클러스터간 채널을 구분하여 각각 독립적으로 유지하는 단계; 및 클러스터내 채널과 클러스터간 채널 중 적어도 하나에서 간섭이 탐지된 경우에, 간섭이 탐지된 채널을 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 제한된 무선통신 자원을 효율적으로 운용하고, 외부로부터의 간섭을 보다 효과적으로 탐지 및 회피할 수 있다.

지그비, 클러스터-트리 구조, 다중 채널, 간섭 탐지, 간섭 회피

Description

지그비 네트워크의 간섭 회피 방법 및 상기 방법이 적용된 지그비 통신 장치{METHOD OF AVOIDING INTERFERENCE FOR ZIGBEE NETWORK AND ZIGBEE COMMUNICATION APPARATUS APPLIED THERETO}

도 1은 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크를 예시하는 도면이다.

도 2는 지그비 통신에 이용되는 수퍼 프레임 구조를 IEEE 802.15.4 규약에 정의된 바에 따라 도시한 도면이다.

도 3은 무선 랜 네트워크에 의한 간섭 상황을 예시하는 도면이다.

도 4는 지그비 통신 채널과 무선 랜 통신 채널의 동작 주파수 대역을 각각 IEEE 802.15.4 규약과 IEEE 802.11 규약에 정의된 바에 따라 도시한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크의 구성을 예시하는 도면이다.

도 6은 클러스터내 지그비 통신에 영향을 주는 간섭을 예시하는 도면이다.

도 7은 클러스터간 지그비 통신에 영향을 주는 간섭을 예시하는 도면이다.

도 8은 본 발명에 적용되는 유사 랜덤 시퀀스 발생기의 입출력 정보를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명에 따른 간섭 회피 방법을 단계별로 도시한 흐름도이다.

도 10은 본 발명에 따른 지그비 통신 장치의 내부 구성을 도시한 블록도이 다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

310: 무선 랜 커버리지 영역 311: 무선 랜 액세스 포인트

510, 520, 530, 540: 클러스터 511: PAN 코디네이터

521: 클러스터 헤드 522, 523, 524: 지그비 단말

551, 552, 553: 클러스터간 링크 810: 유사 랜덤 시퀀스 발생기

1010: 채널 간섭 탐지부 1020: 채널 변경부

1080: 채널 수열 저장부 1040: 채널변경 메시지 송수신부

1050: 결과 확인부

본 발명은 지그비 무선통신 네트워크의 간섭 회피에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 다중 채널을 사용하는 지그비 네트워크의 간섭 탐지 및 회피 방법에 관한 것이다.

지그비(ZigBee)는 넓은 무선 통신 커버리지를 특징으로 하는 근거리 무선 통신 네트워크 기술이다. 이와 같은 특징을 바탕으로, 지그비는 홈 네트워크, 센서 네트워크, 가전 기기 제어, 산업 자동화 등의 다양한 분야에 적용되고 있다.

지그비 통신 기술에 대한 표준안은 2003년 확정되어 IEEE 802.15.4 규격에 의해 정의되어 있다. 이 규격은 기본적으로 낮은 데이터 전송률과 낮은 에너지 소 모의 무선 개인 영역 네트워크(personal area network; PAN)을 구축하는 것을 목표로 한다.

IEEE 802.15.4 규약은 지그비 통신을 위해 16 개의 채널을 정의한다. 각각의 지그비 장치가 데이터 송수신을 위해 사용하는 채널은 일반적으로 PAN이 처음 형성될 때 특성이 가장 양호한 채널 중에서 선택된다.

도 1은 IEEE 802.15.4 규약에서 제안하는 클러스터-트리 네트워크 구조를 예시한다. 클러스터-트리 구조는 다수의 지그비 장치를 효율적으로 관리하기 위해 제안된 네트워크 구조로서, 지그비 기반 네트워크를 구성하기 위해 가장 널리 사용되고 있는 구조이다.

클러스터-트리 네트워크는 하나의 PAN 코디네이터(PAN coordinator; PNC)(111)를 포함한다. PNC(111)는 PAN의 형성, 유지, 관리를 담당한다. PNC(111)는 PAN에 포함된 다수의 지그비 장치를 여러 개의 클러스터(110, 120, 130, 140)로 나누어 관리하는데, 각각의 클러스터(120) 내부에서 지역적인 관리를 담당하는 지그비 장치를 클러스터 헤드(cluster head; CLH)(121)라고 한다. 즉, PNC(111)는 CLH(121)들을 관리하고, CLH(121)들은 각 클러스터(120) 내부의 지그비 장치들(122, 123, 124)을 관리한다. 하나의 PAN 내의 모든 지그비 장치 - PNC 및 CLH 포함 - 은 동일한 PAN 식별자(PAN identifier; PID)를 가지며, 동일한 클러스터(120) 내의 지그비 장치들(121, 122, 123, 124)은 동일한 클러스터 식별자(cluster identifier; CID)를 갖는다.

클러스터-트리 형태로 구성되는 지그비 네트워크의 예로는 센서 네트워크가 있다. 이 경우, 각각의 지그비 단말(122, 123, 124)은 센서로부터 수집된 데이터를 자신이 속한 클러스터(120)의 CLH(121)로 전송하고, CLH(121)는 수집ㅇ전송된 데이터가 PNC(111)에 도달하도록 중계하는 역할을 한다. 각 지그비 단말(122, 123, 124)은 PNC(111)나 CLH(121)에 의해 주기적으로 전송되는 비콘(beacon) 프레임에 맞추어 데이터를 송수신한다.

도 2는 비콘 프레임에 의해 형성되는 수퍼 프레임 구조를 도시한다. 비콘 프레임(210, 220)은 제어 정보를 포함한 프레임으로서, 각 지그비 단말의 데이터 송수신 방법 및 타이밍을 결정하는 기준이 된다. 기본적으로 각 지그비 단말은 경쟁 구간(contention access period, CAP)(230)에서 CSMA-CA(carrier sense multiple access with collision avoidance) 방식으로 통신하고, 비경쟁 구간(contention free period, CFP)(240)에서는 미리 정해진 지그비 장치들에 대해서만 통신을 허용함으로써, 상호간 충돌에 의한 간섭 문제를 해결한다.

그러나 이처럼 잘 짜여진 방식으로 내부 간섭 없이 데이터를 송수신하는 지그비 네트워크도 외부의 간섭에 대해서는 취약하다. 지그비 네트워크에 영향을 줄 수 있는 간섭원으로는 2.4 GHz 대역의 ISM(industrial, scientific, medical) 대역을 공유하는 무선 랜(wireless LAN; WLAN), 블루투스(Bluetooth), 전자 레인지(microwave oven) 등이 있다.

지그비 장치의 송신 전력은 WLAN, 블루투스, 전자 레인지 등에 비해 1/100 ~ 1/10 정도에 불과하다. 따라서, 근거리에 동일 주파수 대역을 사용하는 이와 같은 간섭원이 존재할 경우 지그비 네트워크는 심각한 통신 장애를 겪을 수 있다.

도 3은 지그비 네트워크에 간섭이 발생하는 상황을 예시하는 도면이다. 도 3을 참조하면, 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크와 WLAN AP(access point)(311, 321, 331)의 커버리지 영역(310, 320, 330)이 중첩되어 있다. 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 IEEE 802.15.4 규약에 정의된 16 개의 지그비 통신 채널(410)과 IEEE 802.11 규약에 정의된 WLAN 통신 채널(420)은 상당 부분 중첩되어 있고, 앞서 언급했듯이 지그비 장치는 WLAN 장치에 비해 송수신 신호의 세기가 매우 작기 때문에, 커버리지 영역이 중첩되는 경우 지그비 장치는 WLAN 통신에 거의 영향을 주지 않지만, WLAN 장치는 지그비 통신에 심각한 영향을 주게 된다.

도 3은 지그비 네트워크에 대한 간섭의 일례이지만, 동시에 매우 중요한 예이다. 즉, WLAN의 경우 2.4 GHz 대역을 이용하는 무선 통신 기술 중 가장 활발히 사용되고 있는 기술이기 때문에 지그비 네트워크의 간섭 문제에 있어서 가장 심각하게 고려되어야 하는 것이다.

IEEE 802.15.4 규약에서는 PAN이 처음 형성될 때에 에너지 검출(energy detection; ED) 스캔을 통해 16개의 채널 중 간섭이 가장 적은 채널을 선택하도록 함으로써 간섭 문제에 대한 한 가지 해결 방안을 제시하고 있다. 그러나, 본 규약은 PAN이 형성된 이후에 간섭이 발생하는 경우에 대해서는 언급하지 않고 있어서, 여전히 보다 근본적인 해결책이 요구되고 있다.

외부의 간섭에 대한 지그비 네트워크의 취약성을 보완하기 위해 제안된 기존의 방법에서는, PNC가 랜덤하게, 또는 전체 네트워크의 간섭 상태를 판단해서 간 섭이 탐지되지 않는 다른 채널로 동적으로 동작 채널을 변경해 준다. 하지만 이러한 방법은 지그비 네트워크가 소규모일 때에만 효과적이다. 실제로 지그비 네트워크의 응용 분야 중에는 야외 농장 환경 관리, 실내 화재 예방 시스템, 공장 기계 노후 예방 시스템 등 다수의 지그비 장치를 사용하여 넓은 지역에 대한 관리를 수행하는 것이 많다. PAN 영역이 커질수록 다양한 주파수를 사용하는 다수의 간섭원을 만날 가능성이 높아진다. 따라서, 단순히 동작 채널을 변경하는 것만으로는 모든 종류의 간섭원을 피하기 어렵다는 문제가 있다.

이처럼, 지그비 네트워크의 외부 간섭 문제를 효과적으로 해결하기 위한 새로운 기술이 요청되고 있다. 본 발명에서는 상술한 외부 간섭 문제를 해결하기 위해 다중 채널을 사용하여 적응적으로 외부 간섭을 회피하는 새로운 기술을 제안하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 다양한 형태의 외부 간섭을 효과적으로 탐지하고 회피할 수 있는 새로운 PAN 관리 방안을 제안하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 마련된 본 발명의 일 측면에 따른 지그비 네트워크의 간섭 회피 방법은, 클러스터내의 복수의 지그비 장치간을 연결하는 클러스터내 채널을 제1 채널로 유지하는 단계; 외부 간섭원에 의해 제1 채널상에 나타나는 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계; 클러스터내 간섭이 탐지된 경우에, 클러스터내 채널을 제2 채널로 변경하는 단계; 서로 다른 복수의 클러스터간을 연결하는 클러스터간 채널을 제1 채널과 제3 채널로 유지하는 단계; 외부 간섭원에 의해 제3 채널상에 나타나는 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계; 및 클러스터간 간섭이 탐지된 경우에 클러스터간 채널을 제4 채널로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 간섭 회피 방법은, 클러스터내의 복수의 지그비 장치간을 연결하는 클러스터내 채널과, 서로 다른 복수의 클러스터간을 연결하는 클러스터간 채널을 구분하여 각각 독립적으로 유지하는 단계; 및 클러스터내 채널 및 클러스터간 채널 중 적어도 하나에서 간섭이 탐지된 경우에, 간섭 탐지된 채널을 다른 채널로 변경하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 측면은 지그비 통신 장치에도 적용된다. 본 측면에 따른 지그비 통신 장치는, 클러스터내에서의 무선통신에 사용될 복수의 무선채널을 임의의 순서에 따라 저장하는 채널 수열 저장 수단; 비콘 프레임 수신율 또는 데이터 전송에 대응한 확인응답 메시지의 수신율의 변화에 기초하여 채널 간섭을 탐지하는 수단; 및 채널 간섭이 탐지된 경우에, 채널 수열을 참조하여 무선채널을 변경하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 간섭 회피 방법 및 상기 방법이 적용된 지그비 통신 장치의 구성에 대해 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크의 구성을 예시한다. 도 5의 지그비 네트워크는 하나의 PNC(511)와 복수의 클러스터(510, 520, 530, 540)를 포함하여 구성된다. 클러스터(520)마다 각각 하나의 CLH(521)가 마련되어 있어서, 지그비 단말(522, 523, 524)과 PNC(511)간의 통신을 중계한다. 단일 PAN 내의 모든 지그비 장치 - PNC, CLH 포함 - 는 하나의 PID를 공유하고, 각각의 클러스터(520)에 포함된 지그비 장치(521, 522, 523, 524)은 동일한 CID를 공유한다.

본 발명에 의해 제안되는 바에 따르면, 각 클러스터(510, 520, 530, 540)별로 데이터 송수신에 사용되는 동작 채널이 별개로 관리된다. 즉, 각 지그비 장치를 위한 동작 채널이 PAN 단위로 정해지는 것이 아니라, 클러스터(510, 520, 530, 540) 단위로 독립적ㅇ자율적으로 결정된다.

도 5에 예시된 클러스터-트리 네트워크에서는 클러스터(510)는 1번 채널을, 클러스터(520)는 4번 채널을, 클러스터(530)는 3번 채널을, 클러스터(540)는 2번 채널을 각각 동작 채널로서 사용한다. 클러스터(520)를 예로 들면, 지그비 단말(522, 523, 524)는 각각 4번 채널을 사용하여 CLH(521)와 데이터를 주고 받는다.

한편, 각 클러스터(520, 530, 540)의 CLH(521, 531, 541)는 다른 클러스터와 데이터를 교환하기 위해, 각 클러스터 내부에서의 데이터 교환을 위해 사용된 채널과 별도로 관리되는 제2의 동작 채널을 사용한다. 두 가지 채널을 구분하기 위해 본 명세서에서는 전자를 "클러스터내(intra-cluster) 채널", 후자를 "클러스터간(inter-cluster) 채널"이라고 부르기로 한다.

도 5를 참조하면, 클러스터(520)-클러스터(510)간 링크(551)에는 10번 채널이 할당되어 있다. 마찬가지로, 클러스터(530)-클러스터(510)간 링크(552)에는 11 번 채널이, 클러스터(540)-클러스터(530)간 링크(553)에는 12번 채널이 각각 할당되어 클러스터간 데이터 송수신에 사용된다. 이처럼 클러스터내 채널과 클러스터간 채널은 각 클러스터내의 지그비 장치들과 각 클러스터간 링크를 형성하는 지그비 장치들에 의해 별개로 유지ㅇ관리된다.

클러스터(510)의 장치(512), 클러스터(530)의 장치(532)와 같이 타 클러스터의 CLH(531, 541)와 연결되어 클러스터간 데이터 통신을 담당하는 지그비 장치를, 본 발명에서는 "브리지 장치(bridge device)"라고 한다. 참고로, PNC(511)가 인접 클러스터(520)의 CLH(521)에 직접 연결되는 경우에는 PNC(511) 또한 간섭 탐지 및 회피와 관련해서는 브리지 장치로서 기능한다. 따라서, 브리지 장치에 대한 이하의 설명은 인접 클러스터(520)의 CLH(521)에 직접 연결된 PNC(511)에도 적용된다. 브리지 장치의 기능 및 구성에 대해서는 뒤에서 상세히 설명하도록 한다.

도 6 및 도 7은 이와 같이 서로 구분되어 독립적으로 유지되는 클러스터내 및 클러스터간 채널이 각각 간섭에 의해 받는 영향을 예시하고 있다. 먼저 도 6에서는 WLAN AP(621)의 커버리지 영역(620)에 클러스터(610) 내의 일부 지그비 장치(612, 613, 614)가 위치하는 경우를 보여준다.

WLAN AP(621)의 동작 채널과 클러스터(610)의 동작 채널이 중첩된다고 하면, WLAN AP(621)의 커버리지 영역에 위치하는 지그비 장치(612, 613, 614)는 통신 장애를 경험하게 된다. 즉, 지그비 단말(612)과 지그비 단말(613)간 통신, 지그비 단말(613)과 CLH(611)간 통신, 지그비 단말(614)과 CLH(611)간 통신에 장애가 발생한다. 한편, 지그비 단말(615)과 CLH(611)간 통신은 외부의 간섭을 받지 않는다. 참고로, 도 6 및 도 7에서 통신 장애가 발생하는 단말간 링크는 점선으로, 통신 장애가 발생하지 않는 링크는 실선으로 도시되어 있다.

통신 장애를 경험하는 지그비 장치(611, 612, 613, 614)는 데이터 송수신 성능이 임계 수준 이하로 저하되면 클러스터내 간섭을 탐지할 수 있다. 예를 들어, 지그비 장치(612, 613, 614)는 PNC 또는 CLH(611)로부터 주기적으로 전송되는 비콘 프레임의 수신율 저하를 기초로 클러스터내 간섭을 탐지한다. 보다 구체적으로, 비콘 프레임을 임계시간이 경과할 때까지 수신하지 못하거나, 임계횟수 이상 누적하여 비콘 프레임 수신에 실패하는 경우에 간섭을 탐지할 수 있다.

또 달리, 지그비 장치(611, 612, 613, 614)는 연결된 타 지그비 장치로 전송한 데이터 또는 제어 프레임에 대응하여 임계횟수 이상 계속하여 확인응답(acknowledgement, ACK) 프레임을 수신하지 못하는 경우에 간섭을 탐지하도록 설계될 수 있다.

한편, 센서 네트워크와 같이 각 지그비 단말(612, 613, 614, 615)로부터 수집된 데이터가 CLH(611)를 통해 PNC로 주기적으로 전달되는 경우라면, CLH(611)는 지그비 단말(612, 613, 614, 615) 중 적어도 하나로부터 소정 임계시간 이상 유효한 데이터를 수신하지 못하는 경우에 클러스터내 간섭을 탐지할 수 있다.

이처럼 클러스터(610)내의 지그비 장치(611, 612, 613, 614, 615) 중 일부 또는 전부에 발생하는 통신 장애로부터 클러스터내 채널에 대한 간섭이 탐지되면, 클러스터(610) 내의 모든 지그비 장치(611, 612, 613, 614, 615)는 간섭 회피를 위해 동작 채널을 다른 채널로 변경하게 된다.

이 때, 지그비 단말(615)은 직접 간섭을 탐지하지 못하기 때문에, 통신 장애를 경험하지 않는 지그비 단말(615)로 채널 변경을 지시하는 메시지를 전송할 필요가 있다. 따라서, 간섭을 탐지한 각각의 지그비 장치(611, 612, 613, 614)는 현재의 동작 채널을 이용하여 클러스터(610)내의 모든 지그비 장치(611, 612, 613, 614, 615)를 향해 채널변경 메시지를 방송(broadcast)한다. 지그비 장치(615)는 채널변경 메시지를 수신하여, 간섭을 직접 탐지한 다른 지그비 장치들(611, 612, 613, 614)과 함께 채널을 변경할 수 있다.

본 발명에 따른 간섭 회피 방법은, 이처럼 어느 특정한 지그비 장치가 간섭을 탐지하고 간섭 회피를 위한 명령을 타 장치들로 전송하지 않고 간섭을 탐지하는 각각의 장치들이 클러스터 단위로 자율적으로 동작 채널을 변경하도록 함으로써 다양한 형태의 간섭을 탐지하고 이들 각각의 간섭을 신속하고 효과적으로 회피할 수 있다.

도 7은 클러스터간 링크를 형성하는 지그비 장치가 WLAN의 간섭을 경험하는 경우를 예시하는 도면이다. 도 7을 참조하면, WLAN AP(731)의 커버리지 영역(730)에 클러스터(710)의 CLH(711)와 클러스터(720)의 브리지 장치(722)가 모두 포함되어 있다. WLAN AP(731)의 동작 채널과 클러스터(710)-클러스터(720)간 링크를 위한 동작 채널이 주파수 영역에서 중첩된다고 할 때, CLH(711)와 브리지 장치(722)간 통신 장애로 인해 클러스터(710)와 클러스터(720)간의 통신 전체가 영향을 받게 된다.

이와 같은 상황은 도 7처럼 클러스터간 링크를 형성하는 CLH(711) 및 브리 지 장치(722) 중 어느 하나가 WLAN AP(731)의 커버리지 영역(730)에 포함되는 경우에도 마찬가지로 발생한다.

CLH(711)와 브리지 장치(722)는 각각 클러스터간 링크에 영향을 미치는 간섭, 즉 클러스터간 간섭을 탐지하여 대응하는 클러스터간 채널을 변경한다.

이하에서는 클러스터간 간섭 탐지 및 클러스터간 채널 변경의 구체적인 방법에 대해 설명하도록 한다.

클러스터간 링크는 클러스터내 링크들보다 간섭 발생시 그 영향이 훨씬 크고, 전체 PAN에서 차지하는 역할 또한 크기 때문에 연결 유지를 위한 보다 강력한 수단을 필요로 한다. 따라서, CLH(711)는 인접 클러스터(720)의 브리지 장치(722)로 주기적으로 연결확인 메시지를 전송한다. 브리지 장치(722)는 인접 클러스터(710)의 CLH(711)로부터 주기적으로 연결확인 메시지를 수신함으로써 클러스터간 연결 상태를 확인한다.

만약 임계시간이 경과할 때까지 연결확인 메시지가 수신되지 않거나, 일정 시간동안 연결확인 메시지의 수신율이 임계량 이상 감소했다면, 브리지 장치(722)는 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다.

또한, 앞서 언급한 센서 네트워크의 경우에, 연결확인 메시지와 함께 CLH(711)를 통해 주기적으로 수집ㅇ전송되는 데이터의 수신율에 기초하여 클러스터간 간섭을 탐지하는 것도 가능하다.

한편, CLH(711)는 전송된 연결확인 메시지에 대응하여 브리지 장치(722)로부터 회송되는 확인응답 메시지가 임계시간 이상 계속하여 수신되지 않거나, 일정 시간동안 수신율이 임계량 이상 감소하는 것으로부터 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다.

위와 같은 방법에 의해, 일반적으로 클러스터간 링크를 형성하는 두 장치(711, 722)는 각각 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다. 그러나, 간섭 탐지를 위해 설정된 임계값의 범위에 따라 두 장치(711, 722) 중 어느 하나에 의해서만 간섭이 탐지되는 경우가 발생할 수 있다. 따라서, 간섭을 탐지한 장치는 상대방 장치를 향해 채널변경 메시지를 전송하여 간섭 탐지 사실을 알릴 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하나의 브리지 장치에 둘 이상의 CLH가 연결되어 있는 경우를 고려하여 채널변경 메시지는 방송의 형태로 전송될 수 있다.

이처럼 본 발명에 따르면, 클러스터내 채널과 클러스터간 채널이 별개로 유지ㅇ관리되어 다양한 형태의 간섭에 대해 유연하게 대처할 수 있을 뿐만 아니라, 간섭을 직접 경험하지 않는 장치들도 간섭을 경험하는 장치들과 함께 거의 동시에 일괄적으로 채널을 변경하는 것이 가능하다.

클러스터내 채널과 클러스터간 채널을 불문하고, 직접 또는 메시지 수신 등에 의한 간접적인 방법으로 간섭을 탐지한 지그비 장치들은 현재의 동작 채널을 다른 채널로 일괄적으로 변경한다. 일 실시예에 따르면, 각각의 지그비 장치는 변경할 채널에 대한 정보를 얻기 위해 일련의 채널 정보를 저장한 채널 수열을 유지한다. 또한, 지그비 장치는 채널 수열상에서 현재의 동작 채널에 대한 정보가 저장되어 있는 위치를 가리키는 위치 인덱스를 유지한다.

채널을 변경해야 하는 경우, 지그비 장치는 채널 수열상의 다음 인덱스에 저장된 채널 정보에 대응하는 채널로 동작 채널을 변경한다. 이와 같은 채널 변경은 직접 또는 간접적으로 간섭을 탐지한 각각의 지그비 장치에 의해 독립적으로 수행되며, 클러스터내 채널과 클러스터간 채널에 대해 유사한 방식으로 수행된다.

이를 통해, 지그비 장치는 간섭을 탐지한 후에, 상호간 별도의 시그널링 없이, 변경할 다음 채널에 대한 정보를 각각 독립적으로 획득할 수 있다. 이와 같은 특징은 간섭 회피에 있어서 매우 중요한 특징이다. 즉, 일단 간섭이 발생한 후에는 기존의 동작 채널을 통해 정상적인 데이터 교환이 어렵기 때문에 간섭을 탐지하고 그 다음에 변경될 채널에 대한 정보를 교환하는 것은 아무런 의미가 없을 수 있기 때문이다.

채널 수열은 복수의 채널 정보를 일정한 순서에 따라 저장하는데, 일례로서 무작위 순서(random sequence)를 따를 수 있다. 그러나 무작위 순서를 따르는 경우에도 클러스터내 채널을 공유하는 동일 클러스터내의 지그비 장치들 간에는 동일한 클러스터내 채널 수열을 유지해야 하며, 클러스터간 링크를 형성하는 CLH 및 브리지 장치 또한 동일한 클러스터간 채널 수열을 유지해야 한다.

일실시예에 따르면, 각각의 지그비 장치는 PAN에 대한 연결 설정 과정에서 PNC 또는 CLH로부터 채널 수열 데이터를 수신하여 이를 장치 내의 메모리 등에 저장함으로써 채널 수열을 유지할 수 있다. (제1 실시예)

그러나, 다른 실시예에 따르면, 각각의 지그비 장치는 클러스터내 채널 수열 또는 클러스터간 채널 수열을 생성하는 유사 랜덤 시퀀스 발생기(pseudo-random sequence generator)를 포함할 수 있다. (제2 실시예)

도 8은 본 발명에 적용되는 유사 랜덤 시퀀스 발생기의 입출력 데이터를 예시하고 있다. 도 8의 유사 랜덤 시퀀스 발생기(810)는 클러스터내 채널 수열을 생성한다. 유사 랜덤 시퀀스 발생기(810)는 지그비 장치를 포함하는 PAN의 식별자, 지그비 장치를 포함하는 클러스터의 식별자, 채널 수열 내의 현재의 동작 채널과 관련된 위치 인덱스 등을 입력받아 다음으로 변경될 채널에 대한 정보를 출력한다.

제1 실시예는 유사 랜덤 시퀀스 발생기에 의한 연산 부담이 없는 대신 채널 수열 저장 공간이 더 많이 필요하다. 그리고 새로운 장치를 등록할 시에 더 많은 데이터를 전송하므로 등록 시간이 길어진다. 한편, 제2 실시예는 채널 수열을 모두 저장하지 않고 채널 수열의 위치 인덱스만을 저장하고 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 통해 변경될 다음 채널에 대한 정보를 획득할 수 있다는 장점이 있는 대신 연산 부담이 클 수 있다.

따라서 제1 실시예와 제2 실시예 사이에는 일종의 트레이드오프 관계가 존재하며, 어느 실시예에 따라 본 발명이 구현될 것인가는 유사 랜덤 시퀀스 발생기의 연산 복잡도, 채널 수열의 길이, 등록 시간에 대한 요구조건, 지그비 응용의 종류 및 지그비 장치의 생산 단가 등에 의해 결정될 수 있다.

클러스터간 채널 수열을 생성하기 위한 유사 랜덤 시퀀스 발생기 역시 도 8의 유사 랜덤 시퀀스 발생기(810)와 거의 유사한 구조를 갖는다. 다만, 클러스터간 채널 수열을 생성하기 위해서는 두 개의 클러스터 식별자가 필요하므로, 추가의 클러스터 식별자를 더 입력받아 이를 채널 수열 생성 정보로서 참조한다.

CLH와 브리지 장치는 클러스터내 채널과 클러스터간 채널을 동시에 유지하 고, 간섭 회피시에도 이들 두 채널을 모두 고려해야 한다. 따라서, CLH와 브리지 장치는 클러스터내 채널과 클러스터간 채널을 위한 유사 랜덤 시퀀스 생성기를 별개로 구비하거나, 또는 하나의 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 통해 두 개의 채널 수열을 유지할 수 있다.

참고로, 본 명세서에서 "채널 수열을 유지한다"고 하는 것은, 위의 두 실시예에 의한 채널 수열 유지 방식을 모두 포함한다. 즉, 메모리 저장 공간에 채널 수열의 전체 또는 일부를 위치 인덱스와 함께 저장하는 방식과, 각각의 지그비 장치가 동일한 채널 수열 생성 로직을 가지는 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 구비하도록 함으로써 잠재적으로 변경될 채널에 대한 정보를 유지하는 방식 양자에 위의 표현은 공통적으로 적용된다.

도 9는 위와 같은 방식으로 동작하는 간섭 회피 방법을 구성 단계별로 도시한 흐름도이다. 본 발명에 따른 간섭 회피 방법은 크게 두 개의 흐름으로 나뉜다. 클러스터내 채널 흐름(910)과 클러스터간 채널 흐름(920)이 그것이다. 클러스터내 채널 흐름(910)은 PAN에 포함된 모든 지그비 장치에 의해 수행되고, 클러스터간 채널 흐름(920)은 클러스터간 링크를 형성하는 CLH 및 브리지 장치에 의해 추가적으로 수행된다. CLH와 브리지 장치에서 상기 두 채널 흐름(910, 920)은 구분되어 독립적으로 수행된다.

클러스터내 채널 흐름(910)은 클러스터내 채널을 유지하는 단계(S912), 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계(S914), 및 클러스터내 채널을 변경하는 단계(S916)를 포함하여 구성된다. 한편, 클러스터간 채널 흐름(920)은 클러스터간 채널을 유 지하는 단계(S922), 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계(S924), 및 클러스터간 채널을 변경하는 단계(S926)를 포함한다.

단계(S912)는 클러스터내 채널을 제1 채널로 유지하는 단계이다. 본 단계(S912)는 클러스터내 채널 수열 및 본 수열상의 현재의 클러스터내 통신을 위한 동작 채널과 관련된 정보를 포함하는 위치의 인덱스를 유지하는 단계를 포함한다.

단계(S914)는 이와 같이 유지되는 클러스터내 채널에 대해 외부 간섭원에 의한 영향을 탐지하는 단계이다. 본 단계(S914)에서는 몇 가지 방식으로 간섭을 탐지할 수 있다. 일례로서, 소정의 임계시간이 경과할 때까지 각각의 지그비 장치가 비콘 프레임을 수신하지 못하는 경우에 간섭원에 의해 정상적인 비콘 프레임 수신이 방해받는 것으로 판단하여 간섭을 탐지할 수 있다. 또 달리, 각각의 지그비 장치가 타 지그비 장치로 데이터 또는 제어 프레임을 전송한 뒤에 일정시간동안 또는 임계횟수 이상 계속하여 확인응답 메시지를 수신하지 못하는 경우에 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다.

클러스터내 간섭이 감지되면 단계(S916)가 수행된다. 단계(S916)에서는 클러스터내 채널을 제1 채널과 다른 제2 채널로 변경한다. 단계(S916)는 클러스터내 채널 수열상의 현재의 위치 인덱스 다음 인덱스에 대응하는 채널을 제2 채널로서 선택한다. 한편, 단계(S916)는 클러스터내 간섭을 직접 탐지하지 못한 지그비 장치를 위해, 간섭을 탐지한 지그비 장치가 클러스터내 채널을 변경하도록 지시하는 채널변경 메시지를 클러스터내에서 방송하여, 클러스터내의 타 지그비 장치가 채널변경 메시지를 수신하여 제2 채널을 선택하도록 할 수 있다.

일 실시예에 따르면, 단계(S916)는 클러스터내 채널 변경 후 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하면서 채널 변경 결과를 확인한다. 대기시간내에 비콘 프레임의 수신에 실패한 경우에 채널 변경에 실패했다고 판단하게 된다. 이 때, 전체 클러스터내 지그비 장치의 채널 변경을 취소하는 것이 아니라 수신 실패한 지그비 장치에 대해서만 PAN에 대한 연결 초기화(association) 동작을 수행한다. 이와 같이 함으로써 채널 변경에 실패한 일부 지그비 장치로 인해 전체 클러스터내의 간섭회피 성능이 저하되는 것을 막을 수 있어 효율적인 운용이 가능하다.

클러스터간 채널을 유지하는 단계(S922)는 클러스터내 채널을 유지하는 단계(S912)에 대응되는 단계로서, 클러스터간 채널을 제1 채널과 상이한 제3 채널로 유지한다. 본 단계(S922)는 클러스터간 채널을 단계(S912)에 의해 유지되는 클러스터내 채널과 구분하여 독립적으로 유지한다. 본 단계(S922)는 클러스터간 채널 수열 및 본 수열상의 클러스터간 링크를 위한 현재의 동작 채널과 관련된 정보를 포함하는 위치의 인덱스를 유지하는 단계를 포함한다.

클러스터간 간섭을 탐지하는 단계(S924)는 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계(S914)에 대응되는데, 간섭 탐지의 주체 및 대상과 간섭을 탐지하는 구체적인 방법에 있어서 차이가 있다. 단계(S924)에서는 브리지 장치와 CLH가 각각 클러스터간 간섭을 탐지하게 된다. 브리지 장치는 인접 클러스터의 CLH로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지가 임계시간이 경과할 때까지 수신되지 않거나, 일정 시간동안 연결확인 메시지의 수신율이 임계량 이상 감소한 경우에 클러스터간 간섭을 탐지한다. 인접 클러스터의 브리지 장치에 연결되는 CLH는 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지에 대한 확인응답 메시지가 임계횟수 이상 수신되지 않는 경우에 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다.

클러스터간 간섭이 탐지되면 CLH 및 브리지 장치는 클러스터간 채널을 다른 채널로 일괄적으로 변경하게 된다. 이와 같은 채널 변경은 단계(S926)에 의해 수행되며, 그 구체적인 방법은 다음과 같다.

간섭이 탐지된 채널을 사용하는 클러스터간 링크의 CLH 및 브리지 장치는, 각각 유지하고 있던 클러스터간 채널 수열상의 다음 위치 인덱스에 대응하는 채널을 변경될 제4 채널로서 선택하여 상기 제3 채널로부터 변경한다.

일 실시예에 의하면, 각각의 CLH 및 브리지 장치는 클러스터간 채널을 제4 채널로 변경한 후에 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하면서 채널 변경 결과를 확인한다. 대기시간 내에 비콘 프레임의 수신에 실패하게 되면, 수신 실패한 CLH 또는 브리지 장치는 PAN에 대한 연결 초기화를 다시 수행한다. 비콘 프레임 수신에 성공한 CLH 또는 브리지 장치는 변경된 채널 정보를 그대로 유지한다.

한편, 간섭을 탐지한 CLH 또는 브리지 장치는 클러스터간 링크의 상대방 장치가 간섭을 탐지하지 못했을 경우에 대비하여 채널변경 메시지를 방송할 수 있다. 채널변경 메시지의 방송은 변경에 앞서 기존 채널을 통해 수행되며, 채널변경 메시지를 수신한 상대방 장치는 자신이 유지하고 있는 클러스터간 채널 수열의 다음번 인덱스에 대응하는 채널을 변경될 제4 채널로서 선택한다.

본 발명에 따른 지그비 네트워크의 외부 간섭 회피 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.

상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 부호뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 부호를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

도 10은 상기 방법이 적용된, 본 발명에 따른 지그비 통신 장치의 내부 구성을 도시하는 블록도이다. 도 10의 구조는 클러스터내 채널에 대한 간섭 탐지 및 회피 기능을 구비한 지그비 장치뿐만 아니라 클러스터간 채널에 대한 간섭 탐지 및 회피 기능을 구비한 지그비 장치에도 그대로 적용된다.

도 10의 채널 수열 유지부(1080)는 클러스터내 채널 또는 클러스터간 채널을 위한 일련의 채널 정보를 유지한다. 채널 수열 유지부(1080)는 선택하여 사용할 수 있는 복수의 채널에 대한 정보를 일정한 순서에 따라 저장하는 메모리 수단을 포함할 수 있다. 복수의 채널 정보가 채널 수열에 저장되는 순서는 무작위 순서일 수 있다. 이와 달리, 채널 수열 유지부(1080)는 채널 수열상의 현재의 위치 인덱스를 기초로 다음 위치 인덱스에 대응하는 채널 정보를 출력하는 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 포함할 수 있다.

채널 간섭 탐지부(1010)는 클러스터내 채널 또는 클러스터간 채널에 대한 외부 간섭의 영향을 탐지하는 부분이다. 클러스터내 간섭을 탐지하기 위해 채널 간섭 탐지부(1010)는 PNC 또는 CLH로부터 주기적으로 전송되는 비콘 프레임의 수신율 변화, 또는 타 지그비 장치로의 데이터 프레임 또는 컨트롤 메시지 전송에 대응한 확인응답 메시지의 수신율 변화를 참조할 수 있다. 또한, 채널 간섭 탐지부(1010)는 인접한 클러스터의 클러스터 헤드로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지의 수신율 변화에 기초하거나, 전송된 연결확인 메시지에 대응한 확인응답 메시지의 수신율 변화에 기초하여 클러스터간 간섭을 탐지할 수 있다.

또 달리, 채널 간섭 탐지부(1010)는 타 지그비 장치로부터 채널변경 메시지를 수신한 경우에 클러스터내 간섭 또는 클러스터간 간섭을 간접적으로 파악할 수 있다.

채널변경 메시지 송수신부(1040)는 이처럼 타 지그비 장치로부터 채널변경 메시지를 수신하여 채널 간섭 탐지부(1040)로 전달하는 기능과, 채널 간섭 탐지 부(1010)에 의해 간섭이 탐지된 경우 타 지그비 장치로 채널 변경을 지시하는 메시지를 전송하는 기능을 구비한다.

채널 변경부(1020)는 채널 간섭 탐지부(1010)에 의해 외부 간섭이 탐지된 클러스터내 채널 또는 클러스터간 채널에 대해, 채널 수열 유지부(1080)를 참조하여 변경될 다음 채널을 선택하고, 선택된 채널로 클러스터내 채널 또는 클러스터간 채널을 변경한다.

또한, 도 10에 도시되었듯이, 본 장치는 채널을 변경한 뒤에 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하여 채널 변경 결과를 확인하는 결과 확인부(1050)를 더 포함할 수 있다. 만약 비콘 프레임이 대기시간 내에 수신되지 않거나, 수 회에 걸쳐 계속하여 수신하지 못하게 되면 수신 실패한 지그비 장치는 PAN에 대한 연결 초기화 과정을 다시 거치도록 할 수 있다. 단, PNC가 인접 클러스터의 CLH에 직접 연결되어 브리지 장치로서 기능하는 경우에는, PNC가 비콘 프레임 전송의 주체이므로 결과 확인부(1050)을 포함하지 않을 수 있다.

클러스터간 채널과 클러스터내 채널을 동시에 유지하는 CLH와 브리지 장치를 제외한 나머지 지그비 장치에 대해서는 도 10의 각 구성요소가 클러스터내 채널의 간섭 탐지 및 회피 기능을 위해 마련되고, CLH와 브리지 장치의 경우에는 클러스터내 채널 및 클러스터간 채널의 간섭 탐지 및 회피 기능을 모두 지원한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 CLH 또는 브리지 장치는 클러스터간 채널과 클러스터내 채널을 위한 간섭 회피 기능을 동시에 구비한 구성요소들을 포함한다. 예를 들어, 채널 수열 저장부(1080)는 동일한 메모리 공간 내에 각각 클러스터내 채널과 클러스터간 채널에 대한 일련의 정보를 구분하여 저장할 수 있다. 채널 간섭 탐지부(1010)는 클러스터내 채널과 클러스터간 채널에 대한 간섭을 탐지하는 기능을 모두 구비할 수 있고, 채널 변경부(1020)는 클러스터내 간섭이 탐지된 경우 클러스터내 채널을 변경하고, 클러스터간 간섭이 탐지된 경우 클러스터간 채널을 변경할 수 있다.

그러나, 다른 실시예에 의하면, CLH 또는 브리지 장치는 도 10의 각 구성요소 중 일부 또는 전부를 각각 클러스터간 채널과 클러스터내 채널을 위한 간섭 회피 목적으로 별도로 마련하여 각각 독립적으로 구동할 수 있다. 예컨대, 하나의 채널 간섭 탐지부(1010) 대신, 클러스터내 간섭을 탐지하는 탐지부, 클러스터간 간섭을 탐지하는 탐지부를 각각 물리적 또는 기능적으로 구분된 별개의 구성요소로서 마련하여 장치를 구성할 수 있다.

지금까지 도 10을 참조하여 본 발명에 따른 지그비 통신 장치의 구성에 대하여 설명하였다. 위의 설명에는 도 1 내지 도 9과 관련한 다양한 실시예들의 구성 및 그에 따른 효과 등의 내용이 그대로 적용되며, 그 역 또한 성립된다.

이상 구체적인 구성요소 등의 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 본 발명의 구성을 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것이다. 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 형태의 수정 및 변형을 가할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 대상은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

본 발명에 따른 간섭 회피 방법에 따르면, 클러스터-트리 구조의 지그비 네트워크에 대한 외부 간섭원의 영향을 효과적으로 탐지 및 회피할 수 있다.

특히, 본 발명에 따른 간섭 회피 방법은 넓은 영역의 대규모 네트워크에 대해서도 안정적인 간섭 회피를 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 의하면 각각의 클러스터 또는 클러스터간 링크를 구성하는 지그비 장치들 중 일부만이 간섭의 영향을 받는 경우에, 간섭을 직접적으로 경험하지 않는 장치들도 간섭을 탐지하여 신속한 회피 동작을 취할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 의하면 간섭을 직접 탐지하지 못한 장치들도 채널변경 메시지를 통해 간섭 사실을 통보받게 되어 클러스터내 또는 클러스터간 링크의 모든 장치들이 일괄적으로 신속하게 채널을 변경할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 각각의 지그비 장치들이 채널 수열과 그 수열 상의 위치 인덱스를 유지하여 간섭 회피가 불필요한 시그널링 없이 통일적으로 수행될 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 채널 변경 후 연결 재설정에 실패한 일부 장치들이 PAN에 대한 연결을 초기화하도록 함으로써 신속한 채널 변경을 가능하게 하고, 전체 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (34)

1. 클러스터-트리 구조의 지그비 무선통신 네트워크에서 외부로부터의 간섭을 회피하는 방법에 있어서,

   클러스터내의 복수의 지그비 장치간을 연결하는 클러스터내 채널을 제1 채널로 유지하는 단계;

   상기 간섭에 의해 상기 제1 채널상에 나타나는 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계;

   상기 클러스터내 간섭이 탐지된 경우에, 상기 클러스터내 채널을 제2 채널로 변경하는 단계;

   서로 다른 복수의 클러스터간을 연결하는 클러스터간 채널을 상기 제1 채널과 상이한 제3 채널로 유지하는 단계;

   상기 간섭에 의해 상기 제3 채널상에 나타나는 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계; 및

   상기 클러스터간 간섭이 탐지된 경우에, 상기 클러스터간 채널을 제4 채널로 변경하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터간 채널을 유지하는 단계는, 상기 클러스터간 채널을 상기 클 러스터내 채널과 구분하여 독립적으로 유지하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계는, 각각의 상기 복수의 지그비 장치가 임계시간이 경과할 때까지 비콘 프레임을 수신하지 못한 경우에 상기 클러스터내 간섭을 탐지하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터내 간섭을 탐지하는 단계는, 각각의 상기 복수의 지그비 장치가 타 지그비 장치로 데이터 또는 제어 프레임을 전송시 확인 응답 메시지 수신율이 임계치 이하로 되는 경우에 상기 클러스터내 간섭을 탐지하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
5. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터내 채널을 유지하는 단계는,

   상기 복수의 지그비 장치 전체가 일련의 채널 정보를 포함하는 채널 수열과 현 시점에서의 상기 채널 수열상의 현재 동작 채널의 위치 인덱스를 유지하는 단계

   를 포함하고,

   상기 클러스터내 채널을 변경하는 단계는,

   상기 복수의 지그비 장치 각각이 상기 채널 수열상의 다음 위치 인덱스에 대응하는 채널을 상기 제2 채널로서 선택하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 클러스터내 채널을 변경하는 단계는,

   상기 클러스터내 간섭을 탐지한 제1 지그비 장치가 상기 클러스터내 채널을 변경하도록 지시하는 채널변경 메시지를 상기 제1 채널을 통해 방송하는 단계; 및

   상기 채널변경 메시지를 수신한 제2 지그비 장치가 상기 채널 수열로부터 상기 제2 채널을 선택하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터내 채널을 변경하는 단계는,

   상기 클러스터내 채널 변경 후 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하는 단계; 및

   상기 대기시간 내에 상기 비콘 프레임의 수신에 실패한 경우에, 상기 수신 실패한 지그비 장치가 상기 지그비 무선통신 네트워크에 대한 연결을 초기화하는 단계

   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
8. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계는,

   상기 클러스터에 포함되고 타 클러스터내의 클러스터 헤드에 연결된 지그비 장치(이하 '브리지 장치'라 함)에서, 임계시간이 경과할 때까지 타 클러스터내의 클러스터 헤드로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지를 수신하지 못하거나, 일정 시간동안 상기 연결확인 메시지의 수신율이 임계량 이상 감소한 경우에 상기 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
9. 제1항에 있어서,

   상기 클러스터간 간섭을 탐지하는 단계는,

   상기 클러스터의 클러스터 헤드에서, 타 클러스터에 포함되고 상기 클러스터 헤드에 연결된 지그비 장치로부터의 확인 응답 메시지 수신율이 임계치 이하로 되는 경우에 상기 클러스터간 간섭을 탐지하는 것

   을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
10. 제1항에 있어서,

    상기 클러스터간 채널을 유지하는 단계는,

    타 클러스터내의 클러스터 헤드와, 상기 클러스터에 포함되고 상기 클러스 터 헤드에 연결된 지그비 장치(이하 '브리지 장치'라 함)에서 각각 일련의 채널 정보를 포함하는 채널 수열과 상기 채널 수열상의 현재 동작 채널의 위치 인덱스를 유지하는 단계

    를 포함하고,

    상기 클러스터간 채널을 변경하는 단계는,

    상기 클러스터 헤드 채널 수열상의 다음 위치 인덱스에 대응하는 채널을 상기 제4 채널로서 선택하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 클러스터간 채널을 변경하는 단계는,

    상기 클러스터간 간섭을 탐지한 상기 클러스터 헤드 또는 상기 브리지 장치가 상기 클러스터간 채널의 변경을 지시하는 채널변경 메시지를 상기 제3 채널을 통해 방송하는 단계; 및

    상기 채널변경 메시지를 수신한 상기 브리지 장치 또는 상기 클러스터 헤드가 상기 채널 수열로부터 상기 제4 채널을 선택하는 단계

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
12. 제1항에 있어서,

    상기 클러스터간 채널을 변경하는 단계는,

    상기 클러스터간 채널 변경 후 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하는 단계; 및

    상기 대기시간 내에 상기 비콘 프레임의 수신에 실패한 경우에, 상기 수신 실패한 지그비 장치가 상기 지그비 무선통신 네트워크에 대한 연결을 초기화하는 단계

    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
13. 클러스터-트리 구조의 지그비 무선통신 네트워크에서 외부로부터의 간섭을 회피하는 방법에 있어서,

    클러스터내의 복수의 지그비 장치간을 연결하는 클러스터내 채널과, 서로 다른 복수의 클러스터간을 연결하는 클러스터간 채널을 구분하여 각각 독립적으로 유지하는 단계; 및

    상기 클러스터내 채널 및 상기 클러스터간 채널 중 적어도 하나에서 상기 간섭이 탐지된 경우에, 상기 간섭이 탐지된 채널을 다른 채널로 변경하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 클러스터내 채널 및 클러스터간 채널을 유지하는 단계는,

    상기 클러스터내 채널과 관련된 일련의 채널 정보를 포함하는 제1 채널 수열을 유지하는 제1 단계; 및

    상기 클러스터간 채널과 관련된 일련의 채널 정보를 포함하는 제2 채널 수열을 유지하는 제2 단계

    를 포함하고,

    상기 제1 단계는 상기 복수의 지그비 장치 각각에 의해 수행되고,

    상기 제2 단계는 타 클러스터내의 클러스터 헤드, 및 상기 클러스터에 포함되고 상기 클러스터 헤드에 연결된 지그비 장치(이하 '브리지 장치'라 함)에 의해 각각 수행되는 것

    을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
15. 제14항에 있어서,

    상기 간섭이 탐지된 채널을 변경하는 단계는,

    상기 복수의 지그비 장치에서 수신되는 비콘 프레임 또는 확인응답 메시지의 수신율 변화에 기초하여 상기 클러스터내 채널에 대한 간섭을 탐지하는 제3 단계; 및

    상기 간섭이 탐지된 클러스터내 채널에 대하여 상기 제1 채널 수열을 참조하여 변경될 채널을 선택하는 제4 단계

    를 포함하고,

    상기 제3 및 4 단계는 상기 복수의 지그비 장치 각각에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
16. 제14항에 있어서,

    상기 간섭이 탐지된 채널을 변경하는 단계는,

    상기 브리지 장치에서, 상기 클러스터 헤드로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지의 수신율 변화에 기초하여 상기 클러스터간 채널에 대한 간섭을 탐지하는 단계; 및

    상기 간섭이 탐지된 클러스터간 채널에 대하여 상기 제2 채널 수열을 참조하여 변경될 채널을 선택하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
17. 제14항에 있어서,

    상기 간섭이 탐지된 채널을 변경하는 단계는,

    상기 클러스터 헤드에서, 상기 브리지 장치로 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지에 대응하는 확인응답 메시지의 수신율 변화에 기초하여 상기 클러스터간 채널에 대한 간섭을 탐지하는 단계; 및

    상기 간섭이 탐지된 클러스터간 채널에 대하여 상기 제2 채널 수열을 참조하여 변경될 채널을 선택하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
18. 제14항에 있어서,

    상기 간섭이 탐지된 채널을 변경하는 단계는,

    상기 클러스터간 간섭을 탐지한 경우에 현재의 상기 클러스터간 채널을 통해 채널 변경을 지시하는 메시지를 방송하는 단계; 및

    타 장치로부터 상기 채널변경 메시지를 수신한 상기 클러스터 헤드 또는 상기 브리지 장치가 상기 제2 채널 수열을 참조하여 변경될 채널을 선택하는 단계

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 회피 방법.
19. 제1항 내지 제18항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 실행하기 위한 프로그램 코드를 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
20. 클러스터-트리 구조의 지그비 무선통신 네트워크의 클러스터 내부에 위치하는 지그비 통신 장치에 있어서,

    상기 클러스터내의 무선통신에 사용될 복수의 채널을 소정 순서에 따라 저장하는 채널 수열 저장 수단;

    비콘 프레임 수신율 또는 데이터 전송에 대응한 확인응답 메시지의 수신율의 변화에 기초하여 채널 간섭을 탐지하는 수단; 및

    상기 채널 간섭이 탐지된 경우에, 상기 채널 수열을 참조하여 상기 채널을 변경하는 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
21. 제20항에 있어서,

    상기 채널 수열 저장 수단은 임의의 순서에 따라 상기 채널 수열을 생성하는 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
22. 제20항에 있어서,

    상기 클러스터내의 타 지그비 장치로부터 채널변경 메시지를 수신하는 수단

    을 더 포함하고,

    상기 채널 변경 수단은 상기 채널변경 메시지가 수신된 경우에도 상기 무선 채널을 변경하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
23. 제20항에 있어서,

    상기 채널 간섭이 탐지된 경우에 상기 클러스터내의 타 지그비 장치로 채널변경 메시지를 전송하는 수단

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
24. 제20항에 있어서,

    상기 채널 변경 수단에 의해 채널이 변경된 후에 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하여 채널 변경 결과를 확인하는 수단

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
25. 클러스터-트리 구조의 지그비 무선통신 네트워크에서 타 클러스터의 클러스 터 헤드에 연결되는 지그비 통신 장치에 있어서,

    상기 클러스터 헤드와의 무선통신에 사용될 복수의 채널을 소정 순서에 따라 유지하는 채널 수열 유지 수단;

    상기 클러스터 헤드로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지의 수신율 변화에 기초하여 채널 간섭을 감지하는 수단; 및

    상기 채널 간섭이 감지된 경우에 상기 채널 수열을 참조하여 상기 채널을 변경하는 수단

    을 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
26. 제25항에 있어서,

    상기 채널 수열 유지 수단은 임의의 순서에 따라 상기 채널 수열을 생성하는 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
27. 제25항에 있어서,

    상기 클러스터 헤드로부터 채널변경 메시지를 수신하는 수단

    을 더 포함하고,

    상기 채널 변경 수단은 상기 채널변경 메시지가 수신된 경우에도 상기 무선 채널을 변경하는 것

    을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
28. 제25항에 있어서,

    상기 채널 간섭이 탐지된 경우에 상기 클러스터 헤드로 채널변경 메시지를 전송하는 수단

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
29. 제25항에 있어서,

    상기 채널 변경 수단에 의해 채널이 변경된 후에 소정 대기시간동안 비콘 프레임의 수신을 대기하여 채널 변경 결과를 확인하는 수단

    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
30. 클러스터-트리 구조의 지그비 무선통신 네트워크에서 클러스터간 링크의 양단에 위치하는 지그비 통신 장치에 있어서,

    상기 장치를 포함하는 클러스터내의 데이터 통신을 위해 사용되는 클러스터내 채널과 상기 클러스터간 링크를 통한 데이터 통신에 사용되는 클러스터간 채널을 구분하여 독립적으로 유지하는 채널 유지부;

    외부의 간섭원에 의한 상기 클러스터내 채널 또는 상기 클러스터간 채널의 통신 장애로부터 클러스터내 간섭 또는 클러스터간 간섭을 각각 별개로 탐지하는 간섭 탐지부; 및

    상기 클러스터내 간섭 또는 상기 클러스터간 간섭이 탐지된 경우에, 상기 클러스터내 채널 또는 상기 클러스터간 채널을 각각 독립적으로 변경하는 채널 변 경부

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
31. 제30항에 있어서,

    상기 채널 유지부는,

    상기 클러스터내 채널로 선택될 복수의 클러스터내 채널에 대한 정보를 일정한 순서에 따라 유지하는 클러스터내 채널 수열 유지부; 및

    상기 클러스터간 채널로 선택될 복수의 클러스터간 채널에 대한 정보를 일정한 순서에 따라 유지하는 클러스터간 채널 수열 유지부

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
32. 제31항에 있어서,

    상기 클러스터내 채널 수열 유지부 및 상기 클러스터간 채널 수열 유지부 중 적어도 하나는 변경될 다음 채널 정보를 출력하는 유사 랜덤 시퀀스 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
33. 제31항에 있어서,

    상기 채널 변경부는,

    상기 복수의 클러스터내 채널 정보 중 현재의 클러스터내 채널과 관련된 정보가 저장된 위치의 제1 인덱스와 상기 복수의 클러스터간 채널 정보 중 현재의 클 러스터간 채널과 관련된 정보가 저장된 위치의 제2 인덱스를 독립적으로 유지하는 인덱스 유지부;

    상기 복수의 클러스터내 채널 정보 중 상기 제1 인덱스의 다음 위치 인덱스에 저장된 채널 정보를 변경될 클러스터내 채널 정보로서 선택하는 클러스터내 채널 선택부; 및

    상기 복수의 클러스터간 채널 정보 중 상기 제2 인덱스의 다음 위치 인덱스에 저장된 채널 정보를 변경될 클러스터간 채널 정보로서 선택하는 클러스터간 채널 선택부

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.
34. 제30항에 있어서,

    상기 간섭 탐지부는,

    비콘 프레임 수신율 또는 데이터 전송에 대응한 확인응답 메시지의 수신율의 변화에 기초하여 상기 클러스터내 간섭을 탐지하는 클러스터내 간섭 탐지부; 및

    인접한 클러스터의 클러스터 헤드로부터 주기적으로 전송되는 연결확인 메시지의 수신율 변화, 또는 인접한 클러스터의 지그비 장치로 주기적으로 전송된 연결 확인 메시지에 대응한 확인응답 메시지의 수신율 변화에 기초하여 상기 클러스터간 간섭을 탐지하는 클러스터간 간섭 탐지부

    를 포함하는 것을 특징으로 하는 지그비 통신 장치.

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