KR100866795B1 - Uncompressed AV data transferring method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대용량의 데이터를 무선으로 전송함에 있어서 데이터의 전송 효율 및 전송 안정성을 제고하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for improving data transmission efficiency and transmission stability in wirelessly transmitting a large amount of data.

본 발명의 일 실시예에 따른 비압축 AV 데이터 전송 방법은, 제1 비콘 기간 동안 제1 수퍼프레임을 네트워크 조정자로부터 수신하는 단계와 네트워크에 속하는 적어도 하나의 무선 기기가 데이터 슬롯을 요청하는 프레임을 상기 제1 수퍼프레임에 포함되는 데이터 슬롯 예약 구간 이내에서 상기 네트워크 조정자에게 전송하는 단계와 상기 네트워크 조정자로부터 할당된 데이터 슬롯을 포함하는 제2 수퍼프레임을 제2 비콘 기간 동안 수신하는 단계; 및 상기 데이터 슬롯에 해당하는 구간 동안 비압축 AV 데이터를 다른 무선 기기에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 네트워크 조정자와의 통신은 밀리미터 웨이브 채널을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. According to an embodiment of the present invention, a method of transmitting uncompressed AV data includes receiving a first superframe from a network coordinator during a first beacon period, and a frame for requesting a data slot by at least one wireless device belonging to the network. Transmitting to the network coordinator within a data slot reservation period included in a first superframe and receiving a second superframe including a data slot allocated from the network coordinator during a second beacon period; And transmitting uncompressed AV data to another wireless device during a period corresponding to the data slot, wherein the communication with the network coordinator is performed through a millimeter wave channel.

밀리미터 웨이브, 네트워크, 네트워크 조정자, 시분할, 경쟁 구간, 비경쟁 구간 Millimeter Wave, Network, Network Coordinator, Time Division, Competition

Description

비압축 AV 데이터 전송 방법{Uncompressed AV data transferring method}Uncompressed AV data transferring method

본 발명은 무선 통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대용량의 데이터를 무선으로 전송함에 있어서 데이터의 전송 효율 및 전송 안정성을 향상시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication technology, and more particularly, to a method and apparatus for improving data transmission efficiency and transmission stability in wirelessly transmitting a large amount of data.

네트워크가 무선화 되어가고 있고 대용량의 멀티미디어 데이터 전송 요구의 증대로 인하여 무선 네트워크 환경에서의 효과적인 전송법에 대한 연구가 요구되고 있다. 주어진 무선 자원을 여러 디바이스들이 공유하여 사용하는 무선 네트워크의 특성상, 경쟁이 증가하면 통신 중에 충돌로 인해 귀중한 무선 자원을 허비하게 될 가능성이 크다. 이러한 충돌(collision) 또는 손실(loss)을 줄이고 안정하게 데이터를 송수신하도록 하기 위하여, 무선 LAN(wireless Local Area Network) 환경에서는 경쟁 기반의 DCF(Distributed Coordination Function) 또는 무경쟁 방식의 PCF(Point Coordination Function)를 사용하고 있고, 무선 PAN(wireless Personal Area Network) 환경에서는 채널 시간 할당(channel time allocation)이라는 시분할 방식을 사용하고 있다.Networks are becoming wireless and researches on effective transmission methods in wireless network environments have been required due to the increasing demand for large-capacity multimedia data transmission. Due to the nature of a wireless network in which multiple devices share and use a given radio resource, increasing competition is likely to waste valuable radio resources due to collisions during communication. In order to reduce the collision or loss and to transmit and receive data stably, in a wireless LAN (wireless local area network) environment, a competitive-based distributed coordination function (DCF) or a contention-free point coordination function (PCF) In the wireless personal area network (PAN) environment, a time division scheme called channel time allocation is used.

무선 네트워크에 이와 같은 방법들을 적용함으로써 어느 정도 충돌을 감소시 키고 안정적으로 통신을 할 수 있기는 하지만, 유선 네트워크에 비해서는 여전히 전송 데이터간의 충돌이 발생될 가능성이 크다. 왜냐하면, 무선 네트워크 환경에는 본질적으로 다중 경로(multi-path), 감쇠(fading), 간섭(interference) 등 안정적인 통신을 방해하는 요소들이 많이 존재하기 때문이다. 뿐만 아니라, 상기 무선 네트워크에 참여하는 무선 네트워크의 수가 증가할 수록 충돌, 손실 등의 문제가 발생할 가능성은 더욱 커지게 된다.Although such a method can be applied to a wireless network to reduce collisions to some extent and provide reliable communication, there is still a high possibility of collision between transmission data compared to a wired network. This is because, in the wireless network environment, there are many factors that prevent stable communication such as multi-path, fading, and interference. In addition, as the number of wireless networks participating in the wireless network increases, the possibility of problems such as collision and loss increases.

이러한 충돌은 무선 네트워크의 전송속도(throughput)에 치명적인 악영향을 미치는 재전송(retransmission)을 요구하게 된다. 특히 오디오/비디오 데이터(AV 데이터)와 같이 보다 나은 QoS(Quality of Service)가 필요한 경우에 있어서는, 이러한 재전송 횟수를 줄임으로써 가용 대역폭을 보다 많이 확보하는 것이 매우 중요한 문제이다.Such collisions require retransmissions that have a fatal adverse effect on the throughput of the wireless network. In particular, when better quality of service (QoS) is required, such as audio / video data (AV data), it is very important to secure more available bandwidth by reducing the number of such retransmissions.

더욱이, DVD(Digital Video Disk) 영상, HDTV(High Definition Television) 영상 등 고품질 비디오를 다양한 홈 디바이스 간에 무선으로 전송할 필요성이 높아지고 있는 추세를 감안할 때, 넓은 대역폭을 요구하는 상기 고품질 비디오를 끊김 없이 지속적으로 송수신하기 위한 기술적 표준이 요구되는 시점에 있다.Furthermore, given the growing need to wirelessly transfer high-quality video, such as digital video disk (DVD) video and high definition television (HDTV) video, between various home devices, the high-quality video, which requires wide bandwidth, continues to be seamless. There is a need for a technical standard for transmitting and receiving.

현재 IEEE 802.15.3c의 한 태스크 그룹(task group)에서는 무선 홈 네트워크에서 대용량의 데이터를 전송하기 위한 기술 규격을 추진 중에 있다. 소위, mmWave(Millimeter Wave)라고 불리는 이 규격은, 대용량 데이터 전송을 위하여 물리적인 파장의 길이가 밀리미터인 전파(즉, 30GHz 내지 300GHz의 주파수를 갖는 전파)를 이용한다. 종래에는 이러한 주파수대는 무허가 밴드(unlicensed band)로서 통신사업자용이나 전파 천문용, 또는 차량 충돌방지 등의 용도로 제한적으로 사용되어 왔다.Currently, a task group of IEEE 802.15.3c is pursuing a technical specification for transmitting a large amount of data in a wireless home network. This standard, called mmWave (Millimeter Wave), uses radio waves (ie, radio waves with frequencies of 30 GHz to 300 GHz) whose physical wavelengths are in millimeters for large data transmission. In the past, such a frequency band has been used as an unlicensed band for a limited number of purposes, such as for telecommunication carriers, radio astronomy, or vehicle collision prevention.

도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면이다. IEEE 802.11b나 IEEE 802.11g는 반송파 주파수가 2.4GHz이며, 채널 대역폭은 20MHz 정도이다. 또한, IEEE 802.11a나 IEEE 802.11n은 반송파 주파수가 5GHz이며, 채널 대역폭은 마찬가지로 20MHz 정도이다. 이에 반하여, mmWave는 60GHz의 반송파 주파수를 사용하며, 대략 0.5 내지 2.5GHz의 채널 대역폭을 갖는다. 따라서, mmWave는 기존의 IEEE 802.11 계열의 표준에 비하여 훨씬 큰 반송파 주파수 및 채널 대역폭을 가짐을 알 수 있다.1 is a diagram comparing frequency bands between the IEEE 802.11 series standard and mmWave. IEEE 802.11b and IEEE 802.11g have a carrier frequency of 2.4 GHz and a channel bandwidth of about 20 MHz. In addition, IEEE 802.11a and IEEE 802.11n have a carrier frequency of 5 GHz and a channel bandwidth of about 20 MHz. In contrast, mmWave uses a carrier frequency of 60 GHz and has a channel bandwidth of approximately 0.5 to 2.5 GHz. Therefore, mmWave has a much larger carrier frequency and channel bandwidth than the existing IEEE 802.11 standard.

이와 같이, 밀리미터 단위의 파장을 갖는 고주파 신호(밀리미터 웨이브)를 이용하면, 수 기가 비트(Gbps) 단위의 매우 높은 전송률을 나타낼 수 있고, 안테나 크기를 1.5mm이하로 할 수 있어 안테나를 포함한 단일 칩을 구현할 수 있다. 또한, 공기 중 감쇠율(attenuation ratio)이 매우 높기 때문에 기기간에 간섭을 감소시킬 수 있는 장점도 있다.As such, when a high frequency signal (millimeter wave) having a wavelength in millimeters is used, a very high transmission rate in the order of several gigabytes (Gbps) can be represented, and the antenna size can be 1.5 mm or less, so that a single chip including an antenna is used. Can be implemented. In addition, since the attenuation ratio in the air (attenuation ratio) is very high, there is an advantage that can reduce the interference between devices.

반면에, 상기와 같은 높은 감쇠율로 인하여 통달 거리가 짧으며, 신호의 직진성이 높기 때문에 음영 지역(Non-Line-of-Sight) 환경에서는 통신이 제대로 이루어지기 어려운 문제가 있다. 이에, mmWave에서는 전자의 문제는 높은 이득을 갖는 배열 안테나(array antenna)를 이용함으로써, 후자의 문제는 빔 스티어링(beam steering) 방식을 사용함으로써 해결하고 있다.On the other hand, due to the high attenuation rate as described above, the communication distance is short, and since the signal is straight, there is a problem that communication is difficult to be properly performed in a non-line-of-sight environment. Therefore, in the mmWave, the former problem is solved by using an array antenna having a high gain, and the latter problem is solved by using a beam steering method.

최근에는, 가정, 사무실 내의 환경에서, 기존의 IEEE 802.11 계열의 수 G대 역을 사용하여 압축(Compressed) 데이터를 전송 하는 기술에 덧붙여, 수 십 G대역의 고주파 대역에서 이러한 밀리미터 웨이브를 이용하여 비압축(Uncompressed) 데이터를 전송하는 방식이 도입되고 있다. 상기 비압축 데이터란 손실 부호화의 관점에서 압축이 되지 않은 것을 의미할 뿐이므로, 완벽히 복원될 수 있는 무손실 부호화는 사용되어도 상관 없다.In recent years, in addition to the technology for transmitting compressed data using the existing IEEE 802.11 series of G bands in home and office environments, the use of such millimeter wave in high frequency bands of tens of G bands is used. A method of transmitting uncompressed data is introduced. Since the uncompressed data only means that the data is not compressed in terms of lossy coding, lossless coding that can be completely restored may be used.

비압축 AV 데이터는 압축되지 않은 대용량의 데이터이므로, 수 십 기가 대역의 고주파 대역에서만 전송 가능하며, 압축 데이터에 비하여 패킷 손실(Packet Loss)가 있더라도 상대적으로 디스플레이에 있어 큰 영향을 미치지 않는다. 따라서, ARQ(Automatic Repeat Request)나 재전송(Retry)을 수행하지 않아도 무방하다. 따라서, 상기와 같은 특성을 가진 수십 기가 대역의 고주파 대역에서 전송되어지는 비압축 AV 데이터의 효율적인 전송을 위하여 매체 접근을 효율적으로 하기 위한 방법을 고안할 필요가 있다.Since uncompressed AV data is a large amount of uncompressed data, it can be transmitted only in high frequency bands of several tens of bands, and packet loss is relatively insignificant to the display even when compressed data is lost. Therefore, ARQ (Automatic Repeat Request) or Retry may not be performed. Accordingly, there is a need to devise a method for efficiently accessing a medium for efficient transmission of uncompressed AV data transmitted in a high frequency band of tens of gigabytes having the above characteristics.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 수십 GHz 대역의 밀리미터 웨이브를 통하여 비압축 AV 데이터를 효율적으로 전송하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a method and apparatus for efficiently transmitting uncompressed AV data through a millimeter wave in a tens of GHz band.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 비압축 AV 데이터 전송 방법은,제1 비콘 기간 동안 제1 수퍼프레임을 네트워크 조정자로부터 수신하는 단계; 네트워크에 속하는 적어도 하나의 무선 기기가 데이터 슬롯을 요청하는 프레임을 상기 제1 수퍼프레임에 포함되는 데이터 슬롯 예약 구간 이내에서 상기 네트워크 조정자에게 전송하는 단계; 상기 네트워크 조정자로부터 할당된 데이터 슬롯을 포함하는 제2 수퍼프레임을 제2 비콘 기간 동안 수신하는 단계; 및 상기 데이터 슬롯에 해당하는 구간 동안 비압축 AV 데이터를 다른 무선 기기에 전송하는 단계를 포함하며, 상기 네트워크 조정자와의 통신은 밀리미터 웨이브 채널을 통하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above technical problem, a method of transmitting uncompressed AV data, the method comprising: receiving a first superframe from a network coordinator during a first beacon period; Transmitting, by the at least one wireless device belonging to the network, a frame requesting a data slot to the network coordinator within a data slot reservation period included in the first superframe; Receiving, during a second beacon period, a second superframe comprising an allocated data slot from the network coordinator; And transmitting uncompressed AV data to another wireless device during a period corresponding to the data slot, wherein the communication with the network coordinator is performed through a millimeter wave channel.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른, 수십 GHz 대역의 밀리미터 웨이브를 통하 여 비압축 AV 데이터를 효율적으로 전송할 수 있다.As described above, according to the present invention, uncompressed AV data can be efficiently transmitted through a millimeter wave of several tens of GHz bands.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings.

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 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

도 2는 IEEE 802.15.3에 따른 시분할 방식을 보여주는 도면이다. IEEE 802.15.3 MAC의 특징은 무선 네트워크의 형성이 신속하며, AP(Access Point) 기반이 아니라 PNC(Piconet Coordinator)를 중심으로 한 피코넷이라고 하는 애드 혹 네트워크(Ad Hoc Network)를 기반으로 한다. 도 2와 같은 슈퍼프레임(superframe)이라고 하는 시간적인 배치 구조 안에 디바이스 간에 데이터 송수신을 위한 시간 구간들이 배치된다. 슈퍼프레임의 구성으로는 제어정보를 담고 있는 비콘(beacon; 12)과 백오프(backoff)를 통해 데이터를 전송하는 CAP(Contention Access Period; 13) 구간, 그리고 할당받은 시간에 경합 없이 데이터를 보내는 CTAP(Channel Time Allocation Period; 11) 구간이 있다. 이 때, CAP(13) 및 MCTA(14)에서는 모두 경 쟁적 접근 방식이 사용된다. 구체적으로 CAP(13)에서는 CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance) 방식이 사용되고, MCTA에서는 Slotted Aloha 방식이 사용된다.2 illustrates a time division scheme according to IEEE 802.15.3. The feature of IEEE 802.15.3 MAC is that the formation of a wireless network is rapid and is based on an ad hoc network called a piconet centered on a iconic coordinator (PNC) rather than an access point (AP). Time intervals for data transmission and reception between devices are arranged in a temporal arrangement structure called a superframe as shown in FIG. 2. The superframe consists of a beacon (12) containing control information, a Contention Access Period (13) section that transmits data through backoff, and a CTAP that sends data without contention in the allocated time. There is a (Channel Time Allocation Period) section. At this time, a competitive approach is used in both the CAP 13 and the MCTA 14. Specifically, a carrier sense multiple access / collision avoidance (CSMA / CA) scheme is used in the CAP 13, and a slotted aloha scheme is used in the MCTA.

CTAP(11)는 상기 MCTA(14)외에 여러 개의 CTA(Channel Time Allocation; 15)로 구성된다. CTA(15)의 종류에는 동적 CTA(Dynamic CTA)와 의사 정적 CTA(Pseudo static CTA) 두 가지 종류가 있다. 동적 CTA는 슈퍼프레임마다 그 위치가 바뀔 수 있으며, 비콘을 놓치면 해당 슈퍼프레임에서 CTA를 사용하지 못한다. 이에 반해, 의사 정적 CTA는 위치가 변하지 않고 같은 위치에 고정되어 있으며, 비콘을 놓치더라도 슈퍼프레임을 놓치더라도 고정된 위치에서 CTA 구간을 사용할 수 있다. 하지만, 의사 정적 CTA도 mMaxLostBeacons에 해당하는 횟수 이상 연속해서 비콘을 놓치면 사용할 수 없도록 하고 있다. CTAP 11 is composed of a plurality of channel time allocation (CTA) 15 in addition to the MCTA (14). There are two types of CTA 15: dynamic CTA and pseudo static CTA. Dynamic CTAs can change their location every superframe, and if you miss a beacon, you won't be able to use the CTA in that superframe. In contrast, the pseudo static CTA is fixed at the same position without changing its position, and the CTA section may be used at the fixed position even if the beacon is missed or the superframe is missed. However, pseudo-static CTAs are also prevented from being used if the beacon is missed for more than the same number of mMaxLostBeacons.

이와 같이, IEEE 802.15.3의 MAC은 안정적인 QoS(Quality of Service)를 보장할 수 있는 TDMA(Time Division Multiple Access) 기반으로 구성되어 있어 특히 홈 네트워크 상에서의 멀티미디어 오디오/비디오 스트리밍(A/V Streaming)에 적합하다. 그러나, 이는 수십 기가 대역의 고주파 대역에서 AV 데이터를 전송하기 위해서는 여전히 개선의 여지가 있다.As such, IEEE 802.15.3 MAC is based on Time Division Multiple Access (TDMA), which can guarantee stable quality of service (QoS), so multimedia audio / video streaming (A / V streaming), especially on home networks. Suitable for However, there is still room for improvement for transmitting AV data in high frequency bands of tens of gigabytes.

일반적으로 네트워크 상의 기기들 간에 송수신되는 MAC 프레임은 데이터 프레임과 컨트롤 프레임으로 이루어진다.In general, MAC frames transmitted and received between devices on a network are composed of data frames and control frames.

상기 컨트롤 프레임은 데이터 프레임을 제외한 상기 데이터 프레임의 전송을 보조하는 모든 프레임을 의미한다. 예를 들어, 컨트롤 프레임으로는 네트워크 조정 자(network coordinator)가 형성한 네트워크에 참여할 것을 요청하는 결합 요청 프레임(association request frame), 등시적(isochronous) 데이터를 전송하기 위한 데이터 슬롯을 요청하는 데이터 슬롯 요청 프레임(data slot request frame), 네트워크 탐색을 요청하는 프로브 요청 프레임(probe request frame), 조정자로서의 역할을 양도하는 조정자 핸드오버 요청 프레임(coordinator handover request frame), 및 이들에 대한 응답 프레임이 있다. 또한, 어떤 프레임 전송이 제대로 전송되었는지를 확인 응답하여 주는 ACK(Acknowledgement) 프레임도 컨트롤 프레임에 포함된다.The control frame means all frames that assist in the transmission of the data frame except for the data frame. For example, a control frame may include an association request frame requesting to join a network formed by a network coordinator, and a data slot requesting a data slot for transmitting isochronous data. Data frame request frames, probe request frames for requesting network discovery, coordinator handover request frames that relinquish their role as coordinators, and response frames to them. Also included in the control frame is an acknowledgment (ACK) frame that acknowledges which frame transmission was sent correctly.

그런데, IEEE 802.15.3에서의 데이터 프레임의 크기와 컨트롤 프레임의 크기는 그다지 크게 차이가 나지 않는다. 데이터 프레임의 크기는 최대 2048bytes이고 커맨드 프레임의 크기도 대략 수십 내지 수백 bytes 정도는 된다. 하지만, 수십 GHz 대역에서의 비압축 AV 데이터의 전송을 위해서는, 커맨드 프레임의 크기는 동일하지만 데이터 프레임의 크기는 훨씬 커지게 되므로, 기존의 IEEE 802.15.3 방식을 따르는 것은 비효율적이다.However, the size of the data frame and the size of the control frame in IEEE 802.15.3 are not very different. Data frames can be up to 2048 bytes in size and command frames can range from tens to hundreds of bytes in size. However, in order to transmit uncompressed AV data in several tens of GHz bands, the size of the command frame is the same but the size of the data frame is much larger. Therefore, following the conventional IEEE 802.15.3 scheme is inefficient.

종래의 IEEE 802.15.3의 CAP(13) 및 MCTA(14)에서는 각종 컨트롤 프레임 및 비동기 데이터 프레임(asynchronous data frame)이 경쟁적으로 채널에 접근하게 된다. 이 경우 상대적으로 중요도가 낮은 비동기 데이터 프레임이 채널을 획득하는 경우가 많아지면, 비압축 등시적 데이터(uncompressed isochronous data)의 전송을 위하여 필요한 컨트롤 프레임을 전송할 기회가 줄어든다. 또한, 컨트롤 프레임 중에서도 데이터 슬롯 할당과 관련된 프레임, 기기가 네트워크에 참여하기 위하여 필 요한 프레임은 상대적으로 다른 컨트롤 프레임에 비하여 중요도가 높지만, 동일한 경쟁 구간에서 경쟁하도록 되어 있어서 안정적으로 채널을 획득할 수 없다. 그런데, 기기가 이러한 중요한 컨트롤 데이터를 송수신할 기회를 놓치게 되면 방대한 크기의 비압축 AV 데이터를 전송할 기회 자체가 봉쇄되기 때문에 전체적인 네트워크 쓰루풋(throughput)이 급격하게 감소될 수 있다.In the conventional IEEE 802.15.3 CAP 13 and MCTA 14, various control frames and asynchronous data frames are competitively accessed. In this case, when a relatively low importance asynchronous data frame acquires a channel, the opportunity to transmit a control frame necessary for transmitting uncompressed isochronous data is reduced. In addition, among the control frames, frames related to data slot allocation and frames required for the device to participate in the network are of higher importance than other control frames, but they cannot compete with each other in the same contention period. . However, if a device misses an opportunity to transmit or receive such important control data, the overall network throughput can be drastically reduced because the opportunity itself to transmit large amounts of uncompressed AV data is blocked.

따라서, 상대적으로 중요한 컨트롤 프레임을 전송하기 위한 시간 구간을 수퍼프레임에 별도로 배치할 필요가 있다. 다만, 이러한 특정 컨트롤 프레임을 위하여 할당되는 시간 구간도 네트워크에 포함된 다수의 기기 간에는 경쟁을 하여야 할 것이므로 기본적으로는 경쟁 구간이다.Therefore, it is necessary to separately arrange a time interval for transmitting a relatively important control frame in the superframe. However, the time interval allocated for this specific control frame is also basically a competition period because a plurality of devices included in the network will have to compete with each other.

도 3은 본 발명이 적용되는 개략적인 환경을 도시하는 도면이다. 네트워크 조정자(100)와 적어도 하나 이상의 기기들(200a, 200b, 200c)이 하나의 네트워크를 구성하고 있다. 네트워크 조정자(100)는 주기적으로 비콘 기간 동안 수퍼프레임을 방송한다. 상기 수퍼프레임은 비콘(beacon) 신호에 포함되며, 상기 비콘 신호를 방송함으로써 각 기기들(200a, 200b, 200c)에게 전달된다.3 is a view showing a schematic environment to which the present invention is applied. The network coordinator 100 and at least one device 200a, 200b, 200c constitute one network. The network coordinator 100 broadcasts the superframe periodically during the beacon period. The superframe is included in a beacon signal, and is transmitted to the devices 200a, 200b, and 200c by broadcasting the beacon signal.

이에 따라 기기들(200a, 200b, 200c)은 상기 수퍼프레임에 포함된 경쟁 구간 또는 비경쟁 구간 내에서 컨트롤 프레임, 데이터 프레임, ACK 등을 전송할 수 있다.Accordingly, the devices 200a, 200b, and 200c may transmit a control frame, a data frame, an ACK, etc. within a contention period or a contention period included in the superframe.

만약, 최초에 네트워크에 속하지 않았던 기기 1(200a)이 네트워크에 참여하기 위해서는, 수퍼프레임의 경쟁 기간 중에 다른 기기들(200b, 200c)과의 경쟁을 통하여 네트워크 조정자(100)에게 결합 요청 프레임을 전송하고(①), 그로부터 결 합 응답 프레임을 수신하여야 한다(②). If the device 1 200a, which was not originally included in the network, participates in the network, the association request frame is transmitted to the network coordinator 100 through competition with other devices 200b and 200c during the superframe competition period. (①), and receive a response frame from it (②).

결합 요청 프레임(40)은 도 4와 같은 구성으로 이루어질 수 있다. 다른 모든 프레임과 마찬가지로, 결합 프레임(40)도 MAC 헤더(10)와 페이로드(20)로 구성되는데, 페이로드(20)는 컨트롤 종류 필드(41), 길이 필드(42), 기기 주소 필드(43), 기기 정보 필드(44), 및 ATP 필드(45)로 이루어질 수 있다.The association request frame 40 may be configured as shown in FIG. 4. Like all other frames, the combined frame 40 is composed of a MAC header 10 and a payload 20, which includes a control type field 41, a length field 42, and a device address field ( 43), the device information field 44, and the ATP field 45.

컨트롤 종류 필드(41)에는 해당 컨트롤 프레임, 즉 결합 요청 프레임(40)을 식별할 수 있는 식별자가 표시되고, 길이 필드(42)에는 그 이후의 필드(43, 44, 45)의 총 바이트 수가 기록된다.The control type field 41 displays an identifier for identifying the control frame, that is, the join request frame 40, and the length field 42 records the total number of bytes of the subsequent fields 43, 44, and 45. do.

기기 주소(43) 필드는 결합 요청 프레임(40)을 전송하는 기기 1(200a)의 하드웨어 주소(예: 최대 8바이트의 MAC 주소)가 기록된다. 또한, 기기 정보 필드(44)에는 기기 1(200a)이 갖는 기능, 성능, 용량 등의 다양한 기기 정보가 기록된다. 마지막으로 ATP(Association Timeout Period; 45)에는 네트워크 조정자(100)와 기기 1(200a) 간에 통신이 없이도 결합 관계가 유지될 수 있는 최대 시간이 표시된다. 상기 시간 동안 통신이 이루어지지 않으면 다시 결합이 해제되도록 하기 위함이다.In the device address 43 field, a hardware address (eg, a MAC address of up to 8 bytes) of the device 1 200a that transmits the association request frame 40 is recorded. In the device information field 44, various device information such as functions, performances, and capacities of the device 1 200a are recorded. Finally, the Association Timeout Period (ATP) 45 indicates the maximum time that the association relationship can be maintained without communication between the network coordinator 100 and the device 1 200a. This is to re-associate if communication is not performed during the time.

상기 결합 요청 프레임(40)에 대한 응답으로서, 네트워크 조정자(100)는 기기 1(200a)에 결합 응답 프레임(50)을 전송한다. 도 5는 결합 응답 프레임(50)의 구성을 도시하는 도면이다. 결합 응답 프레임(50)의 페이로드(20)는 컨트롤 종류 필드(51), 길어 필드(52), 기기 주소 필드(53), 기기 ID 필드(54), ATP 필드(55), 및 코드 필드(56)로 이루어질 수 있다.In response to the association request frame 40, the network coordinator 100 transmits the association response frame 50 to the device 1 200a. 5 is a diagram illustrating a configuration of the combined response frame 50. The payload 20 of the combined response frame 50 includes a control type field 51, a length field 52, a device address field 53, a device ID field 54, an ATP field 55, and a code field ( 56).

컨트롤 종류 필드(51)에는 결합 응답 프레임(50)을 식별할 수 있는 식별자가 표시되고, 길이 필드(52)에는 그 이후의 필드(53, 54, 55, 56)의 총 바이트 수가 기록되며, 기기 주소(53) 필드에는 기기 1의 하드웨어 주소가 기록된다.In the control type field 51, an identifier for identifying the combined response frame 50 is displayed, and in the length field 52, the total number of bytes of the subsequent fields 53, 54, 55, 56 is recorded. The hardware address of the device 1 is recorded in the address 53 field.

기기 ID 필드(54)는 네트워크 내에 존재하는 기기를 식별하기 위한 기기 ID가 기록된다. 따라서, 기기 ID는 하드웨어 주소의 크기(예: 8바이트) 보다 훨씬 작은 크기(예: 1바이트)로 기록될 수 있으므로 기기 간에 통신이 이루어질 때 오버헤드를 감소할 수 있다.In the device ID field 54, a device ID for identifying a device existing in the network is recorded. Therefore, the device ID can be recorded in a size (eg 1 byte) much smaller than the size of the hardware address (eg 8 bytes), thereby reducing overhead when communication between devices is made.

ATP 필드(55)에는 네트워크 조정자(200a)가 결정한 최종적인 타임 아웃 시간이 기록된다. 이 시간은 네트워크 조정자(200a)가 도 4의 ATP 필드(45)에 요청된 시간을 지원할 수 없는 경우에는 서로 상이할 수도 있다.In the ATP field 55, the final timeout time determined by the network coordinator 200a is recorded. These times may be different if the network coordinator 200a cannot support the time requested in the ATP field 45 of FIG.

코드 필드(56)에는 결합 요청에 대한 승인 또는 거절을 표시하는 값이 표시된다. 예를 들어, 0은 승인을 나타내고, 1 내지 8은 거절되는 각각의 이유를 나타낸다. 거절되는 이유로는, 네트워크 조정자에 결합될 수 있는 최대 기기수의 도달, 할당할 수 있는 타임 슬롯의 부족, 채널 상태의 불량 등이 있다.Code field 56 displays a value indicating approval or rejection of the join request. For example, 0 represents approval and 1 to 8 represent each reason for rejection. Reasons for rejection include reaching the maximum number of devices that can be coupled to the network coordinator, lack of assignable time slots, and poor channel conditions.

결합 응답 프레임(50)에 의하여 기기 1(200a)이 결합 요청을 승인 받은 경우, 기기 1(200a)은 비로소 네트워크의 일원이 된다. 그 다음, 기기 1(200a)이 기기 2(200b)에 비압축 AV 데이터를 전송하고자 하면, 네트워크 조정자(100)에 상기 비압축 AV 데이터를 전송하기 위한 데이터 슬롯을 요청하여야 한다(도 3의 ③).When the device 1 200a receives the join request by the join response frame 50, the device 1 200a becomes a member of the network. Then, if the device 1 200a wants to transmit uncompressed AV data to the device 2 200b, the network coordinator 100 should request a data slot for transmitting the uncompressed AV data (3 in FIG. 3). ).

상기 데이터 슬롯의 요청은 도 6과 같은 데이터 슬롯 요청 프레임(60)을 통하여 이루어질 수 있다. 데이터 슬롯 요청 프레임(60)의 페이로드(20)에는 컨트롤 종류 필드(61), 길이 필드(62), 및 적어도 하나 이상의 요청 블록 필드(63, 64, 65)가 포함된다. 컨트롤 종류 필드(61)나 길이 필드(62)는 다른 컨트롤 프레임들과 마찬가지이다.The data slot request may be made through the data slot request frame 60 as shown in FIG. 6. The payload 20 of the data slot request frame 60 includes a control type field 61, a length field 62, and at least one request block field 63, 64, 65. The control type field 61 or the length field 62 is the same as the other control frames.

하나의 요청 블록 필드(64)는 수신 기기의 수를 나타내는 타겟 수 필드(64a), 수신 기기의 기기 ID를 열거하는 타겟 ID 리스트 필드(64b), 데이터 슬롯 요청 프레임(60)의 버전을 식별하는 스트림 요청 ID 필드(64c), 전송하고자 하는 데이터를 식별하기 위한 스트림 인덱스 필드(64d), 요청하고자 하는 최소 데이터 슬롯의 크기를 나타내는 최소 TU(Time Unit) 필드(64e), 및 기기가 희망하는 데이터 슬롯의 크기를 나타내는 희망 TU 필드(64f)를 포함하여 구성될 수 있다.One request block field 64 identifies a target number field 64a representing the number of receiving devices, a target ID list field 64b enumerating the device IDs of the receiving devices, and a version of the data slot request frame 60. Stream request ID field 64c, stream index field 64d for identifying data to be transmitted, minimum time unit (TU) field 64e indicating the size of the minimum data slot to be requested, and data desired by the device And a desired TU field 64f indicating the size of the slot.

기기 1(200a)이 이와 같은 데이터 슬롯 요청 프레임(60)을 수퍼프레임의 경쟁 기간 중에 다른 기기들(200b, 200c)과의 경쟁을 통하여 네트워크 조정자(100)에게 전송하면(③), 이에 대하여 네트워크 조정자(100)는 도 7과 같은 데이터 슬롯 응답 프레임(70)을 기기 1(200a)에 전송한다(④).When the device 1 200a transmits such a data slot request frame 60 to the network coordinator 100 through competition with other devices 200b and 200c during the contention period of the super frame (③), the network The coordinator 100 transmits the data slot response frame 70 as shown in FIG. 7 to the device 1 200a (④).

데이터 슬롯 응답 프레임(70)의 페이로드(20)는 컨트롤 종류 필드(71), 길이 필드(72), 스트림 요청 ID 필드(73), 스트림 인덱스 필드(74), 가용한 TU의 수 필드(75), 및 코드 필드(76)로 구성될 수 있다.The payload 20 of the data slot response frame 70 includes a control type field 71, a length field 72, a stream request ID field 73, a stream index field 74, and a number of available TUs field 75. ), And code field 76.

필드들(71, 72, 73, 74)는 데이터 슬롯 요청 프레임(60)에서와 마찬가지의 내용이 기록된다. 또한, 가용 TU의 수 필드(75)에는 네트워크 조정자(100)가 최종적으로 할당하는, 하나의 데이터 슬롯에 대한 TU의 수가 기록된다. 마지막으로, 코드 필드(76)에는 데이터 슬롯 요청에 대한 승인 또는 거절을 표시하는 값이 표시된 다.The fields 71, 72, 73, 74 are recorded in the same manner as in the data slot request frame 60. In addition, the number of available TUs field 75 records the number of TUs for one data slot, which is finally allocated by the network coordinator 100. Finally, the code field 76 displays a value indicating approval or rejection of the data slot request.

상기 응답 프레임(70)을 기기 1(200a)에 전송한 후, 네트워크 조정자(100)는 기기들(200a, 200b, 200c)에 할당되는 데이터 슬롯들을 포함하는 수퍼프레임을 다음 비콘 기간 동안 비콘 신호에 실어서 방송한다(⑤).After transmitting the response frame 70 to device 1 200a, network coordinator 100 assigns a superframe including data slots allocated to devices 200a, 200b, 200c to the beacon signal during the next beacon period. Carry on and broadcast (⑤).

상기 방송된 수퍼프레임에 의하여, 기기 1(200a)이 네트워크 조정자(100)로부터 데이터 슬롯을 할당 받으면, 상기 할당된 데이터 슬롯 동안 소정의 수신 기기(200b)에 비압축 AV 데이터를 전송할 수 있다(⑥). 상기 비압축 AV 데이터의 전송에 대하여 기기 2(200b)는 기기 1(200a)에 ACK 프레임을 전송할 수도 있다(⑦). 다만, 비압축 AV 데이터의 특성상 다소 간의 에러가 있더라도 재생되는 영상에 그다지 큰 문제는 발생하지 않으므로, ACK을 사용하지 않는 No ACK 정책(policy)을 사용하여도 좋다. 만약, ACK 프레임을 전송하는 경우라 하더라도, 본 발명에 따르면 상기 ACK 프레임은 데이터 슬롯을 통하여 전송되지는 않을 수 있다. 데이터 슬롯은 비압축 AV 데이터의 원활한 전송에 사용하기 위하여, ACK은 다른 컨트롤 프레임과 마찬가지로 경쟁 구간 동안 경쟁을 통하여 전송될 수 있다.When the device 1 200a is allocated a data slot from the network coordinator 100 by the broadcast superframe, the uncompressed AV data may be transmitted to a predetermined receiving device 200b during the allocated data slot (6). ). In response to the transmission of the uncompressed AV data, the device 2 200b may transmit an ACK frame to the device 1 200a (⑦). However, even if there is a slight error due to the nature of the uncompressed AV data, a large problem does not occur in the reproduced video. Therefore, a No ACK policy without using ACK may be used. Even if the ACK frame is transmitted, the ACK frame may not be transmitted through the data slot according to the present invention. In order to use the data slot for smooth transmission of uncompressed AV data, the ACK may be transmitted through contention during the contention period like other control frames.

도 8 내지 도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 수퍼프레임(80, 90, 100, 110, 120, 130)의 구조를 도시하는 도면들이다. 본 발명에 따른 수퍼프레임은 크게 비콘(beacon) 전송 구간, 경쟁 구간 및 비경쟁 구간으로 나뉘어진다. 8 to 13 illustrate the structures of the superframes 80, 90, 100, 110, 120, and 130 according to various embodiments of the present disclosure. The superframe according to the present invention is largely divided into a beacon transmission section, a competition section, and a non-competition section.

본 발명의 실시예들에 있어서, 경쟁 구간은 중요도가 높은 특정 기능에 관한 컨트롤 프레임을 위한 구간을 그렇지 않은 구간과 분리하여 배치한다는 점에서 종래의 IEEE 802.15.3과는 구별된다. 즉, 종래의 경쟁 구간이라고 하면, 시분할과는 무관하게 해당 프레임들이 경쟁을 통하여 채널을 획득하는 구간이었으나, 본 발명에서는 경쟁 구간 자체가 특정 기능에 따라서 시분할 되어 있다.In the embodiments of the present invention, the contention section is distinguished from the conventional IEEE 802.15.3 in that the contention section is arranged separately from the section for the control frame related to a specific function of high importance. In other words, the conventional competition section is a section in which frames are acquired through competition regardless of time division, but in the present invention, the competition section itself is time-divided according to a specific function.

먼저, 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수퍼프레임(80)의 구조를 도시하는 도면이다.First, FIG. 8 is a diagram showing the structure of a superframe 80 according to the first embodiment of the present invention.

경쟁 구간(82)은 데이터 슬롯의 요청 및 응답을 위한 데이터 슬롯 예약 구간(85)과 데이터 슬롯 예약과 관계없는 컨트롤 프레임 및 비동기 데이터 프레임을 송수신하는데 사용하기 위한 컨트롤 & 비동기 데이터 구간(84)으로 나뉘어진다. 데이터 슬롯 요청 및 응답은 비압축 AV 데이터를 전송하기 위한 데이터 슬롯을 예약하기 위하여 필수적인 과정이므로 다른 컨트롤 프레임이나 비동기 데이터 프레임을 위한 구간과 별도로 분리한 것이다. 다만, 이와 같이 별도로 분리된 구간(85)이 있다고 하더라도, 슬롯 예약은 반드시 이 구간(85)에서만 이루어져야 하는 것은 아니고 컨트롤 & 비동기 데이터 구간(84)에서 다른 컨트롤 프레임과 경쟁을 통하여 슬롯 예약이 이루어질 수도 있다.The contention section 82 is divided into a data slot reservation section 85 for requesting and responding to data slots, and a control & asynchronous data section 84 for use in transmitting and receiving control frames and asynchronous data frames irrelevant to the data slot reservation. Lose. The data slot request and response is an essential process for reserving a data slot for transmitting uncompressed AV data, so it is separated from other control frames or sections for asynchronous data frames. However, even if there is a separate section 85 as described above, slot reservation is not necessarily made only in this section 85, and slot reservation may be made through competition with other control frames in the control & asynchronous data section 84. have.

비경쟁 구간(83)은 복수의 데이터 슬롯들(86, 87)로 이루어지며, 각각의 데이터 슬롯은 비압축 AV 데이터를 전송하는 데 사용된다.The non-competition section 83 consists of a plurality of data slots 86 and 87, each of which is used to transmit uncompressed AV data.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수퍼프레임(90)의 구조를 도시하는 도면이다.9 is a diagram showing the structure of the superframe 90 according to the second embodiment of the present invention.

도 8과 비교하면, 경쟁 구간(92)에 컨트롤 & 비동기 데이터 구간(94), 데이터 슬롯 예약 구간(96) 외에, 초기 결합 구간(95)도 별도로 배치되어 있다. 초기 결합 구간(95)은 데이터 슬롯 예약 다음으로 중요하다고 할 수 있는 기기 결합 요 청 및 응답을 송수신하기 위한 구간이다. 따라서, 기기 결합 요청 프레임이나 기기 요청 응답 프레임은 초기 결합 구간(95)에서 독점적으로 이루어질 수 있다.Compared to FIG. 8, in addition to the control & asynchronous data section 94 and the data slot reservation section 96, the initial joining section 95 is disposed separately in the contention section 92. The initial joining section 95 is a section for transmitting and receiving a device joining request and response, which can be said to be important next to data slot reservation. Accordingly, the device combining request frame or the device request response frame may be exclusively performed in the initial combining period 95.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수퍼프레임(100)의 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a structure of a superframe 100 according to a third embodiment of the present invention.

도 9와 비교하면, 컨트롤 구간(104)과 비동기 데이터 구간(107)을 별도로 분리 하였음을 알 수 있다. 컨트롤 구간(104)은 초기 결합 및 데이터 슬롯 예약과 관련이 없는 컨트롤 데이터 전송을 위한 경쟁 구간이며, 비동기 데이터 구간(107)은 등시적 비압축 AV 데이터 이외의 비동기 데이터(예: 압축 AV 데이터)를 전송하기 위한 구간이다.9, it can be seen that the control section 104 and the asynchronous data section 107 are separated separately. The control interval 104 is a contention interval for control data transmission that is not related to initial combining and data slot reservation, and the asynchronous data interval 107 stores asynchronous data other than isochronous uncompressed AV data (eg, compressed AV data). It is a section to transmit.

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수퍼프레임(110)의 구조를 도시하는 도면이다. 제4 실시예는 여러 개로 분할된 컨트롤 구간(114a, 114b 114c)을 수퍼프레임(110) 내에서 데이터 슬롯(115, 116, 117)들 사이에 분산 배치한 것이다. 컨트롤 구간(114a, 114b 114c)은 경쟁 구간이고 데이터 슬롯(115, 116, 117)은 비경쟁 구간이므로, 경쟁 구간 및 비경쟁 구간의 분산 배치된 것으로 볼 수 있다. 이와 같은 분산 배치를 통하여, 비압축 AV 데이터 전송을 하려는 기기에 요구되는 버퍼의 크기가 줄어 드는 효과가 있다. FIG. 11 is a diagram illustrating a structure of a superframe 110 according to a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, a plurality of control sections 114a and 114b 114c are distributed among the data slots 115, 116, and 117 in the superframe 110. Since the control periods 114a, 114b 114c are competition periods and the data slots 115, 116, 117 are non-competition periods, the control periods 114a, 114b 114c may be considered to be distributed in a competitive period and a non-competition period. Through such a distributed arrangement, the size of the buffer required for the device to perform uncompressed AV data transmission is reduced.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수퍼프레임(120)의 구조를 도시하는 도면이다.12 is a diagram illustrating the structure of a superframe 120 according to a fifth embodiment of the present invention.

도 11과 비교하면, 최초의 경쟁 구간(122a)을 컨트롤 구간(124a) 및 데이터 슬롯 예약 구간(125)으로 구분한 점에서 차이가 있다. 전술한 바와 같이, 데이터 슬롯 예약 과정은 비압축 AV 데이터를 전송하기 위한 전제 조건으로서 중요도가 높기 때문에 별도의 구간으로 분리한 것이다.Compared to FIG. 11, there is a difference in that the first competition section 122a is divided into a control section 124a and a data slot reservation section 125. As described above, the data slot reservation process is divided into separate sections because of its high importance as a precondition for transmitting uncompressed AV data.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 수퍼프레임(130)의 구조를 도시하는 도면이다.FIG. 13 is a diagram illustrating a structure of a superframe 130 according to a sixth embodiment of the present invention.

도 8과 비교하면, 데이터 슬롯 예약 구간(135)이 경쟁 구간(132)이 아니라 비경쟁 구간(133)에 배치된다는 점에서 차이가 있다. 도 8의 제1 실시예에서는 데이터 슬롯 예약 구간(85)이 경쟁 구간(82) 내에 있었기 때문에, 경쟁에 따라서 데이터 슬롯 요청 프레임을 전송할 기회 조차 갖지 못하는 기기도 있을 수 있다.Compared to FIG. 8, the data slot reservation section 135 is disposed in the non-competition section 133 instead of the competition section 132. In the first embodiment of FIG. 8, since the data slot reservation interval 85 was in the contention period 82, there may be a device that does not even have an opportunity to transmit the data slot request frame according to the contention.

이에 제6실시예에서는, 현재 네트워크에 결합된 기기의 수를 알고 있는 네트워크 조정자(100)가 수퍼프레임을 방송(broadcasting)할 때 그 기기 수만큼의 데이터 슬롯 예약 구간을 알려주는 방식을 사용한다. 예를 들어, 네트워크에 n개의 결합된 기기가 있다고 할 때, 데이터 슬롯 예약 구간(135)을 n개로 시분할하여 각 기기가 데이터 슬롯 예약을 하기 위한 시간 구간(135a, 135b, 135c)를 배치하는 것이다. 이와 같이 하면, 모든 기기들이 데이터 슬롯 예약을 위한 데이터 슬롯 요청 프레임을 전송할 기회가 보장된다. In the sixth embodiment, when the network coordinator 100 who knows the number of devices currently connected to the network broadcasts a superframe, the network coordinator 100 uses a method of notifying the data slot reservation interval corresponding to the number of devices. For example, when there are n coupled devices in a network, the data slot reservation interval 135 is time-divided into n to arrange time intervals 135a, 135b, and 135c for each device to reserve a data slot. . This ensures the opportunity for all devices to send a data slot request frame for data slot reservation.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 조정자(100)의 구성을 도시하는 블록도이다.14 is a block diagram showing the configuration of the network coordinator 100 according to an embodiment of the present invention.

네트워크 조정자(100)는 CPU(110), 메모리(120), MAC 유닛(140), PHY 유닛(150), 수퍼프레임 생성부(141), 컨트롤 프레임 생성부(142), 및 안테나(153)를 포함하여 구성될 수 있다.The network coordinator 100 may control the CPU 110, the memory 120, the MAC unit 140, the PHY unit 150, the superframe generator 141, the control frame generator 142, and the antenna 153. It can be configured to include.

CPU(110)는 버스(130)에 연결되어 있는 다른 구성 요소들을 제어하며, MAC 층의 상위 층에서의 처리를 담당한다. 따라서, CPU(110)는 MAC 유닛(140)으로부터 제공되는 수신 데이터(수신 MSDU; MAC Service Data Unit)를 처리하거나 전송 데이터(전송 MSDU)를 생성하여 MAC 유닛(140)에 제공한다.The CPU 110 controls other components connected to the bus 130 and is responsible for processing at the upper layer of the MAC layer. Accordingly, the CPU 110 processes the received data (received MSDU; MAC Service Data Unit) provided from the MAC unit 140 or generates and provides the transmitted data (transmitted MSDU) to the MAC unit 140.

메모리(120)는 상기 처리된 수신 데이터를 저장하거나 상기 생성된 전송 데이터를 임시 저장한다. 상기 메모리는 롬(ROM), 피롬(PROM), 이피롬(EPROM), 이이피롬(EEPROM), 플래시 메모리와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 램(RAM)과 같은 휘발성 메모리 소자, 하드 디스크, 광 디스크와 같은 저장 매체, 또는 기타 해당 분야에서 알려져 있는 임의의 다른 형태로 구현될 수 있다.The memory 120 stores the processed received data or temporarily stores the generated transmission data. The memory may be a nonvolatile memory device such as a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM, a flash memory, or a volatile memory device such as a RAM, a hard disk, an optical disk, and the like. The same storage medium, or any other form known in the art.

MAC 유닛(140)은 CPU(110)로부터 제공된 MSDU, 즉 전송할 멀티미디어 데이터에 MAC 헤더를 부가하여 MPDU(MAC Protocol Data Unit)을 생성하여 PHY 유닛(150)을 통하여 전송하고, PHY 유닛(150)을 통하여 수신되는 MPDU에서 MAC 헤더를 제거한다.The MAC unit 140 generates a MAC Protocol Data Unit (MPDU) by adding a MAC header to the MSDU, that is, the multimedia data to be transmitted from the CPU 110, and transmits it through the PHY unit 150, and transmits the PHY unit 150 to the MSDU. Remove the MAC header from the MPDU received through.

이와 같이, MAC 유닛(140)이 전송하는 MPDU는 비콘 기간 동안 전송되는 수퍼프레임을 포함하고, MAC 유닛(140)이 수신하는 MPDU는 결합 요청 프레임, 데이터 슬롯 요청 프레임, 기타 다양한 컨트롤 프레임을 포함한다.As such, the MPDU transmitted by the MAC unit 140 includes a superframe transmitted during the beacon period, and the MPDU received by the MAC unit 140 includes a combined request frame, a data slot request frame, and various other control frames. .

수퍼프레임 생성부(141)는 도 8 내지 도 13에 도시된 수퍼프레임 중 어느 하나를 생성하여 MAC 유닛에 제공하고, 컨트롤 프레임 생성부(142)는 결합 요청 프레임, 데이터 슬롯 요청 프레임, 기타 다양한 컨트롤 프레임을 생성하여 MAC 유닛에 제공한다.The superframe generator 141 generates one of the superframes shown in FIGS. 8 to 13 and provides it to the MAC unit, and the control frame generator 142 is a combination request frame, a data slot request frame, and various other controls. Create a frame and provide it to the MAC unit.

PHY 유닛(150)은 MAC 유닛(140)으로부터 제공된 MPDU에 시그널 필드 및 프리앰블을 부가하여 PPDU를 생성하고 생성된 PPDU, 즉 데이터 프레임을 무선 신호로 변환하여 안테나(153)를 통해 전송한다. PHY 유닛(150)은 기저 대역 신호를 처리하는 베이스밴드 프로세서(base band processor; 151)와 상기 처리된 기저 대역 신호로부터 실제 무선 신호를 생성하고 안테나(153)를 통하여 공중(air)으로 전송하는 RF(radio frequency) 유닛(152)로 세분화 될 수 있다.The PHY unit 150 generates a PPDU by adding a signal field and a preamble to the MPDU provided from the MAC unit 140, converts the generated PPDU, that is, a data frame into a radio signal, and transmits the converted signal through the antenna 153. PHY unit 150 generates a baseband processor (151) for processing the baseband signal (RF) for generating the actual radio signal from the processed baseband signal and transmits to the air through the antenna 153 (radio frequency) may be subdivided into units 152.

구체적으로, 기저대역 프로세서(151)는 프레임 포맷팅(frame formatting), 채널 코딩(channel coding) 등을 수행하고, RF 유닛(152)은 아날로그 파 증폭, 아날로그/디지털 신호 변환, 변조 등의 동작을 수행한다.Specifically, the baseband processor 151 performs frame formatting, channel coding, and the like, and the RF unit 152 performs operations such as analog wave amplification, analog / digital signal conversion, and modulation. do.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 기기(200)의 구성을 도시하는 블록도이다. 무선 기기(200)의 구성 중 MAC 유닛(240), 메모리(220), 및 PHY 유닛(250)의 기본적인 기능은 네트워크 조정자(100)에서와 마찬가지이다. 15 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless device 200 according to an embodiment of the present invention. The basic functions of the MAC unit 240, the memory 220, and the PHY unit 250 of the configuration of the wireless device 200 are the same as those of the network coordinator 100.

타이머(241)는 수퍼프레임에 포함된 경쟁 구간 또는 비경쟁 구간의 시작 시간 및 종료 시간을 확인하는데 사용된다. 컨트롤 프레임 생성부(242)는 결합 요청 프레임, 데이터 슬롯 요청 프레임 등 다양한 컨트롤 프레임을 생성하여 MAC 유닛(240)에 제공한다.The timer 241 is used to check the start time and end time of the contention period or the contention period included in the superframe. The control frame generator 242 generates various control frames, such as a combined request frame and a data slot request frame, and provides them to the MAC unit 240.

한편, 비압축 AV 데이터 생성부(243)는 AV 데이터를 압축되지 않은 형태로 기록하여 생성한다. 예를 들어, 비압축 AV 데이터 생성부(243)는 비디오 데이터의 RGB 성분 값들로 이루어진 비디오 데이터를 기록한다.On the other hand, the uncompressed AV data generation unit 243 records and generates the AV data in an uncompressed form. For example, the uncompressed AV data generator 243 records video data composed of RGB component values of the video data.

MAC 유닛(240)은 제공된 비압축 AV 데이터 또는 컨트롤 프레임에 MAC 헤더를 부가하여 MPDU를 생성하고, 수퍼프레임의 해당 시간이 되었을 때 상기 MPDU를 PHY 유닛(250)을 통하여 전송한다. The MAC unit 240 generates an MPDU by adding a MAC header to the provided uncompressed AV data or control frame, and transmits the MPDU through the PHY unit 250 when the corresponding time of the super frame is reached.

지금까지 도 2 내지 도 6의 각 구성요소들은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(field-programmable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소들은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.To date, each of the components of FIGS. 2 to 6 is a software, such as a task, a class, a subroutine, a process, an object, an execution thread, a program, or a field-programmable gate array (FPGA) that is performed in a predetermined area on a memory. Or may be implemented in hardware, such as an application-specific integrated circuit (ASIC), or a combination of the software and hardware. The components may be included in a computer readable storage medium or a part of the components may be distributed and distributed among a plurality of computers.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 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 이해해야 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. I can understand that. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

도 1은 IEEE 802.11 계열의 표준과 mmWave간에 주파수 대역을 비교하는 도면.1 is a diagram comparing frequency bands between the IEEE 802.11 family of standards and mmWave.

도 2는 IEEE 802.15.3에 따른 시분할 방식을 보여주는 도면.2 shows a time division scheme in accordance with IEEE 802.15.3.

도 3은 본 발명이 적용되는 개략적인 환경을 도시하는 도면.3 shows a schematic environment to which the present invention is applied;

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 요청 프레임의 구성을 도시하는 도면.4 is a diagram illustrating a configuration of a join request frame according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 결합 응답 프레임의 구성을 도시하는 도면.5 is a diagram illustrating a configuration of a combined response frame according to an embodiment of the present invention.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 슬롯 요청 프레임의 구성을 도시하는 도면.6 illustrates a configuration of a data slot request frame according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 데이터 슬롯 응답 프레임의 구성을 도시하는 도면.7 is a diagram illustrating a configuration of a data slot response frame according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.8 is a diagram showing the structure of a superframe according to the first embodiment of the present invention;

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.9 illustrates the structure of a superframe according to a second embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.10 is a diagram showing the structure of a superframe according to a third embodiment of the present invention;

도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.11 illustrates the structure of a superframe according to a fourth embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 제5 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.12 illustrates the structure of a superframe according to a fifth embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 수퍼프레임의 구조를 도시하는 도면.FIG. 13 is a diagram showing the structure of a superframe according to a sixth embodiment of the present invention; FIG.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 네트워크 조정자의 구성을 도시하는 도 면.14 is a diagram showing the configuration of a network coordinator according to an embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 기기의 구성을 도시하는 도면.15 is a diagram illustrating a configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)(Symbol description of main part of drawing)

100 : 네트워크 조정자 110, 210 : CPU100: network coordinator 110, 210: CPU

120, 220 : 메모리 130, 230 : 버스120, 220: memory 130, 230: bus

140, 240 : MAC 유닛 141 : 수퍼프레임 생성부140, 240: MAC unit 141: Super frame generation unit

142, 242 : 컨트롤 프레임 생성부 150 : PHY 유닛142, 242: control frame generation unit 150: PHY unit

151, 251 : 기저대역 프로세서 152, 252 : RF 유닛151, 251: baseband processor 152, 252: RF unit

153, 263 : 안테나 200 : 무선 기기153, 263: antenna 200: wireless device

241 : 타이머 243 : 비압축 AV 데이터 생성부241: timer 243: uncompressed AV data generator

Claims (6)

제1 비콘 기간 동안 제1 수퍼프레임을 네트워크 조정자로부터 수신하는 단계;Receiving a first superframe from a network coordinator during a first beacon period; 네트워크에 참여하고 있는 적어도 하나의 무선 기기가 데이터 슬롯을 요청하는 프레임을 상기 제1 수퍼프레임에 포함되는 데이터 슬롯 예약 구간 이내에서 상기 네트워크 조정자에게 전송하는 단계;Transmitting, by the at least one wireless device participating in the network, a frame requesting a data slot to the network coordinator within a data slot reservation period included in the first superframe; 상기 네트워크 조정자로부터 할당된 데이터 슬롯을 포함하는 제2 수퍼프레임을 제2 비콘 기간 동안 수신하는 단계; 및Receiving, during a second beacon period, a second superframe comprising an allocated data slot from the network coordinator; And 상기 데이터 슬롯에 해당하는 구간 동안 비압축 AV 데이터를 다른 무선 기기에 전송하는 단계를 포함하며,Transmitting uncompressed AV data to another wireless device during a section corresponding to the data slot, 상기 네트워크 조정자와의 통신은 밀리미터 웨이브 채널을 통하여 이루어지는 비압축 AV 데이터 전송 방법.And communicating with the network coordinator over a millimeter wave channel. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 요청하는 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 데이터 슬롯 예약 구간 이내에 상기 네트워크 조정자로부터 수신하는 단계를 더 포함하는 비압축 AV 데이터 전송 방법.And receiving a response frame for the requesting frame from the network coordinator within the data slot reservation interval. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1 수퍼프레임 및 제2 수퍼프레임은 경쟁 구간 및 비경쟁 구간으로 이루어지며, 상기 경쟁 구간은 컨트롤 프레임 및 비동기 데이터를 송수신하기 위한 구간과 상기 데이터 슬롯 예약 구간을 포함하고, 상기 비경쟁 구간은 상기 할당되는 적어도 하나 이상의 데이터 슬롯을 포함하는 비압축 AV 데이터 전송 방법.The first superframe and the second superframe are composed of a contention period and a non-competition period, and the contention period includes a period for transmitting and receiving a control frame and asynchronous data and the data slot reservation period, and the non-competition period is the allocation. Uncompressed AV data transmission method comprising at least one data slot. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 경쟁 구간은 상기 적어도 하나의 무선 기기가 상기 네트워크에 참여하기 위한 컨트롤 프레임을 송수신하기 위한 초기 결합 구간을 더 포함하는 비압축 AV 데이터 전송 방법.The contention period further comprises an initial combined period for transmitting and receiving a control frame for the at least one wireless device to join the network. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 수퍼프레임 및 제2 수퍼프레임은 경쟁 구간 및 비경쟁 구간으로 이루어지며, 상기 경쟁 구간은 컨트롤 프레임을 송수신하기 위한 컨트롤 구간, 상기 데이터 슬롯 예약 구간, 및 비동기 데이터를 전송하기 위한 구간을 포함하고, 상기 비경쟁 구간은 상기 할당되는 적어도 하나 이상의 데이터 슬롯을 포함하는 비압축 AV 데이터 전송 방법.The first superframe and the second superframe are composed of a contention period and a non-competition period, and the contention period includes a control period for transmitting and receiving a control frame, the data slot reservation period, and a period for transmitting asynchronous data. And the non-competition period includes at least one data slot to be allocated. 제5항에 있어서, 상기 경쟁 구간은 상기 적어도 하나의 무선 기기가 상기 네트워크에 참여하기 위한 컨트롤 프레임을 송수신하기 위한 초기 결합 구간을 더 포함하는 비압축 AV 데이터 전송 방법.The method of claim 5, wherein the contention period further comprises an initial combining period for transmitting and receiving a control frame for the at least one wireless device to join the network.
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