KR100867542B1 - System for wireless communicatiom using beacon - Google Patents

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KR100867542B1 KR1020070060349A KR20070060349A KR100867542B1 KR 100867542 B1 KR100867542 B1 KR 100867542B1 KR 1020070060349 A KR1020070060349 A KR 1020070060349A KR 20070060349 A KR20070060349 A KR 20070060349A KR 100867542 B1 KR100867542 B1 KR 100867542B1
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민상현
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Abstract

A wireless communication system using beacon is provided to reduce the power consumption of the entire system and reduce power consumed by a controller by providing the wakeup function of the power. A coordinator transmits beacon periodically and transmits a transmission message in case that the transmission message exists. A wake-up receiver(44) is turned on/off periodically for receiving the beacon according to the beacon period. A main receiving part(41) receives the transmission message and power is on in case of reporting that the transmission message exists through Beacon.

Description

비콘을 이용한 무선통신 시스템{SYSTEM FOR WIRELESS COMMUNICATIOM USING BEACON}Wireless communication system using beacons {SYSTEM FOR WIRELESS COMMUNICATIOM USING BEACON}

도 1은 통상적인 비콘을 이용한 스타 구조 무선통신 네트워크의 구성도이다.1 is a block diagram of a star structure wireless communication network using a conventional beacon.

도 2는 종래의 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 각 구성요소의 전원 온/오프 동작을 시간 순서에 따라 도시한 타이밍도이다.2 is a timing diagram illustrating a power on / off operation of each component of a conventional wireless communication system using a beacon in chronological order.

도 3은 종래의 비콘 프레임의 구조도이다.3 is a structural diagram of a conventional beacon frame.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 구성도이다.4 is a block diagram of a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 각 구성요소의 전원 온/오프 동작을 시간 순서에 따라 도시한 타이밍도이다.5 is a timing diagram illustrating a power on / off operation of each component of a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention in chronological order.

도 6은 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘 프레임의 구조도이다.6 is a structural diagram of a beacon frame according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

40: 말단 디바이스 41: 주수신부40: end device 41: main receiver

42: 송신부 43: 제어부42: transmitter 43: controller

44: 웨이크업 수신부 50: 코디네이터44: wake-up receiving unit 50: coordinator

본 발명은 비콘을 이용한 무선통신 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코디네이터(coordinator)와 하나 이상의 말단 디바이스(end-device)로 이루어지는 무선통신 시스템에서 코디네이터에서 말단 디바이스로 주기적인 송신이 이루어지는 비콘을 수신하기 위한 웨이크업 수신부를 별도로 구비하는 말단 디바이스를 포함하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless communication system using a beacon, and more particularly, in a wireless communication system consisting of a coordinator and one or more end-devices, receiving a beacon in which periodic transmission is performed from the coordinator to the end device. The present invention relates to a wireless communication system using a beacon including an end device having a wake-up receiving unit.

최근 무선 개인사설망(WPAN) 또는 센서 네트워크에 관련된 다양한 연구 및 표준화가 이루어지고 있다. 이러한 무선 개인사설망(WPAN) 또는 센서 네트워크에서는 장치들의 소비 전력을 최소화하여 배터리 등의 전원 수명을 연장할 수 있는 기술이 요구되고 있으며, 그 중 하나로 비콘(beacon)을 이용하여 전달하고자 하는 메세지가 존재하는 경우에 장치의 전원을 온시키는 무선통신 기법이 제안되었다.Recently, various researches and standardizations related to wireless private network (WPAN) or sensor network have been conducted. In such a wireless private network (WPAN) or sensor network, a technology that can extend the power life of the battery by minimizing the power consumption of the devices, and one of them, there is a message to be transmitted using a beacon (beacon) In this case, a wireless communication technique for turning on a device has been proposed.

도 1은 비콘을 이용한 무선 통신 시스템의 가장 간단한 네트워크 형태인 통상적인 스타(star) 구조 네트워크 구성도이다. 도 1에 도시된 것과 같이, 스타 구조 네트워크는 하나의 코디네이터(coordinator)(10)와, 상기 코디네이터와 직접 통신하는 적어도 하나(도 1에서는 복수)의 말단 디바이스(end-device)(21 내지 25)로 이루어진다. 상기 코디네이터(10)는 사전 설정된 주기로 비콘을 송신하며, 상기 말단 디바이스(21 내지 25)는 상기 비콘을 수신할 수 있도록 비콘의 주기에 따라 내부의 수신부의 전원을 온/오프한다. 상기 말단 디바이스(21 내지 25) 내의 수신부 는 비콘을 수신하여야 하는 경우와 전달 데이터를 수신하여야 하는 경우를 제외하고는 전원을 오프시킨 상태(슬립(sleep) 모드)에 있다. 상기 비콘에는 코디네이터(10)가 메세지를 전달하고자 하는 말단 디바이스에 대한 정보가 포함되어 있으며, 비콘을 수신한 디바이스(21 내지 25)는 비콘 내에 자신이 수신할 데이터가 있는지 확인하여 내부의 수신부의 전원을 온/오프 시킬지를 판단한다.1 is a block diagram illustrating a typical star structure network which is the simplest network form of a wireless communication system using beacons. As shown in FIG. 1, the star structure network includes one coordinator 10 and at least one (multiple in FIG. 1) end devices 21 to 25 in direct communication with the coordinator. Is done. The coordinator 10 transmits a beacon at a predetermined cycle, and the terminal devices 21 to 25 turn on / off the power of the internal receiving unit according to the period of the beacon so as to receive the beacon. The receiver in the end devices 21 to 25 is in a power off state (sleep mode) except when it is necessary to receive beacons and when it is necessary to receive transmission data. The beacon includes information on the end device to which the coordinator 10 intends to deliver a message, the device (21 to 25) receiving the beacon checks whether there is data to be received in the beacon to power the internal receiving unit Determine whether to turn on / off.

도 2는 종래의 비콘을 이용한 무선통신 시스템에서 코디네이터와 말단 디바이스의 전원 상태를 시간순으로 도시한 타이밍도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 코디네이터의 송신부(COOR Tx)는 비콘을 송신하는 경우와 메세지를 송신하는 경우에 전원이 온된다. 말단 디바이스의 수신부(DEV1 Rx, DEV2 Rx)는 코디네이터가 비콘을 송신하기 이전에 전원이 온되어 비콘을 수신하게 되고, 비콘을 통해 수신할 데이터가 있다고 통보된 경우, 수신부(DEV1 Rx)를 온시며 코디네이터로부터 메세지를 전송받고 메세시 전송이 종료되면 전원을 오프시킨다.FIG. 2 is a timing diagram illustrating the power states of a coordinator and an end device in chronological order in a wireless communication system using a conventional beacon. As shown in FIG. 2, the coordinator's transmitter COOR Tx is powered on when transmitting a beacon and when transmitting a message. The receiver (DEV1 Rx, DEV2 Rx) of the end device turns on the receiver (DEV1 Rx) when the coordinator is turned on to receive the beacon before being sent the beacon, and is informed that there is data to be received through the beacon. When the message is sent from the coordinator and the message transmission is completed, the power is turned off.

도 3은 종래의 비콘 프레임 구조를 도시한 것으로, 종래의 비콘 프레임은 헤더(31), 페이로드(32) 및 CRC(33)로 구성된다.3 illustrates a conventional beacon frame structure, which includes a header 31, a payload 32, and a CRC 33.

이와 같이, 종래의 비콘을 이용한 무선통신에서, 말단 디바이스(21 내지 25)는 비콘을 수신하여야 하는 시간 및 메세지를 수신 또는 송신하여야 하는 시간을 제외하고는 대부분 전원이 오프된 슬립모드 상태에 있으므로 전력 소비의 절감을 도모하고 있다. 그러나, 종래의 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 전력 소비 내역을 분석해보면, 메세지를 송수신하는데 소모되는 전력 보다는, 비콘을 송수신하면 서 메세지 수신을 위한 대기 시간에 대부분의 전력이 소비되고 있음이 밝혀졌다. 비콘을 이용한 무선통신 시스템과 같이, 실제 유효 통신시간(메세지를 송수신하는데 소요되는 시간) 대비 대기 시간이 긴 통신 시스템에서는 말단 디바이스(21 내지 25)가 비콘 수신을 위해 주기적으로 전원이 온 되어야 하므로, 비콘 수신을 위해 말단 디바이스가 온되는 시간에 대부분의 전력이 소비된다고 볼 수 있다.As described above, in the wireless communication using the conventional beacon, the terminal devices 21 to 25 are mostly in the sleep mode in which the power is turned off except for the time for receiving the beacon and the time for receiving or transmitting the message. It aims to reduce consumption. However, when analyzing the power consumption history of the conventional wireless communication system using beacons, it was found that most of the power is consumed in waiting time for receiving messages while transmitting and receiving beacons rather than power consumed to transmit and receive messages. In wireless communication systems using beacons, since end devices 21 to 25 need to be periodically turned on to receive beacons in a communication system having a long waiting time compared to an actual effective communication time (time required for transmitting and receiving a message), It can be seen that most of the power is consumed at the time the end device is on for beacon reception.

기존에 이러한 대기 시간(비콘 송수신)에 소비되는 전력을 절감하기 위해 비콘 주기를 길게 늘이는 방안이 제안되었으나, 비콘 주기가 늘어남에 따라 후속 통신이 이루어질 때까지 소요되는 시간이 길어져 신속한 메세지의 송수신이 이루어지지 못하게 되는 문제점이 발생하였으며, 특히 비교적 저가의 부정확한 기준 클럭을 사용하는 시스템에서는 코디네이터와 말단 디바이스 사이에 비콘 송수신 주기가 어긋나게 되어 무선통신 자체가 이루어지지 못하는 문제점이 발생하였다.In order to reduce the power consumed in the waiting time (beacon transmission and reception), a method of extending the beacon period has been proposed. However, as the beacon period is increased, the time required for subsequent communication is increased, and thus quick message transmission and reception are performed. In particular, a system using a relatively inexpensive incorrect reference clock has caused a beacon transmission / reception period between the coordinator and the end device to be misaligned, thereby preventing wireless communication itself from occurring.

따라서, 당 기술분야에서는 비콘을 이용한 무선 통신 시스템의 전력소모를 더욱 절감시키기 위한 기술이 절실하게 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is an urgent need in the art for technology for further reducing power consumption of a wireless communication system using beacons.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 그 목적은, 말단 디바이스에 비콘 수신을 위해 간단한 구조의 웨이크업 수신부를 구비하여 비콘 수신을 위해 전력소모가 많은 주수신부의 전원이 온되는 것을 방지함으로써 전력 소비를 더욱 절감할 수 있는 비콘을 이용한 무선통신 시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to provide a wake-up receiver having a simple structure for receiving a beacon in an end device, so that the power source of the main receiver having high power consumption for beacon reception is provided. It is to provide a wireless communication system using a beacon that can further reduce the power consumption by preventing the on.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로서 본 발명은,The present invention as a technical configuration for achieving the above object,

전달 메세지의 존재 유무를 통보하기 위해 주기적으로 전송되는 비콘을 이용한 무선통신 시스템에 있어서,In a wireless communication system using a beacon is periodically transmitted to notify the presence of a delivery message,

상기 비콘을 주기적으로 송신하며, 상기 전달 메세지가 존재하는 경우 상기 전달 메세지를 송신하는 코디네이터; 및A coordinator for periodically transmitting the beacon and transmitting the delivery message if the delivery message exists; And

상기 비콘을 수신하는 웨이크업 수신부, 상기 전달 메세지를 수신하는 주수신부를 포함하는 적어도 하나의 말단 디바이스를 포함하며,At least one end device including a wake-up receiver for receiving the beacon and a main receiver for receiving the delivery message;

상기 웨이크업 수신부는 상기 비콘 주기에 따라 상기 비콘을 수신하기 위해 주기적으로 전원이 온/오프되고, 상기 주수신부는 상기 비콘을 통해 상기 전달 메세지가 존재하는 것으로 통보되는 경우에 전원이 온되어 상기 전달 메세지를 수신하는 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템을 제공한다.The wake-up receiving unit is powered on / off periodically to receive the beacon according to the beacon period, and the main receiving unit is powered on when notified that the transfer message is present through the beacon. Provided is a wireless communication system using a beacon, characterized in that receiving a message.

본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 말단 디바이스는, 상기 웨이크업 수신부에서 수신된 상기 비콘을 통해 전달 메세지가 존재하는 것으로 통보되는 경우에 상기 말단 디바스의 상기 주수신부의 전원을 온시키는 제어부를 더 포함할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the end device further comprises a control unit for turning on the main receiving unit of the terminal device when it is notified that a delivery message exists through the beacon received at the wake-up receiving unit. It may include.

이 실시형태에서, 상기 말단 디바이스는, 상기 주수신부의 전원이 온 되었음 을 통보하는 확인 메세지를 상기 코디네이터로 송신하는 송신부를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 주수신부의 전원을 온시킨 이후, 상기 주수신부의 전원을 온시켜 상기 확인 메세지를 송신할 수 있다.In this embodiment, the terminal device further includes a transmitting unit which transmits a confirmation message to the coordinator to notify that the main receiving unit is powered on, wherein the control unit turns on the main receiving unit and then turns on the main unit. The acknowledgment message can be transmitted by turning on the receiver.

바람직하게, 상기 비콘은, 헤더 및 상기 전달 메세지를 수신할 말단 디바이스의 식별 정보로 구성된 프레임 구조를 가질 수 있다.Preferably, the beacon may have a frame structure consisting of a header and identification information of an end device to receive the delivery message.

바람직하게, 상기 비콘은, OOK(On-Off Keying) 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 방식으로 변복조되어 송수신될 수 있다.Preferably, the beacon is modulated and demodulated by OOK (On-Off Keying) or FSK (Frequency Shift Keying) method can be transmitted and received.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다. Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiment of this invention is provided in order to demonstrate this invention more completely to the person skilled in the art to which this invention belongs. Therefore, it should be noted that the shape and size of the components shown in the drawings may be exaggerated for more clear explanation.

도 4는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 구성도이다. 특히, 도 4의 (a)는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 말단 디바이스(end device)의 구성도이고, (b)는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 코디네이터(coordinator)의 구성도이다.4 is a block diagram of a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention. In particular, Figure 4 (a) is a block diagram of an end device (end device) of a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention, (b) is a beacon using a beacon according to an embodiment of the present invention It is a block diagram of the coordinator of a wireless communication system.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템은, 말단 디바이스(40)와, 코디네이터(50)로 구성된다. 상기 말단 디바이스(40)는 주수신부(41), 송신부(42), 제어부(43), 및 웨이크업 수신부(44)를 포함할 수 있다. 상기 코디네이터(50)는 주송신부(51), 수신부(52), 제어부(53) 및 웨이크업 송신부(54)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 4, a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention includes an end device 40 and a coordinator 50. The end device 40 may include a main receiver 41, a transmitter 42, a controller 43, and a wake-up receiver 44. The coordinator 50 may include a main transmitter 51, a receiver 52, a controller 53, and a wake-up transmitter 54.

상기 말단 디바이스(40)의 웨이크업 수신부(44)는 상기 코디네이터(50)로부터 주기적으로 전송되는 비콘을 수신하기 위해 구비되는 것으로 주수신부(44)에 비해 간단한 구조를 갖는 수신부일 수 있다. 본 발명에서 비콘은 코디네이터가 메세지를 전달하고자 하는 대상이 되는 디바이스를 식별할 수 있는 정보만 가지면 되므로, 매우 정밀한 수신기 구조를 필요로하지 않는다. 예를 들어, 주수신부(44)는 정확한 메세지의 수신을 위해, 증폭기, 필터 및 PLL 등과 같이 전력소모가 많은 부품들을 포함하는 반면, 웨이크업 수신부(44)는 증폭기와 검출기와 같은 단순한 부품으로 이루어질 수 있다. 이를 위해, 상기 비콘은 매우 단순한 프레임 구조를 갖는 것이 바람직하며, 비콘을 무선 송수신하는데 사용되는 변복조 기법은 OOK(On-Off Keying) 또는 FSK(Frequency Shift Keying)과 같은 단순한 알고리즘을 갖는 변복조 기법을 사용하는 것이 바람직하다.The wake-up receiver 44 of the terminal device 40 is provided to receive the beacon periodically transmitted from the coordinator 50 may be a receiver having a simple structure compared to the main receiver 44. In the present invention, the beacon need only have information that can identify the device to which the coordinator is intended to deliver a message, it does not require a very precise receiver structure. For example, the main receiver 44 includes power consuming components, such as amplifiers, filters, and PLLs, for receiving accurate messages, while the wake-up receiver 44 is comprised of simple components such as amplifiers and detectors. Can be. To this end, the beacon preferably has a very simple frame structure, and the modulation and demodulation technique used to wirelessly transmit and receive the beacon uses a modulation and demodulation technique having a simple algorithm such as OOK (On-Off Keying) or FSK (Frequency Shift Keying). It is desirable to.

상기 말단 디바이스(40)의 주수신부(41)는 비콘을 제외한 메세지를 코디네이터(50)로부터 수신할 수 있다. 본 명세서에서 "메세지"라는 용어는 말단 디바이스(40)와 코디네이터(50) 사이에 송수신되는 신호 가운데, 비콘을 제외한 의미있는 정보(예를 들어, 확인(acknowledgment), 명령(command) 등)를 담고 있는 신호를 의 미하는 것으로 이해될 수 있다. 상기 주수신부(41)는 정확한 메세지의 수신을 위해 증폭기, 필터, PLL 등과 같은 회로를 포함할 수 있다. 특히 PLL에 사용되는 국부 발진기는 다른 회로들에 비해 상대적으로 많은 전력을 소모한다. 본 발명은 대기시간 동안 비콘을 수신하기 위해 주수신부(41)의 전원을 온 시키는 것이 아니라, 소모전력이 적은 웨이크업 수신부(44)를 온시키므로 전력소모를 현저하게 감소시킬 수 있다.The main receiver 41 of the terminal device 40 may receive a message excluding the beacon from the coordinator 50. As used herein, the term "message" includes meaningful information (eg, acknowledgment, command, etc.) except for the beacon among signals transmitted and received between the end device 40 and the coordinator 50. It can be understood to mean a signal that is present. The main receiver 41 may include a circuit such as an amplifier, a filter, a PLL, etc. to receive the correct message. In particular, local oscillators used in PLLs consume relatively more power than other circuits. The present invention does not turn on the power of the main receiver 41 to receive the beacon during the standby time, but turns on the wake-up receiver 44 with less power consumption, thereby significantly reducing power consumption.

상기 말단 디바이스(40)의 제어부(43)는 웨이크업 수신부(44)에서 비콘을 수신하여 상기 비콘에 자신의 디바이스에 전송할 메세지가 있다는 사실이 확인되면 주수신부(41)의 전원이 온되도록 제어한다. 또한, 상기 제어부(43)는 웨이크업 수신부(44)에서 비콘에 자신의 디바이스에 전송할 메세지가 있다는 사실이 확인되면 상기 송신부(42)의 전원을 온시켜 상기 송신부(42)를 통해 메세지를 수신할 준비가 되어있음을 알리는 확인 메세지를 코디네이터(50)로 전송하도록 제어할 수 있다.The control unit 43 of the terminal device 40 receives the beacon from the wake-up receiving unit 44 and controls the main receiver 41 to be turned on when it is confirmed that the beacon has a message to be transmitted to its device. . In addition, when the wake-up receiving unit 44 determines that the beacon has a message to be transmitted to its device, the control unit 43 turns on the power of the transmitting unit 42 to receive the message through the transmitting unit 42. It may be controlled to send a confirmation message to the coordinator 50 informing that it is ready.

전술한 말단 디바이스(40)와 유사하게 상기 코디네이터(50)도 주송신부(51)에 더하여 사전 설정된 주기에 따라 비콘을 송신하기 위한 웨이크업 송신부(54)를 포함할 수 있다. 이 웨이크업 송신부(54)는 사전 설정된 주기에 따라 비콘만을 전송하기 위해 구비될 수 있으며, 비콘 이외의 메세지를 전송하기 위한 주송신부(51)와는 달리 간단한 변조방식(전술한 OOK,FSK)을 구현할 수 있는 단순한 회로구조로 구현될 수 있다.Similar to the terminal device 40 described above, the coordinator 50 may also include a wake-up transmitter 54 for transmitting beacons according to a preset period in addition to the main transmitter 51. The wake-up transmitter 54 may be provided to transmit only beacons according to a preset period, and unlike the main transmitter 51 for transmitting a message other than the beacons, a simple modulation scheme (OOK, FSK, described above) may be implemented. It can be implemented with a simple circuit structure that can be.

전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 작용 및 효과에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 도 5는 본 발명의 일실시형태에 따른 비콘을 이용한 무선통신 시스템의 각 구성요소의 전원 온/오프 동작을 시간 순서에 따라 도시한 타이밍도이다.With reference to the drawings will be described in detail with respect to the operation and effect of the wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention configured as described above. 5 is a timing diagram illustrating a power on / off operation of each component of a wireless communication system using a beacon according to an embodiment of the present invention in chronological order.

도 4 및 도 5를 함께 참조하면, 먼저, 대기 상태에서 코디네이터(50)는 사전 설정된 주기에 따라 웨이크업 송신부(54)를 통해 비콘을 말단 디바이스(40)로 전송한다. 도 5의 COOR wu_tx에 도시된 것과 같이, 웨이크업 송신부(54)는 상기 사전 설정된 주기에만 전원이 온되어 비콘을 송신한다.4 and 5 together, first, in the standby state, the coordinator 50 transmits a beacon to the end device 40 through the wake-up transmitter 54 according to a preset period. As shown in COOR wu_tx of FIG. 5, the wake-up transmitter 54 transmits a beacon by turning on power only in the predetermined period.

말단 디바이스(40)의 웨이크업 수신부(54)는 상기 설정주기에 따라 주기적으로 전원이 온되어(DEV1 wu_rx, DEV2 wu_rx) 코디네이터(50)로부터 전송되는 비콘을 수신한다. 이 때, 말단 디바이스(40)의 주수신부(41), 송신부(42) 및 제어부(43)는 전원이 오프된 상태이다. 상기 웨이크업 수신부(44)는 비콘을 수신할 뿐만 아니라, 상기 비콘을 분석하여 자신이 속한 말단 디바이스로 송신할 메세지가 있는지 여부를 판단한다.The wake-up receiver 54 of the terminal device 40 is powered on periodically (DEV1 wu_rx, DEV2 wu_rx) according to the set period to receive the beacon transmitted from the coordinator 50. At this time, the main receiver 41, the transmitter 42, and the controller 43 of the terminal device 40 are in a power-off state. The wake-up receiver 44 not only receives the beacon, but also analyzes the beacon to determine whether there is a message to transmit to the end device to which it belongs.

상기 웨이크업 수신부(44)가 수신한 비콘을 분석한 결과 자신의 디바이스로 송신할 메세지가 없는 것으로 판단하면, 상기 웨이크업 수신부(44)는 다음 비콘 주기까지 전원을 오프 상태로 유지하며(DEV2 wu_rx), 주수신부(41)와 송신부(42)의 전원도 계속 오프 상태에 있게 된다(DEV2 Rx, DEV2 Tx). 마찬가지로 해당 말단 디바이스의 제어부(43)도 전원이 오프된 상태로 유지된다.If the wakeup receiver 44 analyzes the received beacon and determines that there is no message to be sent to its device, the wakeup receiver 44 maintains the power off until the next beacon period (DEV2 wu_rx). ), The power supply of the main receiver 41 and the transmitter 42 also remains in the OFF state (DEV2 Rx, DEV2 Tx). Similarly, the control unit 43 of the terminal device is also kept off.

반대로, 웨이크업 수신부(44)가 수신한 비콘을 분석한 결과 자신의 디바이스 로 송신할 메세지가 있는 것으로 판단하면, 상기 웨이크업 수신부(44)는 제어부(43)에 전원이 공급되도록 하여 제어부(43)를 웨이크업 시키고, 상기 제어부(43)는 송신부(42)의 전원을 온시켜 상기 송신부(42)에서 코디네이터(50)로 확인메세지(ack1)를 송신하게 한다(DEV1 tx). 이어 상기 제어부(43)는 전달 메세지를 수신하기 위해 주수신부(41)의 전원을 온시킨다(DEV1 rx). 코디네이터(50)의 수신부(52)는 말단 디바이스(40)로부터 송신된 확인메세지(ack1)을 수신한 후 주송신부(51)를 통해 전달 메세지를 송신하며, 전원이 온 상태에 있는 말단 디바이스(40)의 주수신부(41)는 코디네이터(50)로부터 송신된 전달 메세지를 수신한다. 수신이 완료되면 말단 디바이스(40)의 제어부(43)는 송신부(42)에서 코디네이터(50)로 수신완료 확인메세지(ack2)를 송신하게 한다. 이어, 말단 디바이스(40) 주수신부(41), 송신부(42) 및 제어부(43)는 다시 전원이 오프되어 대기상태가 된다.On the contrary, if the wakeup receiver 44 analyzes the received beacon and determines that there is a message to be sent to its device, the wakeup receiver 44 causes the controller 43 to supply power to the controller 43. Wake up), and the control unit 43 turns on the power of the transmission unit 42 so that the transmission unit 42 transmits a confirmation message ack1 to the coordinator 50 (DEV1 tx). Subsequently, the controller 43 turns on the power of the main receiver 41 to receive the delivery message (DEV1 rx). The receiving unit 52 of the coordinator 50 transmits a delivery message through the main transmitting unit 51 after receiving the acknowledgment message ack1 transmitted from the terminal device 40, and the terminal device 40 in the power-on state. The main receiver 41 of) receives a delivery message sent from the coordinator 50. When the reception is completed, the control unit 43 of the terminal device 40 causes the transmission unit 42 to transmit a reception completion confirmation message ack2 to the coordinator 50. Subsequently, the terminal device 40 main receiver 41, the transmitter 42, and the controller 43 are turned off again to a standby state.

한편, 본 발명에 적용되는 비콘은 도 6에 도시된 것과 같이 헤더(61)와 전달 메세지를 수신할 말단 디바이스에 대한 식별 데이터(62) 만으로 이루어져, 도 3에 도시된 종래의 패킷 구조에 비해 더욱 단순한 패킷 구조로 이루어지는 것이 바람직하다. 헤더(61)는 통상적으로 비트 동기를 맞추기 위한 프리앰블(611)과 유효한 프레임의 시작을 알리는 SFD(Starting Frame Delimiter)(612)로 이루어질 수 있다. 헤어의 뒤에는 전달 메세지를 수신하여야 하는 말단 디바이스 간단한 정보가 기록될 수 있다. 말단 디바이스에 대한 정보로는 네트워크 구성시 결정된 말단 디바이스의 식별 번호 또는 어드레스 등이 될 수 있으며, 모든 말단 디바이스가 전달 메세지를 수신하여야 하는 경우나 모든 말단 디바이스에 전달 메세지가 존재하지 않 는 경우를 표시할 수 있다.On the other hand, the beacon applied to the present invention consists of only the header 61 and the identification data 62 for the end device to receive the delivery message, as shown in Figure 6, compared to the conventional packet structure shown in Figure 3 It is desirable to have a simple packet structure. The header 61 may typically consist of a preamble 611 for bit synchronization and a starting frame delimiter (SFD) 612 indicating the start of a valid frame. Behind the hair can be recorded end device brief information that should receive the delivery message. Information about the end device may be an identification number or address of the end device determined at the time of network configuration, and indicates when all end devices need to receive a forwarding message or when there is no forwarding message on all end devices. can do.

이와 같이, 본 발명은, 전력소모가 많은 주송신부를 비콘 주기 마다 온시키는 종래 기술에 비해, 전력소모가 적은 웨이크업 수신부를 통해 비콘을 수신하고 전달 메세지의 수신시에만 주송신부를 온시키게 됨으로써 전력소비를 현저하게 감소시킬 수 있다. 특히, 본 발명은 말단 디바이스 내의 제어부의 전원에도 웨이크업 기능을 제공함으로써 제어부에 의해 소모되는 전력까지 절감할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention, compared with the prior art that the main transmission unit, which consumes a lot of power, turns on every beacon period, the beacon is received through the wake-up receiving unit, which consumes less power, and the main transmission unit is turned on only when the delivery message is received. Consumption can be significantly reduced. In particular, the present invention has the advantage of reducing the power consumed by the control unit by providing a wake-up function to the power supply of the control unit in the terminal device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 전력소모가 적은 웨이크업 수신부를 통해 비콘을 수신하고 전달 메세지의 수신시에만 주송신부의 전원을 온시킴으로써 무선통신 시스템의 전력소비를 현저하게 감소시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the power consumption of the wireless communication system can be remarkably reduced by receiving the beacon through the wake-up receiving unit with low power consumption and turning on the power of the main transmitting unit only when the delivery message is received. It works.

또한, 본 발명에 따르면 제어부의 동작에도 전원의 웨이크업 기능을 제공함으로써 제어부에 의해 소모되는 전력까지 절감하여 시스템 전체의 전력소비를 더욱 감소시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention by providing a wake-up function of the power supply to the operation of the control unit to reduce the power consumed by the control unit can further reduce the power consumption of the entire system.

더하여, 본 발명에 따르면, 비콘 주기를 더욱 짧게 하더라도 전력소비가 증가하지 않으므로 코디네이터와 말단 디바이스 간의 더욱 신속한 무선통신이 가능한 효과가 있다.In addition, according to the present invention, even if the beacon period is shorter, the power consumption does not increase, so there is an effect that enables faster wireless communication between the coordinator and the end device.

Claims (5)

전달 메세지의 존재 유무를 통보하기 위해 주기적으로 전송되는 비콘을 이용한 무선통신 시스템에 있어서,In a wireless communication system using a beacon is periodically transmitted to notify the presence of a delivery message, 상기 비콘을 주기적으로 송신하며, 상기 전달 메세지가 존재하는 경우 상기 전달 메세지를 송신하는 코디네이터; 및A coordinator for periodically transmitting the beacon and transmitting the delivery message if the delivery message exists; And 상기 비콘을 수신하는 웨이크업 수신부, 상기 전달 메세지를 수신하는 주수신부를 포함하는 적어도 하나의 말단 디바이스를 포함하며,At least one end device including a wake-up receiver for receiving the beacon and a main receiver for receiving the delivery message; 상기 웨이크업 수신부는 상기 비콘 주기에 따라 상기 비콘을 수신하기 위해 주기적으로 전원이 온/오프되고, 상기 주수신부는 상기 비콘을 통해 상기 전달 메세지가 존재하는 것으로 통보되는 경우에 전원이 온되어 상기 전달 메세지를 수신하며, 상기 비콘의 송수신에 사용되는 변복조 방식은 상기 전달 메세지의 송수신에 사용되는 변복조 방식보다 단순한 알고리즘을 사용하는 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템.The wake-up receiving unit is powered on / off periodically to receive the beacon according to the beacon period, and the main receiving unit is powered on when notified that the transfer message is present through the beacon. A demodulation scheme for receiving a message, the modulation and demodulation method used for transmitting and receiving the beacon is a simpler algorithm than the modulation and demodulation method used for transmitting and receiving the transmission message. 제1항에 있어서, 상기 말단 디바이스는,The method of claim 1, wherein the terminal device, 상기 웨이크업 수신부에서 수신된 상기 비콘을 통해 상기 전달 메세지가 존재하는 것으로 통보되는 경우에 상기 말단 디바스의 상기 주수신부의 전원을 온시키는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템.The wireless communication system using a beacon further comprises a control unit for turning on the power of the main receiving unit of the terminal device when the notification that the transmission message is present through the beacon received by the wake-up receiving unit . 제2항에 있어서, 상기 말단 디바이스는,The terminal device of claim 2, wherein the terminal device is 상기 주수신부의 전원이 온 되었음을 통보하는 확인 메세지를 상기 코디네이 터로 송신하는 송신부를 더 포함하며,The apparatus may further include a transmitter configured to transmit a confirmation message to the coordinator to notify that the main receiver is powered on. 상기 제어부는 상기 주수신부의 전원을 온시킨 이후, 상기 주수신부의 전원을 온시켜 상기 확인 메세지를 송신하게 하는 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템.The control unit is a wireless communication system using a beacon after turning on the power of the main receiving unit, the power of the main receiving unit to transmit the confirmation message. 제1항에 있어서, 상기 비콘은,The method of claim 1, wherein the beacon, 헤더 및 상기 전달 메세지를 수신할 말단 디바이스의 식별 정보로 구성된 프레임 구조인 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템.Wireless communication system using a beacon, characterized in that the frame structure consisting of a header and identification information of the terminal device that will receive the delivery message. 제1항에 있어서, 상기 비콘은,The method of claim 1, wherein the beacon, OOK(On-Off Keying) 또는 FSK(Frequency Shift Keying) 방식으로 변복조되어 송수신되는 것을 특징으로 하는 비콘을 이용한 무선통신 시스템.Wireless communication system using a beacon, characterized in that the modulated demodulated by OOK (On-Off Keying) or FSK (Frequency Shift Keying) method.
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