KR100953565B1 - 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법 및 센서 노드의매체 접근 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법, 트래픽 정보 관리 방법 및 센서 노드의 매체 접근 제어 장치를 개시한다.

본 발명은 노드들 간에 트래픽 정보를 교환하여 수신대상이 되는 노드에 맞게 동적으로 Long Preamble을 사용하여 데이터를 전달하기 때문에, 데이터 전달 능력을 향상시키고, Long Preamble의 전송에 사용되는 에너지 소모 절감과 데이터 전달지연 감소의 효과를 기대할 수 있다.

트래픽, 롱/쇼트 프리앰블, Check Interval

Description

센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법 및 센서 노드의 매체 접근 제어 장치{Method and Apparatus for controlling media access in sensor network}

본 발명은 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법 및 센서 노드의 매체 접근 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 노드가 자신이 처리하는 트래픽 정보를 인근 노드에게 알리고, 자신이 수집한 인근 노드의 트래픽 정보를 테이블로 저장하여 테이블 내 트래픽 정보를 기초로 동적인 Long Preamble을 사용하여 통신하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법 및 센서 노드의 매체 접근 제어 장치에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2005-S-106-03, 과제명: RFID/USN용 센서 태그 및 센서 노드 기술 개발].

센서 네트워크는 센서를 통해 얻은 정보를 싱크 노드로 전달하는 센서 노드와 센서 노드로부터 정보를 모으는 싱크 노드로 구성된다. 따라서 대부분의 센서 네트워크는 다수의 센서 노드들이 싱크 노드로 데이터를 모으는 트리 토폴로지로 구성된다.

이러한 센서 네트워크에서의 통신은 센서 노드에서 싱크 노드로 향하는, 즉 트리 구조에서 루트로 향하는 통신 패턴이 대부분이다. 따라서 본 발명은 트리 토폴로지로 구성된 센서 네트워크에서 상향 통신 패턴이 대다수인 환경에서 에너지 소모를 줄이고 전달지연을 줄이도록 한다.

본 발명의 종래기술에서는 각 노드들이 각각 다른 시간에 체크 간격(Check Interval)이라 불리는 일정한 간격으로 깨어나서, 채널이 사용 중인지 여부를 확인하는 LPL(Low Power Listening) 동작을 수행한다. 여기서 Check Interval은 10, 20, 50, 100, 200, 400, 800, 1600ms의 8가지 중에 하나로 설정된다. 송신할 데이터가 있는 노드는 LPL 동작을 통해 채널이 휴지(Idle) 상태임을 확인하고 Check Interval보다 긴 길이의 Long Preamble을 송신하여 주변의 수신이 가능한 인근 노드들에게 자신이 송신할 데이터가 있음을 알린다. 이때 Long Preamble은 Preamble과 Start Frame Delimiter(SFD), Destination Address(DA), Remainder of Preamble, Data Length로 구성된 Short Preamble들이 연속적으로 이어진 형태로 구성된다. 이와 같은 Long Preamble에 이어서 전송하고자 하는 데이터를 송신한다.

송신 노드의 인근 노드들은 Check Interval 간격으로 깨어나서 LPL을 수행하다가 Long Preamble 속의 Short Preamble을 수신하게 되고 자신이 수신대상인지를 Destination Address 영역을 보고 판단한다. 자신이 수신대상임을 확인하면 남은 Preamble 구간 동안 슬립(Sleep) 상태를 유지하여 에너지를 절약하고 송신 노드가 데이터를 송신하는 시점에서 깨어나 데이터를 수신하며, 자신이 수신대상 노드가 아니라면 남은 Preamble 구간과 데이터 송신 구간을 합한 길이만큼 Sleep 상태를 유지하여 에너지 소모를 줄인다.

그러나 상기 종래기술에서는 동일한 길이의 Check Interval과 Preamble을 사용한다. 따라서 싱크 노드로 데이터를 모으는 트리 토폴로지에서와 같이 상위 노드일수록 많은 양의 트래픽을 처리해야하는 환경에서, 처리하는 트래픽이 적은 하위 노드와 트래픽이 많은 상위 노드가 동일한 Check Interval을 사용하는 것은 불필요하게 에너지를 낭비하고 전달 지연을 늘리는 요인이 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서, 불필요한 에너지 소모를 줄이고 Hop 간 발생하는 지연을 줄이는 것을 목적으로 한다.

이를 위해 본 발명의 비동기 방식을 사용하는 센서네트워크 매체 접근 제어 방법은 자신이 송신할 데이터가 있음을 알리는데 사용하는 Preamble을 인근 노드들이 처리하는 트래픽의 양에 따라 동적으로 사용함으로써, Preamble을 송신하거나 Overhearing하며 사용했던 에너지 소모를 줄이고 Preamble을 송신하는 과정에서 발생하는 전달 지연을 줄일 수 있게 된다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 다수의 노드들을 포함하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법으로서, 서로 다른 간격으로 채널 사용 상태를 체크하는 상기 노드들 중 채널에 유효 신호가 없음을 감지한 제1 노드는 전송할 데이터가 있는 경우, 상기 노드들 중 적어도 하나의 수신대상 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 상기 롱 프리앰블의 길이를 결정하는 단계; 상기 전송할 데이터의 유형에 따라 적어도 하나의 쇼트 프리앰블을 상기 롱 프리앰블 길이에 대응하여 연속으로 생성하는 단계; 및 상기 쇼트 프리앰블들을 상기 수신대상 노드들로 전송하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 다수의 노드들을 포함하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법으로서, 서로 다른 간격으로 채널 사용 상태를 체크하는 상기 노드들 중 채널에 유효 신호가 있음을 감지한 제1 노드는 상기 노드들 중 유효 신호를 발한 제2 노드가 전송한 쇼트 프리앰블을 수신하는 단계; 상기 쇼트 프리앰블의 수신 시점에서 잔존 롱 프리앰블의 길이만큼 슬립 모드를 유지하는 단계; 및 상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후, 전송할 데이터의 유형에 따라 생성된 상기 쇼트 프리앰블로부터 데이터를 획득하는 단계;를 포함하며, 상기 롱 프리앰블의 전체 길이는 상기 제2 노드가 자신의 인근 노드들의 트래픽 정보를 기초로 결정한 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 센서 노드의 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법으로서, 제1 채널 체크 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 단계; 상기 채널에 유효 신호가 없으면, 사용가능한 프리앰블 길이 중 최장 길이의 롱 프리앰블을 이용하여 인근 노드들로 하향 트래픽을 요청하는 단계; 상기 최장 길이 롱 프리앰블의 쇼트 프리앰블을 수신 한 인근 노드로부터 상기 하향 트래픽이 포함된 쇼트 프리앰블을 수신하는 단계; 및 상기 하향 트래픽 및 상향 트래픽을 이용하여 제2 채널 체크 간격을 설정하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 센서 노드의 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법으로서, 인근 노드들로부터 획득한 하향 트래픽 및 상향 트래픽을 이용하여 소정 채널 체크 간격으로 채널 상태를 체크하는 단계; 상기 채널에서 쇼트 프리앰블을 수신하고, 상기 쇼트 프리앰블의 트래픽 정보를 확인하는 단계; 상기 트래픽 정보가 하향 트래픽을 요청 메시지인 경우, 동일한 타입의 쇼트 프리앰블로 구성된 상기 하향 트래픽 요청 노드의 채널 체크 간격보다 긴 롱 프리앰블을 사용하여 상기 하향 트래픽을 전송하는 단계; 및 상기 트래픽 정보가 상기 상향 트래픽 또는 상기 하향 트래픽의 변화 정보인 경우, 상기 채널 체크 간격을 재설정하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 센서 노드의 매체 접근 제어 장치로서, 소정 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 모니터; 상기 채널에 유효 신호가 없고, 전송할 데이터가 있는 경우 적어도 하나의 수신대상 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 상기 롱 프리앰블의 길이를 결정하고, 상기 전송할 데이터의 유형에 따라 적어도 하나의 쇼트 프리앰블을 상기 롱 프리앰블 길이에 대응하여 연속으로 생성하는 프리앰블 생성부; 및 상기 쇼트 프리앰블들을 상기 수신대상 노드들로 전송하는 송신부;를 포함할 수 있다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 센서 노드의 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 장치로서, 소정 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 모니터; 상기 채널에 유효 신호를 발한 제1 노드가 전송한 쇼트 프리앰블을 수신하는 수신부; 및 상기 쇼트 프리앰블의 수신 시점에서 잔존 롱 프리앰블의 길이만큼 슬립 모드를 유지시키고, 상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후 상기 쇼트 프리앰블 타입에 따라 전송된 데이터를 획득하는 파싱부;를 포함하며, 상기 롱 프리앰블의 전체 길이는 상기 제1 노드가 자신의 인근 노드들의 트래픽 정보를 기초로 결정하는 것을 특징으로 한다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공할 수 있다.

다수의 센서 노드와 싱크 노드로 구성된 센서 네트워크는 대부분 센서 노드가 센싱된 정보를 싱크 노드에게 전달해주는 통신 패턴을 가지고 있다. 따라서 트리에서 싱크 노드와 가까운, 상위 노드 역할을 하는 노드들일수록 더욱 많은 양의 트래픽을 처리해야한다. 본 발명에서는 트래픽 양이 많을수록 짧은 길이의 체크 간격(Check interval)을 사용하여 데이터를 빠르게 처리할 수 있고, 트래픽 양이 적은 노드일수록 불필요하게 깨어나는 일이 없도록 긴 길이의 체크 간격(Check interval)을 사용하여 에너지를 절약한다.

또한 네트워크의 대다수를 차지하는 하위 노드들이 짧은 롱 프리앰블(Long Preamble)을 사용하여 상위 노드들에게 송신하는 통신 패턴이 전체 통신의 대부분을 차지하기 때문에, 전체적으로 고정된 긴 길이의 롱 프리앰블(Long Preamble)을 사용하는 방법보다 작은 길이의 롱 프리앰블(Long Preamble)을 사용함으로써 에너지를 절약할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호들 및 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명은 비동기 방식의 센서네트워크 매체 접근 제어에서 사용되는 Preamble을 보다 효율적으로 사용하여 노드가 자신이 처리하는 트래픽 정보를 인근 노드에게 알리고, 자신이 수집한 인근 노드의 트래픽 정보를 테이블로 저장하여 동적인 Long Preamble을 사용하여 통신하는 방법이다.

종래의 기술은 고정 길이의 Long Preamble을 사용하여 트리 형태의 센서네트워크 토폴로지에서 사용하기에 부적합하였다. 본 발명은 종래기술의 문제점을 보완하여 트래픽 정보를 기반으로 동적인 길이의 Long Preamble을 사용하여 데이터 전달 능력을 향상시키고, Long Preamble에 사용되는 에너지를 절약하는데에 있다.

본 발명은 트래픽 정보를 교환하는 방법과 트래픽 정보를 테이블로 유지하는 방법, 효율적으로 Long Preamble을 구성하는 방법이 제시된다. 본 발명에서 제시하는 트래픽 정보를 교환하여 수신대상이 되는 노드에 맞게 동적으로 Long Preamble을 사용하여 에너지 소모 절감과 데이터 전달지연 감소의 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서는 각 노드가 자신이 처리하는 트래픽 정보를 쇼트 프리앰블(Short Preamble)의 트래픽(Traffic) 필드를 통해 상위 노드와 하위 노드들과 교환하고, 교환한 트래픽 정보를 기반으로 트래픽 테이블을 구성한다. 트래픽 테이블을 기반으로 송신시 사용하는 롱 프리앰블(Long Preamble)의 길이를 수신대상 노드에 따라 다르게 사용한다. 롱 프리앰블은 적어도 하나 이상의 쇼트 프리앰블(Short Preamble)이 연속된 구성을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 노드들이 자신이 발생시키는 트래픽과 상향으로 전달해주는 트래픽을 누적하여 보유하는 트리 토폴로지의 예를 도시한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 각 노드들이 가지고 있는 트래픽 테이블을 도시한다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드가 데이터를 전달할 때 사용하는 Long Preamble의 구조를 도시한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 정보를 주고받을 때 사용되는 Long Preamble의 구조를 도시한다.

도 1을 참조하면, 토폴로지를 이루는 각 노드는 노드의 주소와 괄호 안의 트래픽 정보로 표현된다. 괄호 안의 트래픽 정보는 노드가 발생시키는 트래픽과, 자신이 발생시키는 트래픽과 하위 노드들로부터 전달받아 상위 노드로 전달하는 상향 전달 트래픽의 합으로 표현된다. 트리의 루트는 싱크 노드인 0x0000이며 0x0000이 주기적으로 발생시키는 트래픽은 모든 노드들이 하향 트래픽 정보를 서로 교환하여 이미 알고 있다고 가정한다. 상기 하향 트래픽은 싱크 노드가 하위 노드들에게 전달하는 주기적으로 발생시킨 트래픽과 비주기 트래픽의 합으로, 여기서 하향 트래픽 값을 Y라고 한다. 또한 모든 노드들 각각은 트리 토폴로지로 서로 연결된 자신의 하위 노드와 상위 노드에 대해서 이미 알고 있다. 도 1에서는 하향 트래픽에 관하여 도시되지 않고 노드가 주기적으로 싱크 노드에 전달하는 트래픽인 노드의 발생 트래픽과 상향전달 트래픽에 관련된 내용만 도시되어 있다.

도 2를 참조하면, 트래픽 테이블은 대상노드의 주소와 대상노드의 트래픽 정보, 그리고 상위 노드인지 하위 노드인지 노드의 계층을 결정하는 플래그로 구성된다. 대상노드의 트래픽 정보, 즉, 트리 토폴로지 상의 상위 노드나 하위 노드의 트래픽 정보는 상위 노드나 하위 노드의 쇼트 프리앰블(Short Preamble)을 수신하여 갱신한다. 상기 대상노드의 트래픽 정보는 상기 대상노드가 전송하는 상향 트래픽 값이다. 플래그는 업 플래그 값이 참(True)인 경우 상위 노드임을, 업 플래그 값이 거짓(False)인 경우 하위 노드임을 나타내도록 되어 있다. 본 실시예와 달리 노드의 계층을 알릴 수 있는 다른 여러 방식으로의 표현도 가능함을 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 충분히 알 수 있을 것이다.

노드 자신이 트래픽 정보를 송신할 경우 수신대상 노드의 트래픽 값을 기반으로 체크 간격(Check Interval)을 계산하여 수신대상 노드가 충분히 수신할 수 있는 최소한의 길이의 롱 프리앰블(Long Preamble)을 사용하여 송신한다.

도 3을 참조하면, 송신 데이터를 전송하기 위해 사용되는 Long Preamble은 하나 이상의 연속적인 Short Preamble로 구성되어있다. 각 Short Preamble은 Preamble(310), Start Frame Delimiter(SFD)(320), Destination Address(DA)(330), Source Address(340), Type(350), Remainder of Preamble(360), Data Length(370), Traffic(380) 필드로 구성되어 있다.

Preamble 필드(310)는 비트 단위의 동기를 맞추기 위한 영역이다.

Start Frame Delimiter(SFD) 필드(320)는 바이트 단위의 정보가 시작됨을 알리는 영역이다.

Destination Address(DA) 필드(330)는 수신대상 노드의 주소를 표시하는 영역이다.

Source Address(SA) 필드(340)는 송신 노드의 주소를 표시하는 영역이다.

Type 필드(350)는 Short Preamble의 종류를 나타내는 영역이며, 송신 데이터를 전송하기 위하여 사용하는 도 3의 Long Preamble은 Type을 0을 사용한다.

Remainder of Preamble(ROP) 필드(360)는 Long Preamble의 전체 길이 중 수신 노드가 Short Preamble을 수신한 시점에서 Long Preamble의 남은 길이 정보를 표시한다.

Data Length 필드(370)는 Long Preamble 이후에 연속적으로 이어서 송신되는 Data의 길이를 나타내는 영역이다.

Traffic 필드(380)는 노드가 주기적으로 싱크 노드에게 보고하는 발생 트래픽과 하위 노드들로부터 전달받아 상위노드에게 전달해주는 상향전달 트래픽을 합한 정보인 상향 트래픽을 표시하는 영역이다. 도 5의 트래픽 교환 용도의 Long Preamble의 경우에는 Traffic 필드(470)에 하향 트래픽을 표시하기도 한다.

도 4를 참조하면, 트래픽 정보를 갱신하거나 주고받을 때 사용되는 Long Preamble은 Preamble(410), Start Frame Delimiter(SFD)(420), Destination Address(DA)(430), Source Address(SA)(440), Type(450), Remainder of Preamble(460) 및 Traffic(470) 필드를 구비하는 하나 이상의 Short Preamble이 연속적으로 구성되어 있다. 도 4의 쇼트 프리앰블은 트래픽 정보만을 주고받기 위한 용도로 사용되기 때문에 도 3의 쇼트 프리앰블과 달리 Data Length 필드와 Long Preamble 뒤에 이어서 전송되는 송신 데이터도 없다.

Preamble 필드(410)는 비트 단위의 동기를 맞추기 위한 영역이다.

Start Frame Delimiter(SFD) 필드(420)는 바이트 단위의 정보가 시작됨을 알린다.

Destination Address(DA) 필드(430)는 수신대상 노드의 주소를 표시하는 영역이다.

Source Address(SA) 필드(440)는 Long Preamble을 송신하는 노드의 주소이다.

Type 필드(450)는 Short Preamble의 종류를 나타내는 영역이며, 수신 노드는 Type 필드에 적힌 값을 보고 송신 데이터를 전달하는 용도의 Long Preamble인지 트래픽 정보를 교환하기 위한 Long Preamble인지 알 수 있다. 트래픽 정보 교환을 위해 사용되는 Long Preamble이라면 Type 필드의 값은 다시 1,2,3으로 구분하여 설정될 수 있다. 예를 들어, Type 값이 1이라면 하향 트래픽의 정보를 인근 노드에게 요청하거나 응답하기 위하여 사용되는 Long Preamble을 의미하고, Type 값이 2라면 상향 트래픽 정보를 최초로 등록하거나 갱신하기 위하여 사용되는 Long Preamble을 의미하고, Type 값이 3이라면 하향 트래픽 정보를 갱신하기 위하여 사용되는 Long Preamble을 의미하는 것으로 설정할 수 있다.

Remainder of Preamble(ROP) 필드(460)는 Long Preamble의 남은 길이 정보를 표시한다.

Traffic 필드(470)는 하향 트래픽 정보나 상향 트래픽 정보를 표시하는 영역이다. 상향 트래픽이란 센서 노드가 싱크 노드에게 주기적으로 송신하는 발생 트래픽과 자신의 하위 노드들로부터 전달받아 상위 노드에게 전달해주는 상향전달 트래픽의 합을 의미한다. 그리고 하향 트래픽이란 싱크 노드가 모든 하위 노드들에게 주기적으로 보내는 트래픽과 싱크 노드에서 비주기적으로 발생할 수 있는 트래픽의 합을 의미한다. 싱크 노드가 모든 하위 노드들에게 주기적으로 보내는 트래픽은, 상향 트래픽이 하위 노드들의 정보가 모아지면서 상위 노드로 갈수록 트래픽의 양이 커지는 것과는 달리 트래픽의 양이 일정하다. 각 노드에서 비주기적으로 발생할 수 있는 트래픽은 각 노드에서 비주기적으로 발생할 수 있는 트래픽에 대해 데이터의 전달능력을 향상시키기 위한 트래픽 정보이다. 쇼트 프리앰블이 Type 필드(450) 값이 '1'이고, Traffic 필드(470) 값이 '0'인 경우, 인근 노드에 하향 트래픽 정보를 요청하는 메시지로서 사용될 수 있다.

도 1 내지 도 4를 참조하여 예를 들면, 도 1의 노드 0x0030은 주기적으로 X만큼의 트래픽을 발생시킨다. 노드 0x0030은 자신이 기 저장하고 있는 도 2의 테이블을 확인하고, 자신의 하위 노드가 없으므로 상향전달 트래픽이 0임을 알고 상향 트래픽 값 X를 도 3의 송신 데이터 전송용 Short preamble의 Traffic 필드에 기재하여 Long preamble을 송신한다. 노드 0x0030은 자신의 상향 트래픽인 X와 하향 트래픽 Y를 합한 값을 기초로 자신의 채널 체크 간격(Check Interval)을 결정하여 LPL 동작을 수행한다.

도 1의 노드 0x0020은 자신이 발생시키는 2X의 트래픽과 도 2에 도시된 자신이 기 저장하고 있는 테이블에 등록된 하위 노드인 0x0030에서 전달받은 상향전달 트래픽 X를 합한 3X를 도 3의 송신 데이터 전송용 Short preamble의 Traffic 필드 영역에 기재하여 Long preamble을 송신한다. 노드 0x0020은 자신의 상향 트래픽인 3X와 하향 트래픽 Y를 합한 값을 기초로 자신의 채널 체크 간격(Check Interval)을 결정하여 LPL 동작을 수행한다.

도 1의 노드 0x0010도 마찬가지로 자신이 발생시키는 트래픽 X와 도 2에 도시된 기 저장하고 있는 테이블에 등록된 하위 노드인 0x0020과 0x0021에서 전달받은 상향 트래픽 3X와 4X를 합한 8X를 도 3의 송신 데이터 전송용 Short preamble의 Traffic 필드 영역에 기재하여 Long preamble을 송신한다. 노드 0x0010은 자신의 상향 트래픽인 8X와 하향 트래픽 Y를 합한 값을 기초로 자신의 채널 체크 간 격(Check Interval)을 결정하여 LPL 동작을 수행한다.

다른 모든 노드들도 위와 같이 자신의 트래픽 테이블을 참조하여 송신 데이터 전송용 Short preamble의 Traffic 필드의 값을 채운다. 전술한 바와 같이 송신 데이터를 전송하기 위하여 사용하는 Long preamble의 Traffic 필드를 상향 트래픽 정보로 채워서 송신함으로써 수신대상 노드 또는 이를 수신한 인근 노드들이 송신 노드의 상향 트래픽 정보를 알게 되고, 동일한 값인 하향 트래픽 정보를 감안하여 인근 노드의 Check Interval을 알 수 있다.

도 5A 내지 도 5B는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드들의 트래픽 전달 과정과 트래픽 테이블 등록/갱신 방법을 설명하는 흐름도이다. 도 5A 내지 도 5B에서 노드들이 네트워크에 가입하는 절차는 생략한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 다수의 센서 노드들 중 하나의 제1 노드를 예로 설명하겠다.

도 5A 및 도 5B를 참조하여 먼저 네트워크에 가입한 제1 노드가 하향 트래픽 요청 메시지를 송신하는 과정을 살펴보면, 제1 노드는 처음에 자신의 Check Interval이 결정되어 있지 않으므로 사용가능한 Check Interval 중 가장 짧은 Check Interval인 10ms 간격으로 깨어나 LPL을 수행한다(S510).

네트워크에 가입한 제1 노드는 하향 트래픽 정보가 없어 아직 자신의 Check Interval을 결정하지 못했으므로, 하향 트래픽 정보를 얻기 위해, 도 4의 트래픽 정보 교환 용도의 프리앰블 구조에 따라 Long Preamble을 인근 노드로 송신하여 하향 트래픽 정보를 요청한다(S515). 전술된 예를 인용하면, Short Preamble 내 SA 필드(440)에는 자신의 주소를 채우고, Type 필드(450)에 '1'을 채우고, Traffic 필 드(470)에 '0'을 채우고, ROP 필드(450)에 각 Short Preamble 위치에서 Long Preamble의 남은 길이 정보를 채워서 가장 긴 길이(1600ms 이상)의 Long Preamble을 송신한다.

인근 노드의 LPL 주기를 모르므로 사용가능한 Check Interval 중 가장 긴 길이의 Check Interval 동안 하향 트래픽 응답 메시지를 대기하면서 응답 메시지 수신 여부를 확인한다(S520). 응답 메시지를 수신할 때까지 단계 515 및 단계 520을 반복한다.

상기 하향 트래픽 정보를 요청하는 메시지를 수신한 노드는 수신한 Short Preamble의 Type 필드(450) 값 및 Traffic 필드(470) 값을 확인하여 데이터 전송을 위한 메시지인지, 하향 트래픽 정보를 요청하는 메시지인지, 트래픽 갱신 메시지인지를 인식한다. 전술된 예를 인용하면, Type 필드(450) 값이 '1'이고 Traffic 필드(470) 값이 '0'인 경우 하향 트래픽의 정보를 요청하는 메시지임을 인식하고, ROP 필드(460)의 값을 참조하여 슬립 모드(Sleep mode) 유지 기간을 결정하여 그 기간만큼 Sleep 상태로 대기한다. 상기 수신 노드는 Sleep 상태에서 깨어난 뒤에 충돌을 피하기 위하여 0ms에서 6ms 사이의 랜덤 백오프 시간만큼 대기한 이후에 10ms보다 긴 Long Preamble을 사용하여 도 4의 프리앰블 구조의 Type 필드(450)에 '1', Traffic 필드(470)에 하향 트래픽 정보를 채워서 상기 제1 노드의 하향 트래픽 정보 요청에 응답한다.

하향 트래픽 정보를 수신한 제1 노드는 자신이 싱크 노드에게 주기적으로 보고하는 트래픽 양(발생 트래픽)과 자신의 하위 노드들로부터 전달받아 상위 노드로 전달해 주어야 하는 트래픽의 양(상향전달 트래픽)과 하향 트래픽 양을 합하여 자신의 Check Interval을 결정한다(S525). 트래픽의 값이 크다면 처리해야하는 트래픽이 많은 것이므로 보다 작은 크기의 Check Interval을 사용하고 트래픽이 적다면 보다 긴 길이의 Check Interval을 사용한다. 자신의 Check Interval을 결정한 이후에 최초로 송신 동작을 수행하는 경우, 제1 노드는 가장 긴 길이의 Long Preamble(1600ms 이상)을 사용하여 자신의 트래픽 정보를 인근 노드들로 송신한다.

제1 노드는 상향 트래픽에 의해 자신의 Check Interval이 변경되는 경우인지를 판단한다(S530).

Check Interval이 변경되지 않는 경우, 제1 노드는 전송할 송신 데이터가 있으면, Type '0'의 송신 데이터 전송을 위한 Long Preamble을 사용하여 송신 데이터와 함께 자신의 상향 트래픽 정보를 인근 노드들로 송신한다(S535).

Check Interval이 변경된 경우 변경된 Check Interval을 적용시키기 전에 직접적으로 통신하는 인근 노드들은 제1 노드의 변경된 Check Interval을 알아야 한다. 따라서 제1 노드는 자신이 가지고 있는 트래픽 테이블을 참고하여 가장 작은 트래픽을 갖는 노드의 Check Interval에 맞춘 Type '2'의 Long Preamble을 사용하여 상향 트래픽 갱신 메시지를 전송한다(S540).

단계 535 및 단계 540에서 전송을 마친 제1 노드는 자신의 Check Interval에 맞추어 LPL 동작을 반복한다(S545).

다음으로 자신의 Check Interval에 맞게 동작하는 제1 노드가 하향 트래픽 요청 메시지를 수신하고 갱신하는 과정을 살펴보겠다.

자신의 Check Interval에 맞추어 LPL 동작을 반복(S545)하는 제1 노드는 메시지를 수신한 경우, 수신한 메시지가 하향 트래픽 요청 메시지인지 여부를 확인한다(S550). 전술된 예를 인용하면, Type 필드(450) 값이 '1'이고 Traffic 필드(470) 값이 '0'인 경우 하향 트래픽의 정보를 요청하는 메시지로서 인식할 수 있다.

하향 트래픽 정보 요청 메시지인 경우, 제1 노드는 도 4의 프리앰블 구조의 Type 필드(450)에 '1', Traffic 필드(470)에 하향 트래픽 정보를 채워서 상기 하향 트래픽 요청 메시지를 송신한 타 노드에 응답한다(S555).

제1 노드는 하향 트래픽 정보 요청 메시지가 아닌 경우 또는 하향 트래픽 정보 요청 메시지를 수신하지 못한 경우에는 자신이 처리하는 트래픽의 양이 변하는지 여부를 판단한다. 자신이 처리하는 트래픽의 양이 변하게 되는 요인은 자신이 발생시키는 트래픽의 양이 변하거나, 하위노드로부터 전달받는 트래픽의 양이 변하거나, 하향트래픽의 양이 변하는 경우이다.

제1 노드는 자신이 발생시키는 트래픽의 양이 변하는지 여부를 판단하고(S560), 발생 트래픽이 변한 경우 Check Interval을 다시 결정한다(S525).

제1 노드는 발생 트래픽이 변하지 않은 경우, 수신 메시지에서 하위노드로부터의 상향트래픽이 변하는지 여부를 판단한다(S565). 수신한 메시지의 Type이 '0'인 경우 하위노드로부터 전달되는 메시지의 트래픽 필드로부터 상향트래픽의 변화 여부를 판단하여 상향트래픽 양이 변하는 경우 그에 따라 트래픽 테이블을 갱신한다(S575). 변화된 상향트래픽에 의해 Check Interval을 다시 결정한다(S525).

제1 노드는 수신 메시지가 하위노드로부터의 상향 트래픽 갱신 메시지인지 여부를 판단한다(S570). 수신 메시지의 타입이 '2'인 메시지를 수신하면 상향 트래픽이 갱신되었으므로 갱신된 상향 트래픽에 따라 트래픽 테이블을 갱신한다(S575). 갱신된 상향 트래픽에 의해 Check Interval을 다시 결정한다(S525).

제1 노드는 수신 메시지가 상위노드로부터의 하향 트래픽 갱신 메시지인지 여부를 판단한다(S580). 수신 메시지의 타입이 '3'인 메시지를 수신하면 하위노드에게 하향 트래픽이 갱신되었음을 알리기 위하여 메시지 타입이 '3'인 하향 트래픽 갱신 메시지를 송신하고(S585), 갱신된 하향 트래픽에 의해 Check Interval을 다시 결정한다. 하향 트래픽에 의해 Check Interval이 변하는 경우는 변경된 Check Interval을 적용시키기 전에 하향 트래픽 갱신 메시지를 송신하여 하위노드가 가지고 있는 하향 트래픽 정보를 갱신하기 때문에 트래픽 테이블을 고려하지 않아도 된다.

전술된 단계 550 내지 단계 585에서 수신한 메시지의 타입(타입 0 ~ 3)을 확인하는 순서는 달리 설정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 토폴로지의 노드 0x0000, 0x0010, 0x0011의 동작을 예로서 도시한 도면이다.

상기 각 노드 0x0000, 0x0010, 0x0011는 각각에 해당하는 도 2에 도시된 트래픽 테이블을 가지고 있으며, 각각 다른 상향전달 트래픽 값과 각각 다른 Check Interval을 가지고 있다. 하향 트래픽(Y)은 위에서 가정한 바와 같이 모든 노드가 알고 있다고 가정한다. 그리고 노드 0x0010과 노드 0x0011은 서로 통신할 수 없는 위치에 있다.

노드 0x0010은 0x0000에게 데이터를 송신하기 위하여 LPL 동작으로 채널에 유효한 신호가 있는지 확인한다. 유효한 신호가 없음을 확인하면, 자신의 트래픽 테이블을 기초로 0x0000의 상향전달 트래픽(11X)과 하향 트래픽(Y)을 합한 값에 의해 Check Interval을 결정하고, Check Interval 보다 긴 길이의 Long Preamble을 사용하여 데이터를 송신한다.

노드 0x0000은 자신의 Check Interval에 맞게 Sleep 동작과 LPL(Low Power Listening) 동작을 반복하다가 LPL 동작에서 채널에 유효한 신호가 있음을 감지하면 라디오를 켜서 일정시간 수신을 해보고 노드 0x0010이 송신하는 Short Preamble을 수신한다. 노드 0x0000은 Short Preamble의 Remainder of Preamble 필드의 값만큼 Sleep 상태에 있다가 깨어나 Long Preamble 뒤에 이어서 송신되는 데이터를 수신한다. 노드 0x0010과 0x0000은 통신을 완료하고 각각의 Check Interval에 따라 LPL 동작과 Sleep 동작을 반복한다.

노드 0x0011은 0x0000에게 데이터를 송신을 하기 위해 LPL 동작을 수행하고 채널에 유효한 신호가 없음을 감지하면, 자신의 트래픽 테이블을 기초로 0x0000의 상향전달 트래픽(11X)과 하향 트래픽(Y)을 합한 값으로 Check Interval을 결정하고, Check Interval보다 긴 길이의 Long Preamble을 사용하여 데이터를 송신한다. 노드 0x0000은 자신의 Check Interval에 맞게 Sleep 동작과 LPL 동작을 반복하다가 LPL 동작을 수행하여 채널에 유효한 신호가 있음을 감지하면 라디오를 켜서 일정시간 수신을 해보고 노드 0x0011이 송신하는 Short Preamble을 수신한다. 노드 0x0000은 Short Preamble의 ROP 필드의 값만큼 Sleep 상태에 있다가 깨어나 Long Preamble 뒤에 이어서 송신되는 데이터를 수신한다. 노드 0x0011과 0x0000은 통신을 완료하고 각각의 Check Interval에 따라 LPL 동작과 Sleep 동작을 반복한다.

그리고 노드 0x0000이 하위노드들에게 데이터를 송신하는 경우, 노드 0x0000은 LPL 동작으로 채널에 유효한 신호가 없음을 확인한다. 그런 후에 자신의 트래픽 테이블을 검사해보고 하위노드인 0x0010과 0x0011중 더 작은 트래픽을 가진 0x0011이 충분히 수신할 수 있는 길이의 Long Preamble을 사용하여 데이터를 송신한다. 0x0010과 0x0011은 각자의 Check Interval에 맞게 Sleep 동작과 LPL 동작을 반복하다가 0x0000이 송신한 Long Preamble 중 Short Preamble을 수신하고 Preamble의 ROP 필드의 값만큼 Sleep 상태에 있다가 깨어나 Long Preamble 뒤에 이어서 송신되는 데이터를 수신한다.

도 7A 내지 도 7B는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 프리앰블(메시지) 송수신 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 7A 내지 도 7B를 참조하면, 노드는 자신의 Check Interval에 맞게 Sleep을 하고 Sleep에서 깨어나 LPL 동작을 수행한다(S700).

노드는 LPL 동작을 통해 채널에 유효한 신호 감지 여부를 판단한다(S705).

노드는 유효 신호를 감지하면 라디오를 켜서 Short Preamble 수신을 시도한다(S710).

노드는 Short Preamble을 충분히 수신하기 위해 필요한 시간 동안 수신 상태를 유지하며 Short Preamble을 수신한다. 노드는 Short Preamble 수신 시간이 만료되었는지 여부를 판단하여(S715), 수신 시간 내이면 계속 Short Preamble 수신을 시도하고(S710), 수신 시간이 만료되었으면 Short Preamble을 온전히 수신했는지 여부를 판단한다(S720).

노드는 수신 시간이 만료될 때까지 Short Preamble을 수신하지 못했다면 다음 LPL 시점까지 Sleep 상태를 유지한다(S770).

노드는 수신 시간 내에 Short Preamble을 수신했다면 Long Preamble에 대한 Overhearing을 피하기 위해 ROP 영역의 값만큼 Sleep 상태를 유지한다(S725).

노드는 수신한 Short Preamble의 타입을 확인하여(S730) 타입 값이 '0'이 아니고 '1, 2, 3'인 경우, 프리앰블에 이어서 전송되는 데이터가 없기 때문에 타입 값에 따라 Traffic 필드에서 트래픽 정보만 수신하고 다음 LPL 시점까지 Sleep 상태를 유지한다(S770).

노드는 수신한 Short Preamble의 타입의 값이 '0'인 경우, DA 필드를 통해 자신이 수신 대상인지를 확인한다(S735).

노드는 자신이 수신 대상인 경우 데이터를 수신하고(S740), 수신 대상이 아닌 경우 Data Length의 길이만큼 더 Sleep을 유지하여 데이터 전송에 발생할 수 있는 overhearing을 피한다(S745).

한편, 노드는 LPL 동작 이후에 채널에서 유효한 신호가 감지되지 않은 경우 송신할 데이터나 트래픽 정보가 있는지 여부를 판단한다(S750).

노드는 송신할 데이터나 트래픽 정보가 있는 경우에 송신대상의 트래픽 테이블을 확인한다(S755).

이때 송신대상의 트래픽 정보가 트래픽 테이블에 없는 경우 노드는 가장 긴 길이(1600ms 이상)의 Preamble을 사용하여 송신 정보를 수신대상 노드가 확실하게 수신할 수 있도록 한다(S760).

송신대상의 트래픽 정보가 트래픽 테이블에 등록이 되어있다면 노드는 등록되어있는 상향 트래픽 정보와 다른 노드들과 공유하고 있는 하향 트래픽 정보를 기반으로 수신대상 노드의 Check Interval을 계산하여 수신대상이 수신할 수 있는 길이의 Long Preamble로 송신 정보를 송신한다(S765).

정보를 송신한 노드는 다음 LPL 시점까지 Sleep 상태를 유지한다(S770).

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크를 구성하는 노드의 매체 접근 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이하에서는 전술된 내용과 중복되는 내용의 상세한 설명은 생략하겠다.

도 8을 참조하면, 노드의 매체 접근 제어 장치는 모니터(810), 트래픽 테이블(820), 프리앰블 생성부(830), 송신부(840), 수신부(850), 파싱부(860) 및 체크 간격 결정부(870)를 포함한다.

모니터(810)는 소정 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지한다. 각 노드별로 채널 체크 간격은 다를 수 있다. 모니터(810)는 채널 체크 결과를 프리앰블 생성부(830) 및 수신부(850)에 전송하여 데이터를 전송 또는 수신하도록 한다.

트래픽 테이블(820)은 송신 노드가 인근 노드들의 트래픽 정보를 노드 주소 및 노드 계층 정보(상위 노드와 하위 노드)와 매칭시킨 테이블이다. 상기 트래픽 정보는 인근 노드의 상향 트래픽 정보가 기록된다.

프리앰블 생성부(830)는 모니터(810)의 채널 체크 결과 채널에서 유효 신호가 감지되지 않고, 전송할 데이터가 있으면 상기 트래픽 테이블(820)로부터 수신대상 노드들의 트래픽 정보를 확인하여 전송할 롱 프리앰블의 길이에 맞게 전송할 데이터에 따라 정해진 타입의 쇼트 프리앰블을 연속으로 생성한다. 프리앰블 생성부(830)는 전송할 데이터가 송신 데이터인 경우, 도 3에 도시된 바와 같은 쇼트 프리앰블을 생성하고, 전송할 데이터가 교환 또는 갱신할 트래픽 정보인 경우, 도 4에 도시된 바와 같은 쇼트 프리앰블을 생성한다.

프리앰블 생성부(830)는 검색부(823) 및 길이 결정부(825)를 포함한다. 검색부(823)는 트래픽 테이블에서 상기 수신대상 노드들의 트래픽 정보를 검색한다. 길이 결정부(825)는 트래픽 테이블에 수신대상 노드들의 트래픽 정보가 없으면 사용가능한 프리앰블 길이 중 가장 긴 길이를 롱 프리앰블 길이로 결정한다. 길이 결정부(825)는 트래픽 테이블에 수신대상 노드들의 트래픽 정보가 있으면 수신 대상 노드들 중 최소 트래픽을 갖는 노드의 채널 체크 간격을 계산하고, 계산된 채널 체크 간격에 맞는 롱 프리앰블 길이를 결정한다.

송신부(840)는 연속의 쇼트 프리앰블을 상기 수신대상 노드들로 전송한다.

수신부(850)는 모니터(810)의 채널 체크 결과 채널에서 유효 신호가 감지된 경우, 채널에 유효 신호를 발한 송신 노드로부터 연속으로 전송되는 다수의 쇼트 프리앰블 중 하나를 수신한다. 송신 노드로부터 전송되는 쇼트 프리앰블은 송신 노드의 트래픽 테이블에 기록된 인근 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 송신 노드가 롱 프리앰블 길이를 결정하고, 롱 프리앰블 길이에 대응하여 생성된 연속된 쇼 트 프리앰블이다.

파싱부(860)는 송신 노드로부터 수신한 쇼트 프리앰블의 필드를 분석하여, 쇼트 프리앰블의 타입, 잔존 롱 프리앰블의 길이 등을 확인한다. 파싱부(860)는 노드를 잔존 롱 프리앰블의 길이만큼 슬립 모드로 유지시키고, 상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후 상기 쇼트 프리앰블 타입에 따라 전송된 데이터를 획득한다. 예를 들어, 파싱부(860)는 쇼트 프리앰블이 트래픽 정보 교환/갱신용인 경우 쇼트 프리앰블의 트래픽 필드로부터 트래픽 정보를 획득하고, 자신의 LPL 시점까지 슬립한다. 파싱부(860)는 쇼트 프리앰블이 송신 데이터 전송용인 경우 롱 프리앰블에 이어 전송되는 송신 데이터를 수신한다. 이때 파싱부(860)는 쇼트 프리앰블 내 목적지 주소가 자신인지 여부를 먼저 확인하여 자신이 목적지가 아니면 송신 데이터 길이만큼 슬립 모드를 더 유지시키고, 자신이 목적지이면 송신 데이터를 수신하여 획득한다.

체크 간격 결정부(870)는 파싱부(860)의 쇼트 프리앰블 분석 결과에 따라 상향 트래픽 또는 하향 트래픽이 변경된 경우, 변경된 트래픽 값을 기초로 채널 체크 간격을 재설정하여 변경한다. 상향 트래픽이 변경된 경우에는 트래픽 테이블(820)의 트래픽 정보를 갱신한다. 노드는 상향 트래픽에 의해 채널 체크 간격이 변경된 경우에는 쇼트 프리앰블을 생성하여 전송함으로써 인근 노드에 알린다. 모니터(810)는 변경된 채널 체크 간격에 따라 채널 상태를 모니터링한다.

본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스 템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 본 발명을 구현하기 위한 기능적인(functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명이 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.

지금까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.

그러므로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 노드가 발생시키는 트래픽과 상향으로 전달해주는 트래픽을 누적하여 보유하는 트리 토폴로지의 예를 도시한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 각 노드들이 가지고 있는 트래픽 테이블을 도시한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 노드가 데이터를 전달할 때 사용하는 Long Preamble의 구조를 도시한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트래픽 정보를 주고받을 때 사용되는 Long Preamble의 구조를 도시한다.

도 5A 및 도 5B는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드들의 트래픽 전달 과정과 트래픽 테이블 등록/갱신 방법을 설명하는 흐름도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 토폴로지의 일부 노드의 동작을 예로서 도시한 도면이다.

도 7A 및 도 7B는 본 발명의 일 실시예에 따른 노드의 프리앰블(메시지) 송수신 과정을 설명하는 흐름도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 네트워크를 구성하는 노드의 매체 접근 제어 장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.

Claims (25)

1. 삭제
2. 삭제
3. 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 노드들을 포함하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서,

   상기 노드들 중 채널에 유효 신호가 없음을 감지한 송신 노드가 수신대상 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 상기 롱 프리앰블의 길이를 결정하는 단계; 및

   상기 롱 프리앰블 길이에 대응하여 상기 롱 프리앰블의 잔존 길이를 포함하는 적어도 하나의 쇼트 프리앰블을 연속으로 생성하는 단계;를 포함하고,

   상기 송신 노드가 전송할 데이터가 교환 또는 갱신할 트래픽 정보인 경우, 상기 쇼트 프리앰블은 상기 수신대상 노드들의 주소, 상기 쇼트 프리앰블의 타입 및 트래픽 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 트래픽 정보는 하위노드가 상위노드로 전달하는 트래픽과 상기 송신 노드에서 발생되는 트래픽의 합인 상향 트래픽, 또는 싱크노드가 하위노드들에게 주기적으로 전달하는 트래픽과 상기 싱크 노드에서 발생되는 비주기 트래픽의 합인 하향 트래픽인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 송신 노드가 전송할 데이터가 상기 롱 프리앰블에 이어 전송되는 송신 데이터인 경우, 상기 쇼트 프리앰블은 상기 수신대상 노드들의 주소, 상기 쇼트 프리앰블의 타입, 상기 전송 데이터의 길이 및 트래픽 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 트래픽 정보는 하위노드가 상위노드로 전달하는 트래픽과 상기 송신 노드에서 발생되는 트래픽의 합인 상향 트래픽인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 송신 노드가 싱크노드인 경우, 상기 트래픽 정보는 싱크노드가 하위노드들에게 주기적으로 전달하는 트래픽을 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
8. 삭제
9. 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 다수의 노드들을 포함하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서,

   채널에 유효 신호가 있음을 감지한 제1 노드는 상기 유효 신호를 발한 제2 노드가 전송한 쇼트 프리앰블을 수신하는 단계;

   상기 쇼트 프리앰블의 수신 시점에서 잔존 롱 프리앰블의 길이만큼 슬립 모드를 유지하는 단계; 및

   상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후, 전송할 데이터의 유형에 따라 생성된 상기 쇼트 프리앰블로부터 데이터를 획득하는 단계;를 더 포함하며,

   상기 롱 프리앰블의 전체 길이는 상기 제2 노드가 자신의 인근 노드들의 트래픽 정보를 기초로 결정한 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 데이터 획득 단계는,

    상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후, 상기 쇼트 프리앰블의 타입을 확인하는 단계;

    상기 쇼트 프리앰블의 타입이 롱 프리앰블에 이어 전송되는 송신 데이터 전송용인 경우, 목적지 주소가 제1 노드의 주소인지 여부를 확인하는 단계;

    상기 목적지 주소가 제1 노드의 주소인 경우, 상기 송신 데이터를 수신하는 단계; 및

    상기 목적지 주소가 제1 노드의 주소가 아닌 경우, 상기 송신 데이터의 길이 만큼 슬립 모드를 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 데이터 획득 단계는,

    상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후, 상기 쇼트 프리앰블의 타입을 확인하는 단계; 및

    상기 쇼트 프리앰블의 타입이 트래픽 정보 교환 또는 갱신용인 경우, 상기 쇼트 프리앰블로부터 상기 트래픽 정보를 획득하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 수신한 쇼트 프리앰블로부터 상향 트래픽 또는 하향 트래픽의 변화 정보를 획득하거나, 자신의 발생 트래픽이 변화한 경우, 상기 변화된 트래픽을 기초로 채널 체크 간격을 변경하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
13. 연속의 쇼트 프리앰블로 구성된 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 센서 노드의 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법에 있어서,

    제1 채널 체크 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 단계;

    상기 채널에 유효 신호가 없으면, 사용가능한 프리앰블 길이 중 최장 길이의 롱 프리앰블을 이용하여 인근 노드들로 하향 트래픽을 요청하는 단계;

    상기 최장 길이 롱 프리앰블의 쇼트 프리앰블을 수신한 인근 노드로부터 상기 하향 트래픽이 포함된 쇼트 프리앰블을 수신하는 단계; 및

    상기 하향 트래픽 및 상향 트래픽을 이용하여 제2 채널 체크 간격을 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
14. 제13항에 있어서,

    상기 제1 채널 체크 간격은 사용가능한 채널 체크 간격 중 최단 채널 체크 간격인 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
15. 제13항에 있어서,

    상기 하향 트래픽의 양과 상향 트래픽의 양의 합이 커지면 상기 제2 채널 체크 간격은 작아지는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
16. 제13항에 있어서,

    상기 제2 채널 체크 간격이 상기 상향 트래픽의 변화에 의해 변경되는 경우, 상기 인근 노드들 중 최소 트래픽을 갖는 노드의 채널 체크 간격에 대응하는 길이 의 롱 프리앰블을 사용하여 상기 상향 트래픽 변화를 상기 인근 노드들에 알리는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 제2 채널 체크 간격 설정 단계 전에

    상기 상향 트래픽 변경 또는 갱신 메시지를 수신한 경우, 상기 인근 노드들의 트래픽 정보를 노드 주소 및 노드 계층 정보와 매칭시켜 저장한 트래픽 테이블의 트래픽 정보를 갱신하는 단계; 및

    상기 하향 트래픽 변경 메시지를 수신한 경우, 상기 인근 노드들로 하향 트래픽 갱신 메시지를 전송하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
18. 제13항에 있어서, 상기 수신 단계는,

    최장 길이의 채널 체크 간격 동안 대기하면서 상기 인근 노드로부터 상기 쇼트 프리앰블을 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 센서 네트워크에서의 매체 접근 제어 방법.
19. 삭제
20. 삭제
21. 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 노드들을 포함하는 센서 노드의 매체 접근 제어 장치에 있어서,

    소정 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 모니터; 및

    상기 채널에 유효 신호가 없는 경우 적어도 하나의 수신대상 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 상기 롱 프리앰블의 길이를 결정하고, 상기 롱 프리앰블 길이에 대응하여 상기 롱 프리앰블의 잔존 길이를 포함하는 적어도 하나의 쇼트 프리앰블을 연속으로 생성하는 프리앰블 생성부;를 포함하고,

    상기 프리앰블 생성부는

    전송할 데이터가 교환 또는 갱신할 트래픽 정보인 경우, 상기 수신대상 노드들의 주소, 상기 쇼트 프리앰블의 타입 및 트래픽 정보를 포함하는 제1 쇼트 프리앰블을 생성하고,

    전송할 데이터가 상기 롱 프리앰블에 이어 전송되는 송신 데이터인 경우, 상기 제1 쇼트 프리앰블에 상기 전송할 데이터의 길이 정보가 더 포함된 제2 쇼트 프리앰블을 생성하는 것을 특징으로 하는 노드의 매체 접근 제어 장치.
22. 롱 프리앰블을 이용하여 정보를 송수신하는 노드들을 포함하는 센서 노드의 매체 접근 제어 장치에 있어서,

    소정 간격으로 채널 사용 상태를 체크하여 채널에서 유효 신호의 유무를 감지하는 모니터; 및

    상기 채널에 유효 신호가 없는 경우 적어도 하나의 수신대상 노드들에 대한 트래픽 정보를 기초로 상기 롱 프리앰블의 길이를 결정하고, 상기 롱 프리앰블 길이에 대응하여 상기 롱 프리앰블의 잔존 길이를 포함하는 적어도 하나의 쇼트 프리앰블을 연속으로 생성하는 프리앰블 생성부;를 포함하고, 상기 프리앰블 생성부는,

    인근 노드들의 트래픽 정보를 노드 주소 및 노드 계층 정보와 매칭시켜 저장한 트래픽 테이블에서 상기 수신대상 노드들의 트래픽 정보를 검색하는 검색부; 및

    상기 트래픽 테이블에 상기 수신대상 노드들의 트래픽 정보가 없으면 사용가능한 프리앰블 길이 중 최장 길이를 상기 롱 프리앰블 길이로 결정하고, 상기 수신대상 노드들의 트래픽 정보가 있으면 최소 트래픽을 갖는 수신대상 노드의 채널 체크 간격을 기초로 상기 롱 프리앰블 길이를 결정하는 길이 결정부;를 포함하며,

    상기 트래픽 테이블은 상기 인근 노드들로부터 수신한 쇼트 프리앰블에서 획득한 트래픽 정보에 의해 갱신되는 것을 특징으로 하는 노드의 매체 접근 제어 장치.
23. 제21항에 있어서,

    상기 채널에 유효 신호를 발한 노드가 전송한 쇼트 프리앰블을 수신하는 수신부; 및

    상기 쇼트 프리앰블의 수신 시점에서 잔존 롱 프리앰블의 길이만큼 슬립 모드를 유지시키고, 상기 슬립 모드 유지 시간 경과 후 상기 쇼트 프리앰블의 타입에 따라 전송된 데이터를 획득하는 파싱부;를 포함하며,

    상기 롱 프리앰블의 전체 길이는 상기 유효 신호를 발한 노드가 자신의 인근 노드들의 트래픽 정보를 기초로 결정한 것을 특징으로 하는 노드의 매체 접근 제어 장치.
24. 제23항에 있어서,

    상기 수신한 쇼트 프리앰블로부터 상향 트래픽 또는 하향 트래픽의 변화 정보를 획득하거나, 자신의 발생 트래픽이 변화한 경우, 상기 변화된 트래픽을 기초로 채널 체크 간격을 변경하는 체크 간격 결정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노드의 매체 접근 제어 장치.
25. 제23항에 있어서, 상기 파싱부는,

    상기 쇼트 프리앰블의 타입이 송신 데이터 전송용인 경우 목적지 주소가 자신의 주소이면 롱 프리앰블에 이어 전송되는 상기 송신 데이터를 수신하고, 상기 목적지 주소가 자신의 주소가 아니면 상기 송신 데이터의 길이만큼 슬립 모드를 유지하고,

    상기 쇼트 프리앰블의 타입이 트래픽 정보 교환 또는 갱신용인 경우 상기 쇼트 프리앰블로부터 상기 트래픽 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 노드의 매체 접근 제어 장치.

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