KR101250036B1 - 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법 - Google Patents

센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법 Download PDF

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센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법을 제시한다. 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법은 제1 센서 노드가 MAC 프레임을 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드로 송신하는 단계와, MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 제1 센서 노드가 제2 센서 노드로부터 수신하는 단계를 포함한다.
센서 네트워크, 저전력, 시분할 접속

Description

센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법{Communication Apparatus and Method for increasing reliability in Low Power Time Division Access Method of Sensor Network}
본 발명은 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비동기 응답, 채널 홉핑, 및 혼잡 제어 기능을 이용하여 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성을 최대로 높일 수 있는 통신 장치 및 방법에 관한 것이다.
센서 네트워크를 구성하는 센서 노드는 일반적으로 배터리로 동작한다. 센서 네트워크의 수명을 극대화 하기 위해서는 동작시간비율(Duty Cycle)을 낮추어 배터리 소모량을 줄여야 한다. 동작시간비율을 낮추기 위해서 사용되는 방법 중 하나가 IEEE 802.15.4와 같이 센서 노드 별로 타임슬롯을 할당하는 시분할 접속 방법이다. 그러나 순수한 시분할 접속 방식으로는 완벽히 신뢰성 있는 통신을 보장하기 어렵다. 따라서, 센서 네트워크의 시분할 접속 방식에서 저전력 특성을 만족시키는 동시에 신뢰성을 최대로 높일 수 있는 통신 장치 및 방법이 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비동기 응답, 채널 홉핑, 및 혼잡 제어 기능을 이용함으로써, 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성을 최대로 높일 수 있는 통신 장치 및 방법을 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치는 MAC 프레임을 기할당된 제1 타임슬롯에서 다른 센서 노드로 송신하는 송신부와, 상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 다른 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 상기 다른 센서 노드로부터 수신하는 수신부를 포함한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법은 제1 센서 노드가 MAC 프레임을 상기 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드로 송신하는 단계와, 상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 상기 제1 센서 노드가 상기 제2 센서 노드로부터 수신하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법은 비동기 응답, 채널 홉핑, 및 혼잡 제어 기능을 이용함으로써, 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성을 최대로 높일 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치 및 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 센서 네트워크의 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다. 여기서, 통신 장치는 복수의 센서 노드를 포함할 수 있고, 센서 노드는 설명의 편의상 송신측의 제1 센서 노드와 수신측의 제2 센서 노드로 구분할 수 있으며, 각 센서 노드는 자신에게 기할당된 타임슬롯에서만 데이터를 송신할 수 있다.
도 1을 참조하면, 제1 센서 노드(101)는 채널 결정부(103), 모드 설정부(105), 송신부(107), 및 수신부(109)를 포함한다.
채널 결정부(103)는 비콘을 송신하기 위한 비콘 채널과, 데이터를 송신하기 위한 데이터 채널을 서로 겹치지 않도록 결정한다.
구체적으로, 채널 결정부(103)는 타임슬롯의 시작 부분을 고정된 비콘 채널로 결정할 수 있고, 비콘 채널을 제외한 타임슬롯의 나머지 부분 즉, 데이터 영역 중 일부분을 데이터 채널로 결정할 수 있다. 이때, 채널 결정부(103)는 데이터마다 데이터 채널을 다르게 결정할 수 있다. 또한, 채널 결정부(103)는 노이즈 강도, 및 과거 송수신 성공률 등을 이용하여 안정적이라고 판단되는 데이터 채널만을 선택할 수 있다.
모드 설정부(105)는 전송할 데이터가 없는 경우, 슬립 모드(Sleep Mode)로 진입한다.
송신부(107)는 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯 MAC 프레임을 제2 센서 노드(111)로 송신한다.
이때, 송신부(107)는 채널 결정부(103)에 의해 결정된 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제2 센서 노드(111)로 전송하고 데이터 채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 MAC(Medium Access Control) 프레임의 데이터를 제2 센서 노드(111)로 전송할 수 있다. 여기서, 비콘은 수신측의 센서 노드에 대한 목적지 주소, 데이터 영역에서 이용되는 데이터 채널의 번호를 포함할 수 있다.
예를 들어, 송신부(107)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯인 두번째 타임슬롯(201)에서, 비콘 채널을 통해 비콘(203)을 제2 센서 노드(111)로 전송하고, 데이터 영역(205)에서 이용되는 데이터 채널인 5채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 MAC 프레임을 제2 센서 노드(111)로 전송한다. 여기서, 비콘(203)은 수신측의 센서 노드 즉, 제2 센서 노드(111)의 목적지 주소와 데이터 영역(205, 209)에서 이용되는 데이터 채널의 번호인 5를 포함할 수 있다.
또한, 송신부(107)는 송신된 데이터에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하인 경우, 비콘에 다중 타임 모드로 설정하고, 다중 타임슬롯에서 비콘 및 데이터를 제2 센서 노드(111)로 송신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯 및 추가된 제3 타임슬롯을 포함하되, 제3 타 임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯과 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯과 구별된다.
수신부(109)는 데이터에 대한 응답 데이터를 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯에서, 제2 센서 노드(111)로부터 수신한다. 여기서, 제2 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯과 구별된다.
이때, 수신부(109)는 제2 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 제2 센서 노드(111)로부터 비콘을 수신하고, 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 제2 센서 노드(111)로부터 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 수신할 수 있다.
예를 들어, 수신부(109)는 도 3에 도시된 바와 같이, 송신부(107)가 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯인 두번째 타임슬롯(301)에서 제1 MAC 프레임(303) 및 제2 MAC 프레임(305)을 전송한 경우, 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯인 여섯번째 타임슬롯(307)에서, 제2 센서 노드(111)로부터 제1 MAC 프레임(303)에 대한 부정 응답 프레임(309)을 수신할 수 있다. 이때, 제2 센서 노드(111)가 제1 MAC 프레임(303)에 대한 수신을 실패하고, 제2 MAC 프레임(305)에 대한 수신을 성공한 경우로 가정한다.
수신부(109)는 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우, 다중 타임슬롯에서 제2 센서 노드(111)로부터 비콘 및 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯은 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯과 추가된 제3 타임슬롯을 포함하되, 제3 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯 및 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯과 구별된다. 이때, 제2 타임슬롯과 제3 타임슬롯은 연속적인 타임슬롯일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 불연속적인 타임슬롯일 수도 있다. 연속적인 타임슬롯은 하나의 타임슬롯처럼 이용될 수 있다.
예를 들어, 수신부(109)는 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯인 여섯번째 타임슬롯(401)과 추가된 제3 타임슬롯인 다섯번째 타임슬롯(403)을 포함하는 다중 타임슬롯에서, 제2 센서 노드(111)로부터 비콘 및 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯의 다섯번째 타임슬롯(403) 및 여섯번째 타임슬롯(405)은 연속적인 타임슬롯으로 하나의 타임슬롯처럼 이용될 수 있으므로, 다섯번째 타임슬롯(403)의 시작 부분을 고정된 비콘 채널로 이용할 수 있고, 비콘 채널을 제외한 다섯번째 타임슬롯(403)의 나머지 부분과 여섯번째 타임슬롯(405)을 모두 데이터 영역으로 이용할 수 있다.
반면, 수신부(109)는 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯인 여섯번째 타임슬롯(501)과 추가된 제3 타임슬롯인 네번째 타임슬롯(503)을 포함하는 다중 타임슬롯에서, 제2 센서 노드(111)로부터 비콘 및 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯의 네번째 타임슬롯(503) 및 여섯번째 타임슬롯(501)은 불연속적인 타임슬롯으로 각 타임슬롯을 비콘 채널 및 데이터 채널들로 이용할 수 있다.
제2 센서 노드(111)는 수신부(113), 모드 설정부(115), 및 송신부(117)를 포함한다.
수신부(113)는 제1 센서 노드(101)로부터 MAC 프레임을 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯에서 수신한다. 이때, 수신부(113)는 제1 타임슬롯을 스캔하고, 제1 타임슬롯의 시작 부분에 고정된 비콘 채널을 통해 비콘을 제1 센서 노드(101)로부터 수신한 후, 데이터 채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 MAC 프레임을 제1 센서 노드(101)로부터 수신할 수 있다. 여기서, 수신부(113)는 수신된 비콘에 포함되어 있는 데이터 채널의 번호를 이용하여 데이터 채널을 알 수 있다.
예를 들어, 수신부(113)는 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 센서 노드(101)로부터 비콘 및 데이터를 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯인 두번째 타임슬롯(201)에서 수신할 수 있다. 또한, 수신부(113)는 두번째 타임슬롯(201)의 시작 부분에 고정된 비콘 채널을 통해 비콘(207)을 제1 센서 노드(101)로부터 수신하고, 비콘(207)에 포함되어 있는 데이터 채널인 5채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 MAC 프레임을 제1 센서 노드(101)로부터 수신할 수 있다.
또한, 수신부(113)는 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우, 다중 타임슬롯에서 제1 센서 노드(101)로부터 비콘 및 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯과 추가된 제3 타임슬롯을 포함하되, 제3 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯 및 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯과 구별된다.
모드 설정부(105)는 비콘에 포함되어 있는 목적지 주소에 제2 센서 노드(111)의 주소가 포함되어 있지 않은 경우, 슬립 모드로 진입한다. 또한, 모드 설 정부(105)는 수신된 비콘을 이용하여 수신되는 데이터의 존재 여부를 인지하고, 수신되는 데이터가 없는 경우 슬립 모드로 진입한다.
송신부(117)는 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯에서 수신한 데이터에 대한 응답 데이터를, 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯에서 제1 센서 노드(101)로 송신한다. 여기서, 제2 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯과 구별된다.
이때, 송신부(117)는 제2 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제1 센서 노드(101)로 송신하고, 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 수신한 데이터에 대한 응답 데이터를 제1 센서 노드(101)로 송신할 수 있다.
예를 들어, 송신부(117)는 도 3에 도시된 바와 같이, 수신부(113)가 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯인 두번째 타임슬롯(301)에서 제2 MAC 프레임(404)을 수신한 경우, 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯인 여섯번째 타임슬롯(307)에서, 제1 MAC 프레임(303)에 대한 부정 응답 프레임(309)을 제1 센서 노드(101)로 송신할 수 있다. 이때, 수신부(113)가 제1 MAC 프레임(303)에 대한 수신을 실패하고, 제2 MAC 프레임(305)에 대한 수신을 성공한 경우로 가정한다.
또한, 송신부(117)는 송신된 데이터에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하인 경우, 비콘에 다중 타임 모드로 설정하고, 다중 타임슬롯에서 비콘 및 데이터를 제1 센서 노드(101)로 송신할 수 있다. 여기서, 다중 타임슬롯은 제2 센서 노드(111)에 할당된 제2 타임슬롯과 추가된 제3 타임슬롯을 포함하되, 제3 타임슬롯은 제1 센서 노드(101)에 할당된 제1 타임슬롯 및 제2 센서 노드(111)에 할당 된 제2 타임슬롯과 구별된다. 이때, 제2 타임슬롯 및 제3 타임슬롯은 연속된 타임슬롯일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 불연속된 타임슬롯일 수도 있다. 연속된 타임슬롯은 하나의 타임슬롯처럼 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치에 있어서, 센서 노드는 각각에 할당된 타임슬롯에서만 데이터를 송신함에 따라, 수신 타임슬롯에서 데이터를 수신한 경우, 데이터에 대한 응답 데이터를 수신 타임슬롯에서 전송하지 않고, 할당된 다른 타임슬롯에서 송신함으로써, 센서 노드 간에 송수신되는 데이터의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 센서 네트워크 장치에 있어서, 트래픽이 많은 싱크 노드 주변의 센서 노드는 다중 타임슬롯에서 데이터를 송수신하여, 점유하는 타임슬롯의 개수를 증가시킴으로써, 트래픽 전달율을 높임에 따라 트래픽이 적은 네트워크 끝 단에 위치하는 센서 노드들과의 트래픽 불균형을 해소할 수 있다. 뿐만 아니라, 모든 센서 노드는 비콘 채널을 타임슬롯의 시작 부분에 고정함에 따라, 비콘을 스캔하는 시간을 감소시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치의 주파수 홉핑의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 2-홉 스케줄링 기반의 시분할 접속 방식의 네트워크 장치는 제1 내지 제4 센서 노드를 포함한다.
제1 센서 노드(101)는 제2 센서 노드(111), 및 제3 센서 노드(121)와 서로 다른 타임슬롯을 할당받는다. 또한, 제1 센서 노드(101)는 2-홉을 초과한 거리에 위치한 제4 센서 노드(131)와는 같은 타임슬롯을 할당받을 수 있으며, 다른 타임슬 롯을 할당받을 수도 있다.
제1 센서 노드(101)와 2-홉 경계 지역에 근처에 위치한 제4 센서 노드(131)가 같은 타임슬롯을 할당받은 경우에도, 제1 센서 노드(101)는 제4 센서 노드(131)의 채널과 다른 채널을 통해 데이터를 제2 센서 노드(111)로 송신함으로써, 제2 센서 노드(111)는 제4 센서 노드(131)의 데이터에 대한 간섭없이 제1 센서 노드(101)로부터 데이터를 수신할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치에 포함된 제1 센서 노드의 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 제1 센서 노드는 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서, 데이터를 제2 센서 노드로 송신한다(S701).
구체적으로, 제1 센서 노드는 제1 타임슬롯의 시작 부분을 고정된 비콘 채널로 결정하고, 비콘 채널을 제외한 제1 타임슬롯의 나머지 부분 즉, 데이터 영역 중 일부분을 데이터 채널로 결정한다.
이후, 제1 센서 노드는 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제2 센서 노드로 전송하고, 데이터 채널로 홉핑하여 데이터 채널을 통해 MAC(Medium Access Control) 프레임의 데이터를 제2 센서 노드로 전송할 수 있다. 여기서, 비콘은 수신측의 센서 노드에 대한 목적지 주소, 데이터 영역에서 이용되는 데이터 채널의 번호를 포함할 수 있다.
한편, 제1 센서 노드는 전송할 데이터가 없는 경우, 슬립 모드(Sleep Mode)로 진입한다.
이어서, 제1 센서 노드는 송신된 데이터에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하인 경우, 비콘에 다중 타임 모드로 설정하고, 다중 타임슬롯에서 비콘 및 데이터를 제2 센서 노드로 송신한다(S703~S707).
구체적으로, 제1 센서 노드는 할당된 제1 타임슬롯 및 추가된 제3 타임슬롯을 포함하는 다중 타임슬롯에서 비콘 및 데이터를 제2 센서 노드로 송신할 수 있다. 여기서, 추가된 제3 타임슬롯은 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯과 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯과 구별된다.
이어서, 제1 센서 노드는 수신한 데이터에 대한 응답 데이터를 할당된 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서, 제2 센서 노드로부터 수신한다(S709).
구체적으로, 제1 센서 노드는 제2 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제2 센서 노드로부터 수신하고, 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여 데이터 채널을 통해 MAC(Medium Access Control) 프레임에 대한 응답 데이터를 제2 센서 노드로부터 수신한다. 이때, 제2 타임슬롯은 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯과 구별된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치에 포함된 제2 센서 노드의 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 제2 센서 노드는 제1 센서 노드로부터 비콘 및 데이터를 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 수신한다(S801).
구체적으로, 제2 센서 노드는 제1 타임슬롯을 스캔하고, 제1 타임슬롯의 시작 부분에 고정된 비콘 채널을 통해 비콘을 제1 센서 노드로부터 수신한 후, 데 이터 채널로 홉핑하여, 데이터 채널을 통해 MAC 프레임을 제1 센서 노드로부터 수신할 수 있다. 여기서, 제2 센서 노드는 수신된 비콘에 포함되어 있는 데이터 채널의 번호를 이용하여 데이터 채널을 알 수 있다.
한편, 제2 센서 노드는 비콘에 포함되어 있는 목적지 주소에 자신의 주소가 포함되어 있지 않은 경우, 슬립 모드로 진입한다. 또한, 센서 노드는 수신된 비콘을 이용하여 수신되는 데이터의 존재 여부를 인지하고, 수신되는 데이터가 없는 경우 슬립 모드로 진입한다.
이어서, 제2 센서 노드는 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우, 다중 타임슬롯에서 제1 센서 노드로부터 비콘 및 데이터를 수신한다(S803~S805).
구체적으로, 제2 센서 노드는 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯과 추가된 제3 타임슬롯을 포함하는 다중 타임슬롯에서 비콘 및 데이터를 제1 센서 노드로부터 비콘 및 데이터를 수신할 수 있다. 여기서, 추가된 제3 타임슬롯은 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯 및 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯과 구별된다.
이어서, 제2 센서 노드는 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 수신한 데이터에 대한 응답 데이터를, 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 제1 센서 노드로 송신한다(S807).
구체적으로, 제2 센서 노드는 제2 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제1 센서 노드로 송신하고, 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여 데이터 채널을 통해 MAC 프레임에 대한 응답 데이터를 제1 센서 노드로 송신한다. 이때, 제2 타임슬 롯은 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯과 구별된다.
본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법에 있어서, 센서 노드는 각각에 할당된 타임슬롯에서만 데이터를 송신함에 따라, 수신 타임슬롯에서 데이터를 수신한 경우, 데이터에 대한 응답 데이터를 수신 타임슬롯에서 전송하지 않고, 할당된 다른 타임슬롯에서 송신함으로써, 센서 노드 간에 송수신되는 데이터의 충돌을 방지할 수 있다. 또한, 센서 노드는 송수신하는 데이터 채널의 홉핑을 통해 데이터마다 데이터 채널을 다르게 이용함으로써, 센서 노드 간의 간섭을 최소화할 수 있다. 뿐만 아니라, 센서 노드는 해당 송수신할 데이터가 없는 경우, 슬립 모드로 진입하여 동작시간비율을 감소시킴에 따라, 배터리 소모량을 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 센서 노드에서의 비콘 및 데이터의 송수신을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 센서 노드의 연속적인 다중 타임슬롯을 할당받은 경우를 나타내는 도면이다.
도 5는 센서 노드의 불연속적인 다중 타임슬롯을 할당받은 경우를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치의 주파수 홉핑의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치에 포함된 제1 센서 노드의 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 장치에 포함된 제2 센서 노드의 통신 방법을 나타내는 흐름도이다.

Claims (13)

  1. 제1 센서 노드가, MAC 프레임을, 상기 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드로 송신하는 단계;
    상기 제1 센서 노드가, 상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을, 상기 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 상기 제2 센서 노드로부터 수신하는 단계; 및
    상기 송신된 MAC 프레임에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하인 경우,
    상기 제1 센서 노드가, 비콘에 다중 타임 모드로 설정하고, 상기 제1 타임슬롯과, 상기 제1 타임슬롯 및 상기 제2 타임슬롯과 구별되는 제3 타임슬롯에서 상기 비콘 및 상기 MAC 프레임을 상기 제2 센서 노드로 송신하는 단계
    를 포함하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 MAC 프레임을, 상기 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드로 송신하는 단계는
    상기 제1 센서 노드가 할당된 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 제2 센서 노드로 송신하는 단계;
    상기 제1 센서 노드가 상기 비콘 채널에서 상기 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하는 단계; 및
    상기 제1 센서 노드가 상기 데이터 채널을 통해 상기 MAC 프레임을 상기 제2 센서 노드로 송신하는 단계
    를 포함하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법.
  3. 삭제
  4. 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드가 상기 제1 센서 노드로부터 MAC 프레임을 수신하는 단계;
    상기 제2 센서 노드가 상기 제2 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 제1 센서 노드로 송신하는 단계; 및
    상기 MAC 프레임에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하로 판단한 상기 제1 센서 노드에서 비콘에 다중 타임 모드를 설정하는 경우,
    상기 제2 센서 노드가 상기 제1 타임슬롯과, 상기 제1 타임슬롯 및 상기 제2 타임슬롯과 구별되는 제3 타임슬롯에서 상기 제1 센서 노드로부터 상기 비콘 및 상기 MAC 프레임을 수신하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 제2 센서 노드가 상기 제1 센서 노드로부터 MAC 프레임을 수신하는 단계는
    상기 제2 센서 노드가 상기 제1 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 상기 제1 센서 노드로부터 비콘을 수신하는 단계;
    상기 제2 센서 노드가 상기 비콘 채널에서 상기 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하는 단계; 및
    상기 제2 센서 노드가 상기 데이터 채널을 통해 상기 MAC 프레임을 상기 제1 센서 노드로부터 수신하는 단계
    를 포함하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 통신 방법.
  6. 삭제
  7. MAC 프레임을, 기할당된 제1 타임슬롯에서 다른 센서 노드로 송신하는 송신부; 및
    상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을, 상기 다른 센서 노드에 할당된 제2 타임슬롯에서 상기 다른 센서 노드로부터 수신하는 수신부
    를 포함하고,
    상기 송신된 MAC 프레임에 대한 전송 성공률이 기설정된 성공률 이하인 경우,
    상기 송신부는,
    비콘에 다중 타임 모드로 설정하고, 상기 제1 타임슬롯과, 상기 제1 타임슬롯 및 상기 제2 타임슬롯과 구별되는 제3 타임슬롯에서 상기 비콘 및 MAC 프레임을 상기 다른 센서 노드로 송신하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 센서 노드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 비콘을 상기 다른 센서 노드로 송신하고, 상기 비콘 채널에서 상기 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여, 상기 데이터 채널을 통해 상기 MAC 프레임을 상기 다른 센서 노드로 송신하는 것을 특징으로 하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 센서 노드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 비콘 채널과, 상기 데이터 채널을 서로 겹치지 않도록 결정하는 채널 결정부를 더 포함하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 센서 노드.
  10. 삭제
  11. 다른 센서 노드에 할당된 제1 타임슬롯에서 상기 다른 센서 노드로부터 MAC 프레임을 수신하는 수신부; 및
    기할당된 제2 타임슬롯에서 상기 MAC 프레임에 대한 응답 프레임을 상기 다른 센서 노드로 송신하는 송신부
    를 포함하고,
    상기 다른 센서 노드로부터 수신한 비콘에 다중 타임 모드가 설정된 경우,
    상기 수신부는,
    상기 제1 타임슬롯과, 상기 제1 타임슬롯 및 상기 제2 타임슬롯과 구별되는 제3 타임슬롯에서 상기 다른 센서 노드로부터 상기 비콘 및 상기 MAC 프레임을 수신하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 센서 노드.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 수신부는 상기 제1 타임슬롯의 비콘 채널을 통해 상기 비콘을 상기 다른 센서 노드로부터 수신하고, 상기 비콘 채널에서 상기 비콘에 포함된 데이터 채널로 홉핑하여, 상기 데이터 채널을 통해 상기 MAC 프레임을 상기 다른 센서 노드로부터 수신하는 저전력 시분할 접속 방식에서 신뢰성이 높은 센서 노드.
  13. 삭제
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