KR101352263B1 - Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof - Google Patents

Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101352263B1
KR101352263B1 KR1020060117058A KR20060117058A KR101352263B1 KR 101352263 B1 KR101352263 B1 KR 101352263B1 KR 1020060117058 A KR1020060117058 A KR 1020060117058A KR 20060117058 A KR20060117058 A KR 20060117058A KR 101352263 B1 KR101352263 B1 KR 101352263B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
beacon
superframe
slot
superframes
communication device
Prior art date
Application number
KR1020060117058A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080012730A (en
Inventor
김지태
박태림
이명종
Original Assignee
리서치 파운데이션 오브 더 시티 유니버시티 오브 뉴욕
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 리서치 파운데이션 오브 더 시티 유니버시티 오브 뉴욕, 삼성전자주식회사 filed Critical 리서치 파운데이션 오브 더 시티 유니버시티 오브 뉴욕
Priority to US11/833,655 priority Critical patent/US8126005B2/en
Publication of KR20080012730A publication Critical patent/KR20080012730A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101352263B1 publication Critical patent/KR101352263B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/12—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W84/00—Network topologies
    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 W개의 연속된 수퍼프레임(W consecutive superframes) 중 하나의 수퍼프레임을 선택하고, W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 상기 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하지 않고 상기 수퍼프레임을 시작하는 통신 장치를 제공한다.The present invention selects one superframe of the W consecutive superframes and starts each of the W consecutive superframes, if the starting superframe is not the selected superframe. The present invention provides a communication device for starting the superframe without transmitting a beacon in a first time interval of the superframe.

비콘(beacon), 서비스 홀 문제(service hole problem), IEEE 802.15.4 Beacon, service hole problem, IEEE 802.15.4

Description

확률론적 비콘 전송 방법 및 장치{Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof}Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof}

도 1은 IEEE 802.15.4에 따른 하드 타임 비콘 스킴(hard time beacon scheme)을 도시한 도면이다.1 illustrates a hard time beacon scheme according to IEEE 802.15.4.

도 2는 종래기술에 따른 서비스 홀 문제(service hole problem)를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a service hole problem according to the prior art.

도 3은 본 발명의 일례에 따른 하드 타임 비콘 스킴을 도시한 도면이다.3 illustrates a hard time beacon scheme according to an example of the present invention.

도 4는 본 발명의 일례에 따른 하드 타임 비콘 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a procedure of a hard time beacon transmission method according to an example of the present invention.

도 5는 본 발명의 다른 일례에 따른 하드 타임 비콘 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a procedure of a hard time beacon transmission method according to another exemplary embodiment of the present invention.

본 발명은 무선 통신에서 비콘(beacon)을 전송하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 하드 타임 비콘 스킴에서 발생하는 서비스 홀 문제를 해결한 비콘 전송 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and apparatus for transmitting beacons in wireless communication, and more particularly, to a method and apparatus for transmitting beacons that solves a service hall problem occurring in a hard time beacon scheme.

무선 센서 네트워크는 환경 모니터링으로부터 홈 오토메이션에 이르기까지의 많은 유용한 응용에 이용될 수 있기 때문에, 몇 년 동안 굉장히 많은 주목을 받고 있다. 분산 센서 네트워크는 장치 발견(device discovery), 라우트 발견(route discovery), 및 네트워크 유지(network maintenance)를 지원하기 때문에, 브로드캐스팅은 분산 센서 네트워크의 기본적인 네트워크 기능들 중 하나이다. 네트워크 정보를 지속적으로 갱신하기 위하여, 브로드캐스트 메시지는 주기적으로 전송된다. 시간 특성에 기초하여, 브로드캐스팅 방법은 헬로우 메시지(hello message), 소프트 타임 비콘(soft time beacon), 하드 타임 비콘(hard time beacon)으로 분류된다. 이 중에서, 하드 타임 비콘은 웨이크 업(wake-up) 및 수면(sleep)에 대한 엄격한 시간을 정의할 수 있기 때문에, 저전력(low power) 및 저속망(low-rate network)에 더 유용하다.Wireless sensor networks have received a lot of attention over the years because they can be used in many useful applications from environmental monitoring to home automation. Since distributed sensor networks support device discovery, route discovery, and network maintenance, broadcasting is one of the basic network functions of a distributed sensor network. In order to continuously update network information, broadcast messages are sent periodically. Based on the time characteristic, the broadcasting method is classified into a hello message, a soft time beacon, and a hard time beacon. Of these, hard time beacons are more useful for low power and low-rate networks because they can define strict times for wake-up and sleep.

도 1은 IEEE 802.15.4에 따른 하드 타임 비콘 스킴(hard time beacon scheme)을 도시한 도면이다.1 illustrates a hard time beacon scheme according to IEEE 802.15.4.

IEEE 802.15.4 네트워크의 통신 장치들은 예정된 시간(scheduled time)에 비콘(beacon)을 전송하고, 수퍼프레임(superframe)을 시작한다. 통신 장치 A 및 B는 도 1에 도시된 바와 같이, 일정한 간격으로 비콘을 전송한다. 하드 타임 비콘 스킴에서, 비콘은 주기적으로 브로드캐스트된다. 도 1에서 비콘 슬롯(beacon slot)부터 다음 비콘 슬롯까지의 시간 인터벌이 비콘 인터벌(130)이다. 하드 타임 비콘 스킴에서 통신 장치는 고정된 비콘 인터벌마다 비콘을 전송한다. 이와 같이 예정된 시간에 비콘이 전송되면, 서로 다른 통신 장치들에 의하여 송신된 비콘이 충돌 할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 장치 A 및 장치 B가 동일한 시각에 비콘 슬롯(111) 및 비콘 슬롯(124)을 전송하면, 비콘 충돌이 발생한다.Communication devices in an IEEE 802.15.4 network transmit a beacon at a scheduled time and start a superframe. Communication devices A and B transmit beacons at regular intervals, as shown in FIG. In a hard time beacon scheme, beacons are broadcast periodically. In FIG. 1, the time interval from the beacon slot to the next beacon slot is the beacon interval 130. In a hard time beacon scheme, the communication device transmits a beacon every fixed beacon interval. When the beacons are transmitted at the scheduled time, beacons transmitted by different communication devices may collide. For example, in FIG. 1, when device A and device B transmit beacon slot 111 and beacon slot 124 at the same time, beacon collision occurs.

데이터 패킷 충돌(data packet collision)과 달리, 주기적인 하드 타임 비콘 충돌은, 네트워크 내의 모든 노드들에 대하여 비콘 주기가 같기 때문에, 성격상 영속적(permanent)이 된다. 도 1의 예에서, 장치 A 및 장치 B가 모두 하드 타임 비콘을 사용하는데, 일단 한번 비콘 충돌이 발생되면, 상기 비콘 충돌은 영속적이 된다. 만약 둘 이상의 인접한 노드들로부터의 비콘이 충돌하면, 중첩된 전송 지역(overlapped transmission area)에 있는 어떠한 노드들도 비콘을 수신할 수 없다. 이 지역을 서비스 홀(service hole)이라고 부르고, 이러한 문제를 서비스 홀 문제(service hole problem)이라고 부른다.Unlike data packet collisions, periodic hard time beacon collisions are persistent in nature because the beacon periods are the same for all nodes in the network. In the example of FIG. 1, device A and device B both use hard time beacons, and once a beacon collision occurs, the beacon collision is persistent. If beacons from two or more adjacent nodes collide, no nodes in the overlapped transmission area can receive the beacons. This area is called a service hole, and this problem is called a service hole problem.

도 2는 종래기술에 따른 서비스 홀 문제(service hole problem)를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a service hole problem according to the prior art.

서비스 홀 문제를 극복하기 위해서는 잘 설계된 비콘 스케줄링이 필요하다. 이를 위하여 네트워크 내의 노드들(201, 202, 203, 204, 205)은 서로 정보를 교환할 수 있다. 도 2에서 2 홉(hop) 정보를 노드들이 교환한다고 할 때, 노드(202) 및 노드(204)는 서로 중첩되는 지역(206)을 가지고 있음에도 서로에 대한 정보를 얻을 수 없다. 이러한 상황에서 노드(202) 및 노드(204)가 하드 타임 비콘 스킴을 사용하여 비콘을 전송할 때, 일단 비콘의 충돌이 발생되면, 상기 비콘의 충돌은 영속적이 되고, 지역(206)은 서비스 홀이 된다. 2 홉 이상의 N 홉 정보를 노드들이 교환한다고 하더라도, 여전히 서비스 홀의 가능성은 존재한다. 서비스 홀에서, 새 로운 장비는 네트워크에 조인(join)할 수도 없게 된다.To overcome the service hall problem, well-designed beacon scheduling is required. To this end, nodes 201, 202, 203, 204, and 205 in the network may exchange information with each other. In FIG. 2, when nodes exchange two hop information, node 202 and node 204 cannot obtain information about each other even though they have regions 206 overlapping each other. In this situation, when node 202 and node 204 transmit a beacon using a hard time beacon scheme, once a beacon collision occurs, the beacon collision is persistent, and the region 206 is in a service hole. do. Even if nodes exchange more than two hops of N hop information, there is still a possibility of a service hole. In the service hall, the new equipment will not be able to join the network.

따라서, 본 발명은 네트워크 내의 노드들이 하드 타임 비콘을 사용하면서도 서비스 홀 문제를 극복할 수 있도록 하는 방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and apparatus for enabling nodes in a network to overcome service hall problems while using hard time beacons.

또한, 본 발명은 매우 작은 오버헤드를 가지고 하드 타임 비콘 스킴에서의 영속적인 비콘 충돌(permanent beacon collision)을 제거하는 것을 목적으로 한다.The present invention also aims to eliminate persistent beacon collisions in hard time beacon schemes with very little overhead.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, W개의 연속된 수퍼프레임(W consecutive superframes) 중 하나의 수퍼프레임을 선택하고, W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 상기 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하지 않고 상기 수퍼프레임을 시작하는 통신 장치가 제공된다. 상기 수퍼프레임의 각각은 제1 시간 구간(first time period), 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간을 포함하고, 상기 제1 시간 구간, 상기 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)이고, 상기 W는 2 이상이다.In order to achieve the object of the present invention as described above, when selecting a superframe of the W consecutive superframes (W consecutive superframes), and starting each of the W consecutive superframes, If the superframe is not the selected superframe, a communication device is provided that starts the superframe without transmitting a beacon in the first time interval of the superframe. Each of the superframes includes a first time period, a second time period, and a third time period, wherein the first time period, the second time period, and the third time period are mutually exclusive. (exclusive of each other), and W is two or more.

본 발명의 일측에 따르면, 상기 선택된 하나의 수퍼프레임은 상기 W개의 수퍼프레임 중 무작위(random)로 선택되고, 상기 통신 장치는 상기 선택된 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서는 비콘(beacon)을 전송한다.According to one aspect of the present invention, the selected one superframe is randomly selected among the W superframes, and the communication device transmits a beacon (beacon) in a first time interval of the selected superframe.

본 발명의 또 다른 일측에 따르면, W개의 연속된 수퍼프레임(W consecutive superframes) 중 하나의 수퍼프레임을 선택하는 단계, 및 상기 W개의 수퍼프레임 중 선택되지 않은 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서는 비콘을 전송하지 않고 상기 수퍼프레임을 시작하는 단계를 포함하는 비콘 전송 방법이 제공된다. 상기 선택된 하나의 수퍼프레임은 상기 W개의 수퍼프레임 중 무작위(random)로 선택된다.According to another aspect of the present invention, the step of selecting a superframe of the W consecutive superframes (W consecutive superframes), and the beacon in the first time interval of the non-selected superframe of the W superframes A beacon transmission method is provided that includes starting the superframe without transmitting. The selected one superframe is randomly selected among the W superframes.

본 발명의 또 다른 일측에 따르는 비콘 전송 방법은, 0부터 W-1의 값 중 하나를 비콘 전송 카운터(beacon transmission counter)로 선택하는 단계 - 상기 W는 미리 정의된 연속된 수퍼프레임의 수 -, 및 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 상기 비콘 전송 카운터가 0이면, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하는 단계를 포함한다. 상기 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 상기 비콘 전송 카운터가 0이 아니면, 상기 비콘 전송 카운터를 1 감소하고, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하지 않는다. 또한, 상기 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 상기 비콘 전송 카운터가 0이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제2 시간 구간에서 데이터를 송신하거나 수신 대기한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a beacon transmission method, selecting one of a value from 0 to W-1 as a beacon transmission counter, wherein W is a predefined number of consecutive superframes. And when the beacon transmission counter is zero when starting each of the W consecutive superframes, transmitting a beacon in a first time interval of the superframe. When starting each of the W consecutive superframes, if the beacon transmission counter is not 0, the beacon transmission counter is decremented by one, and a beacon is transmitted in the first time interval of the superframe. I never do that. In addition, when starting each of the W consecutive superframes, if the beacon transmission counter is not 0, data is transmitted or received in a second time interval of the superframe.

이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 3은 본 발명의 일례에 따른 하드 타임 비콘 스킴을 도시한 도면이다.3 illustrates a hard time beacon scheme according to an example of the present invention.

본 발명은 (1) 확률론적인 비콘의 전송(stochastic beacon transmission), (2) 타이머에 의한 수퍼프레임(superframe by timer), 및 (3) 수퍼프레임의 분할(division of superframe)로 구성된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 종래기술인 IEEE 802.15.4와 비교하며, 본 발명을 설명한다.The present invention consists of (1) stochastic beacon transmission, (2) superframe by timer, and (3) division of superframe. In order to help the understanding of the present invention, the present invention is described in comparison with the prior art IEEE 802.15.4.

수퍼프레임은 시간 인터벌(time interval)로 정의된다. IEEE 802.15.4에서 하나의 수퍼프레임은 비콘 슬롯(beacon slot)부터 다음 비콘 슬롯까지의 시간 인터벌로 정의될 수 있다. 도 1에서 비콘 인터벌(130)이 비콘 슬롯(beacon slot)부터 다음 비콘 슬롯까지의 시간 인터벌이므로, 이 경우, 수퍼프레임은 비콘 인터벌(130)과 일치한다. 도면 부호 110은 통신 장치 A의 수퍼프레임을 도시한 것이고, 도면 부호 120은 통신 장치 B의 수퍼프레임을 도시한 것이다. 통신 장치 A는 비콘 슬롯(111)에서 비콘을 전송하면서 수퍼프레임을 시작한다. 비콘 슬롯(111) 다음에는 액티브 슬롯(active slot)(112) 및 인액티브 슬롯(inactive slot)(113)이 이어진다. 마찬가지로 통신 장치 B에 대해서 인액티브 슬롯(123), 비콘 슬롯(124), 액티브 슬롯(125), 인액티브 슬롯(126)이 이어진다.Superframes are defined as time intervals. In IEEE 802.15.4, one superframe may be defined as a time interval from a beacon slot to a next beacon slot. In FIG. 1, since the beacon interval 130 is a time interval from the beacon slot to the next beacon slot, the superframe coincides with the beacon interval 130 in this case. Reference numeral 110 denotes a superframe of communication device A, and reference numeral 120 denotes a superframe of communication device B. The communication device A starts a superframe while transmitting the beacon in the beacon slot 111. Beacon slot 111 is followed by an active slot (112) and an inactive slot (113). Similarly, the communication device B is followed by an inactive slot 123, a beacon slot 124, an active slot 125, and an inactive slot 126.

본 발명에서는 비콘 전송 윈도우(beacon transmission window)가 정의된다. 비콘 전송 윈도우는 미리 정의된 연속된 수퍼프레임(consecutive superframes)이고, 비콘 전송 윈도우의 크기 W는 상기 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 수(number)이다. 도 3에서 비콘 전송 윈도우의 크기 W는 4이지만, 2 이상의 다른 값이 선택될 수도 있다. 따라서, 하나의 비콘 전송 윈도우 내에는 2개 이상의 수퍼프레임이 포함된다. 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임은 서로 동일한 길이를 갖는다.In the present invention, a beacon transmission window is defined. The beacon transmission windows are predefined consecutive superframes, and the size W of the beacon transmission window is the number of superframes included in the beacon transmission window. In FIG. 3, the size W of the beacon transmission window is 4, but two or more other values may be selected. Therefore, two or more superframes are included in one beacon transmission window. Superframes included in the beacon transmission window have the same length.

상기 수퍼프레임의 각각은 제1 시간 구간(first time period), 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간을 포함한다. 상기 제1 시간 구간, 상기 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)이다. 본 실시예에서, 상기 제1 시간 구간은 비콘 슬롯(beacon slot), 제2 시간 구간은 액티브 슬롯(active slot), 제3 시간 구간은 인액티브 슬롯(inactive slot)으로 불린다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 하나의 수퍼프레임 내에서 분할되는 시간 구간은 2개 또는 4개 이상이 될 수 있으며, 각 시간 구간의 기능도 다양하게 정의될 수 있다.Each of the superframes includes a first time period, a second time period, and a third time period. The first time interval, the second time interval, and the third time interval are exclusive of each other. In the present embodiment, the first time interval is called a beacon slot, the second time interval is called an active slot, and the third time interval is called an inactive slot. However, according to another embodiment of the present invention, the time interval divided in one superframe may be two or four or more, and the function of each time interval may be variously defined.

도 3에서 도면 부호 340은 통신 장치 A'의 수퍼프레임을 도시한 것이고, 도면 부호 350은 통신 장치 B'의 수퍼프레임을 도시한 것이다. 도 3에서, 통신 장치 A'의 비콘 전송 윈도우는 4개의 수퍼프레임을 포함한다. 제11 수퍼프레임은 비콘 슬롯(311), 액티브 슬롯(312), 인액티브 슬롯(313)을 포함한다. 제12 수퍼프레임은 비콘 슬롯(314), 액티브 슬롯(315), 인액티브 슬롯(316)을 포함한다. 제13 수퍼프레임은 비콘 슬롯(317), 액티브 슬롯(318), 인액티브 슬롯(319)을 포함한다. 제14 수퍼프레임은 비콘 슬롯(320), 액티브 슬롯(321), 인액티브 슬롯(322)을 포함한다. 통신 장치 A'는 하나의 비콘 전송 윈도우를 종료하면, 새로운 비콘 전송 윈도우를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 마찬가지로 4개의 수퍼프레임을 포함한다. In FIG. 3, reference numeral 340 denotes a superframe of communication device A ', and reference numeral 350 denotes a superframe of communication device B'. In FIG. 3, the beacon transmission window of communication device A 'includes four superframes. The eleventh superframe includes a beacon slot 311, an active slot 312, and an inactive slot 313. The twelfth superframe includes a beacon slot 314, an active slot 315, and an inactive slot 316. The thirteenth superframe includes a beacon slot 317, an active slot 318, and an inactive slot 319. The fourteenth superframe includes a beacon slot 320, an active slot 321, and an inactive slot 322. When the communication device A 'ends one beacon transmission window, it starts a new beacon transmission window. The new beacon transmission window likewise contains four superframes.

마찬가지로, 동일한 네트워크 내의 통신 장치 B'도 통신 장치 A'와 같은 비콘 전송 윈도우의 크기 W를 갖는다. 도 3에서, 통신 장치 B'는 2개의 비콘 전송 윈도우를 도시한다. 제1 비콘 전송 윈도우도 제21 수퍼프레임, 제22 수퍼프레임, 제23 수퍼프레임 및 제24 수퍼프레임을 포함한다. 도 3에서 제21 수퍼프레임과 제22 수퍼프레임은 도시되지 않았다. 제23 수퍼프레임 중 비콘 슬롯 및 액티브 슬롯은 도시되지 않았고, 인액티브 슬롯의 일부(323)가 도 3에 도시되어 있다. 제24 수퍼프레임은 비콘 슬롯(324), 액티브 슬롯(325), 인액티브 슬롯(326)을 포함한다. 제2 비콘 전송 윈도우도 제31 수퍼프레임, 제32 수퍼프레임, 제33 수퍼프레임 및 제34 수퍼프레임을 포함한다. 제31 수퍼프레임은 비콘 슬롯(327), 액티브 슬롯(328), 인액티브 슬롯(329)을 포함한다. 제32 수퍼프레임은 비콘 슬롯(330), 액티브 슬롯(331), 인액티브 슬롯(332)을 포함한다. 제33 수퍼프레임은 비콘 슬롯(333), 액티브 슬롯(334), 및 인액티브 슬롯(335)을 포함한다. 인액티브 슬롯(335)의 일부 및 제34 수퍼프레임은 도시되지 않았다. 이처럼, 통신 장치 B'도 하나의 비콘 전송 윈도우를 종료하면, 새로운 비콘 전송 윈도우를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 앞의 비콘 전송 윈도우와 동일한 개수의 수퍼프레임을 포함한다. Similarly, communication device B 'in the same network has the same size W of the beacon transmission window as communication device A'. In Fig. 3, communication device B 'shows two beacon transmission windows. The first beacon transmission window also includes a twenty-first superframe, a twenty-second superframe, a twenty-third superframe, and a twenty-fourth superframe. In FIG. 3, the twenty-first superframe and the twenty-second superframe are not shown. The beacon slots and the active slots of the twenty-third superframe are not shown, and a portion 323 of the inactive slots is shown in FIG. 3. The twenty-fourth superframe includes a beacon slot 324, an active slot 325, and an inactive slot 326. The second beacon transmission window also includes a 31st superframe, a 32nd superframe, a 33rd superframe, and a 34th superframe. The thirty-first superframe includes a beacon slot 327, an active slot 328, and an inactive slot 329. The thirty-second superframe includes a beacon slot 330, an active slot 331, and an inactive slot 332. The thirty-third superframe includes a beacon slot 333, an active slot 334, and an inactive slot 335. Some of the inactive slots 335 and 34th superframe are not shown. As such, when the communication device B 'also terminates one beacon transmission window, a new beacon transmission window is started. The new beacon transmission window also contains the same number of superframes as the previous beacon transmission window.

본 실시예에서 하나의 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 총 인터벌은 IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌(130)과 동일하다. 상기 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 총 인터벌은 비콘 슬롯(311)의 시작부터 인액티브 슬롯(322)의 끝까지가 된다. 즉, 본 발명은 IEEE 802.15.4에서의 하나의 수퍼프레임을 분할하여 복수의 수퍼프레임을 생성(construct)한다.In the present embodiment, the total interval of the superframes included in one beacon transmission window is the same as the beacon interval 130 of IEEE 802.15.4. The total interval of the superframes included in the beacon transmission window is from the beginning of the beacon slot 311 to the end of the inactive slot 322. That is, the present invention constructs a plurality of superframes by dividing one superframe in IEEE 802.15.4.

통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나를 선택한다. 통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때 확률론적(stochastically)으로 선택할 수 있다. 확률론적인 선택은 통신 장치가 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 연속된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때, 상기 선택되는 수퍼프레임이 매번 N번째(N은 1부터 W까지) 수퍼프레임으로 고정되지 않고, 변경될 가능성(possibility)이 있는 선택을 의미한다. 또는 통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때 무작위(random)로 선택할 수 있다. The communication device selects one of the superframes included in the beacon transmission window. The communication device may stochstically select one of the superframes included in the beacon transmission window. Probabilistic selection is such that when the communication device selects one of the W contiguous superframes included in the beacon transmission window, the selected superframe is not fixed to the Nth (N is 1 to W) superframe each time and is changed. Means a choice that is likely to be Alternatively, the communication device may randomly select one of the superframes included in the beacon transmission window.

통신 장치 A'는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 제2 수퍼프레임을 선택하였다. 통신 장치 B'는 제2 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 제31 수퍼프레임을 선택하였다. 본 발명에서는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 선택된 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서만 비콘을 전송하고, 선택되지 않은 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서는 비콘을 전송하지 않는다.The communication device A 'selects a second superframe among the superframes included in the beacon transmission window. The communication device B 'selects the 31st superframe among the superframes included in the second beacon transmission window. In the present invention, the beacon is transmitted only in the beacon slot of the selected superframe among the superframes included in the beacon transmission window, and the beacon is not transmitted in the beacon slot of the unselected superframe.

본 발명에서 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 연속된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때, 확률론적 또는 무작위로 선택한다. 따라서, 네트워크 내의 2 통신 장치가 송신한 비콘이 서로 충돌하더라도, 상기 비콘의 충돌이 영속적이지는 않다. 예를 들어, 도 3에서 장치 A' 및 장치 B'가 동일한 시각에 비콘 전송 윈도우를 시작하고, 상기 비콘 전송 윈도우 내에서 동일한 시각에 시작되는 수퍼프레임을 서로 선택하였다고 하더라도, 그 다음 비콘 전송 윈도우에서는 서로 다른 수퍼프레임을 선택할 수 있다. 따라서, 영속적 비콘 충돌은 발생되지 않으며, 따라서 서비스 홀 문제도 해결된다.In the present invention, when one of the W consecutive superframes included in the beacon transmission window is selected, randomly or randomly. Therefore, even if the beacons transmitted by two communication apparatuses in the network collide with each other, the collision of the beacons is not persistent. For example, even though device A 'and device B' in FIG. 3 start a beacon transmission window at the same time and select superframes starting at the same time within the beacon transmission window, in the next beacon transmission window, You can choose different superframes. Thus, no persistent beacon collisions occur, thus solving the service hall problem.

통신 장치 A'는 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각 을 시작(start)할 때, 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임인지 여부를 판단한다. The communication device A 'determines whether the starting superframe is a selected superframe when starting each of the W consecutive superframes included in the beacon transmission window.

예정 시각(scheduled time)에, 통신 장치 A'는 제11 수퍼프레임을 시작하려고 한다. 이때, 시작할 수퍼프레임인 제11 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이 아니므로, 통신 장치 A'는 제11 수퍼프레임의 비콘 슬롯(311)에서 비콘을 전송하지 않고, 수퍼프레임을 시작한다. 즉, 비콘 슬롯(311)에서 비콘을 전송하지 않으므로, 비콘 슬롯(311)은 빈 슬롯(vacant slot)이 된다. 통신 장치 A'는 비록 비콘 슬롯(311)에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 타이머(timer)에 의하여 액티브 슬롯(312)을 시작할 시간이 되었을 때는, 액티브 슬롯(312)을 시작한다. 통신 장치 A'는 액티브 슬롯(312)에서 데이터를 송신하거나 수신 대기(waiting for receiving data)한다. 종래의 하드 타임 비콘 스킴에서 수퍼프레임은 항상 비콘의 전송에 의하여 시작되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 비콘의 전송 없이 시작하는 수퍼프레임이 존재한다. 본 발명에서 제11 수퍼프레임, 제13 수퍼프레임, 및 제14 수퍼프레임은 비콘의 전송 없이도 시작되는 수퍼프레임이다. 본 발명에서 비콘의 전송 없이도 타이머에 의하여 시작되는 수퍼프레임을 타이머에 의한 수퍼프레임(superframe by timer)라고 부른다.At a scheduled time, communication device A 'attempts to start an eleventh superframe. At this time, since the eleventh superframe, which is the starting superframe, is not the selected superframe, the communication device A 'starts the superframe without transmitting a beacon in the beacon slot 311 of the eleventh superframe. That is, since the beacon slot 311 does not transmit the beacon, the beacon slot 311 becomes an empty slot (vacant slot). Although the communication device A 'has not transmitted the beacon in the beacon slot 311, when it is time to start the active slot 312 by a timer, it starts the active slot 312. Communication device A 'transmits or waits for receiving data in active slot 312. In the conventional hard time beacon scheme, the superframe has always started by transmitting beacons. However, according to the present invention, there is a superframe starting without transmission of beacons. In the present invention, the eleventh superframe, the thirteenth superframe, and the fourteenth superframe are superframes started without transmission of beacons. In the present invention, a superframe started by a timer without transmitting a beacon is called a superframe by a timer.

마찬가지로, 통신 장치 A'는 비콘 슬롯(311)에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 액티브 슬롯(312)이 종료되면 인액티브 슬롯(313)을 시작하여 인액티브 슬롯(313) 동안 수면(sleep)한다. 통신 장치의 경우 전력 소비를 최소화하는 것이 매우 중요하다. 그런데, 본 발명에 따르면, 통신 장치는 비콘을 전송하지 않은 경 우에도 인액티브 슬롯에서 수면을 할 수 있기 때문에, 통신 장치의 전력 소비를 최소화할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면, 비콘을 전송하지 않은 경우에도 하드 타임 비콘의 특징이 유지된다.Similarly, although the communication device A 'has not transmitted the beacon in the beacon slot 311, when the active slot 312 ends, the inactive slot 313 starts and sleeps during the inactive slot 313. For communication devices it is very important to minimize power consumption. However, according to the present invention, since the communication device can sleep in the inactive slot even when not transmitting the beacon, it is possible to minimize the power consumption of the communication device. As such, according to the present invention, even when the beacon is not transmitted, the characteristics of the hard time beacon are maintained.

인액티브 슬롯(313)이 종료되면, 통신 장치는 다음 수퍼프레임이 제12 수퍼프레임의 시작을 준비한다. 통신 장치 A'는 제12 수퍼프레임을 시작(start)할 때, 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임인지 여부를 판단한다. 본 실시예에서는 제12 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이다.When inactive slot 313 ends, the communication device prepares for the next superframe to begin the twelfth superframe. When starting the twelfth superframe, the communication device A 'determines whether the starting superframe is the selected superframe. In the present embodiment, the twelfth superframe is the selected superframe.

예정 시각(scheduled time)에, 통신 장치 A'는 제12 수퍼프레임을 시작하려고 한다. 이때, 시작할 수퍼프레임인 제12 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이므로, 통신 장치 A'는 제12 수퍼프레임의 비콘 슬롯(314)에서 비콘을 전송하고, 수퍼프레임을 시작한다. 통신 장치 A'는 비콘 슬롯(311)에서 비콘을 전송한 후, 액티브 슬롯(312)을 시작한다. 통신 장치 A'는 액티브 슬롯(312)에서 데이터를 송신하거나 수신 대기(waiting for receiving data)한다. 본 발명에서 제12 수퍼프레임은 비콘의 전송에 의하여 시작되는 수퍼프레임이다. 본 발명에서 이와 같이 비콘의 전송에 의하여 시작되는 수퍼프레임을 비콘에 의한 수퍼프레임(superframe by beacon)이라고 부른다. 다음으로 통신 장치 A'는 액티브 슬롯(312)이 종료되면 인액티브 슬롯(313)을 시작하여 인액티브 슬롯(313) 동안 수면(sleep)한다.At a scheduled time, communication device A 'attempts to start a twelfth superframe. At this time, since the twelfth superframe that is the starting superframe is the selected superframe, the communication device A 'transmits a beacon in the beacon slot 314 of the twelfth superframe, and starts the superframe. The communication device A 'starts the active slot 312 after transmitting the beacon in the beacon slot 311. Communication device A 'transmits or waits for receiving data in active slot 312. In the present invention, the twelfth superframe is a superframe started by transmission of a beacon. In the present invention, the superframe started by transmission of the beacon is called a superframe by beacon. Next, when the active slot 312 ends, the communication device A 'starts the inactive slot 313 and sleeps during the inactive slot 313.

그리고 다시 예정 시각(scheduled time)에, 통신 장치 A'는 제13 수퍼프레임을 시작하려고 한다. 이때, 시작할 수퍼프레임인 제13 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이 아니므로, 통신 장치 A'는 제13 수퍼프레임의 비콘 슬롯(317)에서 비콘을 전송하지 않고, 수퍼프레임을 시작한다. 이후에는 제11 수퍼프레임과 마찬가지로, 액티브 슬롯(318) 및 인액티브 슬롯(319)을 시작한다.And again at scheduled time, communication device A 'attempts to start a thirteenth superframe. At this time, since the thirteenth superframe that is the starting superframe is not the selected superframe, the communication device A 'starts the superframe without transmitting a beacon in the beacon slot 317 of the thirteenth superframe. Thereafter, like the eleventh superframe, the active slot 318 and the inactive slot 319 are started.

제13 수퍼프레임 및 제14 수퍼프레임이 종료되면, 통신 장치 A'는 새로운 비콘 전송 윈도우를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 앞의 비콘 전송 윈도우와 같이 W개의 수퍼프레임을 포함한다. 본 실시예에서 W는 4이다. 상기 W개의 수퍼프레임 중 하나의 수퍼프레임이 선택되어 비콘에 의한 수퍼프레임이 되고, 나머지 선택되지 않은 W-1개의 수퍼프레임은 타이머에 의한 수퍼프레임이 된다.When the thirteenth superframe and the fourteenth superframe are terminated, the communication device A 'starts a new beacon transmission window. The new beacon transmission window, like the previous beacon transmission window, contains W superframes. W is 4 in this embodiment. One superframe of the W superframes is selected to be a superframe by beacons, and the remaining W-1 superframes are superframes by a timer.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 수퍼프레임 중 선택된 하나의 수퍼프레임을 제외한 나머지 W-1개의 수퍼프레임 중 적어도 하나의 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 않고, 타이머에 의한 수퍼프레임을 시작할 수 있다. 이 경우, 하나의 비콘 전송 윈도우 내에서 2개 이상의 비콘 슬롯에서 비콘이 전송될 수도 있다.According to another embodiment of the present invention, without transmitting a beacon in the beacon slot of at least one superframe of the remaining W-1 superframe except for the selected one of the W superframe included in the beacon transmission window. You can start a superframe by the timer. In this case, beacons may be transmitted in two or more beacon slots within one beacon transmission window.

본 발명에서 비콘 슬롯에서 비콘이 전송되지 않는 경우가 있다고 하더라도 비콘 인터벌(360)은 인접한 비콘 슬롯 간의 인터벌로 정의된다. 본 실시예의 경우, 하나의 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 총 인터벌은 IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌과 동일하다. 따라서, 하나의 비콘 전송 윈도우가 W개의 연속된 수퍼프레임을 포함하면, 본 실시예에서의 비콘 인터벌(360)은 IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌의 1/W가 된다.Although the beacon is not transmitted in the beacon slot in the present invention, the beacon interval 360 is defined as an interval between adjacent beacon slots. In the present embodiment, the total interval of superframes included in one beacon transmission window is the same as the beacon interval of IEEE 802.15.4. Therefore, if one beacon transmission window includes W consecutive superframes, the beacon interval 360 in this embodiment becomes 1 / W of the beacon interval of IEEE 802.15.4.

또한, IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌 중에 비콘이 한 번 전송되는 것과 같이, 본 발명에서도, IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌과 동일한 시간 동안에 비콘이 한 번 전송되는 것이 보장된다. 따라서, 비콘을 오래 대기하는 문제는 발생되지 않는다. 또한, 본 발명에서 비콘 전송 윈도우 동안의 총 액티브 슬롯의 시간 및 총 인액티브 슬롯의 시간도 전체적으로 IEEE 802.15.4에서의 비콘 인터벌 내 액티브 슬롯의 시간 및 인액티브 슬롯의 시간과 동일하게 되므로, IEEE 802.15.4와 조화를 이룬다.In addition, as in the present invention, as a beacon is transmitted once during the beacon interval of IEEE 802.15.4, it is also guaranteed that the beacon is transmitted once during the same time as the beacon interval of IEEE 802.15.4. Therefore, the problem of waiting a long beacon does not arise. In addition, in the present invention, the time of the total active slot and the time of the inactive slot during the beacon transmission window are also the same as the time of the active slot and the time of the inactive slot in the beacon interval as a whole in IEEE 802.15.4. In harmony with .4.

도 4는 본 발명의 일례에 따른 하드 타임 비콘 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a procedure of a hard time beacon transmission method according to an example of the present invention.

단계(401)에서 통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나의 수퍼프레임을 선택한다. 비콘 전송 윈도우는 미리 정의된 W개의 연속된 수퍼프레임(consecutive superframes)이고, 비콘 전송 윈도우의 크기 W는 상기 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 수(number)로, 2 이상이다. 상기 W개의 수퍼프레임 중 하나의 수퍼프레임이 선택되어 비콘에 의한 수퍼프레임이 되고, 나머지 선택되지 않은 W-1개의 수퍼프레임은 타이머에 의한 수퍼프레임이 된다.In step 401, the communication device selects one of the superframes included in the beacon transmission window. The beacon transmission window is predefined W consecutive superframes (consecutive superframes), the size W of the beacon transmission window is the number of superframes included in the beacon transmission window, the number (2) or more. One superframe of the W superframes is selected to be a superframe by beacons, and the remaining W-1 superframes are superframes by a timer.

상기 수퍼프레임의 각각은 제1 시간 구간(first time period), 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간을 포함한다. 상기 제1 시간 구간, 상기 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)이다. 본 실시예에서, 상기 제1 시간 구간은 비콘 슬롯(beacon slot), 제2 시간 구간은 액티브 슬롯(active slot), 제3 시간 구간은 인액티브 슬롯(inactive slot)으로 불린다. 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임은 서로 동일한 길이를 갖는다.Each of the superframes includes a first time period, a second time period, and a third time period. The first time interval, the second time interval, and the third time interval are exclusive of each other. In the present embodiment, the first time interval is called a beacon slot, the second time interval is called an active slot, and the third time interval is called an inactive slot. Superframes included in the beacon transmission window have the same length.

통신 장치는 하나의 비콘 전송 윈도우를 종료하면, 새로운 비콘 전송 윈도우 를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 마찬가지로 W개의 수퍼프레임을 포함한다. 본 실시예에서 하나의 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 연속된 수퍼프레임의 총 인터벌은 IEEE 802.15.4의 비콘 인터벌(130)과 동일하다. 상기 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임의 총 인터벌은 도 3에서 설명한 바와 같다. When the communication device exits one beacon transmission window, it starts a new beacon transmission window. The new beacon transmission window likewise contains W superframes. In this embodiment, the total interval of W consecutive superframes included in one beacon transmission window is the same as the beacon interval 130 of IEEE 802.15.4. The total interval of the superframes included in the beacon transmission window is as described with reference to FIG. 3.

통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때 확률론적(stochastically)으로 선택할 수 있다. 확률론적인 선택은 통신 장치가 비콘 전송 윈도우에 포함된 W개의 연속된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때, 상기 선택되는 수퍼프레임이 매번 N번째(N은 1부터 W까지) 수퍼프레임으로 고정되지 않고, 변경될 가능성(possibility)이 있는 선택을 의미한다. 또는 통신 장치는 비콘 전송 윈도우에 포함된 수퍼프레임 중 하나를 선택할 때 무작위(random)로 선택할 수 있다.The communication device may stochstically select one of the superframes included in the beacon transmission window. Probabilistic selection is such that when the communication device selects one of the W contiguous superframes included in the beacon transmission window, the selected superframe is not fixed to the Nth (N is 1 to W) superframe each time and is changed. Means a choice that is likely to be Alternatively, the communication device may randomly select one of the superframes included in the beacon transmission window.

단계(402)에서 통신 장치는 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작할 예정 시간(scheduled time)이 되었는지 판단한다. 예정 시간이 되었으면, 통신 장치는 단계(403)를 수행한다. 비콘 슬롯은 매우 작은 시간 인터벌이므로, 타이머는 비콘 인터벌(360)과 실질적으로 동일한 시간 간격으로 타이머 이벤트를 발생시킨다. 상기 타이머 이벤트에 의하여 통신 장치는 비콘 인터벌(360)마다 깨어나서 타이머에 의한 수퍼프레임 또는 비콘에 의한 수퍼프레임을 시작한다.In step 402, the communication device determines whether a scheduled time has started for each of the W consecutive superframes. If the scheduled time has come, the communication device performs step 403. Since the beacon slot is a very small time interval, the timer generates a timer event at substantially the same time interval as the beacon interval 360. In response to the timer event, the communication device wakes up every beacon interval 360 and starts a superframe by the timer or a superframe by the beacon.

단계(403)에서 통신 장치는 상기 예정 시간이 되었을 때, 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임인지 판단한다.In step 403, the communication device determines whether the starting superframe is the selected superframe when the predetermined time comes.

단계(403)에서의 판단 결과, 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이면, 단계(404)에서 통신 장치는 상기 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서 비콘을 전송한다.If it is determined in step 403 that the starting superframe is the selected superframe, then in step 404 the communication device sends a beacon in the beacon slot of the superframe.

비콘 슬롯에서 비콘을 전송한 후, 통신 장치는 단계(405)에서 액티브 슬롯을 시작한다. 통신 장치는 액티브 슬롯에서 데이터를 송신하거나 수신 대기(waiting for receiving data)한다. 이 수퍼프레임은 비콘의 전송에 의하여 시작되는 수퍼프레임이므로, 비콘에 의한 수퍼프레임(superframe by beacon)이다. After transmitting the beacon in the beacon slot, the communication device starts the active slot in step 405. The communication device transmits or waits for receiving data in an active slot. Since this superframe is a superframe started by transmission of beacons, it is a superframe by beacons.

다음으로 통신 장치는 액티브 슬롯이 종료되면, 단계(406)에서 인액티브 슬롯을 시작하여 인액티브 슬롯 동안 수면(sleep)한다. 그리고, 다시 단계(403)로 돌아가 다음에 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임인지를 판단한다.Next, when the active slot ends, the communication device starts an inactive slot at step 406 to sleep during the inactive slot. Returning to step 403 again, it is determined whether the next superframe to be started is the selected superframe.

단계(403)에서의 판단 결과, 시작할 수퍼프레임이 선택된 수퍼프레임이 아니면, 단계(407)에서 통신 장치는 상기 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 않고, 수퍼프레임을 시작한다.As a result of the determination in step 403, if the starting superframe is not the selected superframe, in step 407, the communication device starts the superframe without transmitting a beacon in the beacon slot of the superframe.

통신 장치는 비록 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 단계(408)에서, 타이머(timer)에 의하여 액티브 슬롯을 시작할 시간이 되었을 때는, 액티브 슬롯을 시작한다. 통신 장치는 액티브 슬롯에서 데이터를 송신하거나 수신 대기한다. 종래의 하드 타임 비콘 스킴에서 수퍼프레임은 항상 비콘의 전송에 의하여 시작되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 비콘의 전송 없이 시작하는 수퍼프레임이 존재한다. 본 수퍼프레임은 비콘의 전송 없이도 시작되는 수퍼프레임으로, 타이머에 의한 수퍼프레임(superframe by timer)이다.Although the communication device did not transmit the beacon in the beacon slot, in step 408, when it is time to start the active slot by a timer, it starts the active slot. The communication device transmits or waits for data in the active slot. In the conventional hard time beacon scheme, the superframe has always started by transmitting beacons. However, according to the present invention, there is a superframe starting without transmission of beacons. This superframe is a superframe that starts without beacon transmission and is a superframe by timer.

마찬가지로, 통신 장치는 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 액티브 슬롯이 종료되면, 단계(409)에서 인액티브 슬롯을 시작하여 인액티브 슬롯 동 안 수면(sleep)한다. 발명에 따르면, 통신 장치는 비콘을 전송하지 않은 경우에도 인액티브 슬롯에서 수면을 할 수 있기 때문에, 통신 장치의 전력 소비를 최소화할 수 있다. 단계(409)에서 인액티브 슬롯이 종료되면, 통신 장치는 단계(403)로 돌아가 다음 수퍼프레임의 시작을 준비한다. Similarly, the communication device did not transmit a beacon in the beacon slot, but when the active slot ends, the inactive slot is started in step 409 to sleep during the inactive slot. According to the invention, since the communication device can sleep in the inactive slot even without transmitting the beacon, it is possible to minimize the power consumption of the communication device. When the inactive slot ends in step 409, the communication device returns to step 403 to prepare for the start of the next superframe.

하나의 비콘 전송 윈도우가 종료되면, 통신 장치는 새로운 비콘 전송 윈도우를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 앞의 비콘 전송 윈도우와 같이 W개의 수퍼프레임을 포함한다. 상기 W개의 수퍼프레임 중 하나의 수퍼프레임이 선택되어 비콘에 의한 수퍼프레임이 되고, 나머지 선택되지 않은 W-1개의 수퍼프레임은 타이머에 의한 수퍼프레임이 된다.When one beacon transmission window ends, the communication device starts a new beacon transmission window. The new beacon transmission window, like the previous beacon transmission window, contains W superframes. One superframe of the W superframes is selected to be a superframe by beacons, and the remaining W-1 superframes are superframes by a timer.

도 5는 본 발명의 다른 일례에 따른 하드 타임 비콘 전송 방법의 순서를 도시한 흐름도이다. 도 5는 도 4의 실시예를 보다 구체화한 실시예이다.5 is a flowchart illustrating a procedure of a hard time beacon transmission method according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG. 5 shows an embodiment of the embodiment of FIG. 4 in more detail.

먼저, 비콘 전송 윈도우가 정의된다. 비콘 전송 윈도우는 미리 정의된 W개의 연속된 수퍼프레임(consecutive superframes)이다. 비콘 전송 윈도우의 크기 W는 미리 정의된 상기 비콘 전송 윈도우에 포함된 연속된 수퍼프레임의 수(number)로, 2 이상이다. 상기 수퍼프레임의 각각은 제1 시간 구간(first time period), 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간을 포함한다. 상기 제1 시간 구간, 상기 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)이다. 본 실시예에서, 상기 제1 시간 구간은 비콘 슬롯(beacon slot), 제2 시간 구간은 액티브 슬롯(active slot), 제3 시간 구간은 인액티브 슬롯(inactive slot)으로 불린다.First, a beacon transmission window is defined. The beacon transmission window is predefined W consecutive superframes. The size W of the beacon transmission window is a number of consecutive superframes included in the beacon transmission window, which is predefined, and is two or more. Each of the superframes includes a first time period, a second time period, and a third time period. The first time interval, the second time interval, and the third time interval are exclusive of each other. In the present embodiment, the first time interval is called a beacon slot, the second time interval is called an active slot, and the third time interval is called an inactive slot.

단계(501)에서 통신 장치는 0부터 W-1의 값 중 하나를 비콘 전송 카운 터(beacon transmission counter) C로 선택한다. 통신 장치는 비콘 전송 카운터 C를 선택할 때, 0부터 W-1의 값 중 하나를 확률론적(stochastically) 또는 무작위로 선택할 수 있다.In step 501 the communication device selects one of the values from 0 to W-1 as the beacon transmission counter C. When the communication device selects the beacon transmission counter C, it may select stochastically or randomly one of the values from 0 to W-1.

단계(502)에서 통신 장치는 W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작할 예정 시간(scheduled time)이 되었는지 판단한다. 예정 시간이 되었으면, 통신 장치는 단계(503)를 수행한다. 비콘 슬롯은 매우 작은 시간 인터벌이므로, 타이머는 비콘 인터벌(360)과 실질적으로 동일한 시간 간격으로 타이머 이벤트를 발생시킨다. 상기 타이머 이벤트에 의하여 통신 장치는 비콘 인터벌(360)마다 깨어난다.In step 502, the communication device determines whether a scheduled time has started for each of the W consecutive superframes. If the scheduled time has come, the communication device performs step 503. Since the beacon slot is a very small time interval, the timer generates a timer event at substantially the same time interval as the beacon interval 360. The communication device wakes up every beacon interval 360 by the timer event.

단계(503)에서 통신 장치는 예정된 사간에 수퍼프레임을 시작할 때, 비콘 전송 카운터가 0인지 판단한다.In step 503, the communication device determines if the beacon transmission counter is zero when starting the superframe between scheduled times.

단계(503)에서의 판단 결과, 비콘 전송 카운터가 0이면, 단계(504)에서 통신 장치는 상기 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서 비콘을 전송한다.As a result of the determination in step 503, if the beacon transmission counter is zero, in step 504 the communication device transmits a beacon in the beacon slot of the superframe.

비콘 슬롯에서 비콘을 전송한 후, 통신 장치는 단계(505)에서 액티브 슬롯을 시작한다. 통신 장치는 액티브 슬롯에서 데이터를 송신하거나 수신 대기(waiting for receiving data)한다. 이 수퍼프레임은 비콘의 전송에 의하여 시작되는 수퍼프레임이므로, 비콘에 의한 수퍼프레임(superframe by beacon)이다. After transmitting the beacon in the beacon slot, the communication device starts the active slot in step 505. The communication device transmits or waits for receiving data in an active slot. Since this superframe is a superframe started by transmission of beacons, it is a superframe by beacons.

다음으로 통신 장치는 액티브 슬롯이 종료되면, 단계(506)에서 인액티브 슬롯을 시작하여 인액티브 슬롯 동안 수면(sleep)한다. 그리고, 다시 단계(503)로 돌아간다.Next, when the active slot ends, the communication device starts an inactive slot at step 506 to sleep during the inactive slot. Then, the process returns to step 503 again.

단계(503)에서의 판단 결과, 비콘 전송 카운터가 0이 아니면, 단계(507)에서 통신 장치는 상기 수퍼프레임의 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 않고, 수퍼프레임을 시작한다. 즉, 비콘의 전송을 스킵(skip)한다. 그리고 비콘 전송 카운터가 1 감소된다.If the beacon transmission counter is not zero as a result of the determination in step 503, then in step 507, the communication device does not transmit a beacon in the beacon slot of the superframe, and starts the superframe. That is, the transmission of the beacon is skipped. And the beacon transmission counter is decremented by one.

통신 장치는 비록 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 단계(508)에서, 타이머(timer)에 의하여 액티브 슬롯을 시작할 시간이 되었을 때는, 액티브 슬롯을 시작한다. 통신 장치는 액티브 슬롯에서 데이터를 송신하거나 수신 대기한다. 종래의 하드 타임 비콘 스킴에서 수퍼프레임은 항상 비콘의 전송에 의하여 시작되었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 비콘의 전송 없이 시작하는 수퍼프레임이 존재한다. 본 수퍼프레임은 비콘의 전송 없이도 시작되는 수퍼프레임으로, 타이머에 의한 수퍼프레임(superframe by timer)이다.Although the communication device did not transmit the beacon in the beacon slot, in step 508, when it is time to start the active slot by a timer, it starts the active slot. The communication device transmits or waits for data in the active slot. In the conventional hard time beacon scheme, the superframe has always started by transmitting beacons. However, according to the present invention, there is a superframe starting without transmission of beacons. This superframe is a superframe that starts without beacon transmission and is a superframe by timer.

마찬가지로, 통신 장치는 비콘 슬롯에서 비콘을 전송하지 아니하였지만, 액티브 슬롯이 종료되면, 단계(509)에서 인액티브 슬롯을 시작하여 인액티브 슬롯 동안 수면(sleep)한다. 단계(509)에서 인액티브 슬롯이 종료되면, 통신 장치는 단계(503)로 돌아가 다음 수퍼프레임의 시작을 준비한다. Similarly, the communication device did not transmit a beacon in the beacon slot, but when the active slot is terminated, it starts the inactive slot in step 509 and sleeps during the inactive slot. When the inactive slot ends in step 509, the communication device returns to step 503 to prepare for the start of the next superframe.

하나의 비콘 전송 윈도우가 종료되면, 통신 장치는 새로운 비콘 전송 윈도우를 시작한다. 새로운 비콘 전송 윈도우도 앞의 비콘 전송 윈도우와 같이 W개의 수퍼프레임을 포함한다. 상기 W개의 수퍼프레임 중 하나의 수퍼프레임이 선택되어 비콘에 의한 수퍼프레임이 되고, 나머지 선택되지 않은 W-1개의 수퍼프레임은 타이머에 의한 수퍼프레임이 된다.When one beacon transmission window ends, the communication device starts a new beacon transmission window. The new beacon transmission window, like the previous beacon transmission window, contains W superframes. One superframe of the W superframes is selected to be a superframe by beacons, and the remaining W-1 superframes are superframes by a timer.

또한 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 상기 매체는 프로그램 명령, 데이터 구조 등을 지정하는 신호를 전송하는 반송파를 포함하는 광 또는 금속선, 도파관 등의 전송 매체일 수도 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the invention also include computer-readable media containing program instructions for performing various computer-implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The media may be program instructions that are specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. The medium may be a transmission medium such as an optical or metal line, a wave guide, or the like, including a carrier wave for transmitting a signal designating a program command, a data structure, or the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

이상에서 본 발명은 IEEE 802.15.4와 연관되어 설명되었지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태의 무선 네트워크 환경에도 적용될 수 있다.Although the present invention has been described in connection with IEEE 802.15.4, the present invention is not limited thereto and may be applied to other types of wireless network environments.

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.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

본 발명에 따르면, 네트워크 내의 노드들이 하드 타임 비콘을 사용하면서도 서비스 홀 문제를 극복할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 하드 타임 비콘 스킴에서 발생하는 영속적인 비콘 충돌이 제거되므로, 영속적인 비콘 충돌로 야기되는 문제, 예를 들어 새로운 노드가 조인할 수 없는 문제 등이 해결된다. 또한, 본 발명은 이러한 문제의 해결을 매우 작은 오버헤드를 가지고 가능하게 하였다.According to the present invention, nodes in the network can overcome the service hole problem while using hard time beacons. That is, according to the present invention, since the persistent beacon collision occurring in the hard time beacon scheme is eliminated, a problem caused by the persistent beacon collision, for example, a problem that a new node cannot join, etc. is solved. In addition, the present invention has made it possible to solve this problem with very little overhead.

Claims (29)

통신 장치에 있어서,In a communication device, W개의 연속된 수퍼프레임(W consecutive superframes) 중 하나의 수퍼프레임을 선택하고, W개의 연속된 수퍼프레임의 각각을 시작(start)할 때, 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하지 않고 상기 수퍼프레임을 시작하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.When selecting one of the W consecutive superframes and starting each of the W consecutive superframes, if the starting superframe is not the selected superframe, the superframe And start the superframe without transmitting a beacon in a first time interval of. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 선택된 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서는 비콘(beacon)을 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And transmitting a beacon in a first time interval of the selected superframe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 선택된 하나의 수퍼프레임은 상기 W개의 수퍼프레임 중 확률론적(stochastically)으로 선택되는 것을 특징으로 하는 통신 장치.Wherein the selected one superframe is stochastically selected from among the W superframes. 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수퍼프레임의 각각은 제1 시간 구간(first time period) 및 제2 시간 구간을 포함하고, 상기 제1 시간 구간 및 상기 제2 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)이고, 상기 W는 2 이상인 것을 특징으로 하는 통신 장치.Each of the superframes includes a first time period and a second time period, wherein the first time period and the second time period are exclusive of each other, and W is 2 The communication device characterized by the above-mentioned. 제5항에 있어서, The method of claim 5, 상기 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이면, 상기 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서 비콘(beacon)을 전송하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And if the starting superframe is the selected superframe, transmitting a beacon in a first time interval of the superframe. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제2 시간 구간에서 데이터를 송신하거나 수신 대기하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And if the starting superframe is not the selected superframe, transmitting or waiting to receive data in a second time interval of the superframe. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 수퍼프레임의 각각은 제3 시간 구간을 더 포함하고, 상기 제1 시간 구간, 상기 제2 시간 구간, 및 제3 시간 구간은 서로 배타적(exclusive of each other)인 것을 특징으로 하는 통신 장치.Each of the superframes further includes a third time interval, wherein the first time interval, the second time interval, and the third time interval are exclusive of each other. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 시작할 수퍼프레임이 상기 선택된 수퍼프레임이 아니면, 상기 수퍼프레임의 제3 시간 구간에서 수면(sleep)하는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And if the starting superframe is not the selected superframe, sleep in a third time interval of the superframe. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 W개의 수퍼프레임 중 상기 선택된 하나의 수퍼프레임을 제외한 나머지 W-1개의 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서는 비콘을 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And a beacon is not transmitted in a first time interval of the remaining W-1 superframes except for the selected one of the W superframes. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 W개의 수퍼프레임 중 상기 선택된 하나의 수퍼프레임을 제외한 나머지 W-1개의 수퍼프레임 중 적어도 하나의 수퍼프레임의 제1 시간 구간에서는 비콘을 전송하지 않는 것을 특징으로 하는 통신 장치.And a beacon is not transmitted in a first time interval of at least one superframe of the remaining W-1 superframes except for the selected one of the W superframes. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020060117058A 2006-08-03 2006-11-24 Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof KR101352263B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/833,655 US8126005B2 (en) 2006-08-03 2007-08-03 Beacon transmission method and beacon transmission apparatus

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US83511006P 2006-08-03 2006-08-03
US60/835,110 2006-08-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080012730A KR20080012730A (en) 2008-02-12
KR101352263B1 true KR101352263B1 (en) 2014-01-17

Family

ID=39340806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060117058A KR101352263B1 (en) 2006-08-03 2006-11-24 Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101352263B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101941848B1 (en) 2013-08-12 2019-01-25 삼성전자주식회사 Transmission node for energy saving of reception node, the reception node, and communication method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076543A1 (en) 2004-02-06 2005-08-18 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Beaconing protocol for ad-hoc networks
US20050286480A1 (en) 2004-06-24 2005-12-29 Oki Electric Industry Co., Ltd. Radio apparatus joining an IBSS or ad hoc network
KR20060073419A (en) * 2004-06-14 2006-06-28 삼성전자주식회사 Power saving system in distributed wireless personal area network and method thereof
KR20060134526A (en) * 2005-06-23 2006-12-28 중앙대학교 산학협력단 Distributed beacon conflict avoidance method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005076543A1 (en) 2004-02-06 2005-08-18 Koninklijke Philips Electronics, N.V. Beaconing protocol for ad-hoc networks
KR20060073419A (en) * 2004-06-14 2006-06-28 삼성전자주식회사 Power saving system in distributed wireless personal area network and method thereof
US20050286480A1 (en) 2004-06-24 2005-12-29 Oki Electric Industry Co., Ltd. Radio apparatus joining an IBSS or ad hoc network
KR20060134526A (en) * 2005-06-23 2006-12-28 중앙대학교 산학협력단 Distributed beacon conflict avoidance method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080012730A (en) 2008-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101138900B1 (en) Beaconing protocol for ad-hoc networks
US8320340B2 (en) Distributed wireless medium access control protocol for ad-hoc networks
JP4630875B2 (en) Method and wireless device for saving power
JP4703562B2 (en) Method and apparatus for simplifying data transmission
KR100932909B1 (en) Coordinator device and its operation method in wireless sensor network
US20100110888A1 (en) Method of preventing data collosions in beacon-enabled zigbee system having tree routing scheme
US8200234B2 (en) Method and apparatus for allocating radio resource in wireless sensor network
JP2008099280A (en) Communication system
US8126005B2 (en) Beacon transmission method and beacon transmission apparatus
JP2005094169A (en) Wireless communication system, wireless communication device and wireless communications method, and computer program
WO2007052709A1 (en) Time synchronization method, and communication apparatus and nodes used therein
Liu et al. TAS-MAC: A traffic-adaptive synchronous MAC protocol for wireless sensor networks
US20100157961A1 (en) Method and Apparatus for Scheduling Communication Traffic Flows
US20110002252A1 (en) Frame structure for piconet master node on/off scheduling and method thereof
KR101352263B1 (en) Stochastic Beacon Transmission Method and Apparatus Thereof
EP2256993B1 (en) Method for accessing a communication channel for communication networks
KR101255535B1 (en) Superframe structure and beacon scheduling method for mesh networking
JP2005159771A (en) Radio communication apparatus, radio communication method, radio communication system, and computer program
WO2005053245A3 (en) Arbitrating access to a timeslot based on a priority scheme in a tdma network with asynchronous hub
JP2007060566A (en) Radio device, radio connection method, and program
EP2179623B1 (en) Medium reservation announcement
Huang et al. TAS-MAC: A traffic-adaptive synchronous MAC protocol for wireless sensor networks
JP2009272662A (en) Communication base station apparatus, and communication system
JP5617001B2 (en) How to generate report messages in a network
JP5571856B2 (en) Managing traffic load for uplink network traffic

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170102

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191226

Year of fee payment: 7